PLANIFICATION ET GESTION ENVIRONNEMENTALES

PLANIFICATION ET GESTION ENVIRONNEMENTALES

“Contrôle de la pollution industrielle dans les nations en voie de développement” (Miller, J.P 1981) traite du conflit qui réside dans le fait d’encourager le développement économique dans un pays en voie de développement tout en imposant des restrictions environnementales qui découragent le développement industriel. Cependant, «l’expérience montre que des structures raisonnablement efficaces pour le contrôle de la pollution coûtent entre 1 et 5% du prix d'investissement pour l’installation d’une nouvelle industrie. Les programmes d’épuration nécessaires dans le futur pour nettoyer les zones industrielles polluées peuvent cependant coûter 100 ou 1000 fois plus que le développement industriel d’origine ». D’autres sujets tels que le financement, la participation des gouvernements et les subventions pour la prévention de la pollution sont aussi traités.

Le manuel Traitement et évacuation des eaux résiduaires pour les petites communautés (U.S. EPA 1992) Comprend un chapitre sur la planification et la gestion mais n’est pas cependant une source adéquate pour la planification dans la Région des Caraïbes. Ce manuel assume que l’utilisateur planifiera dans la structure régulatrice bien définie des Etats-Unis.

Les manuels EPA suivants traitent aussi de la planification des structures ou procédés de traitement :

• Systèmes alternatifs pour la collecte des eaux résiduaires (U.S. EPA 1991)

• Etangs de stabilisation des eaux résiduaires municipales (U.S. EPA 1983)

• Traitement des eaux résiduaires sur le terrain et systèmes d’évacuation (U.S. EPA 1980)

• Infiltration rapide et écoulements par les sols (U.S. EPA 1984)

• Traitement à boue et évacuation (U.S. EPA 1979)

“Elaboration de structures pouvant être reproduites pour le traitement des eaux résiduaires de faible flux dans les pays en voie de développement”, (Gaber, A. 1993) décrit les étapes requises pour la planification d’une usine de traitement pour une petite communauté dans une nation en voie de développement. L’auteur indique qu’historiquement deux réponses ont été apportées à la question «quel est le meilleur développement pour les eaux résiduaires dans l'environnement complexe d'un pays en voie de développement ? » L’une des réponses est que la technologie et les composants innovateurs extrêrnes peuvent toujours résoudre les problèmes d’eaux résiduaires. L’autre réponse est que la technologie est inutile à moins que le système local puisse supporter d’une façon adéquate l’infrastructure requise. Cet article met l’accent sur la seconde réponse.

“Evaluation de technologies innovatrices pour le traitement des eaux d’égouts” (Qasim, S.R. 1993), “Jusqu’à quel point les technologies de gestion appropriées aux eaux d’égouts sont-elles appropriées? " (Bhamidimarri, R. 1996), et " Technologies appropriées au traitement des eaux d’égouts dans les petites communautés” (Kreissl, J.F. 1996) tentent tous de définir les termes innovateurs et adéquats. La plupart semble s’accorder sur le fait que la technologie appropriée doit être :

• d’un coût d’investissement, de fonctionnement accessibles

• fonctionnelle à un coût raisonnable et avec la main d’œuvre disponible localement

• assez fiable pour constamment faire face aux exigences de la qualité des effluents.

“Contrôle de la pollution dans les districts industriels organisés : étude de cas en Turquie” (Filibeli, A. 1996) traite des stratégies de planification en Turquie pour le contrôle de la pollution par les eaux résiduaires industrielles. En 1993 il y avait 100 «districts industriels organisés » (DIO) en Turquie et une croissance importante est anticipée. L’objectif du DIO est de fournir aux investisseurs industriels des parcelles avec une infrastructure correcte (routes, électricité, approvisionnement en eaux, collecte et évacuation des eaux résiduaires, conseils techniques, communication, etc.) à un prix assez bas pour encourager le développement. Chaque DIO dispose d’une usine centralisée de traitement des eaux résiduaires. Certaines industries doivent préalablement traiter leurs eaux résiduaires avant de les évacuer dans le système central de collecte. Les auteurs insistent sur la minimisation des déchets et le zonage stratégique des secteurs industriels pour que les industries similaires soient près les unes des autres et puissent partager les structures de traitement préliminaire et leurs coûts.

“Traitement des eaux résiduaires face aux besoins du tiers monde” (Nichols, A.B. 1987) s’attache à certaines exigences sanitaires liées à la santé des nations en voie de développement ainsi qu’à l’aide financière de la banque mondiale dans de nombreux projets. L’effet des eaux polluées par les coliformes est traité. Selon la banque mondiale «de fortes pénuries d’eau associées à la pollution sont responsables de 25 000 morts par jour. La banque note que «le système adéquat de traitement des eaux résiduaires et de recyclage doit pouvoir éliminer les helminthes, de réduire les bactéries et les pathogènes viraux et ne doit causer aucune nuisance d'odeur et d'aspect ». De plus, «l’Amérique latine ne devrait pas adopter a priori de politique officielle qui défende le traitement secondaire à moins qu’il apparaisse y avoir une justification claire ». Pour les pays envoie de développement il est important de déterminer le coût du traitement des eaux résiduaires et le degré de traitement nécessaire. L'élimination des bactéries et des pathogènes dans les eaux résiduaires a été directement liée à la santé mais les questions demeurent sur l'impact des DOB et des TSS sur la santé.

