Table des matieres

Les DOB et les substances nutritives, éliminées des flux de déchets, alimentent la croissance de la végétation émergente et des matières biologiques attachées aux racines de la végétation et aux équipements de filtrage (si un système à flux sous la surface est utilisé). Le taux de croissance typique de la végétation varie entre 56 et 80 kg/hectare/jour. Normalement, la végétation des marais SF n’est pas récoltée. Les systèmes FWS convenablement conçus et entretenus exige une récolte régulière de la végétation.

La principale activité d’entretien est la récolte des nouvelles croissances de végétation dans les marais FWS. Si des métaux toxiques sont présents dans les flux de déchets, les racines et les feuilles de la végétation devraient être convenablement évacuées pour éviter qu’elles ne soient ingérées par des êtres humains ou des animaux. Les débouchés, dégorgeoirs, pompes et d’autres entretiens mécaniques peuvent être nécessaires. Dans l’ensemble, les contraintes d’exploitation et d’entretien des systèmes de marais sont réduites.

Les marais sont habituellement utilisés comme des procédés finaux tertiaires ou de finition dans le processus de traitement dans les Caraïbes. Ils sont plus efficaces s’ils sont utilisés de cette manière. Ils ne sont généralement pas considérés en tant que traitement secondaire à cause de la surface de terrain requise. Le traitement par les marais n’est pas considérablement utilisé dans les Caraïbes, bien que ce soit une technologie promettante à cause du climat chaud et humide de la région.

Boutin, C., 1993; Choate, K.D., 1990; Green, M.B., 1995; Kreissl, J.F.; Kruzic, A., 1994; Mitchell, D.S., 1995; Netter, R., 1993; Perfler, R., 1993; Polprasert, C., 1996; Sweeney, V., 1996; U.S. EPA, 1980; U.S. EPA, 1980; U.S. EPA 1988; U.S. EPA 1992; Urbanc-Bercic.

Le traitement par les sols est l’application contrôlée des eaux d’égouts sur la surface des terres, pour leur traitement par des procédés physiques, chimiques et biologiques. Les trois modèles de base sont l’application lente (qu’on appelle aussi irrigation), l’infiltration rapide et l’épandage à la surface des sols.

Dans le procédé d’application lente, des effluents primaires ou secondaires sont appliqués sur une surface plantée de végétation et s’écoulent dans la zone des racines et dans le sol. Des drains souterrains peuvent être utilisés si les effluents doivent être recyclés ou évacués ailleurs. Dans le procédé d’infiltration rapide, des effluents primaires ou secondaires sont appliqués sur des sols modérément ou très perméables. Les eaux d’égouts sont traitées lors de leur infiltration dans le sol. Des drains souterrains ne sont pas habituellement utilisés et les eaux d’égouts traitées peuvent être utilisées pour renfler les nappes d’eau souterraines. L’épandage à la surface des sols est l’application homogène des effluents primaires et secondaires au sommet de pentes plantées d’herbe. Les eaux d’égouts s’écoulent sur la surface plantée et sont traitées avant qu’elles ne soient collectées dans des fossés d’évacuation au bas des pentes. Ce procédé est plus approprié aux sols imperméables mais peut aussi fonctionner avec des sols ayant une perméabilité de faible à moyenne.

APPLICATIONS

Les procédés de traitement par les sols peuvent utiliser des eaux d’égouts qui ont reçu un traitement primaire ou secondaire. Plus le niveau de traitement qu’ont reçu les eaux d’égouts est élevé, mois l’aire de surface requise a besoin d’être étendue. L’application lente est le procédé le plus approprié pour les sols avec une perméabilité de faible à moyenne. C’est une bonne façon de recycler l’eau et les substances nutritives et de faire pousser des produits ou plantes utiles. L’infiltration rapide est appropriée aux sols avec une forte perméabilité et des nappes d’eau souterraines profondes. L’épandage à la surface des sols est approprié aux sols imperméables, sur des terrains qui ont une pente soutenue et uniforme; c’est un procédé qui revient très cher sides constructions ou des excavations dans la terre sont nécessaires pour obtenir la pente convenable.

