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RÉSUMÉ
Sont détaillées dans cet article les différentes filières de traitement des eaux résiduaires d’origine domestiques, dites extensives.
Après un chapitre sur les mécanismes en jeu dans ces filières, sont abordées les techniques de traitement des eaux résiduaires suivantes :
- infiltration-percolation ;
- filtre planté à écoulement vertical ;
- filtre planté à écoulement horizontal ;
- lagunage naturel ;
- lagunage aéré.
Suit un chapitre relatif aux traitements tertiaires. Sont abordées les techniques suivantes :
- désinfection par chloration, ozonation ou ultraviolets ;
- oxydants chimiques avancés ;
- déphosphatation par précipitation chimique ;
- Filtration avancée : filtration lente et tamisage ;
- membranes ;
- unités d’échanges d’ions.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean-Marc BERLAND : Docteur en sciences et techniques de l’Environnement de l’École nationale des Ponts et Chaussées - Chef de projet sénior à l’Office international de l’eau– Limoges – France
INTRODUCTION
Cet article s’intéresse à un ensemble de procédés de traitement des eaux résiduaires d’origine domestique souvent considérés comme moins conventionnels : les techniques extensives.
Ces techniques se caractérisent par leur manière d’épurer l’eau sans avoir recours à des dispositifs énergivores. Elles exploitent principalement deux systèmes biologiques :
-
le premier est basé sur des cultures de micro-organismes fixées, sur des supports solides dont le grain est de faible dimension (support fin) ;
-
le second utilise des cultures microbiennes dites libres, c’est-à-dire non adhérentes à un support, pour lesquelles la photosynthèse, grâce à l’énergie solaire, joue un rôle essentiel dans la production d’oxygène nécessaire à la décomposition des matières polluantes.
L’avantage significatif de ces installations réside dans leur capacité à fonctionner sans ou avec très peu d’apport d’électricité, ce qui les rend à la fois écologiquement soutenables et économiques. Toutefois, cette règle ne s’applique pas au système de lagunage aéré. En effet, contrairement aux autres méthodes extensives, cette technologie requiert un apport d’énergie externe, indispensable pour le fonctionnement des aérateurs ou des dispositifs d’insufflation d’air, permettant ainsi d’oxygéner l’eau de manière artificielle.
Un autre point distinctif de ces techniques extensives est leur application de charges polluantes par surface particulièrement faibles comparées aux méthodes de traitement dites intensives. C’est cette faible charge surfacique qui permet une épuration qui s’inscrit dans une logique de traitement proche des phénomènes naturels d’autoépuration.
Nous mettons également en avant les avantages et les contraintes associés à leur utilisation, dans une approche qui tend à rechercher des solutions de traitement des eaux usées plus durables et adaptée au contexte local.
Enfin, dans une dernière partie, nous abordons les techniques utilisées pour l’élimination des polluants non dégradés par l’étape biologique, à savoir les traitements tertiaires/complémentaires. Cette partie est commune à la série d’articles réalisée sur le traitement des eaux résiduaires urbaines.
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MOTS-CLÉS
traitement des eaux désinfection eaux résiduaires pollution domestique eaux usées Echange d'ions infiltration-percolation filtre planté lagunage déphosphatation
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2014 par Jean-Marc BERLAND
DOI (Digital Object Identifier)
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Filtres plantés à écoulement horizontal
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5. Filtres plantés à écoulement vertical
5.1 Filtration par matériaux et plantes : principe
Les filtres plantés à écoulement vertical (figures 10 et 11) sont des systèmes de traitement des eaux usées qui consistent en des fosses spécialement conçues, dont la base est rendue imperméable. Ces fosses sont remplies de différentes couches de gravier et de sable, dont les tailles des grains varient en fonction des caractéristiques des eaux usées à épurer.
Ces structures filtrent l’eau en permettant son passage à travers les matériaux granulaires, où les contaminants sont éliminés par des processus physiques, chimiques et biologiques. Des plantes sont intégrées dans le système.
Il est important de ne pas utiliser une fosse septique ou un digesteur en amont d’un filtre planté à écoulement vertical.
Dans certains pays, où une étape de décantation initiale, similaire à celle utilisée pour l’infiltration-percolation, est parfois conseillée. En revanche, l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) en France préconise de distribuer l’effluent directement sur le filtre planté sans le soumettre au préalable à une décantation.
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3 types de traitement à travers le filtre
Le processus de traitement des eaux résiduaires se réalise à travers un filtre. L’eau à traiter traverse ce filtre où elle subit une série de traitements pour la débarrasser des impuretés et polluants qu’elle contient. Trois types de traitements sont appliqués :
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1. Un traitement physique, notamment par la filtration, où les substances en suspension dans l’eau sont retenues par un milieu filtrant ;
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2. Un traitement chimique, grâce à des procédés comme l’adsorption ou la complexation, qui servent à éliminer ou transformer certaines substances dissoutes dans l’eau par des réactions chimiques ;
-
3. Un traitement biologique, où l’eau traversant le filtre entre en contact avec une biomasse, c’est-à-dire un ensemble d’organismes vivants (principalement des micro-organismes) qui sont fixés sur un support très fin. Ces micro-organismes dégradent les matières organiques présentes dans l’eau.
Après...
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Filtres plantés à écoulement vertical
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Agence de l’Eau Rhin-Meuse - Procédés d’épuration des petites collectivités du bassin Rhin-Meuse : éléments de comparaison techniques et économiques. - (2007).
-
(2) - ALEXANDRE (O.), BOUTIN (C.), DUCHENE (P.), LAGRANGE (C.), LAKEL (A.), LIENARD (A.), ORDITZ (D.) - Document technique FNDAE n°22 « Filières d'épuration adaptées aux petites collectivités ». - Ministère de l'Agriculture et de la Pêche (1998).
-
(3) - BERLAND (J.M.), BOUTIN (C.), MOLLE (P.), COOPER (P.) - Guide des procédés épuratoires extensifs d'épuration des eaux usées adaptés aux petites collectivités - . OIEau ; Commission Européenne – DGXI (2001).
-
(4) - BOURRIER (R.), SATIN (M.), SELMI (B.) - Guide technique de l'assainissement, - dans Le Moniteur Reference Technique (2017).
-
(5) - BRADU (C.), OLARU (E.-A.), MAGUREANU (M.), CRINI (G.) - Procédés d’oxydation avancée pour le traitement...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Traitement des eaux résiduaires des agglomérations – Filières de traitement intensives.
-
Traitement des eaux résiduaires des agglomérations – Concepts, relèvement et prétraitements.
-
Évacuation des eaux usées, eaux vannes et eaux pluviales dans une maison individuelle.
Eaufrance – Le service public d’information sur l’eau
eCompendium – Outil de planification de solutions d’assainissement pour les différentes phases de l’urgence
https://www.emersan-compendium.org/fr/
EPA – U.S. Environmental Protection Agency – Agence américaine de protection de l'environnement
EPNAC – Groupe national pour la gestion intégrée des eaux urbaines des petites et moyennes collectivités
https://internet6-national-epnac.custom.hub.inrae.fr/presentation
GUIDEnR – L’information HQE
INRAE – Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires
https://www.ecologie.gouv.fr/assainissement
Notre-environnement – Portail national pour l’information liée à l’environnement et au développement durable
https://www.notre-environnement.gouv.fr/
RAEVR – Régie...
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