FR3016623A1 - DEVICE FOR TREATING WASTEWATER - Google Patents
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Abstract
Dispositif et un procédé de traitement d'eaux usées, en particulier un dispositif d'assainissement non collectif d'eaux usées. Ce dispositif comporte deux bassins successifs, le premier étant un bassin à écoulement vertical, le second étant un bassin à écoulement horizontal, les bassins dont est constitué ce dispositif comportant un choix de matériaux filtrants particulier, et ces bassins étant plantés par une sélection d'espèces végétales.Device and method for treating wastewater, in particular a non-collective sewage treatment device. This device comprises two successive basins, the first being a vertical flow basin, the second being a horizontal flow basin, the basins of which is constituted this device comprising a particular choice of filter materials, and these basins being planted by a selection of plant species.
Description
505 FR 3016623 1 DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'EAUX USÉES La présente invention concerne un dispositif et un procédé de traitement d'eaux usées, en particulier un dispositif d'assainissement non collectif d'eaux usées. Ce dispositif comporte deux bassins successifs, le premier étant un bassin à écoulement vertical, le second étant un bassin à écoulement horizontal, les bassins dont est constitué ce dispositif comportant un choix de matériaux filtrants particulier, et ces bassins étant plantés par une sélection d'espèces végétales. Cette sélection d'espèces végétales combinée à l'agencement du bassin permet d'obtenir une efficacité particulièrement élevée dans le traitement des eaux usées, notamment dans le traitement des eaux domestiques. Les normes actuelles de rejet en vigueur pour le rejet d'eau traitée dans l'environnement sont les suivantes : Matières en suspension : 30mg/1 DB05 (demande biologique en oxygène durant 5 jours) : 35mg/1 La phytoremédiation ou phytoépuration est un procédé connu consistant à utiliser des végétaux pour extraire, stabiliser ou dégrader des substances présentes dans l'environnement et susceptibles d'être polluantes pour cet environnement. On connait de l'art antérieur des dispositifs permettant d'abaisser la pollution organique dans des eaux usées rejetées par des habitats non collectifs tels que des maisons individuelles, notamment des rejets provenant des fosses septiques. De tels dispositifs comprennent habituellement un filtre vertical drainé, planté de roseaux et alimenté par bâchées séquentielles. Un tel dispositif permet d'oxyder la matière organique et azotée contenue dans les eaux usées. Le dimensionnement préconisé pour le filtre vertical est compris entre 3 et 5 m2 par habitant. Cependant, l'abattement des bactéries pathogènes reste assez faible dans un tel dispositif. Par ailleurs, l'azote est quasi intégralement rejeté sous forme de nitrates. Dans certains de ces dispositifs, le bassin de filtration vertical est composé de deux casiers fonctionnant en alternance. Toutefois, pour le traitement d'effluents domestiques, cette configuration est peu appropriée car l'apport journalier d'effluents domestiques n'est pas suffisant pour permettre l'hydratation et la survie correcte des végétaux. Un autre dispositif connu est un filtre à écoulement horizontal planté de roseaux. Un tel filtre est usuellement dimensionné entre 5 et 10 m2 par habitant en climat tempéré et fonctionne au moins partiellement en anaérobiose, ce qui limite sa capacité de nitrification, ainsi que sa dégradation de la pollution organique. Le temps de séjour 35505 FR 3016623 2 des eaux usées étant assez élevé, ce type de dispositif présente une assez bonne efficacité d'abattement de la pollution bactérienne ou pathogène. On connait également des dispositifs d'assainissement comprenant deux filtres d'assainissement plantés de roseaux placés en série, le premier filtre fonctionnant à 5 écoulement vertical, le second à écoulement horizontal. L'eau s'écoule verticalement à travers le filtre amont, est drainée par un conduit vers le filtre aval et s'écoule horizontalement dans ce filtre aval. Les deux filtres sont formés de matériaux particulaires. Un tel dispositif d'assainissement, pour apporter une efficacité suffisante dans l'épuration des eaux traitées (pollution organique azotée et pollution bactérienne) 10 requiert l'occupation d'une surface au sol importante. Or les surfaces au sol disponibles pour l'implantation du dispositif sont généralement limitées, notamment dans des logements individuels. L'un des objectifs de l'invention est de résoudre ce problème, c'est-à-dire fournir une efficacité satisfaisante en termes d'épuration des eaux traitées, tout en 15 occupant une surface au sol réduite par comparaison avec les dispositifs de l'art antérieur. En outre, le dispositif et le procédé de l'invention présentent des coûts d'installation et de fonctionnement maîtrisés. Un tel résultat a été rendu possible par le choix de matériaux particuliers composant les filtres plantés et par une sélection d'espèces végétales.The present invention relates to a device and a method for treating wastewater, in particular a device for the non-collective purification of wastewater. This device comprises two successive basins, the first being a vertical flow basin, the second being a horizontal flow basin, the basins of which is constituted this device comprising a particular choice of filter materials, and these basins being planted by a selection of plant species. This selection of plant species combined with the layout of the pond makes it possible to obtain particularly high efficiency in the treatment of wastewater, especially in the treatment of domestic water. The current discharge standards in force for the discharge of treated water into the environment are as follows: Suspended material: 30mg / 1 DB05 (biological oxygen demand for 5 days): 35mg / 1 Phytoremediation or phytopurification is a process known to use plants to extract, stabilize or degrade substances present in the environment and likely to be polluting for this environment. Prior art is known devices for lowering organic pollution in wastewater discharged by non-collective habitats such as houses, including discharges from septic tanks. Such devices usually include a vertical drained filter, planted with reeds and fed by sequential sheeting. Such a device makes it possible to oxidize the organic and nitrogenous matter contained in the wastewater. The recommended dimensioning for the vertical filter is between 3 and 5 m2 per inhabitant. However, the abatement of pathogenic bacteria remains quite low in such a device. In addition, nitrogen is almost completely released as nitrates. In some of these devices, the vertical filtration basin is composed of two bins operating alternately. However, for the treatment of domestic effluents, this configuration is not appropriate because the daily intake of domestic effluents is not sufficient to allow the hydration and the correct survival of the plants. Another known device is a horizontal flow filter planted with reeds. Such a filter is usually sized between 5 and 10 m2 per inhabitant in a temperate climate and operates at least partially in anaerobiosis, which limits its nitrification capacity, as well as its degradation of organic pollution. Since the residence time of the wastewater is rather high, this type of device has a fairly good efficiency in reducing bacterial or pathogenic pollution. Sanitation devices are also known comprising two sewage filters planted with reeds placed in series, the first filter operating in vertical flow, the second in horizontal flow. The water flows vertically through the upstream filter, is drained by a duct to the downstream filter and flows horizontally in this downstream filter. Both filters are formed of particulate materials. Such a sanitation device, to provide sufficient efficiency in the purification of treated water (nitrogenous organic pollution and bacterial pollution) 10 requires the occupation of a large floor area. Or the floor surfaces available for the implementation of the device are generally limited, especially in individual housing. One of the objectives of the invention is to solve this problem, that is to say to provide a satisfactory efficiency in terms of treated water purification, while occupying a reduced ground surface compared with the cooling devices. the prior art. In addition, the device and the method of the invention have controlled installation and operating costs. Such a result was made possible by the choice of particular materials composing the planted filters and by a selection of plant species.