Le tableau suivant résume les critères de conception pour les trois procédés de traitement par les sols :

Les valeurs moyennes typiques et les valeurs maximales relatives à la concentration des polluants dans les effluents des systèmes de traitement par les sols sont résumées dans le tableau ci-dessous :

Les procédés de traitement par les sols sont limités par le climat, la pente des terrains et les conditions des sols. Il se peut que l’application des eaux d’égouts doive être réduite ou même arrêtée durant les périodes humides. D’autres désavantages sont la nécessité d’avoir de très grandes surfaces de terrains et des problèmes d’odeurs ou de contagions peuvent apparaître si des traitements préliminaires qui ne sont pas appropriés sont utilisés.

Les résidus associés aux traitements par les sols sont la croissance de la végétation et les matières solides générées par les procédés de traitement préliminaire.

La végétation qui pousse grâce à l’épandage à la surface des sols et au procédé d’application lente doit être récoltée régulièrement, alors que la végétation due au procédé d’infiltration rapide doit être récoltée périodiquement. Les taux de croissance dépendent du type de végétation utilisée et du volume et de la concentration des eaux d’égouts. Si les eaux d’égouts ne contiennent pas de métaux ou d’autres matières toxiques, la végétation récoltée peut être utilisée pour l’alimentation du bétail ou d’autres animaux fermiers. Les pompes et conduites de distribution doivent être contrôlées et nettoyées régulièrement.

KCM n’a pas connaissance d’installations spécifiques dans la Région des Caraïbes.

Braungart, M., 1997; Kruzic, A., 1994; Goldstein, N. 1981; U.S. E.P.A., 1980; U.S. E.P.A. 1992; U.S. E.P.A. 1984.

Les filtres consistent en un ou plusieurs bancs d’une profondeur de 600 à 900 mm de matériaux granulaires. Les eaux d’égouts prétraitées sont appliquées sur ces bancs et sont traitées lors de leur écoulement. L’effluent est habituellement collecté par des drains souterrains et est évacué dans les sous-sols ou les eaux de surface. La plus grande partie du traitement se produit grâce à l’activité biologique aérobie dans la structure poreuse des filtres et grâce aux procédés physiques et chimiques d’élimination. La méthode de traitement est très constante, fiable et capable de produire des effluents de haute qualité avec de faibles taux de DOB, de matières solides en suspension et de pathogènes.

Il y a deux types principaux de filtres. L’un d’eux utilise des filtres à remous. Quand les pores des filtres à remous sont bouchés, le filtre peut refouler de l’eau propre, habituellement vers le haut, dans l’appareillage pour le nettoyer. Les filtres à remous peuvent créer des remous d’une façon continue, automatiquement ou par intermittence. Ils sont le plus souvent utilisés comme des traitements post-secondaires ou comme des procédés de finition dans les stations d’épuration conventionnelles et mécanisées. Les filtres à remous produisent des effluents d’une excellente qualité et n’exigent pas une grande superficie de terrains. Cependant, ce sont des traitements à haute technologie et chers. Ils ne sont pas approfondis dans le complément de cette feuille descriptive.

Les autres types de filtres sont ceux qui n’ont pas de mécanismes à remous et qui reçoivent des taux de déversements beaucoup faibles que les filtres à remous. Lorsque les couches supérieures de ces filtres lents à sable commence à s’engorger, elles sont simplement enlevées et remplacées. Les filtres à sable enterrés sont construits sous la surface; les extrémités d’amont des drains souterrains se prolongent au dessus de la surface pour favoriser l’aération et la ventilation des eaux d’égouts. Les filtres à sable ouverts ( ou intermittents) sont construits au niveau du sol, avec une surface exposée, ce qui permet un accès facile pour les contrôles et le nettoyage. Les filtres à graviers de recirculation sont des filtres ouverts qui recyclent de 300 à 500% du flux affluent. Les effluents traités sont continuellement mélangés avec les effluents pré-traités et sous déversés sur le filtre. Tous ces filtres nitrifient bien (convertir l’ammoniaque en nitrates). Seuls, les filtres à recirculation peuvent dénitrifier (convertir les nitrates en gaz nitrogène). La nitrification augmente le taux de nitrates dans les effluents, ce qui peut être un problème si ils sont évacués près d’une source d’eau potable. Uniquement les filtres à sable de recirculation, ouverts et enterrés sont décrits dans le reste de cette feuille descriptive.

