historique et caractères généraux

Chronologiquement, on peut distinguer plusieurs périodes :

• fin du XIX^e siècle et 1^re moitié du XX^e siècle : application généralisée aux eaux de surface du traitement biologique extensif que constitue la filtration lente ;

• milieu du XX^e siècle (années 40 à 70) : remplacement progressif de la filtration lente par des procédés basés sur un traitement de coagulation-floculation et comportant essentiellement une décantation et une filtration rapide ; la pré-chloration était alors appliquée presque systématiquement et réglée au-dessus du point critique (voir les oxydants et désinfectants), de manière à pouvoir mesurer du chlore libre résiduel dans l’eau décantée et l’eau filtrée ; dans ces conditions, aucun phénomène biologique ne pouvait se produire dans ce type de stations. Parallèlement, certaines stations de filtration lente continuaient toutefois à fonction­ner, mais avec des possibilités progressivement réduites (détérioration de la qualité des eaux brutes, sévé­rité accrue des normes) ;

• à partir des années 70 : retour de la biologie dans le traitement des eaux potables, sous trois aspects :
  • suppression progressive de la pré-chloration sur les stations traitant des eaux de surface polluées et/ ou trop riches en MO, à cause du problème des THM et autres sous-produits d’oxydation (voir pollution induite par les traitements) ; cette mesure a favorisé des développements bactériens utiles sur les supports constitués par les masses de boues des décanteurs accélérés (voir les décanteurs à lit de boues et les décanteurs à recirculation de boues) et par les matériaux granulai­res (sable et autres matériaux filtrants, et surtout le CAG installé de plus en plus souvent en deuxième étage de filtration à partir de cette époque), contribuant ainsi à l’élimination des MO (minéralisation) et de l’azote ammoniacal (nitrification). De telles stations présentent donc un fonctionnement mixte, phy­sico-chimique et biologique, surtout lorsqu’elles comportent un affinage basé sur la séquence [O₃ + CAG] (voir le concept de CAB (charbon actif biologique)) ;
  • rénovation de certaines stations de filtration lente encore existantes, par exemple en installant un pré­traitement de clarification et un post-traitement d’affinage par O₃ et CAG (cas des stations d’Ivry et de Joinville en amont de Paris);
  • développement de procédés biologiques spécifiques : déferrisation-démanganisation (voir déferrisation et démanganisation biologiques.), nitrification et dénitrification (voir transformations de l'azote) ; ils concernent le plus souvent les eaux souterraines.

À l’heure actuelle, tous les procédés biologiques appliqués au traitement des eaux potables peuvent être assimilés à des cultures fixées sur des lits granulaires non turbulents et sont donc mis en œuvre dans des biofiltres (voir filtres biologiques (ou biofiltres). À l’exception de la dénitrification, ils sont aérobies et fonctionnent grâce à l’oxygène initialement dissous dans l’eau ou à une insufflation d’air simultanée. À l’exception des filtres dits « secs » (où l’eau s’écoule par ruissellement dans la masse filtrante) rarement utilisés, tous ces filtres travaillent, gra­vitairement ou sous pression, avec un milieu filtrant complètement immergé.