Brevet FR2734810A1 — publié le 19961206

Procédé d'épuration d'une eau contenant une charge polluante, et additif Dour ia mise en oeuvre du procédé L'invention concerne un procédé d'épuration d'une eau contenant une charge polluante, ainsi qu'un additif pour la mise en oeuvre du procédé. Les études et expériences ayant permis l'obtention des résultats de l'invention ont été réalisées grâce à la collaboration de l'équipe de Monsieur Jean CANTET de l'uni- versité de Recherche des Procédés Biologiques à l'INSA de Toulouse et grâce à la collaboration de l'Equipe de Monsieur Alain GRASMICK du Département des Sciences et Technologies de l'Eau de l'institut des Sciences de l'ingénieur de Montpellier. L'invention s'applique de façon générale à l'épuration et à la purification des eaux à l'aide d'unités de traitement fonctionnant par voie chimique, par voie physico-chimique, ou encore par voie biologique. Le terme "eau" entend désigner présentement, soit une eau usée d'origine industrielle ou communale, soit une eau à potabiliser. Le terme "épuration" entend désigner aussi bien une épuration d'eaux usées, qu'une épuration en vue d'obtenir une eau potable. L'expression "charge polluante" entend désigner présentement tous les composés de toutes natures chImique5 organiques ou inorganiques rendant soit une eau usée impropre à la vie piscicole (donc son rejet en rivière), soit une eau à potabiliser impropre à la consommation. Cette charge polluante est exprimée par son flux à l'entrée de l'unité d'épuration, c'est-à-dire la masse rapportée à l'unité de temps, qu'elle décrive une pollution carbonée (DCO ou DBO), une pollution particulaire (MES), une pollution azotée (N-NH4, N-NO3, N total) ou une pollution phosphorée (P-PO4, P total). DCO désigne la demande chimique en oxygène, exprimée en mg/litre d'équivalents du dioxygène. DBO désigne la demande biologique en oxygène exprimée en mg/litre d'équivalents du dioxygène. MES désigne les Matières en Suspension exprimées en mg/litre. N-NH4 désigne la teneur en azote ammoniacal exprimée en mg/litre. N-NO3 désigne la teneur en azote nitrique exprimée en mg/litre. N total désigne la teneur totale en azote exprimée en mg/litre. P-P04 désigne la teneur en phosphore des orthophosphates exprimée en mg/litre. P total désigne la teneur totale en phosphore exprimée en mg/litre. Lors de leur épuration, les eaux sont habituellement soumises à une opération préalable, dite "de prétraitement", par dégrillage et/ou dessablage et/ou dilacération. Cette opération a pour but d'éliminer les particules solides de toutes tailles et de toutes natures, qui sont porteuses de pollutions et créatrices de dépôts ou de pannes mécaniques dans les installations ultérieures de traitement. Lorsqu'il s'agit d'une eau à potabiliser, cette dernière est d'abord dégrillée et dessablée et peut ensuite subir différents traitements complémentaires par décantation simple ou accélérée en présence ou non d'additifs chimiques, par filtration sur lit gravitaire ou sur support, ou par flottation à l'aide de bulles d'air. Ensuite, l'eau à potabiliser est soumise à des traitements spécifiques d'élimination de polluants par passage sur résines, sur charbon actif ou encore par ultra-filtration, nano-filtration, chloration, ozonation, etc. Après dégrillage et dessablage, les eaux usées peuvent subir des traitements complémentaires par décantation simple ou accélérée avec ou sans ajout d'additifs chimiques, par filtration, par flottation à laide de bulles de gaz (généralement de l'air), avant d'être envoyées dans des bassins biologiques. En variante, ces eaux usées peuvent être envoyées directement vers ces bassins biologiques après le dessablage. Dans les bassins biologiques, encore appelés "bassins d'activation", les eaux à épurer sont soumises à une dégradation biologique en présence d'une biomasse composée de micro-organismes épurateurs, c'est-à-dire de bactéries. Pour le traitement des eaux usées, la dégradation biologique est réalisée par des bactéries de diverses natures dans le but d'éliminer la pollution carbonée et/ou azotée et/ou phosphorée, cette dégradation s'effectuant dans un ou plusieurs bassins biologiques subissant des phases d'aérobiose, d'anoxique et d'anaérobiose. Les micro-organismes ou bactéries s'agglomèrent généralement pour former des flocs qui sont séparés des eaux épurées par différence de densité avec l'eau traitée ou par exclusion de taille dans un "clarificateur secondaire". On entend par "clarificateur secondaire" un appareil où s'effectue une séparation par flottation, par décantation, par hydrocyclonage, par centri sudation ou par filtration.L'eau épurée peut alors être directement rejetée à la rivière, tandis que les flocs épaissis appelés "boues", recueillis dans le clarificateur secondaire sont partiellement recyclés vers les bassins biologiques afin d'y maintenir un nombre élevé de micro organismes épurateurs et entretenir l'activation biologique, l'autre partie étant un déchet à traiter. Dans tous les types de traitements, l'eau à épurer est soumise à au moins une opération particulière, notamment par décantation et/ou activation biologique, avec séparation subséquente d'une eau épurée et de boues éventuellement activées. Quelle que soit l'eau traitée, les boues ultimes issues des différentes opérations de décantation sont soutirées, épaissies, puis conditionnées afin de réduire leur volume et leur masse pour une utilisation agricole par épandage, un dépôt en décharge ou une incinération. Les exploitants des stations d'épuration d'eau sont confrontés à différents problèmes, dont les plus importants sont les suivants - épuration incomplète due à un mauvais dimensionnement des équipements vis-à-vis des pollutions à traiter; - pollution particulière ne pouvant pas être traitée par les procédés biologiques connus; - dans le cas d'un procédé biologique, mauvaise floculation des micro-organismes rendant la séparation