20 Le dispositif et le procédé de traitement des effluents selon l'invention sont basés sur les techniques éprouvées de la phytoépuration, techniques écologiques d'assainissement. Elle repose sur des réactions se produisant dans les milieux naturels et permet un abattement de l'azote (N), du phosphore (P), des pathogènes, des matières en suspensions (MES), ainsi que des matières organiques comme la demande 25 chimique en oxygène (DCO) et la demande biologique en oxygène durant 5 jours (DBO5). Cette épuration est rendue possible grâce à l'action combinée de trois principaux processus naturels et complémentaires : o une rétention physico-chimique des polluants par le substrat, renforcée par le 30 système racinaire des plantes, o une biodégradation des polluants grâce à l'activité microbienne, cette activité étant elle-même stimulée par la présence des plantes, o une phyto-assimilation des polluants par les végétaux puis le stockage dans leur biomasse.The device and the effluent treatment method according to the invention are based on the proven techniques of phytopurification, ecological techniques of sanitation. It is based on reactions occurring in natural environments and allows a reduction of nitrogen (N), phosphorus (P), pathogens, suspended solids (SS), as well as organic matter such as chemical demand. oxygen (COD) and biological oxygen demand for 5 days (BOD5). This purification is made possible thanks to the combined action of three main natural and complementary processes: o a physicochemical retention of pollutants by the substrate, reinforced by the root system of the plants, o a biodegradation of the pollutants by the activity microbial activity, which itself is stimulated by the presence of plants, phyto-assimilation of pollutants by plants and storage in their biomass.
35 Par ailleurs, les interactions entre le substrat, les microorganismes et les végétaux, telles que rétention, bio-stimulation, phyto-stabilisation, phyto-volatilisation et phyto-extraction, ont des impacts non négligeables sur la performance de traitement.Furthermore, the interactions between the substrate, the microorganisms and the plants, such as retention, bio-stimulation, phyto-stabilization, phyto-volatilization and phytoextraction, have significant impacts on the treatment performance.
35505 FR 3016623 3 De plus, les exsudats racinaires de certaines espèces végétales favorisent l'élimination des agents pathogènes. A cette fin, la présente invention propose un dispositif de traitement d'effluents comprenant au moins : 5 - un filtre planté à écoulement vertical comportant au moins un substrat, - un filtre planté à écoulement horizontal comportant au moins un substrat, - un moyen permettant la distribution des eaux usées dans le filtre à écoulement vertical, - un moyen de transfert d'effluents traités depuis le filtre à écoulement vertical 10 vers le filtre à écoulement horizontal, - un moyen de récupération des effluents traités depuis le filtre à écoulement horizontal, ce dispositif permettant un taux d'abattement : MES (matières en suspension) > 96 % 15 DBO5 (demande biologique en oxygène pendant 5 jours) > 96 % DCO (demande chimique en oxygène) > 90 % NTK (azote total Kjeldahl) > 60% Pt (phosphore total) > 35 % la surface du dispositif étant inférieure à 5m2/EH.In addition, root exudates of some plant species favor the elimination of pathogens. To this end, the present invention proposes an effluent treatment device comprising at least: a vertically-flow planted filter comprising at least one substrate; a horizontal-flow planted filter comprising at least one substrate; the distribution of the wastewater in the vertical flow filter, a means for transferring effluents treated from the vertical flow filter to the horizontal flow filter, a means for recovering treated effluents from the horizontal flow filter, this device allows an abatement rate: TSS (suspended solids)> 96% BOD5 (biological oxygen demand for 5 days)> 96% COD (chemical oxygen demand)> 90% NTK (total Kjeldahl nitrogen)> 60 % Pt (total phosphorus)> 35% the surface of the device being less than 5m2 / EH.
20 Les effluents concernés sont principalement des eaux usées domestiques. L'invention concerne plus particulièrement le traitement des eaux usées de nature domestique et assimilées constituées des eaux-vannes et des eaux ménagères d'un volume évalué en équivalent habitant (EH). Pour ce type d'effluents, les flux de pollution à traiter s'élèvent généralement à 25 250 à 450 g de DBO5 par jour, de préférence de 300 à 400 g de DBO5 par jour, habituellement aux environs de 360 g de DBO5 par jour. Le dimensionnement de la station de gestion des effluents selon l'invention, et notamment des filtres plantés de la station de filtration, dépend en particulier du volume journalier d'effluents. On considère comme unité de calcul l'équivalent 30 habitant (EH) et les équivalences volumiques présentées ci-dessus. Le protocole d'essais permettant de réaliser ces mesures est fixé par l'annexe 2 de l'arrêté du 7 mars 2012 modifiant l'arrêté du 7 septembre 2009 fixant les prescriptions techniques applicables aux installations d'assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique inférieure ou égale à 1,2 kg/j de 35 DBO5, intitulé "Protocole d'essai des performances épuratoires sur plateforme d'essai".The effluents concerned are mainly domestic wastewater. The invention relates more particularly to the treatment of domestic and assimilated wastewater consisting of blackwater and greywater of a volume evaluated in population equivalent (PE). For this type of effluent, the pollution streams to be treated generally amount to 250 to 450 g of BOD5 per day, preferably 300 to 400 g of BOD5 per day, usually around 360 g of BOD5 per day. . The sizing of the effluent management station according to the invention, and in particular filters planted from the filtration station, depends in particular on the daily volume of effluents. The unit of calculation is the population equivalent (EH) and the volume equivalents presented above. The test protocol for carrying out these measurements is set out in Annex 2 of the Order of 7 March 2012 amending the Decree of 7 September 2009 laying down the technical requirements applicable to non-collective sewerage installations receiving a gross load of organic pollution less than or equal to 1.2 kg / day of BOD5, titled "Protocol for testing the purification performance on a test platform".
35505 FR 3016623 4 La surface du dispositif est calculée de la façon suivante : elle est égale à la somme des surfaces du filtre à écoulement vertical et du filtre à écoulement horizontal. Avantageusement la surface totale du dispositif est inférieure ou égale à 5 4m2/EH, encore mieux inférieure ou égale à 3m2/EH. L'installation de gestion d'effluents selon l'invention inclut une unité ou station de filtration comprenant au moins deux filtres plantés distincts successifs : - un filtre végétal à écoulement vertical : plusieurs couches de substrats sont 10 superposées dans un bassin d'une surface donnée, chaque couche présentant une granulométrie inférieure à celle de la couche disposée immédiatement au-dessous d'elle, de telle sorte que le filtre présente verticalement de haut en bas une granulométrie croissante ; une collection d'espèces végétales, adaptées aux effluents domestiques et au climat d'implantation de la station, sont ensemencées et cultivées 15 en surface ; - un filtre végétal à écoulement horizontal constitué par une succession de substrats disposés dans un bassin d'une surface donnée, la succession s'entendant de l'amont vers l'aval du bassin dans le sens du flux de l'eau, chaque couche présentant une granulométrie inférieure à celle de la couche disposée immédiatement avant elle, 20 de telle sorte que le filtre présente horizontalement d'amont en aval une granulométrie décroissante, sur laquelle sont plantées et cultivées des espèces végétales adaptées aux effluents domestiques et au climat d'implantation. Les substrats sont composés par exemple de graviers, gravillons, sable, etc. L'invention a pour objet un dispositif de traitement d'effluents comprenant au 25 moins : - un filtre planté à écoulement vertical comportant au moins un substrat, - un filtre planté à écoulement horizontal comportant au moins un substrat, - un moyen permettant la distribution des eaux usées dans le filtre à écoulement vertical, 30 - un moyen de transfert d'effluents traités depuis le filtre à écoulement vertical vers le filtre à écoulement horizontal, - un moyen de récupération des effluents traités depuis le filtre à écoulement horizontal, o le substrat du filtre à écoulement vertical comportant une couche supérieure 35 d'une épaisseur de 35 à 50 cm de gravier de type pouzzolane de masse volumique allant de 0,65 à 1,3 T/m3, de porosité allant de 10 à 50 % en vol/vol, dont les pores ont un diamètre moyen allant de 0,6 pin à 60 pm.The area of the device is calculated as follows: it is equal to the sum of the vertical flow filter and the horizontal flow filter surfaces. Advantageously, the total area of the device is less than or equal to 5 m 2 / EH, more preferably less than or equal to 3 m 2 / EH. The effluent management installation according to the invention includes a filtration unit or station comprising at least two successive distinct planted filters: a vertical flow plant filter: several layers of substrates are superimposed in a basin of a surface given, each layer having a particle size smaller than that of the layer disposed immediately below it, so that the filter has vertically upwardly increasing particle size; a collection of plant species, adapted to the domestic effluents and the climate of implantation of the station, are sown and cultivated on the surface; - a horizontal flow plant filter constituted by a succession of substrates arranged in a basin of a given surface, the succession meaning from upstream to downstream of the basin in the direction of the flow of water, each layer having a particle size smaller than that of the layer disposed immediately before it, so that the filter presents horizontally from upstream to downstream a decreasing particle size, on which are planted and cultivated plant species adapted to domestic effluents and the climate of implantation. The substrates are composed for example of gravel, gravel, sand, etc. The subject of the invention is an effluent treatment device comprising at least: a vertical flow plant filter comprising at least one substrate; a horizontal flow planted filter comprising at least one substrate; a means for dispensing; wastewater in the vertical flow filter; means for transferring treated effluents from the vertical flow filter to the horizontal flow filter; means for recovering treated effluents from the horizontal flow filter; substrate of the vertical flow filter comprising an upper layer 35 to 50 cm thick of pozzolan-type gravel of density ranging from 0.65 to 1.3 T / m 3, with a porosity ranging from 10 to 50% by weight; vol / vol, whose pores have a mean diameter ranging from 0.6 to 60 μm.
