Bassins de lagunage
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Les bassins de lagunage (BL) sont de grands plans d’eau artificiels. Les bassins sont remplis d'eau usée qui est alors traitée par des processus naturels. Les basins peuvent être utilisés individuellement, ou être reliés en série pour l’amélioration du traitement. Il y a trois types de bassins, (1) anaérobie, (2) facultatif et (3) aérobie (maturation), chacun avec un traitement et des caractéristiques de conception différentes.
Pour un traitement optimal, les bassins devraient être liés dans une série de trois ou plus avec un effluent transféré à partir du bassin anaérobie au bassin facultatif et finalement au bassin de maturation aérobie. Le bassin anaérobie réduit les solides et la DBO, comme étape de traitement primaire. Le bassin est un lac artificiel assez profond où sur la profondeur entière le bassin est anaérobie. Les bassins anaérobies sont construits à une profondeur de 2 à 5m et ont un temps de rétention relativement faible de 1 à 7 jours. La conception réelle dépendra des caractéristiques des eaux usées et de la charge ; un manuel complet de conception devrait être consulté pour tous les types de bassins. Les bactéries anaérobies convertissent le carbone organique en méthane et dans le processus, eliminent jusqu'à 60% de la DBO. Les bassins anaérobies sont capables de traiter les eaux usées fortement chargées.
Dans une série de basins de lagunage, l'effluent du bassin anaérobie est transféré dans le bassin facultatif où la DBO est davantage éliminée. Un bassin facultatif est moins profond qu'un bassin anaérobie et des processus aérobies et anaérobies s’y produisent. La couche supérieure du bassin reçoit l'oxygène par diffusion naturelle, du mélange de vent et du processus de photosynthèse des algues. La couche inférieure est privée d'oxygène et devient anoxique ou anaérobie. Les solides décantables s'accumulent et sont digérés au fond du bassin.
Les organismes aérobies et anaérobies travaillent ensemble pour atteindre des réductions de DBO jusqu'à 75%. Le bassin devrait être construit à une profondeur de 1 à 2.5m, et avoir un temps de rétention entre 5 à 30 jours. Après les bassins anaérobies et facultatifs, peuvent être réalisés autant de bassins aérobies (de maturation) que nécessaire pour un meilleur polissage de l’effluent. Un bassin aérobie fait référence généralement à un bassin de maturation, polissage, ou de finition car c'est habituellement la dernière étape dans une série de bassins et il fournit le niveau final du traitement. Il est le moins profond des bassins, habituellement construit avec une profondeur entre 0.5 et 1.5m pour s'assurer que la lumière du soleil pénètre sur toute la profondeur pour favoriser la photosynthèse. Puisque la photosynthèse est basée sur la lumière du soleil, les niveaux d'oxygène dissous sont élevés pendant le jour et baissent au cours de la nuit. Tandis que les bassins anaérobies et facultatifs sont conçus pour l'élimination de la DBO, les bassins de maturation le sont pour les germes pathogènes. L'oxygène dissous dans le bassin provient du vent et des algues par photosynthèse. Si utilisé en combinaison avec des algues et/ou des poissons, ce type de bassin est efficace pour éliminer la plupart de l'azote et du phosphore de l'effluent.
Pour éviter les infiltrations dans le sol, les bassins devraient avoir un revêtement qui peut être de l’argile, de l’asphalte, de la terre compactée ou tout autre matériel imperméable. Pour protéger le bassin contre le drainage et l'érosion, une digue de protection devrait être construite tout autour en utilisant le matériau excavé.
| Pour | Contre/limitations |
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| - Haute réduction des germes pathogènes. - Peut être construit et réparé avec des matériaux locaux. - Les travaux de construction peuvent fournir de l'emploi à court terme aux travailleurs locaux - Faible frais d'exploitation - Aucune énergie électrique requise. - Aucun problème réel avec des mouches ou des odeurs si correctement conçu |
- Requiert une expertise pour la conception et la Surveillance - Coût d’investissements variables selon le prix de du foncier - Requiert de vastes espaces - L’effluent/la boue exigent un traitement secondaire et/ou un rejet dans le milieu naturel appropriée |
Adéquation
Les bassins de lagunages sont les plus courants et les plus efficaces parmi les méthodes de traitement des eaux résiduaires dans le monde. Ils sont particulièrement appropriés pour les communautés rurales qui ont de grands terrains ouverts, inutilisés, loin des maisons et des espaces publics. Ils ne sont pas appropriés par contre pour les zones très denses ou urbaines.
Les bassins de lagunage fonctionnent dans la plupart des climats, mais sont les plus efficaces dans les climats chauds et ensoleillés. Dans le cas des climats froids, le temps de rétention et les taux de charge peuvent être ajustés de sorte que le traitement soit efficace.
Aspects Santé /Acceptation
Bien que l'effluent des bassins aérobies contient généralement peu de microbes pathogènes, les bassins ne devraient pas être utilisés pour un usage récréatif ou comme source directe d'eau de consommation ou à usage domestique.
Évolution
Idéalement, plusieurs bassins aérobies peuvent être construits en série pour obtenir un bon niveau d’abattement des microbes pathogènes. Un bassin final d'aquaculture peut être utilisé pour produire des revenus et créer une source de nourriture locale.
Entretien
Pour éviter la formation d'écume, d’un excès de solides et d'ordures dans les bassins, le prétraitement (avec des pièges à graisse) est essentiel pour l’entretien. Les bassins doivent être vidangés tous les 10 à 20 ans. Une clôture devrait être installée pour s'assurer que les gens et les animaux restent hors du secteur et que les excès d’ordures n'entrent pas dans les bassins. Les rongeurs peuvent envahir la digue de protection et endommager le recouvrement. L'élévation du niveau d'eau devrait inciter des rongeurs à évacuer la digue. Les précautions devraient être prises pour s'assurer que la matière végétale ne tombe pas dans les bassins. La végétation ou les macrophytes présents dans le bassin devraient être enlevés pour ne pas fournir un habitat de reproduction pour des moustiques et empêcher la lumière de pénétrer sur toute la colonne d'eau.
Reconnaissances
Le materiau sur cette page etait adapté de : Elizabeth Tilley, Lukas Ulrich, Christoph Lüthi, Philippe Reymond and Christian Zurbrügg (2014). Compendium des Systèmes et Technologies d’Assainissement, edition Sandec, the Department of Water and Sanitation in Developing Countries of Eawag, the Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Dübendorf, Switzerland. La publication est en anglais. Version française à venir .
Références
- Arthur, JP. (1983). Notes on the Design and Operation of Waste Stabilization Ponds in Warm Climates of Developing Countries. The World Bank+ UNDP, Washington.
- Crites, R. and Tchobanoglous, G. (1998). Small and Decentralized Wastewater Management Systems. WCB and McGraw-Hill, New York, USA.
- Mara, DD. and Pearson, H. (1998). Design Manual for Waste Stabilization Ponds in Mediterranean Countries. Lagoon Technology International Ltd., Leeds, England.
- Mara, DD. (1997). Design Manual for Waste Stabilization Ponds in India. Lagoon Technology International Ltd., Leeds, England.
- Sasse, L. (1998). DEWATS: Decentralised Wastewater Treatment in Developing Countries. BORDA, Bremen Overseas Research and Development Association, Bremen, Germany. (Detailed description and Excel ® Spreadsheet codes for design.)
- von Sperlin, M. and de Lemos Chernicharo, CA. (2005). Biological Wastewater Treatment in Warm Climate Regions. Volume One. IWA, London. pp 495–656