difficile, aléatoire, voire impossible dans le clarificateur secondaire; et - dans le cas d'une eau à potabiliser, mauvaise décantation des particules colloïdales en suspension. Pour résoudre ces problèmes, les exploitants de stations d'épuration doivent augmenter la dimension de leurs unités de traitement, modifier profondément les installations existantes, ou recourir à des additifs de coagulation et/ou de floculation chimique et à des produits solides à forte capacité d'adsorption ou d'absorption de polluants. Ces solutions ont pour inconvénient, d'une part, d'introduire des pollutions supplémentaires, souvent nocives aux microorganismes dans le cas des additifs chimiques et, d'autre part, d'entraîner une circulation permanente de produits fortement adsorbés ou absorbés par des polluants. On connaît, d'après HAMODA et FAHAIM, Environmental Pollution (Series A) 36(1984) 283-294, un procédé d'épuration d'eaux usées qui comprend l'addition de charbon activé ou de kaolin comme adsorbant de pollution carbonée, dans un bassin biologique. Il s'agit toutefois d'un procédé expérimental, inadapté à l'échelon industriel, car le minéral utilisé laisse une eau épurée trouble, non compatible avec le rejet en rivière. De plus, dans le cas particulier décrit, une partie de la pollution est transférée de l'eau aux boues, n'améliorant pas la qualité épuratoire du système biologique. Les auteurs ont par ailleurs remarqué une faible augmentation de la vitesse de sédimentation, de 20%, généralement observée lors de l'addition de minéraux denses qui compriment, par simple effet piston, les flocs de micro-organismes présents. On connaît aussi, d'après la Demande PCT WO 94 20425, un procédé d'épuration d'eaux usées du type à boues activées permettant d'accroître les rendements d'épuration. Il s'agit d'un procédé utilisant des bassins biologiques ou bassins d'activation, dans lequel les eaux usées sont mises en contact avec une biomasse et avec une poudre hydrophobe de talc, de pyrophyllite ou de mica, pour lester les flocs de micro-organismes. Ce procédé n'est applicable que dans le cas de flocs présentant des sites hydrophobes et les auteurs n'ont pas pu étendre la Demande de brevet à la séparation physico-chimique des particules solides ou colloïdales qui présentent des caractéristiques essentiellement hydrophiles. L'ajout d'argile dans des bassins biologiques d'épuration d'eaux est connu d'après CHUDOBA et PANNIER, Environmental Technology, 1994, Vol. 15, pages 863-870, pour parfois améliorer le traitement des eaux usées. Les auteurs constatent une réduction du volume de boues de 30% qui, comme dans le cas de la publication de HAMODA et FAHAIM, est due à un effet piston d'autant plus important que les particules d'argile utilisées sont de tailles et de poids importants. Les particules de 100 à 200 micromètres utilisées sédimentent très rapidement au fond des bassins, nécessitant des installations lourdes et spécifiques de recirculation pour éviter la formation d'un dépôt compact et dense. Ce problème est particulièrement dommageable dans les installations brassées et aérées par diffusion gazeuse en fond de bassin. On connaît également, d'après la publication de Brevet japonais JP-A-4 253 793 du 24 août 1992 au nom de SHIKOKU KASEI KOGYO, l'utilisation de gel et de poly-électrolyte pour agglomérer des flocs de micro-organismes. Les auteurs préconisent de lester ce gel synthétique préformé par des argiles. Dans cet article, les auteurs ne préjugent pas de l'effet spécifique des additifs minéraux. Enfin, on connaît le procédé dit "ACTIFLO" (Marque enregistrée), développé par la société OTV qui, dans des bassins primaires, combine l'addition de microsables à des coagulants et des floculants chimiques pour alourdir des particules colloïdales. Ce procédé est similaire au procédé japonais décrit précédemment mais s'adresse plus particulièrement à la décantation primaire des charges solides et colloïdales. I1 associe des couples d'agents chimiques à des charges lestantes. Ce procédé est limité au traitement des eaux très diluées. Les deux derniers procédés décrits nécessitent d'importantes quantités d'additifs chimiques. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients des procédés d'épuration connus. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel procédé d'épuration qui permette d'rnéliorer la performance épuratoire des unités de traitement d'eaux usées, fonctionnant par voie chimique, par voie physico-chimique, par voie biologique, sans induire de pollutions supplémentaires ou recirculer à l'intérieur des bassins biologiques, des pollutions adsorbées. L'invention propose à cet effet un procédé d'épuration d'une eau contenant une charge polluante, dans lequel l'eau à épurer est soumise à au moins une opération de traitement, notamment par décantation et/ou activation biologique, avec séparation subséquente d'une eau épurée et de boues éventuellement activées. Conformément à l'invention, on ajoute à l'eau usée à traiter au moins un additif minéral sous forme de poudre, de granulés ou de suspension, et répondant aux propriétés suivantes - non-adsorption (comme définie plus loin) et inertie chimique à l'égard de la charge polluante présente dans l'eau à épurer; - insolubilité ou faible solubilité, inférieure à 5%, dans l'eau, dans les conditions habituelles de pH (pH5 à pH9) rencontrées lors du traitement; - surface spécifique supérieure à 0,4 m2/g (méthode BET); - microporosité inférieure à 0,1 cm3/g; - turbidité résiduelle inférieure à 300 NTU, comme mesurée dans une solution d'eau pure à 3g/l après 30 minutes de décantation; et - vitesse de chute inférieure à 80 m/h. La capacité d'adsorption, par l'additif minéral, de la charge polluante est calculée, d'une part, en mesurant la différence de D.C.O. soluble entre l'eau brute à traiter et cette même eau après 5 h de contact avec I g d'additif. Cette différence de D.C.O. soluble doit être inférieure