35505 FR 3016623 5 o le substrat du filtre à écoulement horizontal comportant une couche intermédiaire de gravier de type pouzzolane d'une surface représentant 50 à 95% de la surface du filtre à écoulement horizontal.And o the substrate of the horizontal flow filter having an intermediate layer of pozzolan type gravel with a surface area of 50 to 95% of the area of the horizontal flow filter.
5 Le dispositif de l'invention présente l'avantage de procurer une efficacité de traitement d'eaux usées satisfaisante tout en fonctionnant avec un seul casier par filtre, ce qui réduit la surface au sol occupée par rapport à certains dispositifs antérieurs. Avantageusement, le filtre à écoulement vertical ne comporte qu'un seul casier.The device of the invention has the advantage of providing satisfactory wastewater treatment efficiency while operating with a single rack per filter, which reduces the occupied floor area compared to some prior devices. Advantageously, the vertical flow filter has only one rack.
10 Selon un mode de réalisation préféré, le gravier de type pouzzolane mis en oeuvre dans la partie supérieure du filtre à écoulement vertical présente une granulométrie allant de 4 à 10 mm, une masse volumique de 0,7 à 1,1 T/m3, une porosité allant de 20 à 50 % en vol/vol, et des pores d'un diamètre moyen allant de 0,6 pm à 15 pm.According to a preferred embodiment, the pozzolan type gravel used in the upper part of the vertical flow filter has a particle size ranging from 4 to 10 mm, a density of 0.7 to 1.1 T / m3, a porosity ranging from 20 to 50% in vol / vol, and pores with an average diameter ranging from 0.6 pm to 15 pm.
15 Selon un mode de réalisation préféré, le substrat du filtre à écoulement vertical comporte : - au moins une couche intermédiaire de matériau particulaire de granulométrie supérieure à celle du matériau pouzzolane de la couche supérieure et 20 - au moins une couche inférieure de matériau particulaire de granulométrie supérieure à celle du matériau de la couche intermédiaire. De préférence, dans le substrat du filtre à écoulement vertical : - la couche supérieure de matériau pouzzolane représente 40 à 80 % de la 25 hauteur hv du substrat, avantageusement de 50 à 70%, - la couche intermédiaire de matériau particulaire de granulométrie supérieure à celle du matériau pouzzolane représente 10 à 50 % de la hauteur hv du substrat, avantageusement de 15 à 35%, - la couche inférieure de matériau particulaire de granulométrie supérieure à 30 celle du matériau de la couche intermédiaire représente 10 à 50 % de la hauteur hv du substrat, de préférence 15 à 35 %. Selon un mode de réalisation préféré, le substrat du filtre à écoulement horizontal comporte au moins une première couche de matériau particulaire de granulométrie supérieure à celle du matériau pouzzolane de la couche intermédiaire et 35 au moins une troisième couche de matériau particulaire de granulométrie inférieure à celle du matériau de la couche intermédiaire. De préférence, dans le substrat du filtre à écoulement horizontal : 35505 FR 3016623 6 la couche amont de matériau particulaire représente 30 à 70 cm de long, de préférence 40 à 60 cm de long, encore mieux, environ 50 cm de long, la couche intermédiaire en matériau pouzzolane représente 55 à 90 % de la longueur LH du substrat, 5 la couche aval de matériau particulaire représente 5 à 25 % de la longueur LH du substrat. Selon un mode de réalisation préféré, dans le filtre horizontal, on utilise en partie aval du filtre des granulats de granulométrie comprise entre 4 et 8 mm.According to a preferred embodiment, the substrate of the vertical flow filter comprises: at least one intermediate layer of particulate material having a particle size greater than that of the pozzolan material of the upper layer and at least one lower layer of particulate material of greater particle size than the material of the intermediate layer. Preferably, in the substrate of the vertical flow filter: the upper layer of pozzolan material represents 40 to 80% of the height hv of the substrate, advantageously 50 to 70%, the intermediate layer of particulate material having a particle size greater than that of the pozzolan material represents 10 to 50% of the height hv of the substrate, advantageously from 15 to 35%, the lower layer of particulate material having a particle size greater than that of the material of the intermediate layer represents 10 to 50% of the height. hv of the substrate, preferably 15 to 35%. According to a preferred embodiment, the substrate of the horizontal flow filter comprises at least a first layer of particulate material having a larger particle size than the pozzolan material of the intermediate layer and at least a third layer of particulate material having a particle size smaller than that of the material of the intermediate layer. Preferably, in the substrate of the horizontal flow filter: the upstream layer of particulate material is 30 to 70 cm long, preferably 40 to 60 cm long, more preferably about 50 cm long, the diaper The pozzolan material intermediate is 55 to 90% of the LH length of the substrate, the downstream layer of particulate material is 5 to 25% of the LH length of the substrate. According to a preferred embodiment, in the horizontal filter, particles of particle size between 4 and 8 mm are used in the downstream part of the filter.
10 Avantageusement, les granulats disposés en partie aval du filtre à écoulement horizontal occupent une distance représentant 15 à 25% de la longueur LH, pour un filtre d'une longueur LH inférieure ou égale à 15 m, et de 5 à 15 % de la longueur LH pour des filtres de longueur LH strictement supérieure à 15m. On prévoit que les granulats disposés en partie aval du filtre à écoulement horizontal occupent une 15 longueur maximale de 4m. Selon un mode de réalisation préféré, le filtre à écoulement vertical comporte en outre des moyens permettant la distribution d'oxygène, ces moyens étant logés dans la partie inférieure de ce filtre.Advantageously, the aggregates arranged in the downstream portion of the horizontal flow filter occupy a distance representing 15 to 25% of the length LH, for a filter of length LH less than or equal to 15 m, and 5 to 15% of the length LH for filters of length LH strictly greater than 15m. The aggregates arranged in the downstream part of the horizontal flow filter are expected to occupy a maximum length of 4 m. According to a preferred embodiment, the vertical flow filter further comprises means for the distribution of oxygen, these means being housed in the lower part of this filter.