Le manuel EPA, systèmes alternatifs de collecte des eaux résiduelles (U.S. EPA 1991) traite de l’assainissement sous pression, de l’assainissement sous vide, des égouts conventionnels gravitaires et des égouts de petit diamètre. Des mises en application potentielles sont traitées pour tous les types de conditions géographiques et hydrogéologiques, de quantité d’écoulements, de contraintes économiques et de distribution des sources d’eaux résiduaires. C’est un manuel complet sur les systèmes de collecte.

Une présentation de Charles Vanderlyn sur les “égouts de petit diamètre” (Banque du développement Panaméricain, 1992) au Séminaire sur les technologies appropriées et innovatrices pour les eaux résiduaires dans les pays d’Amérique latine traite des technologies de systèmes traditionnels de collecte en mettant l’accent sur les égouts de petits diamètres. Pour les petites communautés, le coût d’installation des égouts conventionnels gravitaires est beaucoup trop élevé. Ces systèmes nécessitent des canalisations coûteuses de large diamètre pour s’assurer que les eaux d’égouts coulent librement avec des regards tous les cent mètres ou à chaque changement de direction. Grâce au traitement préliminaire des égouts des foyers ou de petites conglomérations avec des fosses septiques la plupart des matières solides peuvent être retenues ce qui permet d’utiliser des tuyaux avec des diamètres plus petits pour la construction des égouts. Puisque la plupart des matières solides sont enlevées, il n’y a pas besoin de maintenir une vélocité minimum des matières solides. Une autre option consiste à utiliser une pompe broyeuse au lieu d’une fosse sceptique pour broyer les matières solides qui pourraient obstruer. L’auteur souligne que bien que ces systèmes soient d’un bon rapport qualité/ prix aux Etats-Unis, des évaluations supplémentaires ou des études d’essai doivent être entreprises dans d’autres pays pour déterminer leur rapport qualité/ prix à cause de la différence dans le coût relatif de l’énergie et des matériaux.

“Les études de faisabilité et la conception d’un projet pour la collecte, le traitement et les canalisation des égouts publics sur la côte sud de la Barbade” (Fries, H. 1992) traite de la méthodologie et du processus de conception d’un système de collecte des eaux résiduaires pour la partie sud de l’île de la Barbade. Quarante kilomètres d’égouts sanitaires et 80 kilomètres de connections de service doivent être installés suite au financement par la banque de développement panaméricaine. Les méthodes de constrictions sans tranchées sont étudiées suite à la congestion des lignes des services publics. Les coûts sociaux directs et indirects devraient être élevés. Ceux-ci comprennent :

• Dédommager les entreprises pour les inconvénients causés durant la construction

• Réclamation pour les dégâts causés aux propriétés

• Diminution de la longévité des trottoirs à cause des installations

• Coûts engendrés par les déviations de circulation et les retards.

“Modifications des caractéristiques des eaux d’égoutsavec le temps” (Kaijun, W. 1995) examine comment le fonctionnement et l’efficacité d’un système de traitement dépendent des caractéristiques des eaux d’égouts quant elles arrivent à la structure de traitement. Les points principaux sont que les composants les plus odorants des eaux d’égouts dans les canalisations proviennent de la formation de produits issus de la réduction du sulfate. L’auteur soutient que l’odeur peut être contrôlée en imposant des conditions aérobies sur les eaux d’égout. Il établit également que les systèmes d’égouts pourraient contribuer au traitement préliminaire, grâce aux réactions microbiennes anaérobies, beaucoup plus que ce n’est actuellement le cas dans de nombreux systèmes. Une possibilité qui mériterait de plus amples investigations est «d’implanter » une population active microbienne dans les canalisations pour accroître la réduction de DOC durant le transport. Une autre possibilité serait de recycler dans la partie supérieure la boue accumulée dans les parties inférieures des canalisations pour augmenter la concentration bactérienne. La méthode d’«implantation » ou d’aération proposée par l’auteur est très chère et ne semble pas plausible ou d’un bon rapport qualité / prix.

“L’option d’un système adéquat de traitement des eaux d’égouts dans les régions à faible densité” (Ukita, M. 1993) est une étude statistique des systèmes de collecte, à savoir, quand ceux-ci deviennent plus économiques que les systèmes de traitement sur site au Japon. Les auteurs déterminent que les systèmes de collecte sont plus avantageux quand la densité d’habitation excède 9,5 maisons/hectare. Des courbes sont présentées pour les coûts de systèmes de collecte par foyer par rapport à la densité d’habitation au Japon. L’accent est aussi mis sur la sélection du système adéquat en fonction des facteurs économiques, de la qualité des eaux réceptrices et des conséquences globales sur l’environnement des effluents déversés.

OPTIONS de TRAITEMENT DES EAUX D’EGOUTS DOMESTIQUES pour les systemes individuels

Alternatives pour un assainissement adéquat (Kalbermatten, J.M. 1982) contient des informations sur les systèmes d’assainissement domestiques qui peuvent être employés par les pays en voie de développement, lorsque des systèmes de collecte ne sont pas disponibles. Les latrines à fosses sont essentiellement constituées par un trou dans le sol dans lequel les excréments tombent. Les excréments se décomposent par anaérobie, cependant le trou se remplit à la longue. Quand il est plein au trois-quarts, il doit être obturé ou vidé par pompage. Il existe de nombreux types de latrines à fosses, telles que les toilettes à chasses d’eau non automatiques, où les excréments tombent le long d’une glissière incurvée dans un compartiment séparé. De l’eau ou des eaux d’égouts sont utilisées pour évacuer les déchets. Un des avantages des toilettes à chasse d’eau non automatiques est le fait qu’ils puissent être installés à l’intérieur, puisqu’ils ne sentent pas mauvais. Les toilettes à compost sont une autre alternative, cependant nécessitent plus d’entretien et de techniques d’exploitation. En plus des exigences de mélange et de hausses de températures occasionnelles, de l’herbe, de la cendre, de la sciure et d’autres matériaux organiques doivent être ajoutés pour maintenir l’équilibre nécessaire entre les matières organiques et les substances nutritives. Il y a en outre des complications dans les climats humides.