à 60 mg/g d'additif, pour qualifier ce produit de non-adsorbant. D'autre part, la capacité d'adsorption d'azote N-NH4 est déterminée de la même façon. Cette capacité d'adsorption doit être inférieure à 10 mg par gramme d'additif. La méthode BET désigne une méthode par mesure d'isotherme d'adsorption de gaz selon BRUNAUER, EMMET et TELLER, le gaz utilisé étant l'argon. La microporosité est déterminée par mesure d'isotherme d'adsorption-désorption de gaz selon BET, le gaz utilisé étant l'azote. La vitesse de chute est mesurée, lorsque la décantation s'effectue en régime laminaire, à l'aide d'un appareil dit "Sédigraph" de la société MICROMERETICS, et, lorsque la décantation s'effectue en régime non-laminaire, à l'aide d'une colonne d'eau d'un mètre. La vitesse de chute caractérise la sédimentation de 95% de l'additif. La mesure avec l'appareil "Sédigraph" s'effectue dans une cellule de sédimentation de 4 cm de hauteur. Le calcul s'effectue par le suivi de la concentration en fonction du temps par lecture de la densité optique. NTU est l'abréviation de Nephelometric Turbidity Unit (voir ASTM 1880-81). Ainsi, l'invention repose sur l'ajout d'au moins un additif minéral spécifique de caractéristiques physico-chimiques prédéterminées, qui permet de modifier la floculation des particules et/ou colloïdes en suspens ion, ainsi que la biofloculation des micro-organismes, pour améliorer la performance épuratoire des unités de traitement des eaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'additif minéral est un produit naturel ou synthétique choisi parmi l'une au moins des familles chimiques formées par les silicates, les aluminates, les carbonates, les sulfates et les verres insolubles ou faiblement solubles aux conditions habituelles de pH décrites précédemment. L'additif minéral peut être synthétisé par différentes voies pour obtenir des caractéristiques physico-chimiques particulières, telles que surface spécifique ou vitesse de chute. L'additif minéral peut être obtenu naturellement ou bien être broyé avant d'être choisi (passage au sélecteur) pour obtenir des propriétés physico-chimiques spécifiques telles que porosité, turbidité ou vitesse de chute. L'additif minéral est choisi de préférence parmi i'une des familles chimiques suivantes, données à titre non limitatif et caractérisées par tous les critères précédemment décrits - aluminosilicates, - aluminate de magnésium, - carbonate de calcium hydraté, - carbonate double de calcium et de magnésium hydraté, - carbonate de calcium amorphe ou cristallisé, - silicate de magnésium hydraté, - silicate d'aluminium hydraté, - silicate double de magnésium et d'aluminium hydraté, - sulfate de calcium hydraté. Avantageusement, l'additif minéral est choisi parmi l'un au moins des groupes de produits suivants, donnés à titre non limitatif feldspath, wollastonite, cristobalite, quartz, néphéline, micas, muscovite, chlorites, talc, sépiolite, serpentine, calcite, dolomie, giobertites, aragonite, gypse, kiésérite, kaolinites, pyrophyllite, olivine, andalousite, basalte ou encore des alluvions. Un exemple particulier selon l'invention consiste à utiliser des résidus solides de stations d'épuration. Une synergie importante est obtenue lorsque l'additif minéral utilisé dans le procédé de l'invention provient de mélanges de familles des minéraux décrits précédemment, que ce mélange soit préparé à l'avance ou qu'il soit réalisé sur site par additions successives et alternées de différents types de minéraux. L'invention s'applique notamment à un procédé dans lequel l'eau à épurer est une eau à potabiliser et est soumise à une opération de séparation primaire dans un clarificateur primaire, avec décantation. On ajoute alors l'additif minéral selon l'invention avant ou pendant l'opération de séparation primaire, de telle sorte que la masse journalière (encore appelée "masse quotidienne") de l'additif minéral ajouté soit égale à 1 à 500 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. Ainsi, une station de potabilisation recevant 100 kg de D.C.O. par jour utilisera de 100 à 50 000 kg d'additifs par jour. L'invention s'applique également à un procédé dans lequel l'eau à épurer est une eau usée et est soumise à une opération de séparation primaire dans un clarificateur primaire, avec décantation, et sans traitement dans des bassins biologiques. Selon l'invention, on ajoute l'additif minéral avant ou pendant l'opération de séparation primaire, de telle sorte que la masse journalière de l'additif minéral ajouté soit égale à 0,1 à 10 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. Dans les deux procédés précités, on utilise un additif minéral qui possède avantageusement une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 200 NTU et une vitesse de chute comprise entre 0,03 et 80 m/h. Le procédé permet ainsi d'améliorer la floculation des particules colloïdales et des particules en suspension présentes dans le clarificateur primaire. I1 en résulte notamment les avantages suivants - amélioration des vitesses de décantation dans le clarificateur primaire, qu'il soit simple ou accéléré (cas des clarificateurs primaires); - augmentation de l'abattement (diminution) de pollution dans le clarificateur primaire, qu'il soit simple ou accéléré; et - réduction, voire élimination, de la quantité d'additif chimique, à savoir sels de fer ou d'aluminium et polymères cationiques à base d'acrylamine, d'acrylamide ou d'épichlorhydrine. L'additif minéral est alors introduit, soit dans le clarificateur primaire, soit en amont de celui-ci, pour en améliorer les performances de rendement, de sédimentation, de hauteur de boues et d'épaississements des boues, l'introduction de l'additif se faisant par voie directe sous forme de poudre, de granulés ou de suspension. L'invention s'applique également à un procédé dans lequel l'eau à épurer est une eau à potabiliser et est soumise à une opération de séparation primaire par