20 Selon un mode de réalisation préféré, le filtre à écoulement vertical est planté d'au moins deux espèces végétales de genre différent choisies parmi les familles suivantes, de préférence au moins trois espèces de genre différent choisies parmi les familles suivantes et de préférence au moins six espèces de genre différent choisies 25 parmi les familles suivantes: Cyperaceae, Poaceae, Iridaceae, Juncuceae, Typhaceae, Acoraceae. Selon un mode de réalisation préféré, le filtre à écoulement horizontal est planté d'au moins deux espèces de genre différent choisies parmi les familles suivantes et de 30 préférence au moins quatre espèces de genre différent choisies parmi les familles suivantes et de préférence au moins huit espèces de genre différent choisies parmi les familles suivantes : Cyperaceae, Lamiaceae, Plantaginaceae, Brassicaceae, Alismataceae, Butomaceae, Pontederiacea, Typhaceae, Ranunculaceae, Araceae, Lythraceae, Nelumbonaceae, Equisetaceae, Myrsinaceae, Marentaceae, 35 Menyanthaceae.According to a preferred embodiment, the vertical flow filter is planted with at least two plant species of different genus selected from the following families, preferably at least three species of different genus selected from the following families and preferably at least six different genus species selected from the following families: Cyperaceae, Poaceae, Iridaceae, Juncuceae, Typhaceae, Acoraceae. According to a preferred embodiment, the horizontal flow filter is planted with at least two different genus species selected from the following families and preferably at least four different genus species selected from the following families and preferably at least eight species of different genus selected from the following families: Cyperaceae, Lamiaceae, Plantaginaceae, Brassicaceae, Alismataceae, Butomaceae, Pontederiacea, Typhaceae, Ranunculaceae, Araceae, Lythraceae, Nelumbonaceae, Equisetaceae, Myrsinaceae, Marentaceae, Menyanthaceae.
35505 FR 3016623 7 En fonction de la zone d'implantation (zone biogéographique) de la station de traitement, une étude préalable est réalisée afin de sélectionner des espèces végétales adaptées au climat. De préférence, les espèces végétales sélectionnées ne sont pas des espèces à 5 caractère invasif comme par exemple des roseaux et des bambous dans certains pays. Selon un mode de réalisation préféré la densité de plantation est supérieure ou égale à 4 pieds / m2, de préférence supérieure ou égale à 5 pieds / m2, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 6 pieds / m2.35505 EN 3016623 7 Depending on the area of implantation (biogeographic zone) of the treatment station, a preliminary study is carried out in order to select plant species adapted to the climate. Preferably, the selected plant species are not invasive species such as reeds and bamboos in some countries. According to a preferred embodiment the planting density is greater than or equal to 4 feet / m2, preferably greater than or equal to 5 feet / m2, more preferably still greater than or equal to 6 feet / m2.
10 Les dispositifs de l'invention permettent d'atteindre les objectifs fixés par les normes de rejet en vigueur actuellement, avec une surface occupée de 2m2/EH ou 3m2/EH (EH pour équivalent par habitant), tandis que les installations de l'art antérieur ont une efficacité équivalente avec une surface occupée de 5m2/EH ou plus.The devices of the invention make it possible to achieve the objectives set by the rejection standards currently in force, with a occupied area of 2 m 2 / EH or 3 m 2 / EH (EH per equivalent per inhabitant), while the installations of the prior art have equivalent efficiency with a occupied area of 5m2 / EH or more.
15 Ainsi le dispositif et le procédé de l'invention sont plus économiques et plus efficaces que ceux de l'art antérieur. L'acheminement des effluents du premier bassin vers le second bassin, et d'autre part, des effluents issus du second bassin vers la zone de récupération et 20 d'évacuation, se fait de préférence grâce à la gravité en installant les filtres plantés sur un terrain en pente. Dans le cas où le terrain est plat ou présente une pente défavorable, cet acheminement peut être assuré au moyen de pompes. Selon un mode de mise en oeuvre, le dispositif selon l'invention comporte des moyens permettant d'ensemencer les effluents traités dans cette dernière, avec des 25 produits bactériens adaptés aux réactions requises pour la transformation des effluents domestiques. En outre, la station de filtration peut comprendre en sortie de filtre planté horizontal une zone en eau libre permettant de réaliser des analyses et d'assurer la diffusion de l'effluent.Thus the device and method of the invention are more economical and more efficient than those of the prior art. The flow of effluents from the first basin to the second basin, and secondly effluents from the second basin to the recovery and evacuation zone, is preferably done by gravity by installing the filters planted on the second basin. a sloping ground. In the case where the ground is flat or has an unfavorable slope, this routing can be provided by means of pumps. According to one embodiment, the device according to the invention comprises means making it possible to seed the effluents treated in the latter, with bacterial products adapted to the reactions required for the transformation of the domestic effluents. In addition, the filtration station may include at the output of the horizontal planted filter a free water zone for performing analyzes and ensure the diffusion of the effluent.
30 Selon un premier mode de réalisation, l'invention concerne des dispositifs de traitement des effluents pour une capacité allant jusqu'à 10EH. Selon ce mode de réalisation, les dimensions totales des deux filtres sont de préférence de 2,2 à 4,5 m2/EH, avantageusement de 2,6 à 3,5 m2/EH, de préférence de 2,8 à 3,2 m2/EH.According to a first embodiment, the invention relates to effluent treatment devices with a capacity of up to 10EH. According to this embodiment, the total dimensions of the two filters are preferably from 2.2 to 4.5 m 2 / EH, advantageously from 2.6 to 3.5 m 2 / EH, preferably from 2.8 to 3.2 m2 / pe.
35505 FR 3016623 8 Selon un second mode de réalisation, l'invention concerne des dispositifs de traitement des effluents pour une capacité supérieure à 10EH. Selon ce mode de réalisation, les dimensions totales des deux filtres sont de préférence de 0,6 à 3,5 m2/EH, avantageusement de 0,8 à 2,5 m2/EH, de préférence de 1 à 2 m2/EH. De préférence le filtre à écoulement vertical est de forme sensiblement carrée, c'est-à-dire que la largeur lv et la longueur Lv sont sensiblement égales à ±10% près. De préférence le filtre à écoulement horizontal est de forme rectangulaire, le rapport de la longueur LH sur la largeur 1H vérifant 1 < LH / 1H < 10. Les profondeurs des filtres, choisies pour permettre un écoulement optimal au sein des filtres, sont fixées comme suit: - une profondeur hv de l'ordre de 55 à 85 cm pour le filtre à écoulement vertical, de préférence de 65 à 75 cm. 5 - une profondeur hH de l'ordre de 35 à 65 cm pour le filtre à écoulement horizontal, de préférence de 45 à 55 cm. L'installation peut comporter un système électrique ou électronique de commande et de gestion des différentes étapes du fonctionnement des stations de filtration. De tels systèmes sont connus en eux-mêmes, ou à la portée de l'homme du 10 métier, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'en décrire un exemple. Les touches de commande du système et les organes de contrôle peuvent être rassemblés dans une armoire. L'invention concerne également un procédé de traitement d'effluents, ce 15 procédé comportant la distribution de l'effluent dans un dispositif de l'invention, la récupération d'une eau traitée en sortie de dispositif. Cette récupération peut consister de façon connue en une distribution des eaux traitées dans le sol. De préférence on met en oeuvre une distribution continue des eaux traitées dans le sol. Elle peut comporter une étape de stockage des eaux traitées en vue 20 de leur utilisation ultérieure, notamment pour l'arrosage des jardins. Les macrophytes plantées sur filtre sont faucardées périodiquement et transformées en matière sèche. Ces plantes permettent par ailleurs la création d'un habitat favorable aux microorganismes épurateurs, grâce : - aux capacités d'oxygénation du milieu par les racines, 25 - au relargage de composés carbonés par les racines, utilisables par les microorganismes.According to a second embodiment, the invention relates to effluent treatment devices with a capacity greater than 10EH. According to this embodiment, the total dimensions of the two filters are preferably from 0.6 to 3.5 m 2 / EH, advantageously from 0.8 to 2.5 m 2 / EH, preferably from 1 to 2 m 2 / EH. Preferably the vertical flow filter is substantially square in shape, that is to say that the width lv and the length Lv are substantially equal to ± 10%. Preferably the horizontal flow filter is of rectangular shape, the ratio of the length LH to the width 1H satisfying 1 <LH / 1H <10. The depths of the filters, chosen to allow an optimal flow within the filters, are fixed as follows: a depth hv of the order of 55 to 85 cm for the vertical flow filter, preferably 65 to 75 cm. A depth hH of the order of 35 to 65 cm for the horizontal flow filter, preferably 45 to 55 cm. The installation may comprise an electrical or electronic system for controlling and managing the different stages of operation of the filtration stations. Such systems are known per se, or within the skill of those skilled in the art, so that it is not necessary to describe an example thereof. The control keys of the system and the control elements can be assembled in a cabinet. The invention also relates to a process for the treatment of effluents, this process comprising the distribution of the effluent in a device of the invention, the recovery of treated water at the device outlet. This recovery can consist in known manner in a distribution of treated water in the soil. Preferably, a continuous distribution of the treated water in the soil is used. It may include a step of storing treated water for subsequent use, especially for watering gardens. Macrophytes planted on a filter are periodically plucked and transformed into dry matter. These plants also allow the creation of a habitat favorable to purifying microorganisms, thanks to: - the oxygenation capacity of the medium by the roots, 25 - the release of carbon compounds by the roots, used by microorganisms.
