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Parmi les procédés de traitement des eaux usées, les filtres plantés de roseaux ont connu un essor considérable depuis la fin des années 1990. Si les niveaux de rejet de cette filière sont excellents en ce qui concerne la pollution carbonée et la nitrification, les performances en termes de rétention du phosphore sont minimes sur le long terme et parfois insuffisantes. Différentes voies visant à accroître la rétention du phosphore existent, parmi lesquelles l'usage de matériaux spécifiques.
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2. Matériaux spécifiques
On peut considérer deux grands types d'interactions entre la phase solide du filtre et un élément dissous dans la phase liquide : l'adsorption/ désorption et la précipitation/dissolution. La distinction entre ces deux mécanismes n'est pas toujours aisée à établir d'un point de vue moléculaire.
Les matériaux susceptibles de retenir le phosphore sont ceux contenant des hydroxydes de fer, d'aluminium et/ou du calcium, trois éléments réagissant fortement avec le phosphore. Le choix du matériau, outre l'aspect économique, résulte de méthodes d'évaluation en laboratoire suivies de tests en conditions réelles.
L'adsorption relève d'un phénomène de surface. Les ions et molécules adsorbés ne deviennent en aucun cas partie intégrante de la structure du solide sur lequel ils viennent s'adsorber. Le terme « adsorption » ne précise pas la nature de la réaction entre le constituant adsorbé et la phase solide. Suivant la nature de la réaction d'adsorption et la proximité du contact entre la molécule adsorbée et la surface adsorbante, on fera une distinction entre adsorption spécifique (liaisons de type ionique ou covalent) et non spécifique (liaisons essentiellement de type électrostatique). La rétention sera plus difficilement remobilisable dans le premier cas.
La précipitation peut être définie comme l'accumulation d'une substance formant une nouvelle phase solide tridimensionnelle. La précipitation nécessite, en premier lieu, la formation d'un germe de nucléation stable. Ces germes peuvent se former par collisions de réactants dans la solution (nucléation homogène), ou par adsorption et formation de germes à la surface d'un solide (nucléation hétérogène). Dans les sols la précipitation homogène est une exception, car les particules vont servir de catalyseur en abaissant l'énergie d'activation nécessaire pour la nucléation.
2.1 Choix des matériaux
Outre l'aspect économique (coût de fabrication, de transport), il est nécessaire d'évaluer précisément le potentiel de rétention des matériaux et les mécanismes associés avant de les mettre en œuvre en taille réelle.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LIÉNARD (A.) - Domestic wastewater treatment in tanks with Emergent Hydrophytes : latest results of a recent plant in France. - Wat. Sci. Tech., 19(12), p. 373 à 375 (1987).
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(2) - MOLLE (P.), LIÉNARD (A.), BOUTIN (C.), MERLIN (G.), IWEMA (A.) - How to treat raw sewage with constructed wetlands : An overview of the French systems. - Wat. Sci. & Tech., vol. 51, no 9, p. 11 à 21 (2005).
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(3) - Agence de l'eau RM&C - Épuration des eaux usées par filtres plantés de macrophytes : recommandations techniques pour la conception et la réalisation. - http://www.lyon.cemagref.fr/qe/epuration/documents/Guide-Macrophytes.pdf (2005)
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(4) - MOLLE (P.), LIÉNARD (A.), GRASMICK (A.), IWEMA (A.) - Effect of reeds and feeding operations on hydraulic behaviour of vertical flow constructed wetlands under hydraulic overload. - Wat. Res., 40(6), p. 606 à 612 (2006).
-
(5) - RACAULT (Y.) - Le lagunage naturel : les leçons tirées de 15 ans de pratique en France. - Cemagref – Agence de l'eau Loire-Bretagne,...
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