flottation. Conformément à l'invention, on ajoute l'additif minéral avant l'opération de séparation primaire, de telle sorte que la masse journalière de l'additif minéral ajouté soit égale à 1 à 100 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. De préférence, l'additif minéral possède une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 250 NTU et une vitesse de chute inférieure à 5 m/h. L'invention s'applique également à un procédé dans lequel l'eau à épurer est une eau usée et est soumise à une opération de séparation primaire dans un clarificateur primaire, avec décantation et avant traitement dans des bassins biologiques. Selon l'invention, on ajoute l'additif minéral avant ou pendant l'opération de séparation primaire, de telle sorte que la masse journalière de l'additif minéral ajouté soit égale à 0,1 à 10 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. De préférence, l'additif minéral possède une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 300 NTU et une vitesse de chute comprise entre 0,01 et 80 m/h. Egalement, l'invention s'applique à un procédé dans lequel l'eau à épurer est une eau usée et est soumise à une opération de séparation primaire par flottation avant traitement dans des bassins biologiques. Selon l'invention, on ajoute l'additif minéral avant l'opération de séparation primaire, de telle sorte que la masse journalière de l'additif minéral ajouté soit égale à 0,1 à 10 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. Dans ce cas, on préfère utiliser un additif minéral possédant une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 300 NTU et une vitesse de chute inférieure à 5 m/h. Dans le cas d'un procédé dans lequel l'eau à épurer est une eau usée et est soumise à une opération de séparation primaire par flottation avant traitement dans des bassins biologiques, il est possible d'utiliser un excès d'additif minéral par rapport à la charge polluante contenue dans l'eau entrante. En effet, le procédé laisse une partie de l'additif minéral en suspension dans l'eau, pénétrer dans les bassins biologiques où celui-ci réagira avec les flocs de micro-organismes assurant une optimisation de l'utilisation de l'additif minéral dans les deux étapes de traitement de l'eau, à savoir la séparation primaire et la bio-floculation des flocs de micro-organismes. L'invention s'applique également à un procédé d'épuration dans lequel l'eau à épurer est soumise à une opération d'activation biologique dans au moins un bassin biologique en présence d'une biomasse composée de micro-organismes épurateurs et à une opération de séparation secondaire dans un clarificateur secondaire avec séparation subséquente d'une eau épurée et de boues activées. Selon l'invention, on ajoute l'additif minéral avant ou pendant l'opération de séparation secondaire, avec une quantité choisie d'additif minéral en fonction de la concentration de biomasse à tout instant, la quantité d'additif minéral ajouté représentant de 10 à 150% en poids de la biomasse dans le bassin d'aération. Dans un tel procédé, l'additif minéral possède avantageusement une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 300 NTU et une vitesse de chute inférieure à 80 m/h. L'additif minéral peut être ajouté dans les différents bassins biologiques ou bien entre le clarificateur primaire et ceux-ci, de préférence dans le bassin d'aération. Comme dans la variante précédente, l'additif minéral est introduit directement sous forme de poudre, de granulés ou de suspensions. L'additif minéral peut être également introduit dans le clarificateur secondaire en cas de très mauvaise décantation ou pour réduire la hauteur du lit de boues. L'additif minéral peut être, en variante, introduit dans les boues en excès avant recirculation et/ou épaississement et déshydratation. Pour l'amélioration des rendements des bassins biologiques, la quantité de l'additif minéral ajouté est déterminée en fonction de la biomasse (masse de micro-organismes présents), de la nature et de la taille des équipements, ainsi que du type de fonctionnement des unités en faible, moyenne ou forte charge. Comme déjà indiqué, la quantité d'additif minéral à ajouter dans le bassin biologique représente de 10 à 150% en poids de la concentration de la biomasse dans le bassin d'aération. Au départ, on ajoute la quantité d'additif minéral nécessaire pour l'obtention des performances souhaitées. Ensuite, on effectue un ajout supplémentaire d'additif minéral, soit de manière continue par asservissement, soit de manière discontinue, en fonction de la quantité de biomasse active présente à tout instant, ou bien en remplacement de la quantité d'additif minéral dans la biomasse en excès, extraite sous forme de boues du clarificateur secondaire. Ainsi, dans le cas particulier des procédés d'épuration à boues activées, l'additif minéral de l'invention permet d'améliorer la bio-floculation des flocs de micro-organismes. L'additif minéral de l'invention, qui est fin, inerte, non adsorbant et non polluant, permet de modifier la taille, le volume et le poids des flocs de micro-organismes afin de les adapter aux problèmes rencontrés par les exploitants de stations d'épuration, et cela sans créer de contraintes supplémentaires. L'additif minéral doit être, entre autres, caractérisé par sa vitesse de chute et sa turbidité résiduelle dans l'eau pour être compatible avec la taille des micro-organismes et la vitesse de chute des flocs de micro-organismes, en vue d'optimiser la bio-floculation et d'éviter tout dépôt solide dans les unités d'épuration d'eau. Egalement, l'additif minéral est déterminé par sa composition chimique, sa structure et sa surface spécifiques pour se lier préférentiellement aux micro-organismes et aux flocs de micro-organismes en vue d'optimiser la bio-floculation et d'éviter l'absorption ou l'adsorption des impuretés présentes dans l'eau à traiter. C'est ainsi que l'additif minéral est caractérisé