Les filtres à sable sont des méthodes efficaces et fiables pour le traitement eaux d’égouts, des effluents de fosses septiques aux effluents des traitements secondaires. Ils sont très appropriés pour les communautés rurales, les petits pâtés de maisons, les résidences individuelles et les entreprises, lorsque les terrains sont disponibles. Ils sont faciles d’utilisation et d’entretien pour la main d’œuvre locale, ce qui rend leur utilisation appropriée dans les zones rurales où la main d’œuvre n’est pas aisément disponible.

• Les eaux d’égouts nécessitent au minimum un traitement primaire ( par exemple sédimentation ou fosse septique) avant leur application dans les filtres à sable. L’appareillage des filtres se s’engorgera rapidement si les eaux d’égouts ne sont pas traitées d’une façon adéquate.

• Le filtre devrait avoir une profondeur de 600 à 900 mm.

• Les petits filtres procurent une meilleure élimination des substances contaminantes mais doivent être nettoyés plus fréquemment.

• Les déversements hydrauliques et les dimensionnement des filtres devraient respecter les critères du tableau ci dessous.

Les valeurs typiques des concentrations de polluants dans les effluents des filtres à sable sont résumées dans le tableau ci-dessous. Il est assumé que les eaux d’égouts ont été prétraitées par, au minimum, une fosse septique.

Ecouler les eaux d’égouts dans des filtres requiert environ 1 mètre de hauteur manométrique. Il peut donc être nécessaire d’utiliser des pompes pour l’évacuation des effluents si la topographie des terrains n’est pas appropriée. Les filtres de recirculation nécessitent des pompes dans toutes les circonstances. D’autres désavantages sont que les filtres ouverts peuvent produire des odeurs désagréables et que les filtres appropriés peuvent ne pas être disponibles localement. Dans ce cas, d’autres matériaux granulaires, tels que des dérivés de tourbe, peuvent être appropriés.

Une petite quantité de matière biologique, qui peut être ratissée et évacuée, est produite dans la partie supérieure du filtre

Les contraintes de fonctionnement et d’entretien sont limitées pour les systèmes de filtre à sable qui ne sont pas à remous. Des nettoyages périodiques (tous les 6 à 12 mois) de la couche supérieure du filtre sont nécessaires pour éviter l’engorgement. L’entretien régulier des pompes et de l’équipement de distribution des eaux d’égouts est aussi nécessaire.

Ces systèmes sont étudiés et mis en application dans certaines régions de Floride, U.S.A.

Bennani, A.C., 1996; Boutin, C., 1993; Check, G.G., 1994; Evans, B., 1993; Rich, L.G., 1996; U.S. EPA, 1980; U.S. EPA, 1984; U.S. EPA, 1980; U.S. EPA, 1992; Yang, P.Y., 1994.

Le traitement préliminaire comprend les procédés de la première unité inclus dans la plupart des structures de traitement mécanisées et non mécanisées. Les traitements préliminaires les plus utilisé sont les procédés de criblage et les procédés d’élimination des corps étrangers.

Les eaux d’égouts affluentes s’écoulent habituellement dans des cribles qui éliminent les matières qui flottent et les débris. L’espace entre les barres peut varier entre 5 et 50 mm. Lorsque l’on veut éviter les problèmes ultérieurs dans le traitement, l’espace entre les barres ne devraient pas excéder 12 mm. L’élimination des corps étrangers, lorsqu’elle fait partie du traitement, prélève les solides inertes et le sable qui pourraient endommager les pompes et autres équipements mécaniques en aval du traitement. Il y a de nombreux procédés d’élimination des corps étrangers, mais la plupart ont un compartiment par lequel les eaux usées s’écoulent, qui est assez grand pour retenir le flux pour que les solides lourds et inertes se déposent au fond.