Le Manuel d’évaluation de la technologie innovatrice et alternative(U.S. EPA 1980) contient une page descriptive sur trois types différents de toilettes sans eau : les toilettes à incinération ; les toilettes à compost ; et les toilettes à recirculation d’huile. Ces options peuvent être viables lorsque l’eau est rare ou lorsque d’autres options pour le traitement des eaux d’égouts ne sont pas disponibles. Les toilettes à incinération et à compost ont des potentiels lorsque l’on considère l’aspect économique, mais les toilettes à recirculation d’huile ne sont pas recommandées car elles génèrent des résidus huileux et nécessitent une séparation solides/huiles.

“Technologies de traitement des eaux d’égouts : latrines à fosses.” (Kaltwasser, B.J. 1995) est une étude complète sur la théorie des latrines à fosses, les éléments à prendre lors de la conception, les différences dans la conception des latrines à fosses, les contraintes d’entretien et les mises en pratiques. Parmi les éléments importants à prendre en compte se trouvent : la taille nécessaire ; la contamination des nappes d’eaux souterraines (étanchéité ou non ?) ; ventilation ; mesures à prendre pour éviter des problèmes d’infestations d’animaux nuisibles (mouches, rongeurs) ; et ne pas utiliser les latrines quand elles sont pleines. Un autre élément à prendre en compte est que les latrines mouillées peuvent décomposer les solides plus rapidement que les latrines sèches parce que les microlitiques peuvent migrer plus rapidement dans l’eau vers d’autres sources de nourriture. La conception de latrines mouillées peut minimiser l’entretien nécessaire constitué par le retrait des solides ou l’obstruction.

OPTION POUR LE TRAITEMENT DES EAUX D’EGOUTS DOMESTIQUES POUR LES SYSTEMES sur site

Le Manuel d’évaluation de la technologie innovatrice et alternative (U.S. EPA 1980) contient quelques pages descriptives sur les fosses septiques avec différentes options pour l’évacuation des effluents. Des fosses septiques peuvent être utilisées avec des champs d’absorption par les sols pour l’évacuation des effluents si le sol a une perméabilité d’au moins 25 mm/ h. Les sols sablonneux sont les plus perméables. Il faut au moins 660 mm entre la surface d’infiltration et le niveau le plus élevé des nappes d’eaux souterraines potentielles pour minimiser la contamination des nappes d’eaux souterraines. Si les taux d’application des effluents ne sont pas excessifs, le sol peut extraire efficacement les DOB, les TSS, les bactéries, les virus et les métaux. Si les niveaux des nappes d’eaux souterraines sont typiquement élevés, les systèmes à tertre d’infiltration ou à pente peuvent être utilisés pour évacuer les effluents des fosses septiques. Les systèmes à tertres d’infiltration sont des lits d’absorption élevés ou en hauteur qui fournissent le traitement des effluents avant leur évacuation finale dans les nappes d’eaux souterraines. Les pages descriptives de la technologie pour les eaux d’égouts municipales (US Department of Commerce – 1991) contient les mêmes pages descriptives sur les fosses septiques avec des systèmes à lit d’absorption et à tertre d’infiltration.

Le manuel EPA, Evacuation et traitement sur site des eaux d’égouts (U.S. EPA 1980) traite les mêmes informations, en plus détaillé. Des informations sont fournies pour déterminer si les sols sont propres à l’installation de champs d’absorption sur la taille et la configuration des fosses septiques pour un traitement adéquat, sur la manière d’assurer une hydraulique convenable dans la fosse, sur les méthodes d’entretien et les intervalles de temps convenables et sur les options pour l’évacuation des effluents. En plus des champs d’absorption et des systèmes à tertre d’infiltration, les différentes possibilités d’évacuation comprennent les filtres à sables, l’évacuation dans les eaux de surface et les lagunes d’évaporation. C’est un livre de références complet sur les systèmes de traitement du sol.

Le manuel, Traitement/évacuation des eaux d’égouts pour les petites communautés (U.S. EPA 1992) ne traite pas des fosses septiques dans le détail, mais mentionne que les réservoirs tampons ou de retenue peuvent être utilisés pour stocker les eaux usées jusqu’à ce qu’elles puissent être collectées pour leur traitement à l’extérieur ou leur évacuation. Bien que cette option élimine la nécessité d’un traitement, elle a de nombreux inconvénients. Le pompage peut être fréquent (en fonction de la taille du réservoir) et peut être coûteux à un point prohibitif si la communauté est isolée. Le réservoir tampon doit être d’une haute qualité de construction pour éviter des fuites de liquides, de solides ou d’odeurs.

“Technologies de Traitement des eaux d’égouts—Fosses Septiques” (Kaltwasser, B.J. 1995) fournit une explication académique sur la façon dont les fosses septiques fonctionnent ainsi que sur les point importants à prendre en considération lors de leur conception. Lorsqu’elles sont d’une taille adéquate, les fosses septiques ne doivent être vidées qu’une fois tous les 5 ou 7 ans, bien qu’une période de vidange de 2 ou 3 ans soit plus commune. Une des options pour l’évacuation des effluents est d’utiliser des égouts gravitaires de petit diamètre pour transporter les effluents vers une autre structure ou un autre procédé de traitement. Cette solution peut ne pas être adéquate dans les régions très rurales, mais elle peut être économique si la densité de population est assez élevée.

