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1 août 2014

FILIERE PAR FILTRE A SABLE

Cette filière par décanteur primaire, ou par décanteur digesteur comprend au moins trois étapes distinctes :

LE PRETRAITEMENT

Le prétraitement constitue un étage aujourd’hui reconnu comme incontournable, même pour une station de petite capacité.

Il comprend au moins un

ouvrage de dégrillage manuel,

ou pour des capacités supérieures à 400-500 Eqh, un

ouvrage de dégrillage à grille courbe 

ou un

ouvrage de dégrillage à vis

lorsque certaines contraintes le rendent nécessaire :

Ø Volume journalier des refus important

Ø Difficulté d’accès ou éloignement du site

Ø Absence d’exploitant.

Il est devenu incontournable car la notion de « tout à l’égout », les habitudes alimentaires, les procédés d’emballage ont transformé les eaux résiduaires domestiques en véritable « poubelle hydraulique ».

Il est devenu impératif de protéger les éléments aval de la filière et en particulier les équipements de décantation dont la seule fonction est la séparation des matières organiques lourdes ou décantables de la partie « eau » de l’effluent.

Dans le cas d’alimentation directe par poste de relèvement ou refoulement, le panier de dégrillage placé au fond de la bâche de pompage assurera partiellement cette fonction car il est de petite dimension et la place disponible, lorsque l’équipement comprend deux groupes électropompes, devient très réduite.

Le panier est donc en général de faible capacité avec surtout un entrefer semblable aux groupes à « section de passage intégrale ».

Seul le cas de poste équipé de groupes électropompes dilacératrices permet dans certaines conditions de se dispenser d’un ouvrage de dégrillage spécifique.

Les filasses, plastiques, produits d’hygiène, etc… ne peuvent être bloqués qu’avec un entrefer réduit, provoquant un effet de colmatage partiel de la grille.

Le volume des refus de dégrillage est très variable d’une station à l’autre, selon la situation géographique, le type d’habitation ou les habitudes de vie.

La capacité du bac de récupération doit permettre un stockage hebdomadaire où l’écoulement des eaux permettra une réduction du volume des refus pour une mise en décharge aisée.

LE TRAITEMENT PRIMAIRE PAR DECANTEUR PRIMAIRE

La distinction entre décanteur primaire (appellation ABT) ou fosse toutes eaux (appellation générique) et décanteur digesteur, doit être faite car les contraintes d’exploitation et les rendements sont différents. 

Notre décanteur primaire comprend trois dispositifs originaux :

Ø A l’entrée, un piège à graisse d’une capacité de 150 litres

Ø En sortie, un déversoir immergé éliminant le risque de départ de flottants

Ø Au centre, une colonne d’extraction des boues.

Les rendements moyens obtenus et garantis sur nos appareils pour un débit d’alimentation de 7 m3/h sont :

F 90 % sur les matières décantables

F 80 % sur les matières en suspension

F 25 % sur la charge organique.

Le dimensionnement actuel (Capacité utile) que nous préconisons, se décompose ainsi :

Ø  le soutirage des boues peut s'effectuer au bout de 3 à 5 ans, Les boues extraites sont alors totalement inertes et auront une destination essentiellement agricole.

Ø  sur la base de 150 l de rejet par jour et par Eqh et un temps de séjour minimum de 2 jours, un volume de 300 l/Eqh semble suffisant pour garantir une décantation efficace.

NOTA : l’Agence de l’eau SEINE NORMANDIE impose l’équivalent de 2,5 jours de temps de séjour, soit un volume unitaire de 375 l par Eqh.

Les boues extraites sont alors totalement inertes et ont une destination essentiellement agricole.