entre autres par sa vitesse de chute, sa composition chimique et sa structure, pour se lier aux micro-organismes et former de grands flocs diffus susceptibles d'être flottés. Dans certains cas, il peut être avantageux d'ajouter, à l'additif minéral, un additif cationisé à chaîne courte, c'est-à-dire dont la chaîne carbonée est inférieure à 25 atomes. La concentration de cet additif doit rester inférieure à 5% en poids de l'additif minéral. L'invention est compatible avec l'utilisation d'autres additifs déjà connus pour leurs actions spécifiques sur les pollutions toxiques ou sur les pollution solubles non dégradables par les procédés d'épuration biologique habituels. L'additif complémentaire peut être notamment un charbon actif ou activé, une zéolite, de la lignite, de la bentonite, et analogues. L'amélioration de la séparation entre la phase soluble et les colloïdes ou particules en suspension, obtenue selon l'invention, permet d'améliorer l'action spécifique de ces additifs complémentaires. I1 en résulte une plus grande efficacité de ces additifs pour adsorber, sur la fraction soluble à épurer, des cations toxiques, des colorants, etc. Le procédé de l'invention permet d'améliorer la performance des installations de traitement de l'eau. I1 conduit à une uniformisation des propriétés physico-chimiques des flocs, permettant une séparation fiable de l'eau épurée par rapport aux boues et évitant le déplacement du problème de pollution de l'eau aux boues, dont la gestion est de plus en plus difficile. En améliorant la bio-floculation des flocs de micro-organismes, on obtient les performances suivantes - réduction du volume de boues dans le clarificateur secondaire; - réduction de la taille du clarificateur secondaire pour une masse de micro-organismes donnée; - augmentation du volume d'eau décantable pour un clarificateur secondaire de dimensions données; - réduction des pertes de micro-organismes filamenteux non décantables, à structure compacte ou ouverte, dans les conditions habituelles; - réduction des pertes de micro-organismes non floculés ou défloculés et donc non décantables dans les conditions habituelles; - réduction des phénomènes de moussage dus à la présence de micro-organismes en surface des clarificateurs secondaires; - augmentation des rendements d'épuration biologique, des pollutions carbonées et/ou azotées et/ou phosphorées;; - diminution de la taille des bassins de traitement biologique pour une quantité déterminée de pollution carbonée, azotée et/ou phosphorée; - augmentation de la quantité de pollution carbonée et/ou azotée et/ou phosphorée traitée dans un bassin de dimensions données. Par ailleurs, la présence d'une quantité prédéterminée d'additif minéral dans les boues issues du clarificateur primaire et/ou du clarificateur secondaire permet de conduire aux performances suivantes - amélioration des rendements d'épaississement des boues en excès par gravité; - amélioration des rendements des équipements de déshydratation des boues en excès; - amélioration de la manipulation des boues en excès, épaissies ou déshydratées, par réduction de l'effet collant; et - amélioration du comportement des boues en excès, épaissies et/ou déshydratées lors d'opérations de compactage ou de granulation. Le procédé selon l'invention permet de fiabiliser les systèmes de traitement d'eau dits à "forte et moyenne charae" par la réduction de la charge massique avec, si nécessaire, apport de carbone et d'azote (N-NH4) externe. Selon l'invention, il apparaît également possible de réaliser des opérations de séparation ae flocs de micro-organismes par flottation et/ou sédimentation dans un décanteur secondaire adapté. L'additif minéral de l'invention permet en outre les performances suivantes - amélioration de la performance des additifs chimiques dits "coagulants" ou "floculants" (sels de fer, sels d'aluminium, polymères acryliques cationiques ou anioniques, polymères d'épichlorhydrine, etc.) dans les décanteurs secondaires par réduction du volume des boues produites et augmentation des vitesses de décantation; - réduction, voire suppression, des additifs chimiques dits "coagulants" ou "floculants" lors des opérations de décantation secondaires en présence de procédés lamellaires; - amélioration des rendements de séparation entre l'eau traitée et les micro-organismes floculés lors de l'utilisation d'appareils dynamiques tels que des décanteurs lamellaires, des hydrocyclônes, des centrifugeuses, etc.; et - amélioration des rendements de séparation des procédés de filtration par lits gravitaires ou sur supports. Le procédé de l'invention apparaît particulièrement avantageux car il permet, par un choix judicieux de l'additif minéral, d'améliorer les performances des clarificateurs primaires sans additif chimique, principalement dans le cas des clarificateurs lamellaires où il peut permettre de doubler la vitesse d'abattement (diminution) de la pollution. Le procédé de l'invention permet également, toujours par le choix judicieux de l'additif minéral, de contrôler la taille, le volume ou le poids des flocs de micro-organismes d'une manière prévisible avec des performances uniques pour le traitement de l'eau. Le procédé permet, par des additions complémentaires ou successives, d'abord de floculer les micro-organismes par un additif minéral approprié, puis d'augmenter leur densité par l'ajout d'un second additif minéral adapté. I1 est important de signaler en outre que le procédé de l'invention est particulièrement spécifique, étant donné qu'il s'affranchit des volumes d'eau traités pour ne prendre en considération que les masses de micro-organismes présents dans les bassins biologiques ou les flux de pollution à l'entrée du clarificateur primaire. Les performances obtenues par la mise en oeuvre du procédé de l'invention sont tout à fait inattendues. En effet, le procédé de l'invention met en contact des additifs minéraux fins dont la sédimentation