OPTION DE TRAITEMENT DES EAUX D’EGOUTS DOMESTIQUEs POUR LEs TRAITEMENTs DE BASSE TECHNOLOGIE ET D’UTILISATION INTENSIVE DEs sols

Chacun des manuels suivants fournit des informations importantes sur la conception, le fonctionnement, l’entretien et autres informations utiles pour les lagunes/ étangs, les processus à films fixes, l’infiltration/filtrage, les marais, les écoulements par les sols et le filtrage par le sable :

• Manuel d’évaluation de la technologie innovatrice et alternative (U.S. EPA 1980)

• Les pages descriptives de la technologie pour les eaux d’égouts municipales (U.S. Department of Commerce 1991)

• 
  Manuel de conception : Marais construits pour le traitement des eaux d’égouts municipales (U.S. EPA 1975)
  

• Traitement et évacuation des eaux d’égouts pour les petites communautés (U.S. EPA 1992)

• Manuel des technologies appropriées au traitement des eaux d’égouts dans les Caraïbes et comprenant des technologies appropriées en usage dans le monde entier (Millette, E. 1992)

Le Manuel de Processus de Conception pour le Traitement Terrestre des Eaux d’Egouts Municipales (U.S. EPA 1984) est une source utile sur les processus de traitement par infiltration/filtrage et les écoulements par les sols.

Les manuels suivants fournissent des informations pour la conception des lagunes et des lagunes de décantation ; chacun contient de très bonnes sources de données pour aider les ingénieurs dans les étapes de planification ou de conception d’un projet :

• Manuel des technologies appropriées au traitement des eaux d’égouts dans les Caraïbes et comprenant des technologies appropriées en usage dans le monde entier (Millette, E.M. 1992),

• Etangs de stabilisation pour les eaux d’égouts municipales (U.S. EPA 1983), et

• Notes sur la conception et le fonctionnement des lagunes de décantation dans les climats chauds des Pays en Voie de Développement (Arthur, J.P. 1983)

“Evacuation du DOB 5 dans les lagunes facultatives : Expérience en Tanzanie ” (Mayo, A.W. 1996) fournit des données en provenance de neuf lagunes facultatives qui fonctionnent dans un environnement tropical. Les auteurs jugent qu’un mauvais fonctionnement est du à une mauvaise conception. Par exemple, les projets conçus doivent prendre en compte le taux de réaction convenable de la microbiologie dans les climats tropicaux. L’évacuation des DOB par rapport au temps de détention et la constante du taux d’élimination des DOB par rapport au taux de charge de DOB font partie des sujets explorés. Un taux de charge optimal est de 450 kilogrammes/hectare/jour.

“Comparaison de l’efficacité de purification des lagunes avec un taux élevé d’algues et des lagunes de décantation” (Picot, B. font 1992) analyse les pour et les contres des deux types de systèmes de lagunes pour leur utilisation dans les régions côtières à climat «méditerranéen ». Dans les lagunes avec un taux élevé d’algues (HRAP : High Rate Algal Ponds) la croissance des algues est encouragée (ce qui augmente l’élimination des substances nutritives) les eaux sont peu profondes, un mélangeur mécanique est utilisé et les délais de détention sont plus courts (4 à 10 jours). Ceci réduit l’aire de surface nécessaire. Cette étude a montré que les lagunes HRAP pouvaient fournir le même niveau de traitement que les lagunes de décantation sur une surface cinq fois plus petite. Bien que les lagunes de décantation nécessitent plus de surface, leur long temps de détention encourage la sédimentation et les bactéries et les pathogènes meurent ou sont éliminés.

Le fait que les lagunes HRAP et de stabilisation aient tendance à avoir une faible concentration en pathogène suggère que la hausse des températures ou la lumière du soleil sur la lagune peuvent éliminer les pathogènes. « l’effet de la lumière du soleil sur les coliformes fécaux dans les lagunes : les implications sur la recherche et la conception » (Curtis, T.P. 1992) s’attache au problème complexe du modelage de l’élimination des coliformes fécaux dans les lagunes de décantation. L’intensité de la lumière du soleil, l’oxygène dissous de l’eau, et le pH du lagon affectent les taux d’élimination des coliformes. Les auteurs ont trouvé dans leurs recherches que «1.) la lumière peut seulement avoir un impact sur les coliformes fécaux si elle est accompagnée par des concentrations élevées d'oxygène dissous (sic) et d'un pH élevé ; 2.) la tendance qu'ont les algues à gêner la pénétration de la lumière est contre balancée par la capacité qu'elles ont à augmenter le pH et l'oxygène dissous ; et 3.) la lumière visible est plus importante que les U.V. ». Un historique des travaux précédent sur ce sujet est inclus dans ce rapport.

“Efficacité de l’élimination des bactéries fécales dans les lagunes de décantation des déchets au Kenya” (Mills, S.W. 1992) présente des taux élevés de disparition des coliformes fécaux pour sept lagunes de décantation des déchets en Afrique. Les résultats furent plus bas que ceux prédits par les équations des conceptions traditionnelles qui se fondent sur la température. Une bonne corrélation a été relevée entre les constantes des taux d’évacuation de premier ordre des coliformes fécaux et la température, et la concentration de coliformes fécaux affluants. Les auteurs remarquent que des taux plus élevés d’élimination ont été enregistrés auparavant, mais peuvent aussi refléter les éliminations par la sédimentation. Les valeurs du pH dépassaient rarement 9, mais les auteurs ont spéculé que des taux d’élimination bien plus élevés pourraient être atteints si le pH pouvait être maintenu autour de 10.

