EP4007741A1 - Ouvrage d'assainissement des eaux usées - Google Patents

Ouvrage d'assainissement des eaux usées

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Publication number
EP4007741A1
EP4007741A1 EP20739715.9A EP20739715A EP4007741A1 EP 4007741 A1 EP4007741 A1 EP 4007741A1 EP 20739715 A EP20739715 A EP 20739715A EP 4007741 A1 EP4007741 A1 EP 4007741A1
Authority
EP
European Patent Office
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water
treated water
filter
layer
wastewater
Prior art date
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Pending
Application number
EP20739715.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Martin WERCKMANN
Elodie MAILLARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aquatiris
Original Assignee
Aquatiris
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Filing date
Publication date
Application filed by Aquatiris filed Critical Aquatiris
Publication of EP4007741A1 publication Critical patent/EP4007741A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/004—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention falls within the field of water purification.
  • It relates more particularly to a wastewater treatment structure and the implementation of a wastewater treatment process.
  • the invention relates to a sanitation structure advantageously provided for non-collective sanitation, that is to say for individual dwellings, in particular for individuals.
  • the waste water comprises a mixture of organic and inorganic compounds in dissolved form and in solid form.
  • wastewater is understood to mean the raw water leaving directly from the collective or individual building. “Wastewater” is made up of “gray water”, and “black water” coming out of the toilets. “Wastewater” comprises a mixture of compounds in solid form and compounds in dissolved form in liquid medium.
  • pretreated water is understood to mean wastewater which has undergone pretreatment.
  • the purpose of this pretreatment is to remove coarse solids in flotation, suspension, sands and excess grease and oil.
  • Pretreated water is generally obtained either by screening the effluents, that is to say by eliminating, by passing through a screen, the larger materials contained in the waste water, or by phase separation, that is to say by settling of the solid compounds and flotation of oils and fats then liquefaction.
  • treated pre-treated water which has been sanitized.
  • the “treated water” is sanitized, so that it can be discharged into nature without risking polluting aquatic environments, in particular the water table.
  • “treated water” is sanitized, with a concentration of pollutants admissible for their discharge directly into nature.
  • the "treated water” can be reused, that is to say return to a collective or individual housing network, for example to supply a hunting. toilet water.
  • micro-treatment plants existing soil treatment devices such as spreading trenches, reconstituted soil treatment devices such as sand filters, compact filters, or planted filter devices.
  • micro-treatment plants ensure both the pre-treatment of wastewater in an all-water tank, then its treatment in different
  • Small wastewater treatment plants consist of a first pre-treatment compartment ensuring the separation of solid and liquid compounds contained in the wastewater.
  • This first compartment acts as an all-water tank.
  • a liquid effluent At the outlet of this first compartment, there is a liquid effluent.
  • the liquid effluent is suitable for undergoing treatment in a second tank or compartment called a "biological reactor".
  • a biological reactor Within the biological reactor, thanks to the bacterial growth in an aerobic and / or anaerobic medium, the liquid effluent is degraded and depolluted so as to obtain "treated water". The latter can be rejected in nature.
  • the first compartment stores the sludge produced during the second phase of treatment.
  • VSATs have several disadvantages.
  • the degradation sludge produced and accumulated in the all-water tank is odorous because of its fermentable nature.
  • it is necessary to remove them regularly by performing a maintenance drain generally every 6 months to 4 years.
  • a regular supply of wastewater to the VSAT is necessary so that the bacteria have a regular supply of nutrients necessary for their growth, this growth being essential for the treatment of wastewater.
  • a long lack of wastewater supply affects the operation of the VSAT. Thus, if the inhabitants of a building are absent for whatever reason, the small wastewater treatment plant may malfunction due to a lack of supply.
  • VSAT VSAT maintenance and upkeep of a VSAT is time consuming and expensive.
  • the pretreated water is conducted to the sand filter for treatment.
  • the water is purified using the micro
  • the sand filter consists of a layer of gravel, in which the spreading pipes are inserted to ensure the distribution of the pretreated water, and consists of a filter bed made up of sand, the site of the purification processes.
  • a sand filter buried in the ground as a means of filtration to treat water generates a risk of clogging of the filter which then loses its operating efficiency over time.
  • the sand filter is directly buried in the soil, the lack of oxygen and the addition of organic matter in the sand causes clogging.
  • the pretreated water can be conducted towards the spreading trenches.
  • the pretreated water is purified by physical filtration of the soil and the action of soil microorganisms.
  • PE Equivalent Inhabitants
  • the trenches have a depth of 50 cm to 1 m and that the soil has physico-chemical characteristics allowing the growth of micro
  • the unit of measurement of m 2 / pe corresponds to the floor area necessary for the treatment device to treat polluted water, generated by a person living in a habitat, and transform it into water processed.
  • the compact filters mainly operate in an aerobic environment.
  • compact filters means devices arranged at the outlet of an all-water tank and made up of a filtration unit which may be composed of a wide variety of materials, organic, inorganic or synthetic, such as zeolite filters, coconut filters, wool filters. rock...