35505 FR 3016623 9 Afin d'accélérer le processus de compostage dans la partie supérieure des filtres plantés (surface), une lombrifiltration (avec par exemple des espèces telles que Eisenia andrei et Eisenia fetida) peut avantageusement être mise en place, en prévision de la formation d'une couche de dépôt en surface de ces filtres plantés, 5 compte tenu de la charge en matière en suspension contenue dans les effluents domestiques. Le procédé de traitement des effluents peut également comporter une étape d'ensemencement microbien qui permet d'accélérer la mise en place de l'équilibre biologique. De cette façon le rendement épuratoire attendu peut être atteint très 10 rapidement après l'installation. Parmi les produits utilisables pour réaliser l'ensemencement microbien, on peut mentionner notamment : Sanifosse ®, Bioponil ® et Bactiboost ® commercialisés par la société BIOXEM. Avantageusement, le dispositif de l'invention permet d'obtenir des 15 performances élevées en matière d'épuration des eaux, bien qu'il soit de taille réduite. Notamment, à partir d'eaux usées domestiques, il permet de limiter les matières en suspension à 30mg/1 et la DBO5 (demande biologique en oxygène durant 5 jours) à 35 mg/l. L'invention concerne encore un kit permettant la mise en place d'un dispositif 20 tel que décrit ci-dessus d'une façon générale et ci-dessous dans un exemple détaillé. Un tel kit comprend au moins : - Un matériau étanche à l'eau permettant de délimiter les parois des filtres plantés, - Des tuyaux de collecte, d'évacuation et de raccordement, de préférence en 25 PVC, - Une collection de matériaux particulaires, comprenant au moins : un gravier de type pouzzolane de masse volumique allant de 0,65 à 1,3 T/m3, de porosité allant de 10 à 50 % en vol/vol, dont les pores ont un diamètre moyen allant de 0,6 um à 60 um, - Une première collection de plantes, comprenant au moins deux espèces 30 végétales de genre différent choisies parmi les familles suivantes, et de préférence au moins trois espèces de genre différent choisies parmi les familles suivantes et de préférence au moins six espèces de genre différent choisies parmi les familles suivantes: Cyperaceae, Poaceae, Iridaceae, Juncuceae, Typhaceae, Acoraceae, - Une seconde collection de plantes, comprenant au moins deux espèces 35 végétales de genre différent choisies parmi les familles suivantes, et de préférence au moins quatre espèces de genre différent choisies parmi les familles suivantes et de préférence au moins huit espèces de genre différent choisies parmi les familles 35505 FR 3016623 10 suivantes: Cyperaceae, Lamiaceae, Plantaginaceae, Brassicaceae, Alismataceae, Butomaceae, Pontederiacea, Typhaceae, Ranunculaceae, Araceae, Lythraceae, Nelumbonaceae, Equisetaceae, Myrsinaceae, Marentaceae, Menyanthaceae. Les variantes préférées des caractéristiques du dispositif s'appliquent également 5 au kit de l'invention. Le kit peut en outre comprendre, de façon non limitative : - Une structure (châssis) en bois imputrescible, - Des graviers, gravillons, sables, - Une dalle de répartition, 10 - Une pompe. La composition et les dimensions du kit sont calculées en unités EH de façon à pouvoir proposer des kits adaptés à des installations de toutes dimensions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre 15 d'exemple et en référence aux dessins annexés. Pour faciliter la lecture des figures, lorsqu'un même élément est représenté sur deux figures distinctes, on utilise le même signe de référence. La figure 1 est une vue en coupe verticale à caractère schématique illustrant un exemple de réalisation de l'installation de gestion d'effluents selon l'invention.In order to speed up the composting process in the upper part of the planted filters (surface), a lombrifiltration (with for example species such as Eisenia andrei and Eisenia fetida) can advantageously be put in place, in anticipation of the formation of a deposition layer on the surface of these planted filters, taking into account the slurry load contained in the domestic effluents. The effluent treatment process may also include a microbial seeding step that accelerates the establishment of the biological equilibrium. In this way the expected treatment efficiency can be achieved very quickly after installation. Among the products that can be used to carry out the microbial seeding, mention may be made in particular of: Sanifosse®, Bioponil® and Bactiboost® marketed by BIOXEM. Advantageously, the device of the invention makes it possible to obtain high performances in terms of water purification, although it is small in size. In particular, from domestic wastewater, it limits the suspended solids to 30 mg / l and the BOD5 (biological oxygen demand for 5 days) to 35 mg / l. The invention further relates to a kit for placing a device 20 as described above in a general manner and below in a detailed example. Such a kit comprises at least: a watertight material making it possible to delimit the walls of the planted filters; collection, evacuation and connection pipes, preferably made of PVC; a collection of particulate materials; comprising at least: a pozzolan type gravel of density ranging from 0.65 to 1.3 T / m3, with a porosity ranging from 10 to 50% by vol / vol, the pores of which have an average diameter of 0.6 um at 60 μm. A first collection of plants, comprising at least two plant species of different genus selected from the following families, and preferably at least three species of different genus selected from the following families and preferably at least six species. of a different kind selected from the following families: Cyperaceae, Poaceae, Iridaceae, Juncuceae, Typhaceae, Acoraceae, A second collection of plants, comprising at least two plant species of different genus selected from l The following families, and preferably at least four different genus species selected from the following families and preferably at least eight different genus species selected from the following families: Cyperaceae, Lamiaceae, Plantaginaceae, Brassicaceae, Alismataceae, Butomaceae , Pontederiacea, Typhaceae, Ranunculaceae, Araceae, Lythraceae, Nelumbonaceae, Equisetaceae, Myrsinaceae, Marentaceae, Menyanthaceae. Preferred variants of the device features also apply to the kit of the invention. The kit may further include, but not limited to: - a structure (frame) rotproof wood, - gravel, grit, sand, - a distribution slab, 10 - a pump. The composition and dimensions of the kit are calculated in EH units so that kits can be proposed for installations of all sizes. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description which follows of a preferred embodiment of the invention, given by way of example and with reference to the appended drawings. To facilitate the reading of the figures, when the same element is represented in two distinct figures, the same reference sign is used. FIG. 1 is a schematic vertical sectional view illustrating an exemplary embodiment of the effluent management installation according to the invention.