Dans “Influence du climat sur les lagunes de décantation” (Mendes, B.S. 1995), une correspondance fut développée pour l’élimination du DOB et les taux de charge du DOB dans cinq climats différents au Portugal.

“Développement soutenu et traitement des eaux d’égouts” (Panetta, 1992) considère le traitement des eaux d’égouts en s’attachant particulièrement au respect de l’environnement et des coûts. Le document décrit une alternative à la technologie conventionnelle du traitement des eaux d’égouts sous forme de système avancé d’étang intégré (AIPS : Advanced Integrated Pond System). L’«AIPS » est un système de traitement par lagunage, élaboré par William J.Oswald de l’Université de Californie, qui tente d’optimiser les caractéristiques des lagunes anaérobies facultatives, à haute concentration d’algues, et des lagunes de décantation pour la gestion intégrée des eaux d’égouts. Les eaux d’égouts s’écoulent à travers les séries de lagunes. La première cellule dans le processus de traitement est la lagune anaérobie et primaire. Cet étang est conçu pour un temps de pause hydraulique de 5 à 10 jours et est relativement profond (4 à 5 mètres). Les eaux d’égouts sont dirigées vers le centre de la cellule anaérobie au fond de la lagune pour emprisonner la majeure partie des solides, y compris les œufs d’helminthes et les kystes parasites. La seconde cellule dans la série est la lagune facultative moins profonde (2 à 3 mètres) dans laquelle prend place et la croissance des algues et la sédimentation. La troisième cellule dans la série est la lagune à haute concentration d’algues, laquelle est peu profonde (1 à 2 mètres) pour favoriser une meilleure pénétration de la lumière du soleil à travers la colonne d’eau, ce qui maximise la croissance photosynthétique. Cette lagune peut contenir une roue à aube ou des mélangeurs à flux axiaux pour empêcher la sédimentation. Une partie des effluents riches en oxygène en provenance de cette cellule peut être recyclée par pompage jusqu’à la cellule anaérobie pour fournir un couvercle aérobie pour le contrôle des odeurs. La quatrième cellule dans la série des lagunes est relativement profonde (2 à 3 mètres) et statique pour favoriser la sédimentation des algues. D’autres cellules peuvent être ajoutées à la série des lagunes pour accroître la sédimentation et l’exposition des effluents à la lumière des ultraviolets et la hausse du pH pour la désinfection. L’auteur fournit de brèves descriptions des structures d’«AIPS » à St.Helens, Ridgemark, Santee, et Arcata, Californie.

“Stations expérimentales pour de très petites communautés” (Boutin, C. 1993) évalue cinq procédés existants de traitement des eaux d’égouts pour des petites communautés en France ayant des équivalents de flux d’eaux d’égouts de 50 à 400 personnes. L’auteur remarque que l’un des deux procédés de traitement les plus utilisés en France pour cette échelle de flux – le procédé du lagunage ou de lagunes de décantation n’est pas satisfaisant pour des communautés si petites. Si la lagune est trop grande, ou si le taux de branchement demeure bas dans les quelques premières années, le niveau de remplissage de la lagune est très bas. Cela cause l’augmentation de la concentration des polluants dans la lagune, due à un manque d’effluents. De plus, en cas de fort orage, et à cause de la petite capacité de la lagune, cette dernière peut déborder et causer une décharge contenant des taux élevés de composés organiques.

“Elimination des rotavirus dans les systèmes expérimentaux de lagunes de décantation des déchets” (Oragui, J. 1995) traite de l’élimination des rotavirus dans des lagunes de configurations diverses. Les auteurs ont découvert que l’élimination des rotavirus est un processus très lent qui nécessite une longue rétention dans plusieurs des lagunes en série. Dans une des configurations, l’élimination des rotavirus n’était pas liée au taux du pH, de chlorophylle, d’ammoniaque ou de sulfure. Dans la configuration «innovatrice », la combinaison d’eaux peu profondes et la longue rétention a permis le développement d’un pH élevé dans la lagune, ce qui a favorisé la disparition des rotavirus.

“Le traitement des eaux d’égouts par les lagunes de décantation—Mises en pratique dans l’environnement tunisien” (Ghrabi, A. 1993) conclue, à partir d’études portant sur des lagunes de décantation en France, que les climats chauds améliorent fortement l’efficacité des lagunes grâce au taux accru de réaction microbienne. Cela peut permettre un taux de déversement plus élevé ou une surface plus petite. De plus, l’accumulation des sédiments a eu principalement lieu dans le premier étang en série. Le taux de dépôt était élevé (5 cm/an dans le premier étang et de 1,3 à 1,6 cm/an dans la lagune de maturation). Contrairement à Boutin, (Boutin, C. 1993) l’auteur juge que les lagunes de décantation offrent de nombreux avantages pour les petites communautés (avec des écoulements d’eaux d’égouts inférieurs à 0,25 millions de galons par jour). Ces avantages comprennent «un fonctionnement simple de l'installation et un entretien minimum, des coûts de construction et d’exploitation peu élevés, un taux élevé d'élimination des pathogènes, aucune énergie externe n’est nécessaire, si ce n’est l’énergie solaire, et les lagunes sont aussi utiles pour le stockage de l’eau destinée à l'agriculture ».

“Traitement par les sols des eaux d’égouts” (Goldstein, N. 1981) décrit le fonctionnement de quelques villes aux Etats-Unis qui pratiquent le traitement par les sols des eaux d’égouts pour les forêts et les cultures. Le traitement par les sols remplit trois objectifs :

• Traitement tertiaire des eaux d’égouts

• Fertilisation de la végétation ou des cultures

• Réapprovisionnement des nappes d’eau souterraines.

