Filtre planté à écoulement horizontal sous-surface
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Un filtre planté à écoulement horizontal sous-surface est un grand canal rempli de gravier et de sable sur lequel de la végétation aquatique est plantée. Comme l'eau usée coule horizontalement à travers le canal, le matériau filtrant filtre les particules et les micro-organismes dégradent la matière organique.
Le niveau d'eau dans un filtre planté à écoulement soussurface est maintenu à 5-15 cm en dessous de la surface pour assurer un écoulement souterrain. Le lit devrait être large et peu profond de sorte que le chemin d'écoulement de l'eau soit maximisé. Une zone large d'admission devrait être utilisée pour distribuer également l'écoulement. Le traitement primaire est essentiel pour éviter les colmatages et assurer un traitement efficace.
Le lit devrait être garni d'un revêtement imperméable (argile ou géotextile) pour empêcher l’infiltration dans le sol. Un gravier petit, rond et de taille égale (3–32mm de diamètre) est plus généralement employé pour remplir le lit à une profondeur de 0.5 à 1 m. Pour limiter le colmatage, le gravier devrait être propre et exempt de fines. Le sable est également acceptable, mais est plus enclin au colmatage. Ces dernières années, des matériaux alternatifs de filtration tels que le PET ont été utilisés avec succès.
L'efficacité de l’abattement du filtre est une fonction de la superficie (longueur multipliée par largeur), alors que la section (largeur multipliée par profondeur) détermine le débit maximum. La conception d’un bon dispositif de distribution uniforme de l’eau permet d’éviter les courts-circuits. La sortie devrait être de niveau variable de sorte que la surface de l'eau puisse être ajustée pour optimiser les performances du traitement.
Le média de filtration agit à la fois comme un filtre pour enlever les solides, une surface fixe sur laquelle des bactéries peuvent s’accrocher, et un support pour la végétation. Bien que les bactéries facultatives et anaérobies dégradent la plupart des matières organiques, la végétation transfère un peu d'oxygène à la zone racinaire de sorte que les bactéries aérobies puissent coloniser le secteur et dégrader également la matière organique. Les racines des plantes jouent un rôle important en maintenant la perméabilité du filtre.
Toute plante avec des racines profondes et larges pouvant se développer dans un environnement humide et riche en nutriments est appropriée. Le phragmite australis (roseau) est un choix courant parce qu'il forme les rhizomes horizontaux qui pénètrent la profondeur entière du filtre. L’abattement des microbes pathogènes est accompli par vieillissement naturelle, prédation par des organismes plus forts, et sédimentation.
| Advantages | Disadvantages/limitations |
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| - Exige moins d'espace qu'un filtre planté à écoulement superficiel. - Haute réduction de la DBO, des solides en suspension et des microbes pathogènes. - N'a pas les problèmes de moustiques du filtre planté à écoulement superficiel (T5) - Peut être construit et réparé avec des matériaux locaux - Les travaux de construction peuvent fournir de l'emploi à court terme aux travailleurs locaux. - Aucun besoin en énergie électrique |
- Requiert la participation d'un spécialiste pour la conception et la construction. - Coûts d’investissement modérés selon la disponibilité en terrain, le revêtement, le colmatage, etc. ; faibles coûts d'exploitation - Un traitement primaire est nécessaire pour éviter l'encrassement. |
Adéquation
Le colmatage est un problème courant et donc les eaux à traiter devraient subir un traitement primaire avant d’entrer dans le filtre. Cette technologie n'est pas appropriée pour les eaux résiduaires domestiques non traitées (eaux vannes). C'est un bon traitement pour les communautés qui disposent déjà d’un dispositif de traitement primaire (par exemple fosses septiques (S9) ou bassins de lagunage (T3)) et recherchent un traitement pouvant assurer un effluent de plus haute qualité. C'est une bonne option là où le terrain est bon marché et disponible, bien que le filtre exige de l'entretien sur toute la durée de sa vie. Selon le volume d'eaux usées, ce type de filtre peut être approprié pour de petites zones urbaines, des communautés périurbaines et rurales. Ils peuvent également être conçus pour des ménages individuels.
Les filtres plantés à écoulement sous-surface sont plus adaptés pour les climats chauds mais peuvent être conçus pour tolérer quelques périodes de basse température et de faible activité biologique.
Aspects Santé/Acceptation
Le risque de reproduction des moustiques est réduit puisqu'il n'y a pas d’eau en surface, en comparaison au filtre planté à écoulement superficiel (T5). Le marais est plaisant sur le plan esthétique, et peut être intégré dans des paysages naturels ou des parcs boisés.
Entretien
Avec le temps, le gravier se colmatera avec les solides accumulés et le film bactérien. Le matériau filtrant nécessite un remplacement tous les 8 à 15 ans ou plus. Les activités d'entretien devraient se concentrer sur le traitement primaire pour assurer une bonne réduction des solides dans l'eau usée avant qu'il n’entre dans le marais. Les personnes responsables de l'entretien devraient également s'assurer que les arbres ne poussent pas dans les zones où les racines peuvent endommager le revêtement.
Reconnaissances
The material on this page was adapted from:
Elizabeth Tilley, Lukas Ulrich, Christoph Lüthi, Philippe Reymond and Christian Zurbrügg (2014). Compendium of Sanitation Systems and Technologies, published by Sandec, the Department of Water and Sanitation in Developing Countries of Eawag, the Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Dübendorf, Switzerland.
The 2nd edition publication is available in English. French and Spanish are yet to come.
Références
- Crites, R. and Tchobanoglous, G. (1998). Small and Decentralized Wastewater Management Systems. WCB and McGraw-Hill, New York, USA. pp 599–609. (Comprehensive summary chapter including solved problems.)
- Mara, DD. (2003). Domestic wastewater treatment in developing countries. Earthscan, London. pp 85–187.
- Poh-Eng, L. and Polprasert, C. (1998). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment and Resource Recovery. Environmental Sanitation Information Center, AIT, Bangkok, Thailand.
- Polprasert, C., et al. (2001). Wastewater Treatment II, Natural Systems for Wastewater Management. Lectur Notes, IHE Delft, The Netherlands. Chapter 6.
- Reed, SC. (1993). Subsurface Flow Constructed Wetlands For Wastewater Treatment, A Technology Assessment. United States Environmental Protection Agency, USA. Available: http://www.epa.gov (Comprehensive design manual.)