APPLICATIONS

Tous les procédés de traitement, à l’exception des fosses septiques et des systèmes individuels, nécessitent un type de traitement préliminaire ou un procédé de criblage pour éliminer les objets volumineux et les objets qui flottent. Pour les systèmes de traitement des eaux d’égouts qui utilisent beaucoup d’équipements mécaniques, le criblage et l’élimination des corps étrangers sont fortement recommandés. L’élimination des corps étrangers n’est pas nécessaire pour la plupart des systèmes naturels, mais devrait être prise en considération pour les systèmes de traitement des eaux d’égouts qui utilisent beaucoup d’équipements mécaniques, pour prolonger la durée de vie du matériel. La présence d’une quantité importante de corps étrangers dans les eaux d’égouts endommage rapidement les pompes ou les autres équipements mécaniques.

• L’espace entre les barres des cribles devrait être de 5 à 50 mm, en fonction du type de procédé de traitement qui sera utilisé subséquemment. Plus l’espace est grande, moins de matières sont retenues.

• Les volumes de criblages typiques sont de 0,037 à 0,22 m³ par 1,000 m³ de déversement.

• Le canal d’approche aux barres de criblage devrait être dimensionné pour que la vélocité d’approche soit d’au moins de 30 à 60 cm par seconde pour des conditions moyennes de déversement.

• Un compartiment conventionnel aéré pour les corps étrangers est dimensionné pour fournir un temps de détention des eaux usées de 2 à 5 mn. D’autres types de réservoirs pour l’élimination des corps étrangers ont d ‘autres critères. Des compartiments à tourbillon pour l’élimination des corps étrangers sont conçus pour des taux d’épanchement d’environ 66 m/ heure, pour des déversements maximaux quotidiens.

• Le volume de corps étrangers généré varie en fonction du système de collecte des eaux usées utilisé et de son taux d’affluence. Des compartiments pour l’élimination des corps étrangers génèrent habituellement de 0,0024 à 0,18 m³ par 1,000 m³ de flux.

• Les installations de forme circulaire sont utilisées pour les unités à tourbillons; les compartiments pour les corps étrangers sont rectangulaires. Les pertes de hauteur manométrique dans les unités varient entre négligeable et 0,6 m.

Les cribles sont efficaces pour éliminer tous les matériaux qui sont plus grands que l’espace entre les barres. La plupart des compartiments pour l’élimination des corps étrangers éliminent environ 95 % des particules inertes qui mesurent plus de 0,21 mm. Certains compartiments modernes peuvent éliminer des particules inertes qui mesurent moins de 0,21 mm.

Lecriblage et l’élimination des corps étrangers augmentent les coûts d’investissement, de fonctionnement et d’entretien. Pourtant, dans la plupart des cas, l’élimination des corps étrangers coûte moins cher que les coûts d’entretien supplémentaires pour les systèmes subséquents qui seraient nécessaires si des procédés d’élimination des corps étrangers et de criblage n’avaient pas été utilisés.

Les produits du criblage et les corps étrangers sont recueillis par ces procédés. Après avoir été lavés, drainés et compactés, ces résidus sont habituellement évacués dans des décharges. Des volumes typiques de résidus sont décrits ci-dessus dans la section «critères de conception ».

Les contraintes de fonctionnement de base pour les traitements préliminaires sont l’élimination, le lavage et le tassement (assèchement) des résidus. Le criblage et l’élimination des corps étrangers peuvent se faire mécaniquement ou manuellement. Les corps étrangers peuvent être éliminés manuellement à l a pelle, mais ceci nécessite un compartiment supplémentaire, pour que chaque compartiment puisse être isolé et assaini à la pelle. Habituellement, les corps étrangers sont retirés du fond du réservoir avec des sceaux mécaniques, des transporteurs à vis inclinée ou des pompes à impuretés. Celles-ci doivent être très solides car elles pompent des matériaux très abrasifs. Pour les compartiments aérés d’élimination des corps étrangers, le fonctionnement et l’entretien des ventilateurs accroissent les coûts