À la fin de la première moitié du XIXème siècle, le souci des hygiénistes et des responsables municipaux fut, après la création des premiers réseaux d'égouts structurés, de lutter contre " l'infection " provoquée par la putréfaction des vases formées dans les rivières par les matières charriées par les égouts. Cette lutte contre " l'infect " était appelée " désinfection " bien qu'à cette époque, la nature biologique de cette transformation ne fût pas soupçonnée et encore moins, ses agents identifiés.

Les premiers essais qui conduiront au développement des systèmes à boues activées sont menés environ à partir de 1885 en Europe et de 1890 aux États-Unis. Ils cherchent à limiter l'apparition de conditions putrides dans l'eau usée par injection d'air au sein du liquide. Des installations d'étude de l'aération des eaux usées sont observées au début du siècle à la fois en Angleterre (Manchester) et aux États-Unis (Lawrence). Dans cette dernière station, les chercheurs mettent au point des réacteurs aérés à remplissage et vidange successifs disposés en série. Leur intention était de favoriser la croissance de matériel biologique sur les parois des bassins mais ils s'aperçurent qu'ils produisaient aussi des matières solides biologiques floculées, en suspension dans l'eau décantée aérée. En 1912, au retour d'un voyage à la station de Lawrence, l'ingénieur Fowler suggéra à ses associés de la station de Manchester l'idée d'utiliser ce procédé par vidange et remplissage. Contrairement à la pratique observée à Lawrence, ils récupérèrent cependant les solides biologiques floculés à chaque vidange pour les réutiliser dans le bassin avec le nouvel apport d'eau. Le principe du recyclage des boues était né. À chaque cycle de l'expérience, il s'aperçurent que le temps nécessaire à la nitrification complète était plus court. Lors de leur présentation en avril 1914 devant la " Society of chemical industry ", les chercheurs Ardern et Lockett diront que la boue était comme " activée ".

Le procédé à " boues activées " était né. Très rapidement, des unités de traitement en grandeur réelle vont voir le jour en Europe et aux États-Unis. Le système à remplissage et vidange successifs sera ensuite abandonné au profit du réacteur continu associé à un clarificateur appelé décanteur secondaire.
Les recherches sur l'explication théorique des mécanismes d'épuration s'intensifièrent avec l'utilisation de plus en plus fréquente du procédé. Vers 1930, une théorie de l'épuration biologique par boues activées était issue des controverses de plusieurs années. L'attention se porta ensuite sur la question du besoin en oxygène qui devint le principal sujet de développement jusqu'au début des années 1950. Certaines mises en   oeuvre du procédé apparaissent plus susceptibles de produire une boue plus facile à sédimenter, la décantabilité de la boue activée devint par la suite le principal sujet d'investigation de la recherche. L'application du procédé à l'épuration d'eaux usées industrielles poussa également à travailler avec des volumes les plus limités possibles pour traiter le maximum de charge polluante. Les systèmes à forte charge apparurent et entraînèrent avec eux le développement de systèmes d'aération de grande capacité et à plus haut rendement.

L'utilisation des procédés d'épuration par boues activées à moyenne charge, appliqués à de nombreuses agglomérations, produisaient de grandes quantités de boues difficiles à gérer. Dans les années 1960 - 1970, l'apparition du système à très faible charge qui produit des boues plus stabilisées moins nuisantes trouva un terrain d'application très large pour les petites collectivités urbaines.

Ce procédé appelé aussi aération prolongée consomme toutefois beaucoup d'énergie et à cause de cela, il a été concurrencé par des technologies plus intensives et moins gaspilleuses, comme par exemple, les systèmes à biomasse fixée sur un support en rotation dans des bacs traversés par l'eau à traiter, dits " biodisques ".

Depuis les années 1980, les procédés à boues activées n'ont plus seulement l'ambition d'éliminer la DBO de l'eau usée mais aussi l'azote et le phosphore. La nitrification, la dénitrification et la déphosphatation biologique sont intégrées au traitement par boues activées. L'objectif de ces derniers développements vise l'épuration tertiaire nécessaire à une réelle amélioration de l'écosystème récepteur des eaux épurées. Aujourd'hui, l'amélioration de la connaissance de la cinétique détaillée des réactions biologiques, associée au développement des techniques d'automation et de mesure, autorise un contrôle en temps réel de procédés plus complexes ainsi qu'une utilisation plus rationnelle de l'énergie. La mise en oeuvre industrielle de matériaux nouveaux ouvre également de nouvelles perspectives.

Source : "http://www.ciger.be/inasep/chap5/rep52.shtml"
l'Eau et la Commune de M. Lemineur.