est faible, voire nulle, avec des flocs de micro-organismes (ou des suspensions colloïdales) dont la sédimentation est difficile, voire impossible, pour produire une eau épurée claire et limpide (ou augmenter les vitesses d'abattement de polluants). En d'autres termes, le procédé permet de faire sédimenter un produit faiblement décantable en ajoutant un additif faiblement décantable. Les performances sont également inattendues du fait que l'ajout de l'additif minéral permet de produire des flocs dont les performances de flottabilité par flottation assistée ou flottation mécanique sont supérieures à celles des flocs non lestés. I1 est également surprenant que l'additif minéral fin et non adsorbant de l'invention présente, dans l'eau pure, des turbidités résiduelles incompatibles avec les normes exigées pour les rejets en sortie des stations de traitement de l'eau. Néanmoins, l'additif minéral permet de produire une eau épurée dont la turbidité est inférieure à celle mesurée dans le décanteur secondaire en présence de flocs de microorganismes seuls, donc en l'absence de l'additif minéral. Le procédé de l'invention peut comporter, dans certains cas, une opération de recyclage partiel ou total de l'additif minéral. Le recyclage de l'additif minéral est effectué en utilisant des hydrocyclônes, des centrifugeuses, ou autres appareils de séparation couramment employés pour la séparation de solides et de liquides dans l'industrie. Sous un autre aspect, l'invention concerne aussi l'additif minéral servant à la mise en oeuvre du procédé. On se réfère maintenant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente le schéma d'une installation d'épuration d'eau comprenant une séparation primaire, avec des bassins biologiques, une séparation secondaire et un épaississeur de boues qui permet la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; et - la figure 2 représente le schéma d'une installation d'épuration d'eau par décantation lamellaire qui permet la mise en oeuvre du procédé de l'invention. En référence à l'installation de la figure 1, l'eau à épurer E passe successivement dans un dispositif de dégrillage 1 et dans un dispositif de dessablage 2 avant de parvenir à un décanteur ou clarificateur primaire 3 dans lequel se forme une eau décantée 4 située entre une couche de graisse surnageante 5 et une couche de boue 6 au fond du décanteur. L'eau décantée 4 est soutirée et envoyée, via une ligne 7, successivement vers un premier bassin biologique 8 (facultatif), dit "bassin anoxique", un second bassin biologique 9 (facultatif), dit "bassin d'anaérobiose et un troisième bassin biologique 10 fonctionnant en mode aérobie. Le bassin 10 est aéré au moyen d'un dispositif d'agitation 11. Dans ces différents bassins biologiques, l'eau à épurer est mise en présence d'une biomasse composée de micro-organismes appropriés jouant un rôle épurateur. L'eau est ensuite envoyée vers un décanteur secondaire 12 qui permet de séparer l'eau 13 de boues activées 14, qui sont, au moins en partie, recyclées dans les bassins biologiques au travers d'une ligne 15. Par ailleurs, les boues sont recueillies à la base du décanteur primaire 3 par une ligne 16 et à la base du décanteur secondaire 12 par une ligne 17 pour être envoyées vers une ligne de traitement permettant de diminuer éventuellement le pouvoir putrescible des boues via un digesteur 18 (facultatif). De là, les boues peuvent être envoyées au travers d'une ligne 19 vers un dispositif 20 servant à la déshydratation des boues (éventuellement après un épaississeur). Le rôle de ce dispositif est de déshydrater les boues par voie mécanique, par exemple par centrifugation ou par pressage. A la sortie du dispositif 20, les boues déshydratées sont envoyées, soit à la décharge, soit à l'incinérateur. Conformément à l'invention, l'additif minéral A peut être ajouté dans le clarificateur primaire 3 ou en amont de celuici, dans l'un des bassins biologiques 8, 9, 10, de préférence dans le bassin d'aération 10, ou encore dans le clarificateur secondaire 12. L'additif peut être également introduit dans les boues en excès avant épaississement et déshydratation avant la ligne 19 et le dispositif 20. On se réfère maintenant à l'installation de la figure 2 qui permet la mise en oeuvre d'un procédé avec décanteur lamellaire et colonne à contact de boues, le procédé s'appliquant également aux décanteurs lamellaires à contre-courant direct, à co-courant et à courant croisé. L'eau à épurer E est mise en contact avec un additif A préalablement mis en suspension dans un réservoir agité 21, avant d'être injectée, par l'intermédiaire d'une pompe 22, à un point d'entrée 23 situé à la base d'une colonne de floculation 25 (encore appelée colonne de boues). L'eau à épurer traverse, de bas en haut, la colonne de boues 25 pour pénétrer dans un décanteur 26 et venir en contact avec les lamelles 27 de celui-ci. L'eau épurée quitte le décanteur 26 par une sortie S aménagée à sa partie supérieure. Les boues accumulées sont soutirées à partir de points d'écoulement 24 prévus dans la colonne 25 et le décanteur 26. L'invention sera maintenant décrite à l'aide des exemples non limitatifs suivants. Exemple 1 Cet exemple montre l'augmentation de l'efficacité d'un décanteur lamellaire à colonne à contact de boues, par introduction d'un additif minéral. il est mis en oeuvre dans un pilote de laboratoire présentant les caractéristiques suivantes Colonne de floculation Hauteur : 1,1 m Largeur : 0,14 m Profondeur : 0,12 m Section : 0,0168 m2 Volume : 0,1848 m3. Décanteur lamellaire Nombre de lamelles : 4 Angle d'inclinaison : 60" Largeur de lamelle : 1,25 m Largeur : 0,12 m Profondeur : 0,12 m Section : 0,0144 m2. L'exemple se réfère à une eau usée d'origine communale caractérisée par sa Demande Chimique en Oxygène (D.C.O.), ses Matières En Suspension (M.E.S.) et sa Turbidité exprimée en F.T.U. (Formazine Turbidity Unit). Cette dernière caractéristique