20 La figure 2 est un plan en vue de dessus de la même station de traitement d'effluents que la figure 1. Les flèches à l'intérieur du dispositif indiquent le sens d'écoulement de l'eau dans le dispositif. La station de filtration sur filtres plantés qui est représentée sur les figures 1 et 2 25 comprend : au moins un filtre végétal à écoulement vertical 1 alimenté en effluents 7 par un tuyau d'alimentation 3, et au moins un filtre végétal à écoulement horizontal 2 alimenté par ledit filtre à écoulement vertical 1 au moyen d'une canalisation 5. Elle comprend également, de préférence une zone en eau libre 4 (zone d'analyses et de 30 diffusion) alimentée par une canalisation 6. Un premier bassin 1 formant le filtre végétal à écoulement vertical est délimité par des parois 1.1 en matériau étanche et rempli de substrat 1.2. Les parois 1.1 peuvent être entourées d'un caisson en bois de nature imputrescible ou tout autre matériau permettant de créer une structure résistante, dans lequel on a placé une bâche 35 étanche. Une telle structure est mise en oeuvre en cas d'absence de pente permettant un terrassement en pleine fouille et un écoulement gravitaire entre les filtres plantés. L'étanchéité du filtre vertical 1 est assurée par une membrane souple en EPDM d'une 35505 FR 3016623 11 épaisseur de 1,14 mm. La membrane souple en EPDM est protégée en sous-face par un géotextile anti-poinçonnant de 270 g/m2 minimum assurant la protection contre la perforation de pierres ou de racines venant de l'extérieur. Des moyens connus (non représentés sur la figure 1) au niveau de la traversée de paroi permettent l'étanchéité 5 du raccordement entre l'intérieur et l'extérieur du filtre 1. La partie supérieure 1.7 des parois 1.1 du bassin 1 affleure au-dessus de la surface du sol 8. Le bassin 1 est rempli d'une succession de couches formant le substrat 1.2 : une couche supérieure 1.3 d'une épaisseur d'environ 40 cm de gravier de type pouzzolane de granulométrie 4/10 mm, de masse volumique de 0,9 T/m3, de 10 porosité de 25 % en vol/vol, dont les pores ont un diamètre de 0,8 ùm ; une couche intermédiaire 1.4 d'une épaisseur d'environ 15 cm de gravier de granulométrie 16/22 mm et une couche inférieure 1.5 d'une épaisseur d'environ 15 cm de gravier de granulométrie 20/31,5 mm. D'autres couches de matériaux particulaires de type graviers, gravillons, sable peuvent être prévus. Dans ce cas, elles sont disposées de 15 façon à respecter un sens croissant de la granulométrie depuis la partie supérieure du substrat vers la partie inférieure. Le lit du filtre vertical est terrassé en pente droite. La profondeur du lit est de 1 m dont 0,7 m de substrat et 0,3 m de revanche. Des plantes 1.6 sont installées dans le substrat 1.2. Les espèces utilisées sont Acoruscalamus, Phragmites australis, Typha latifolia, Juncuseffusus, Iris 20 pseudaccorus . La densité de plantation est de 6 pieds / m2 dans le filtre vertical 1. Les plantes choisies ont des fortes capacités de multiplication végétative via leurs rhizomes à croissance rapide, ce qui permet la formation d'un système racinaire dense dans le substrat. En outre, des études scientifiques ont montré que ces plantes peuvent bien vivre dans les sols riches en matières organiques comme c'est le cas du filtre 25 vertical. La distribution des eaux usées vers l'installation, en particulier vers le filtre planté vertical 1 se fait en fonction de la topographie du terrain où est installée la station de traitement d'effluents. Sur la figure 1, il y a un seul point d'alimentation 3 débouchant au centre du filtre vertical 1. Les moyens d'alimentation 3 sont composés 30 d'un tuyau en PVC 3.2 comportant une extrémité ouverte 3.3 par laquelle s'écoulent les effluents à traiter. Cet écoulement se fait au-dessus d'une dalle de répartition 3.1 posée sous le point d'alimentation 3.3, permettant de bien répartir les effluents sans former des flaques d'eau en surface du substrat 1.2. Lorsque l'on pratique un ensemencement microbien, celui-ci se fait au niveau 35 du point d'alimentation 3. Une canalisation 5.1 composée d'un tuyau perforé en PVC, DN 100 NF, traverse le bassin 1 : elle comporte deux branches reliées chacune à une cheminée 5.2 35505 FR 3016623 12 sensiblement verticale dont l'extrémité supérieure affleure au-dessus de la surface du substrat 1.2. D'autres cheminées d'aération peuvent être placées dans le substrat et relier le tuyau de collecte 5.1, placé au fond du lit, à la surface. Ces cheminées permettent d'aérer le fond du substrat. Chaque branche de la canalisation 5.1 est logée 5 dans la partie inférieure du premier bassin suivant une pente légèrement descendante. La canalisation 5.1 permettant la collecte d'eau est perforée et posée avec les fentes 5.3 vers le bas, permettant la distribution d'oxygène vers le substrat 1.2, la collecte d'effluents filtrés ayant traversé les trois niveaux de substrat 1.2, et leur acheminement par l'intermédiaire d'une canalisation 5.5 dotée d'une extrémité 5.4 vers le filtre 10 planté horizontal 2. Les eaux usées brutes 7 sont déversées en surface du filtre 1 et percolent par gravité au travers du substrat 1.2. Une grande partie des matières solides en suspension est retenue en surface du filtre 1 par la filtration mécanique du substrat 1.2. Des matières organiques sont dégradées et minéralisées par les microorganismes. Une 15 partie des substances solubles et nutriments sont assimilées par les plantes 1.6 pour constituer de la biomasse. La présence de plantes 1.6 renforce la filtration mécanique du substrat 1.2 via un système racinaire dense, et stimule les activités de biodégradation. Les eaux issues du filtre vertical 1 ont des teneurs en matières solides (MIES) et 20 organiques (DCO, DB05) significativement réduites. Les effluents traités issus du filtre planté à écoulement vertical 1 alimentent le filtre planté à écoulement horizontal 2 par tous moyens appropriés, notamment par la canalisation 5.5, au travers de son extrémité 5.4. Le filtre planté à écoulement horizontal 2 comprend le substrat 2.2 qui peut être 25 constitué par une succession de sections verticales contenant les matériaux de filtration choisis 2.3, 2.4, 2.5. Le lit du filtre horizontal est terrassé en pente droite. Un châssis de même nature que celui du filtre vertical peut éventuellement être prévu. L'étanchéité du filtre 2 est assurée par une membrane souple en EPDM d'une épaisseur de 1,14 mm. La 30 membrane souple en EPDM est protégée en sous-face par un géotextile anti- poinçonnant de 270g/m2 minimum assurant la protection contre la perforation de pierres ou de racines venant de l'extérieur. La traversée de paroi (non représentée) permet l'étanchéité entre le système de drainage 6 interne au filtre 2 et la boîte de collecte 4.FIG. 2 is a top plan view of the same effluent treatment station as FIG. 1. The arrows inside the device indicate the direction of flow of water in the device. The plant filtering filter station shown in FIGS. 1 and 2 comprises: at least one vertical flow plant filter 1 fed with effluents 7 via a feed pipe 3, and at least one horizontal flow plant filter 2 fed by said vertical flow filter 1 by means of a pipe 5. It also preferably comprises a zone of free water 4 (analysis and diffusion zone) fed by a pipe 6. A first basin 1 forming the vertically flowing plant filter is delimited by walls 1.1 of waterproof material and filled with substrate 1.2. The walls 1.1 may be surrounded by a wooden box rot-proof nature or any other material to create a resistant structure, in which we placed a waterproof tarpaulin. Such a structure is implemented in the absence of a slope allowing a digging in full dig and a gravity flow between the planted filters. The vertical filter 1 is sealed by a flexible EPDM membrane 1.14 mm thick. The flexible EPDM membrane is protected on the underside by an anti-punching geotextile of at least 270 g / m2 providing protection against perforation of stones or roots coming