LE TRAITEMENT PRIMAIRE PAR DECANTEUR DIGESTEUR

Notre décanteur digesteur comprend les mêmes dispositifs et se réalise en version décanteur à fond plat ou décanteur à fond conique.
Le dimensionnement actuel (Capacité utile) que nous préconisons, se décompose ainsi :
Ø sur la base de 150 l de rejet par jour et par Eqh, on obtient un débit de pointe de 19 l/h
 
Ø avec un ratio de 2,5  heures de temps de décantation au débit de pointe, il faut 48 l par Eqh
 
Ø le "volume mort " représentant 1 /3 du volume de décantation, il faut ajouter 13 l par Eqh
 
Ø avec un ratio de 0,3 à 0,4 l/Eqh et par jour de production de boues, il faut une capacité de stockage de 128 l/Eqh et par an soit un volume total utile arrondi à 190 l/Eqh
 
Une adaptation originale consiste, lorsque le terrain est adapté, à envoyer régulièrement ces boues (1 à 2 fois par mois) vers un filtre planté de roseaux dont le dimensionnement peut être sur la base de 10 Eqh par mètre carré.
Les filtrats doivent obligatoirement être renvoyés en tête de station ou directement sur le filtre à sable mais en aucun cas dans le milieu naturel.
 

LE PRE-FILTRE OU DECOLLOÏDEUR

Les Maîtres d’œuvre et les exploitants s’accordent aujourd’hui à reconnaître la nécessité d’inclure un ouvrage décolloïdeur dans la filière, constituant un véritable dispositif d’alarme et de protection du massif filtrant.
Le dimensionnement appliqué couramment est de :
80 à 100 Equivalents Habitants par m de pouzzolane,
sous une hauteur de 1 m.
Cette masse de matériau à structure alvéolaire agit comme un filtre grossier et permet retenir les particules en suspension.
Placés après décanteurs (primaires ou digesteurs), il est souhaitable de prévoir un ouvrage par ligne de traitement afin de conserver un fonctionnement normal pendant la période d'exploitation.

LE TRAITEMENT SECONDAIRE

Le dimensionnement appliqué couramment est de :
1,5 m2 par Equivalent Habitant pour un filtre dit « aérien »,
dont l’alimentation est directement à la surface du sable qui reste visible, et
3,0 m2 par Equivalent Habitant pour un filtre dit « enterré »,
dont l’alimentation est réalisée par des drains recouverts de graviers.
Nota : Il n’est pas fait de différence avec les filtres recouverts d’une couche de terre généralement engazonnée et qui sont totalement inaccessibles.
On notera aussi que le ratio imposé est pratiquement le double de celui « recommandé » pour le deuxième étage d’un filtre planté de roseaux.
 
Le filtre à sable constitue l’étage de traitement secondaire de la filière appelée :
« CULTURE FIXEE SUR SUPPORT FIN » (FNDAE N° 22).
 
Le massif de filtration est composé verticalement, du bas vers le haut,
dans le cas d’un filtre étanche, par :
ØUn film en polyéthylène ou en PVC de 200m minimum, posé sur un feutre
sinon, par :
 
Ø      Une couche de gravier roulé 20/40 ou 10/20, de 0,15 à 0,20 m d’épaisseur dans laquelle sont placés les drains d’évacuation type « épandage agricole », fentes vers le bas, reliés à des cheminées débouchant à la surface pour l’aération du fond de filtre
Ø      Une géogrille perméable (Type GRILTEX GX 04-50/50 ou équivalent), d’un grammage minimum de 100 g/m2 ou une couche de gravier roulé 5/20, de 0,10 m d’épaisseur pour la séparation du sable et du gravier.
Ø      Une couche de sable siliceux à 95%, lavé de 0,70 à 1,00 m d’épaisseur, assurant une vitesse moyenne de percolation sur 24 h, située entre 100 et 300 mm/h.
Le fuseau granulométrique du sable que nous préconisons, s’inscrit dans celui fourni en Annexe du DTU 64.1, caractérisé par :
 
0,3 ≤ D10 ≤ 0,4
et un coefficient d’uniformité CU = D60/D10 ≤ 5
Caractéristiques tirées de la courbe du DTU 64-1.
Dans ces conditions, la teneur en fines (% des particules où Ø < 80 µ) doit être inférieure à 3%
Ø      Uniquement dans le cas d’alimentation par drains, une couche de gravier roulé 20/40 de 0,20 m d’épaisseur qui sert de répartiteur entre chaque drain, les maintient en place, et les protège contre les U.V. et les chocs.
L'alimentation d'un filtre à sable requiert le respect de certaines règles issues de l'hydraulique générale pour la conception mais aussi de l'expérience pour l'exploitation.
ABT a défini certaines préconisations rassemblées dans un document intitulé :