Les coûts d’investissement pour l’irrigation par pulvérisation peuvent être élevés mais les coûts d’exploitation et d’entretien sont habituellement beaucoup plus bas que pour les procédés de traitement mécaniques tertiaires. Un inconvénient consiste en ce que les cultures irriguées peuvent absorber des métaux toxiques ou des pathogènes.

“Systèmes de traitement naturel” (Kruzic, A. 1994) inclut un compte rendu de la documentation sur les lagunes. Il cite quelques écrits qui traitent de la sédimentation, des solides en suspension, et des mécanismes de récurage de la surface du sol dans les écoulements par les sols.

“Recyclage de la biomasse des substances nutritives” (Braangart, M. 1997) décrit un projet de traitement des eaux d’égouts à Rio de Janeiro, Brésil. Les eaux d’égouts sont traitées avec beaucoup de succès par des lagunes de colmatage et d’oxydation, des étangs de poissons et des étangs d’aquaculture. L’objectif de la conception de la structure de traitement est de recycler les substances nutritives dans le sol. L’effluent est utilisé pour irriguer les cultures de fruits et de légumes. Les poissons élevés dans ces étangs étaient comestibles, cependant, les fruits et les légumes étaient réservés pour la consommation par le bétail à cause de la présence de pathogènes dans l’effluent.

“Les avantages d’un filtre compact pour le traitement individuel ou semi-collectif des eaux d’égouts” (Fazio, A. 1993) étudie un filtre à sable compact utilisé pour le traitement et l’évacuation des effluents des fosses septiques. Le filtre dépend de la régulation des approvisionnements et de l’amélioration de la distribution de surface des déchets sur le filtre. Le degré de purification atteint dans l’étude, en utilisant un taux de dosage de 150 l/ m²/ jour fut supérieur à 90 pour cent pour les DOB, DOC, NH_4, et le nitrogène total. L’auteur a essayé d’optimiser l’efficacité en compartimentant les équipements de filtration, en ajustant l’ajutage de distribution et en utilisant un bio textile sur les équipements de filtration pour pouvoir distribuer l’effluent d’une façon uniforme. Malheureusement, un des inconvénients des bio textiles est qu’ils ont tendance à se boucher avec la croissance de matières biologiques.

“Procédés alternatifs pour l’amélioration de la qualité des effluents des systèmes de lagunage” (Evans, B. 1993), évalue deux procédés pour le traitement de finition des effluents des lagunes : filtrage intermittent par le sable et lagunes de finition. L’auteur cite, comme bénéfices des filtres à sable intermittent qui font suite au lagunage, les faits qu’ils se nitrifient très bien et qu’ils sont efficaces pour éliminer les algues ce qui est un des problèmes chroniques du lagunage. Une analyse du coût fut pratiquée pour la zone de Toronto et qui a démontré que les procédés lagune/filtre à sable sont meilleur marché que les installations conventionnelles d’aération prolongée jusqu’à ce que l’écoulement atteigne un million de galons par jour.

“Filtre à sable et à écoulement latéral pour les effluents des fosses septiques” (Check, G.G. 1994) est une étude en laboratoire des unités de filtration à sable et à écoulement latéral, chacune de ces unités étant remplie avec des sables à perméabilités diverses. Le taux de dosage utilisé était de 3,3 cm/jour. Après maturation du filtre, les taux d’élimination pour les DOB, le carbone organique (TOC : Total Organique Carbone), les solides en suspension et les bactéries coliformes furent excellents. Le temps de maturation fut d’environ 6 semaines pour l’élimination des DOB, mais allaient jusqu’à trois mois pour l’élimination des bactéries et la nitrification. Le système de distribution du filtre à sable était couvert de graviers et séparé du sable par un bio textile pour améliorer la distribution de l’écoulement. Du sable avec trois valeurs différentes de perméabilité fut testé. Le moins perméable développa une couche biologique épaisse très rapidement et le sable plus grossier développa une couche biologique plus fine. L’expérience avec le sable plus grossier a obtenu les meilleurs taux d’élimination de coliformes et les pires pour l’élimination des virus (les virus sont beaucoup plus petits que les coliformes). Les auteurs recommandent l’utilisation du sable le plus grossier à cause du bon traitement, de la longévité importante du système et de l’écoulement libre des hydrauliques.

“Systèmes à basse technologie pour l’élimination de taux élevés de DOB et d’ammoniaque” (Rich, L. G. 1996) présente des cas d’étude de lagunes et de filtres à sable intermittents combinés qui fonctionnent avec beaucoup d’efficacité en Caroline du Sud. Les filtres à sable sont efficaces pour éliminer les DOB, les TSS, les pathogènes, ainsi que pour nitrifier. L’auteur note que les filtres à sable intermittents utilisés pour les effluents des fosses septiques ont perdu de leur popularité aux Etats-Unis après la seconde Guerre Mondiale, car ils nécessitaient de grands terrains et posaient des problèmes d’odeurs. Cependant, lorsqu’ils sont utilisés comme une phase de finition après les lagunes, on peut appliquer deux fois le taux de dosage ou utiliser la moitié des terrains. On a observé que le taux de dosage pour un filtre en Caroline du Sud était de 23 cm/jour. Cependant, l’auteur cite des études récentes indiquant que des niveaux de déversement atteignant 60 cm/jour peuvent être utilisés si l’on choisit le sable convenable.