from outside. Known means (not shown in FIG. 1) at the wall penetration allow the connection 5 between the inside and the outside of the filter 1 to be sealed. The upper part 1.7 of the walls 1.1 of the basin 1 is flush with the 8. The basin 1 is filled with a succession of layers forming the substrate 1.2: an upper layer 1.3 with a thickness of about 40 cm of pozzolan-type gravel 4/10 mm, of density of 0.9 T / m 3, 25% porosity in vol / vol, the pores of which have a diameter of 0.8 μm; an intermediate layer 1.4 with a thickness of about 15 cm of gravel with a particle size of 16/22 mm and a lower layer 1.5 with a thickness of about 15 cm of gravel with a particle size of 20 / 31.5 mm. Other layers of particulate materials like gravel, chippings, sand may be provided. In this case, they are arranged so as to respect a growing direction of particle size from the upper part of the substrate to the lower part. The bed of the vertical filter is floored in a straight slope. The depth of the bed is 1 m including 0.7 m of substrate and 0.3 m of contrast. Plants 1.6 are installed in the substrate 1.2. The species used are Acoruscalamus, Phragmites australis, Typha latifolia, Juncuseffusus, Iris pseudaccorus. The planting density is 6 feet / m2 in the vertical filter 1. The selected plants have strong vegetative propagation capacity via their fast growing rhizomes, which allows the formation of a dense root system in the substrate. In addition, scientific studies have shown that these plants can live well in soils rich in organic matter as is the case of the vertical filter. The distribution of wastewater to the facility, in particular to the vertical planted filter 1 is based on the topography of the land where the effluent treatment plant is installed. In FIG. 1, there is a single feed point 3 opening at the center of the vertical filter 1. The feed means 3 are composed of a PVC pipe 3.2 having an open end 3.3 through which the effluents to be treated. This flow is above a distribution slab 3.1 placed under the feed point 3.3, allowing the effluent to be well distributed without forming puddles of water on the surface of the substrate 1.2. When microbial seeding is practiced, this is done at the point of feed point 3. A pipe 5.1 composed of a perforated PVC pipe, DN 100 NF, passes through basin 1: it comprises two connected branches each having a substantially vertical chimney 5.2 whose upper end is flush with the surface of the substrate 1.2. Other air vents may be placed in the substrate and connect the collection pipe 5.1, placed at the bottom of the bed, to the surface. These chimneys make it possible to aerate the bottom of the substrate. Each branch of the pipe 5.1 is housed in the lower part of the first basin following a slightly downward slope. The pipe 5.1 for the collection of water is perforated and placed with the slots 5.3 downwards, allowing the oxygen distribution to the substrate 1.2, the collection of filtered effluents having passed through the three levels of substrate 1.2, and their routing. via a line 5.5 with an end 5.4 to the horizontal filter 10 2. The raw wastewater 7 is poured onto the surface of the filter 1 and percolate by gravity through the substrate 1.2. A large part of the suspended solids is retained on the surface of the filter 1 by the mechanical filtration of the substrate 1.2. Organic materials are degraded and mineralized by microorganisms. A portion of the soluble substances and nutrients are assimilated by the plants 1.6 to constitute biomass. The presence of 1.6 plants enhances the mechanical filtration of the 1.2 substrate via a dense root system, and stimulates biodegradation activities. The water from the vertical filter 1 has significantly lower solids (MIES) and organic contents (COD, DB05). The treated effluents from the planted vertical flow filter 1 feed the horizontal flow planted filter 2 by any appropriate means, in particular via the pipe 5.5, through its end 5.4. The horizontal flow planted filter 2 comprises the substrate 2.2 which may be constituted by a succession of vertical sections containing the selected filtration materials 2.3, 2.4, 2.5. The bed of the horizontal filter is floored in a straight slope. A frame of the same nature as that of the vertical filter may possibly be provided. The tightness of the filter 2 is ensured by a flexible membrane of EPDM with a thickness of 1.14 mm. The flexible EPDM membrane is protected on the underside by an anti-punching geotextile of at least 270 g / m2 providing protection against perforation of stones or roots coming from the outside. The wall penetration (not shown) allows the seal between the drainage system 6 inside the filter 2 and the collection box 4.
35 La profondeur du lit est de 0,6 m dont 0,5 m de substrat et 0,1 m de revanche. La filtration est assurée par le substrat, qui se compose de trois tranches avec des matériaux ci-dessous disposés successivement de l'amont vers l'aval : 35505 FR 3016623 13 - 50 cm de graviers 2.2 de 16/22 mm, - 250 cm de pouzzolane 2.3 de 7/15mm, - 100 cm de graviers 2.4 de 4/10 mm, Les eaux sorties du filtre vertical 1 sont dirigées par un tuyau d'écoulement 5.1 5 en PVC, DN 100 mm, vers l'amont du filtre horizontal 5.4 et y circulent par gravité de l'amont vers l'aval. Le niveau d'eau 2.6, réglé initialement lors de la mise en oeuvre dans la boîte 4 en aval du filtre par la hauteur du tuyau de sortie, est d'environ 5 cm sous la surface du substrat 2.2. Par conséquent, la couche inférieure du substrat est en permanence saturée en eau. Ainsi, des zones anaérobies (parties profondes du filtre) et 10 aérobies (couches superficielles non inondées, rhizosphères) y sont simultanément en action. Les zones anaérobies sont largement majoritaires. Le temps de séjour des eaux est plus important que celui du filtre vertical. Des plantes 2.7 sont installées dans le substrat 2.2. Les espèces utilisées sont : Juncuseffusus, Iris pseudacorus, Lythrum salicaria, Sagittariasagittifolia, Acorus 15 calamnus, Scripuslacustris. Les plantes choisies peuvent vivre dans les sols saturés en eau tout en développant un système racinaire important. L'association de ces espèces favorise la diversité microbienne et stimule leurs activités de dégradation dans le substrat. D'autres propriétés des plantes (ex. anti-moustiques) sont également prises en compte 20 lors du choix des espèces. La densité de plantation est de 6 pieds / m2 dans le filtre horizontal. Le système de drainage 6 est composé des canalisations 6.1 et 6.2 qui sont raccordées entre elles. Le tuyau de collecte 6.1 de 100 mm de diamètre, perforé, en PVC, DN 100 NF, est placé au fond du lit, perpendiculairement au sens d'écoulement 25 et à l'extrémité proche de la sortie, de façon à permettre le drainage des eaux. Ce tuyau de collecte 6.1 est raccordé à une traversée de paroi (non représentée) puis au tuyau 6.2 en PVC qui dirige les eaux collectées vers la boîte de collecte 4. La boîte de collecte 4, dispose d'un réservoir d'eau 4.1. Une canalisation 4.2 placée verticalement permet de maintenir un niveau d'eau 4.3 d'environ 45 cm de 30 profondeur dans la boîte. Elle facilite la surveillance visuelle des eaux traitées et le prélèvement des échantillons pour effectuer des contrôles qualitatifs. La boîte 4 est sécurisée par un couvercle en béton 4.4 et n'a aucune incidence sur le fonctionnement du système. En passant au travers du filtre horizontal 2, les matières solides encore présentes 35 dans les eaux sont retenues par le système racinaire des plantes, ce qui permet aux microorganismes du substrat 2.2 de les dégrader efficacement. Les plantes 2.7 absorbent les substances solubles et les accumulent dans leur biomasse. Le temps de 35505 FR 3016623 14 séjour plus long permet une interaction prolongée entre les polluants, les microorganismes et les racines des plantes 2.7. La dégradation microbienne et l'assimilation végétale sont ainsi plus complètes dans cette