déferrisation et démanganisation biologiques

Ces traitements sont spécifiques des eaux souterraines dépourvues d’oxygène, dans lesquelles le fer et le manganèse existent à l’état réduit et dissous (ions Fe²⁺ et Mn²⁺). L’élimination de ces deux éléments a long­temps été basée sur une oxydation physico-chimique, par l’oxygène de l’air pour le fer et un oxydant fort pour le manganèse ; la filière de base comportait alors une aération intensive de l’eau, puis une filtration (à une vitesse comprise entre 4 et 10 m · h^–1) sur sable ou sur milieu bicouche ; elle était souvent complétée par les additifs suivants, placés entre aération et filtration :

• oxydant complémentaire (Cℓ₂, KMnO₄, O₃, CℓO₂), pour oxyder Fe²⁺ à bas pH et Mn²⁺ dans tous les cas ;
• autres réactifs (ajustement du pH, floculant…) ;
• décantation ou flottation pour les fortes teneurs en fer.

Il a été découvert par la suite que dans des conditions d’oxydation limitées, permettant de se placer à la frontière entre les domaines d’existence des formes réduites (dissoutes) et des formes oxydées (précipitées) du fer et du manganèse, des bactéries spécifiques se développaient et catalysaient l’oxydation de ces deux métaux, beaucoup plus rapidement que par la voie physico-chimique, grâce à la sécrétion d’enzymes ou de polymères extracellulaires (voir cycle du fer et du manganèse). En même temps, les précipités formés étaient plus com­pacts et, par conséquent, moins colmatants.

Ces observations ont permis de développer une nouvelle génération de stations de déferrisation et/ou démanganisation, fonctionnant par voie biologique, beaucoup plus performantes que les stations conven­tionnelles, caractérisées en particulier par des vitesses de filtration comprises entre 15 et 50 m · h^–1 suivant les teneurs initiales en métaux dissous. Les filières de base sont suivant le cas :

• aération ménagée et filtration pour la déferrisation biologique ;
• aération intensive et filtration pour la démanganisation biologique ;
• ces deux traitements en série, sur deux étages, en cas de présence simultanée de Fe²⁺ et Mn²⁺, car les conditions optimales de EH respectivement nécessaires pour oxyder et précipiter ces deux éléments sont très différentes.

Ces procédés ont été développés par SUEZ à partir des années 1970 ; ils sont mis en œuvre dans des filtres, gravitaires ou sous pression, spécialement conçus pour fonctionner à grande vitesse (procédés Fera­zur et Mangazur). On en trouvera une description détaillée dans les sections élimination du fer et élimination du manganèse