“Filtres à écoulement ascendant—Technologie appropriée aux Caraïbes ?” (Sammy, G.K. 1978) fournit des informations générales, des données pour la conception et quelques cas d’étude de filtres à écoulement ascendant utilisés en tant que procédé final, de traitement de finition. A cette époque là, il n’y avait aucun filtre à écoulement ascendant installé aux Caraïbes.

“Expérience actuelle avec l’utilisation de systèmes à lit de roseaux pour le traitement des eaux d’égouts dans des habitations individuelles” (Perfler, R. 1993) est une étude de systèmes à lit de roseaux conçus pour des habitations individuelles (l’équivalent de 8 à 10 personnes) en Autriche et qui nécessitait l’élimination améliorée des substances nutritives. Trois configurations furent examinées. Toutes reçurent un prétraitement dans des fosses de dépôt et des réservoirs tampons avant l’application à l’écoulement sous la surface des lits de roseaux. Les taux d’élimination pour le nitrogène et le phosphore variaient entre 60 et 70 pour cent. Le niveau contrôlable de l’eau dans le lit affecte l’élimination des nitrogènes. Dans un des cas, le niveau de l’eau fut élevé à son maximum dans le lit sans débordement. Ceci causa une augmentation notable de la présence d’ammoniaque dans l’effluent.

“Lits de roseaux construits : technologies appropriées aux petites communautés” (Green, M.B. 1995) examine les lits de roseaux à écoulement sous la surface en temps que traitement secondaire pour les petites communautés (jusqu’à 50 personnes) et en tant que traitement tertiaire pour des communautés plus grandes (jusqu’à 2000 personnes). Les besoins en surface pour les lits de roseaux comme traitement secondaire furent établis à 5 m par personne pour parvenir à des effluents présentant une concentration de 20 mg/l de DOB. Pour le traitement tertiaire, 1 m² par personne est recommandé pour parvenir à une concentration de DOB de 10 à 15 mg/l. Les lits de roseaux construits sont d’excellents systèmes d’élimination des solides, mais ils ne nitrifient pas bien à cause des conditions anaérobies. Pour assurer la maintenance, il convient de procéder à un nettoyage périodique du système de distribution et d’entretenir le lit de roseaux sans mauvaises herbes. Les auteurs relevèrent qu’une attention particulière doit être apportée au désherbage au début de la mise en fonction du lit de roseaux. Lorsque le lit arrive à maturation, il nécessite moins de désherbage.

“Elaboration d’une installation pour le traitement des eaux d’égouts sur une surface limitée pour les petites communautés rurales dans les tropiques” (Yang, P.Y. 1994) relève que la combinaison d’un marais avec écoulement sous la surface, associé au procédé de traitement par culture fixée aérobie, procure une très bonne élimination des DOB tout en maintenant une légère trace. La conversion des DOB avec ce système couplé se produit deux fois plus rapidement dans un marais, un étang ou un fossé à oxydation. L’auteur affirmait que la reproduction des moustiques et des mouches était supprimée par la couche biologique de la végétation qui se forme à la surface des marais.

“Marais construits intégrés pour les petites communautés” (Urbanc-Bercic, O.) traite de l’efficacité de la nitrification et de la dénitrification dans les lits de roseaux aux écoulements sous la surface des marais. Des régions aérobies et anaérobies peuvent être produites en variant la direction et le volume de l’écoulement. Les auteurs citent un document qui démontrait que le dosage intermittent n’introduit pas toujours assez d’oxygène pour la nitrification. Les auteurs ont aussi découvert que des lits denses de roseaux augmentaient l’efficacité de la décomposition des composants du nitrogène par dénitrification.

“Systèmes de traitements naturels” (Kruzic, A. 1994) fournit un résumé des écrits de 1992 et 1993 sur les systèmes de traitement de marais construits. Les marais fournissent un système nécessitant peu d’entretien qui peut éliminer les DOB, le nitrogène, le phosphore et certains métaux toxiques qui se trouvent souvent dans les eaux d’égouts industrielles. Ils peuvent être utilisés comme procédés de traitement primaire, secondaire ou tertiaire.

“Les sols plantés comme filtre —Un système de traitement des eaux d’égouts pour les régions rurales” (Netter, R. 1993) explore les paramètres de la conception pour les filtres pour sols plantés à écoulements sous la surface. Le taux de charge hydraulique utilisé était de 0,4 à 6,0 cm/jour et les taux de charge de DOB étaient de 0,9 à 9,7 g/m²/jour.

L’auteur de “L’utilisation des marais pour le contrôle de la pollution de l’eau en Australie” (Mitchell, D.S. 1995) prétend qu’il n’y a pas de consensus général dans les équations de la conception ou la compréhension des mécanismes en jeu dans les procédés de traitement par les marais. Les problèmes associés à la conception des marais ou à leur utilisation comprennent la variabilité dans l’efficacité de l’élimination du phosphore de marais à marais, les courts circuits hydrauliques dans les marais, un rendement plus bas que prévu lors des expériences dans des laboratoires de haut niveau et l’incapacité de certaines végétations à tolérer des charges importantes. Les marais sont prévisibles et efficaces en tant que procédé tertiaire. Quand les marais arrivent à saturation ou lorsqu’ils sont utilisés comme procédés secondaires, l’efficacité peut ne pas être fiable.

“Effets à long terme de l’évacuation des effluents d’égouts dans un marais tropical” (Osborne, P.L. 1994) prévient les lecteurs que l’espérance de vie d’un marais en temps que «passoire » efficace est limitée. L’auteur donne l’exemple d’un marais en Nouvelle Guinée qui recevait les effluents d’une lagune de décantation. Des photographies sont jointes pour démontrer le déclin de la végétation sur une période de 25 ans et un déclin parallèle dans l’efficacité du traitement. L’auteur n’est pas sur que le déclin de la végétation eut été du aux polluants des eaux d’égouts ou à la fluctuation du volume des écoulements. L’auteur estime que de plus amples recherches sont nécessaires sur la capacité des marais pour le traitement des eaux d’égouts.