étape que dans le filtre vertical 1. Par ailleurs, les conditions anaérobies qui sont majoritairement présentes 5 sont favorables à la dénitrification. Par conséquent, la réduction de la charge azotée est très importante durant cette étape. A la sortie du filtre horizontal 2, les eaux épurées ont une qualité conforme aux seuils de rejet autorisés par les réglementations françaises dans le milieu naturel. La zone en eau libre 4, est ménagée en aval du bassin à écoulement horizontal 2.The depth of the bed is 0.6 m including 0.5 m of substrate and 0.1 m of contrast. The filtration is ensured by the substrate, which consists of three slices with materials below arranged successively from upstream to downstream: 35505 FR 3016623 13 - 50 cm of gravel 2.2 of 16/22 mm, - 250 cm of pozzolan 2.3 of 7 / 15mm, - 100 cm of gravel 2.4 of 4/10 mm, the water exits of the vertical filter 1 are directed by a flow pipe 5.1 5 in PVC, DN 100 mm, upstream of the filter horizontal 5.4 and flow by gravity from upstream to downstream. The water level 2.6, initially set during implementation in the box 4 downstream of the filter by the height of the outlet pipe, is about 5 cm below the surface of the substrate 2.2. As a result, the lower layer of the substrate is permanently saturated with water. Thus, anaerobic zones (deep parts of the filter) and aerobic 10 (non-flooded surface layers, rhizospheres) are simultaneously in action. The anaerobic zones are largely in the majority. The residence time of the water is greater than that of the vertical filter. Plants 2.7 are installed in the substrate 2.2. The species used are: Juncuseffusus, Iris pseudacorus, Lythrum salicaria, Sagittariasagittifolia, Acorus calamnus, Scripuslacustris. The selected plants can live in soils saturated with water while developing an important root system. The association of these species promotes microbial diversity and stimulates their degradation activities in the substrate. Other plant properties (eg, mosquito repellents) are also taken into account when selecting species. The planting density is 6 feet / m2 in the horizontal filter. The drainage system 6 is composed of the pipes 6.1 and 6.2 which are connected together. The collection pipe 6.1 of 100 mm diameter, perforated, PVC, DN 100 NF, is placed at the bottom of the bed, perpendicular to the direction of flow 25 and at the end close to the outlet, so as to allow drainage waters. This collection pipe 6.1 is connected to a wall penetration (not shown) and then to the PVC pipe 6.2 which directs the collected water to the collection box 4. The collection box 4 has a water tank 4.1. A pipe 4.2 placed vertically maintains a water level 4.3 of about 45 cm deep in the box. It facilitates visual monitoring of treated water and the taking of samples for qualitative checks. The box 4 is secured by a 4.4 concrete cover and does not affect the operation of the system. By passing through the horizontal filter 2, the solids still present in the water are retained by the root system of the plants, which allows the microorganisms of the substrate 2.2 to degrade them effectively. Plants 2.7 absorb soluble substances and accumulate them in their biomass. The longer residence time allows a prolonged interaction between pollutants, microorganisms and plant roots 2.7. Microbial degradation and plant assimilation are thus more complete in this step than in the vertical filter 1. Moreover, the anaerobic conditions which are predominantly present are favorable to denitrification. Therefore, the reduction of the nitrogen load is very important during this step. At the outlet of the horizontal filter 2, the treated water has a quality in accordance with the discharge thresholds authorized by the French regulations in the natural environment. The open water zone 4 is formed downstream of the horizontal flow basin 2.
10 Le dimensionnement de la station de gestion des effluents selon l'invention, et notamment des filtres plantés de la station de filtration dépend notamment du volume journalier de d'effluents. On considère comme unité de calcul l'équivalent habitant volumique (EHV) et les équivalences volumiques présentées ci-dessus. La station dont les caractéristiques ont été fournies ci-dessus est conçue avec 15 une capacité de 6EH, le filtre à écoulement vertical étant d'une surface de 10m2 (3,16m de longueur et 3,16m de largeur) et le filtre à écoulement horizontal étant d'une surface de 8m2 (4m de longueur et 2m de largeur). Les surfaces utiles totales optimales des filtres verticaux 1 et horizontaux 2 illustrés pour 1 EH sont : 20 filtre à écoulement vertical : environ 1,7 m2 - filtre à écoulement horizontal : environ 1,3 m2 L'essai d'efficacité de la station d'épuration décrite ci-dessus a démontré les rendements épuratoires importants du dispositif. L'abattement des pathogènes a également été testé suite à la réalisation de 44 bilans lors du même essai d'efficacité.The sizing of the effluent management station according to the invention, and in particular filters planted from the filtration station depends in particular on the daily volume of effluents. The unit of calculation is the volume equivalent per capita (EHV) and the volume equivalents presented above. The station whose characteristics have been provided above is designed with a capacity of 6EH, the vertical flow filter having an area of 10m2 (3.16m in length and 3.16m in width) and the flow filter horizontal being of a surface of 8m2 (4m of length and 2m of width). The optimum total effective areas of the vertical 1 and horizontal filters 2 illustrated for 1 EH are: vertical flow filter: about 1.7 m 2 horizontal flow filter: about 1.3 m 2 purification described above has demonstrated the significant purification efficiencies of the device. The reduction of pathogens was also tested following the completion of 44 balances during the same efficacy trial.
25 Le protocole d'essais a été réalisé selon l'annexe 2 de l'arrêté du 7 mars 2012 modifiant l'arrêté du 7 septembre 2009 fixant les prescriptions techniques applicables aux installations d'assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique inférieure ou égale à 1,2 kg/j de DBO5, intitulé "Protocole d'essai des performances épuratoires sur plateforme d'essai".25 The test protocol was carried out in accordance with Annex 2 of the Decree of 7 March 2012 amending the Decree of 7 September 2009 laying down the technical requirements applicable to non-collective sewerage installations receiving a lower gross load of lower organic pollution. or equal to 1.2 kg / day of BOD5, titled "Test platform purification test protocol".
30 Ces résultats sont rapportés dans le tableau 1 ci-dessous : Paramètres Rendement sur 45 bilans MES (matières en suspension) 97,6% DBO5 (demande biologique en oxygène durant 5 jours) 97,2% DCO (demande chimique en oxygène) 90,8% NTK ( azote total Kjeldahl) 65% PT (phosphore total) 35,8% Tableau 1 35505 FR 3016623 15 L'entretien du dispositif (désherbage, taille des végétaux, ratissage du substrat, curage des boues) est relativement simple et peu technique, ne demande pas de qualification particulière et donc peut être assuré par l'usager.These results are reported in Table 1 below: Parameters Yield on 45 MES balance (suspended solids) 97.6% BOD5 (biological oxygen demand for 5 days) 97.2% COD (chemical oxygen demand) 90 , 8% NTK (total nitrogen Kjeldahl) 65% PT (total phosphorus) 35.8% Table 1 35505 EN 3016623 15 Maintenance of the device (weeding, plant size, substrate raking, sludge removal) is relatively simple and little technical, does not require special qualification and therefore can be provided by the user.
5 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.Of course, the present invention is not limited to the examples and the embodiment described and shown, but it is capable of many variations accessible to those skilled in the art.
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