se mesure par absorption de la lumière à travers l'échantillon à tester avec comme référence des étalons formazine. L'efficacité du dispositif épuratoire est essentiellement mesurée par la réduction de la turbidité en continu sur l'eau entrante et l'eau décantée. L'additif minéral employé a été préparé en laboratoire et présente les caractéristiques suivantes silicate de magnésium hydraté 40%, silicate double d'aluminium et de magnésium hydraté 46%, carbonate double de calcium et de magnésium 2% et quartz 12%. La solubilité dans l'eau à pH 7 est inférieure à 0,1%, la surface spécifique est de 2,5 m2/g, la porosité est inférieure à 0,1 mg/ cm3, la turbidité résiduelle dans l'eau est de 160 N.T.U; et la vitesse de chute est inférieure à 35 m/h. Cet additif présente une turbidité résiduelle dans l'eau de 60 F.T.U., indice utilisé pour cet exemple. La quantité de l'additif minéral ajouté a été ajustée respectivement à 0,5 fois et 0,7 fois les Matières En Suspension (M.E.S.) entrantes pour une D.C.O. de 600 mg/l. L'efficacité du décanteur lamellaire sans additif a été déterminée en fonction de la turbidité initiale, car cet appareil se trouve rapidement en limite d'efficacité lorsque celle-ci est inférieure à 350 F.T.U. On constate, sur les essais effectués que, premièrement, l'additif permet de conserver une efficacité de l'ordre de 45% en traitant 60% d'eau en plus. Deuxièmement, à forte vitesse, supérieure à 15 m/h, l'efficacité du décanteur est doublée. il est de plus important de savoir que si l'additif minéral augmente le flux massique des boues, le flux volumique des boues à extraire et à traiter est diminué de 20 à 30%, ce qui augmente d'autant la période d'utilisation de ces décanteurs lamellaires à fonctionnement discontinu. L'exemple est en outre illustré par les tableaux I et Il en annexe. Exemple 2 Cet exemple traite de la caractérisation de la bio-floculation des flocs de micro-organismes par utilisation d'un additif minéral. Cette propriété est obtenue en laboratoire après que l'additif minéral ait été mis en contact avec les micro-organismes pendant 3 minutes sous agitation rapide (100 tours/min), puis 10 minutes sous agitation plus lente (60 tours/min) dans des réacteurs cylindriques, suivie d'une décantation non-agitée pendant 30 minutes. L'observation s'effectue au microscope optique pour la mesure du diamètre des flocs de micro-organismes et la décantation est déterminée par l'indice ae boue. La concentration en additif minéral est de 100% en poids de la biomasse avec laquelle il est mis en contact. Les additifs de cet exemple ont les caractéristiques suivantes Additif A Silicate de magnésium hydraté 95%, silicate double d'aluminium et de magnésium hydraté 3%, carbonate double de calcium et de magnésium 2%. Surface spécifique : 3,5 m2/g, turbidité résiduelle : 160 NTU et vitesse de chute : inférieure à 5 m/h. Additif B Silicate double d'aluminium et de magnésium 95%, silicate de magnésium hydraté 4%, carbonate double de calcium et de magnésium 1%. Surface spécifique : 10,5 m2/g, turbidité résiduelle : 200 NTU et vitesse de chute : inférieure à 3 m/h. Additif C Carbonate de calcium hydraté 94%, silicate de magnésium hydraté 3%, silicate double d'aluminium et de magnésium hydraté 3%. Surface spécifique : 1 m2/g, turbidité résiduelle : 300 NTU et vitesse de chute : inférieure à 30 m/h. Tous ces additifs ont des porosités inférieures à 0,' cm3/g et des capacités d'adsorption de D.C.O. et N-NH4 respectivement inférieures à 60 mg/g et 10 mg/g. L'exemple 2 est en outre illustré par le tableau III en annexe. En agissant sur la floculation des micro-organismes, les additifs améliorent la sédimentation de ces micro-organismes (mesurée par l'indice de boue), ce qui était attendu au regard des informations précédemment connues. L'additif minéral modifie également la taille de ces flocs de microorganismes pour créer des flocs de très grandes tailles, diffus et stables présentant des propriétés de flottation à l'aide de bulles d'air, bien supérieures aux flocs de microorganismes non modifiés. En effet, les boues introduites dans une cellule de flottation montrent une augmentation respectivement de 50% et de 30% pour les additifs A et B. Par contre, l'additif C favorise surtout la sédimentation. TABLEAU I Turbidité eau brute > 350 FTU Sans additif Additif 0,5 fois les MES entran- 0,7 fois les MES entes trantes Turbidité Vitesse Efficacité Turb. Vit.col. Eff. Turb. Vit.Col Eff. entrante colonne FTU m/h % FTU m/h % FTU m/h % 365 10,5 47 425 9,8 57 430 13,7 57 425 11,9 47 370 10,7 50 430 14,3 52 370 15,5 37 350 15,7 38 370 16,7 45 350 15,5 23 400 19 40 TABLEAU II Turbidité eau brute Sans additif Additif 0,5 fois MES 0,7 fois MES Turbidité Vit.col Efficacité Turb. Vit.col. Eff. Turb. Vit.col Eff. FTU m/h % FTU m/h % FTU m/h % 270 10 47 320 12,2 40 350 16,7 40 300 10,5 50 310 13,1 39 320 11,9 37 350 15,7 38 320 12,5 27 320 15,5 19 300 18,4 5 TABLEAU III Biomasse de Additif A Additif B Additif C référence 100% de la la 100% de la 100% de la biobiomasse biomasse masse Taille des flocs 100 # 20 260 # 40 240 # 40 160 # 20 de micro-organismes en micro-mètres indice de boue ml/g 110 90 80 60 Revendications 1.- Procédé d'épuration d'une eau contenant une charge polluante définie par son flux, dans lequel l'eau à épurer est soumise à au moins une opération de traitement, notamment par décantation et/ou activation biologique, avec séparation subséquente d'une eau épurée et de boues éventuellement activées, caractérisé en ce que l'on ajoute à l'eau à traiter au moins un additif minéral sous forme de poudre, de granulés ou de suspension, et répondant aux propriétés suivantes - non-adsorption et inertie chimique à l'égard de la charge polluante présente dans l'eau à épurer, - insolubilité ou faible solubilité, inférieure à 5%, dans l'eau dans les conditions habituelles de pH (pH5 à pH9) rencontrées lors du traitement, - surface spécifique supérieure à 0,4 m2/g (méthode BET), - microporosité inférieure à 0,1 cm3/g, - turbidité résiduelle dans l'eau inférieure à 300 NTU, et - vitesse de chute inférieure à 80 m/h. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif minéral est un produit naturel ou synthétique choisi parmi l'une au moins des familles chimiques formées par les silicates, les aluminates, les carbonates, les sulfates et les verres insolubles ou faiblement solubles aux conditions habituelles de pH rencontrées lors de traitement. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'additif minéral est choisi parmi l'une au moins des familles chimiques suivantes - aluminosilicates, - aluminate de magnésium, - carbonate de calcium hydraté, - carbonate double de calcium et de magnésium hydraté, - carbonate de calcium amorphe ou cristallisé, - silicate de magnésium hydraté, - silicate d'aluminium hydraté, - silicate double de magnésium et d'aluminium hydraté, et - sulfate de calcium hydraté. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'eau à épurer est une eau à potabiliser et est soumise à une opération de séparation primaire dans un clarificateur primaire, avec décantation, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif minéral avant ou pendant l'opération de séparation primaire et que la masse journalière de l'additif minéral ajouté est égale à 1 à 500 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'eau à épurer est une eau usée et est soumise à une opération de séparation primaire dans un clarificateur primaire avec décantation et sans traitement dans des bassins biologiques, caractérisé en ce qu'on ajoute l'additif minéral avant ou pendant l'opération de séparation primaire et que la masse journalière de l'additif minéral ajouté est égale à 0,1 à 10 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. 6.- Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'additif minéral possède une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 200 NTU et une vitesse ascensionnelle comprise entre 0,03 et 800 m/h. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'eau à épurer est une eau à potabiliser et est soumise à une opération de séparation primaire par flottation, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif minéral avant l'opération de séparation primaire et que la masse journalière de l'additif minéral ajouté est égale à 1 à 100 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'additif minéral possède une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 250 NTU et une vitesse de chute inférieure à 5 m/h. 9.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'eau à épurer est une eau usée et est soumise à une opération de séparation primaire dans un clarificateur primaire, avec décantation, et avant traitement dans des bassins biologiques, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif minéral avant ou pendant l'opération de séparation primaire et que la masse journalière de l'additif minéral ajouté est égale à 0,1 à 10 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'additif minéral possède une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 300 NTU et une vitesse de chute comprise entre 0,01 et 80 m/h. 11.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'eau à épurer est une eau usée et est soumise à une opération de séparation primaire par flottation avant traitement dans des bassins biologiques, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif minéral avant l'opération de séparation primaire et que la masse journalière de l'additif minéral ajouté est égale à 0,1 à 10 fois la masse journalière de la charge polluante contenue dans l'eau. 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'additif minéral possède une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 300 NTU et une vitesse de chute inférieure à 5 m/h. 13.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 et 7 à 12, dans lequel l'eau à épurer est soumise à une opération d'activation biologique dans au moins un bassin biologique en présence d'une biomasse composée de micro-organismes épurateurs et à une opération de séparation secondaire dans un clarificateur secondaire avec séparation subséquente d'une eau épurée et de boues activées, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif minéral avant ou pendant l'opération de séparation secondaire avec une quantité choisie d'additif minéral en fonction de la concentration de biomasse à tout instant, qui représente de 10 à 150% en poids de la biomasse dans le bassin d'aération. 14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'additif minéral possède une turbidité résiduelle dans l'eau généralement inférieure à 300 NTU et une vitesse de chute inférieure à 80 m/h. 15.- Procédé selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que l'additif minéral est ajouté en fonction de la quantité de biomasse active présente à tout instant ou bien en remplacement de la quantité d'additif minéral dans la biomasse en excès, extraite sous forme de boues actives à partir du clarificateur secondaire. 16.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on ajoute à l'additif minéral un additif cationisé à chaîne courte. 17.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que l'on ajoute à l'additif minéral un additif complémentaire connu pour son action spécifique sur les pollutions toxiques ou les pollutions solubles non dégradables par voie biologique, dont l'action spécifique est augmentée par effet de synergie dû à l'additif minéral. 18.- Additif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un additif minéral tel que défini dans l'une des revendications 1 à 3. 19.- Additif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'additif minéral est mélangé à un additif cationisé à chaîne courte. 20.- Additif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'additif minéral est mélangé à un additif complémentaire choisi en fonction de l'opération de traitement.