L’auteur de “Stations expérimentales pour de très petites communautés : critères de choix et de conception pour cinq procédés différents” (Boutin, C. 1993) a découvert que l’efficacité s’améliore lorsque les lits d’infiltration peuvent être mis au repos entre chaque déversement pour faciliter le transfert de l’oxygène dans la matrice du sol. Cela peut se faire en alternant entre deux ou trois lits. L’auteur estime que le plus grand problème pour le bon fonctionnement est une distribution uniforme des effluents sur la surface. Ceci est difficile à accomplir avec l’écoulement par gravité (le type d’écoulement habituel dans les régions rurales ou à densité moyenne), sauf si une petite pompe approvisionne l’écoulement.

“Systèmes de traitements naturels” (Kruzic, A. 1994) fournit une vue d’ensemble des études faites sur les techniques d’infiltration rapide et de traitement des sols. Un des documents de la revue a établit un taux d’infiltration optimal de 2,13 m/jour et un ratio optimal mouillé/sec de 1:1. L’élimination des coliformes se situait sur une échelle de 2 à 3 ordres de magnitude. D’autres tentatives furent faites pour utiliser les effluents traités comme eau recyclée pour des utilisations en tant qu’eau potable ou non potable. Une étude a fait apparaître qu’une nitrification importante se produisait durant le cycle de séchage dans un système avec un régime de dosage intermittent. Les concentrations en nitrates dans les nappes d’eaux souterraines augmentaient très fortement à ce moment là.

“Traitement des eaux d’égouts à Agadir (Maroc) : Une solution originale pour protéger la baie d’Agadir en utilisant les dunes de sable” (Bennani, A.C. 1992) décrit les procédés de traitement par infiltration/percolation qui font suite à des lagunes de décantation anaérobie pour une ville de 350 000 habitants. Avec un taux de déversement d’environ 1 m/jour, environ presque 100 % des solides en suspension et 80 % de DOC sont éliminés alors que 85 % du nitrogène est oxydé. De plus, les quatre cinquièmes des coliformes sont éliminés.

“Elaboration d’un filtre biologique utilisant un moyen organique pour le traitement sur site des eaux d’égouts ” (Talbot 1996) décrit l’élaboration et la commercialisation d’un filtre biologique à base de tourbe que l’on peut utiliser sur site dans des zones où les techniques de filtrage ou d’infiltration ne sont plus viables à cause de la faible perméabilité du sol et du niveau hydrostatique élevé. Ce procédé est prévu pour être utilisé pour le traitement des effluents des fosses septiques et consiste en une couche épaisse de tourbe sur une couche fine de gravier. Des taux initiaux d’élimination de 97 pour cent pour le DOB, 99 pour cent pour les coliformes fécaux, 60 pour cent pour l’ammoniaque, 22 pour cent pour le nitrogène et 12 pour cent pour le phosphore furent obtenus en traitant les effluents des fosses septiques. Une limite supérieure pour les taux quotidiens de déversement hydraulique (lorsque l’efficacité du traitement commence à chuter considérablement) est de 300 l/m². Durant cette période, les effluents prennent généralement une couleur jaune et le pH peut descendre jusqu’à 4 ou moins.

“Installations expérimentales pour de très petites communautés : critères de choix et de conception pour 5 procédés différents” (Boutin, C. 1993) évalue 5 options différentes de traitement pour des communautés équivalentes de 50 à 400 personnes. Un filtre à égouttement fut utilisé comme l’une des options de traitement et fut l’option au prix de revient le plus élevé par personne.

“Le système cyclique à boue activée pour le traitement des eaux d’égouts dans les stations touristiques” (Goronszy, M. 1995) décrit le processus de traitement avec un réacteur séquentiel par bactéries (SBR – Sequencing Batch Reactor) : la particularité ce procédé est l’utilisation d’une zone de contact ou de sélecteur dans le réacteur séquentiel par bactéries. Les flux arrivent d’abord dans une zone anoxie qui est séparée du reste du bassin. L’idée est de maintenir un ratio élevé nourriture/masse pour les organismes dans la zone de contact ou sélectrice, laquelle «choisit » des micro-organismes qui se déposent facilement. Ces organismes prospèrent dans des environnements avec beaucoup de nourriture et d’oxygène dissous, alors que les organismes filamenteux (qui se déposent mal) prospèrent dans des environnements à faible oxygène dissous et contenant peu de nourriture. La zone de contact ou sélectrice procurera une longueur d’avance aux micros organismes qui se déposent facilement pour devenir la graine principale dans le liquide mélangé. Les réglages du temps dans les bassins peuvent être ajustés pour prendre en compte des conditions d’écoulement faibles, moyennes, et élevées tout en assurant un traitement adéquat. Un autre avantage de la technologie SBR est la faible trace laissée, par rapport au système continu de boue activée avec des bassins de colmatage séparés. Les SBR sont des bassins primaires de clarification et d’aération et des bassins de clarification secondaires, tous dans le même réacteur. En outre, le pompage pour la recirculation de la boue n’est pas nécessaire, à moins qu’un bassin sélecteur soit utilisé. L’inconvénient majeur du procédé SBR est que les structures de désinfection des effluents doivent être surdimensionnées pour prendre en compte l’écoulement intermittent.