  • a filtration unit which may be composed of a wide variety of materials, organic, inorganic or synthetic, such as zeolite filters, coconut filters, wool filters. rock...
  • Compact filters require an all-water inlet tank for the pre-treatment and settling. However, the all-water tank gives off foul odors due to the production of fermentation gas by the sludge that must be eliminated. This sludge must also be emptied regularly.
  • compact filters in particular those comprising a material
  • inorganic or synthetic require a change and renewal of the filter material which is expensive.
  • the used inorganic or synthetic materials, removed during the maintenance of compact filters, also pose problems in terms of management and from an ecological point of view since they are not biodegradable and not recoverable.
  • vertical flow planted filters are capable of carrying out both pre-treatment and wastewater treatment.
  • the technology of planted filters no longer requires the association with an all-water tank.
  • planted filter technology does not require, like VSATs, the presence of a first integrated compartment playing the role of an all-water tank.
  • the filter bed is made up of inorganic aggregates, of different grain sizes, in which plants, especially reeds, grow.
  • the development of a dense network of rhizomes and plant roots makes it possible to provide the filter bed with an excellent support for the biomass participating in the purification process.
  • These plants, in particular the reeds also play an indirect mechanical role in the mineralization of the sludge, and promote the percolation of the interstitial water by unclogging the surface of the filter bed.
  • the pore water will be drained along the roots towards the base of the massive.
  • the suspended solids are retained on the surface and gradually accumulate. Filtration of these solids by
  • suspension is ensured by the installation of materials of suitable particle size to retain organic and inorganic matter.
  • filters planted with reeds There are two types of filters planted with reeds: filters planted with
  • Planted filter technology is based on aerobic biological purification in fine granular media.
  • the footprint is generally substantial, between 1, 5 and 4 m 2 per PE depending on the characteristics and arrangements of the filters.
  • a water supply beforehand for planted filters with horizontal flow, a water supply beforehand
  • each stage comprising at least two filtering units arranged in parallel, the latter operating alternately at the level of the same stage.
  • One or the other of the first stage filter beds is fed by tarpaulins.
  • the wastewater arrives alternately on one or the other of the filter mass of the 1st stage, so that the effluent percolates vertically through the substrate of the filter mass of the 1st stage.
  • the effluent at the outlet corresponds either to pre-treated water or to treated water.
  • This second floor also comprises at least two filtering masses arranged in parallel which are supplied alternately by tarpaulin.
  • the rest or alternation phases are essential for the proper functioning of the system, its reliability and its durability over time.
  • the alternation of supply to the filter blocks arranged in parallel makes it possible to put the filter blocks at rest for periods generally varying from 3 days to 1 week.
  • the rest period of a filter bed thus allows the accumulated suspended matter to dry and to mineralize, therefore to drastically reduce in volume.
  • the rate of accumulation of suspended matter on a vertical flow filter is of the order of 1 cm / year.
  • Document FR 2 975 390 discloses an example of a device for purifying domestic wastewater using the technology of filters planted at
  • This document discloses a device for purifying domestic wastewater comprising a means for supplying domestic wastewater leading to an inclined supply ramp, which cooperates, at a 1st floor, with at least a 1st planted vertical flow filter.
  • the latter leads to a tipping bucket system which surmounts a tank.
  • This tank feeds, at a 2nd stage, at least one 2nd filter planted vertical flow.
  • This 2nd filter planted vertical flow leads to additional purification means at a 3 rd.
  • Additional can consist of a planted filter with horizontal flow.
  • the inclined feed ramp is provided with rollers in the bottom so as to allow a coarse screening of wastewater, as well as aeration and disintegration of suspended solids to form solid particles of smaller size ;
  • the 1 st and 2 nd planted vertical flow filters allow aerobic biological treatment
  • a plurality of 1 st planted filters with vertical flow and a plurality of 2 knots planted filters with vertical flow, with an alternating supply is a preferred embodiment
  • the device for purifying domestic wastewater, from FR 2 975 390 has several disadvantages.
  • the filter 1 has planted 1, 25 m in diameter at the top, the 2nd filter planted 1 m in diameter, the bucket may contain up to 80L, this excluding the space occupied by the ramp 'feed, supply lines and additional purification means.
  • filter media persists, especially in the case of a continuous water supply.
  • the cleaning of the sludge stagnant on the surface of the filter beds is undoubtedly necessary, and the untreated residues of solid matter are not easily recoverable in the bucket for recycling.
  • the alternating feed must be controlled to respect the standing times of the beds and avoid their clogging.
  • the device of document FR 2 975 390 is complicated and difficult to install, manage during processing and maintain. It generates foul odors, while
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the state of the art, by providing a wastewater treatment structure.
  • this pre-filter device on the one hand, is configured to transform waste water into pre-treated water and, on the other hand, comprises a sealed and closed pre-treatment tank, which is supplied with wastewater by the means of introducing wastewater, and which internalizes calibrated lignocellulosic compounds and aerobic microorganisms, - means of evacuating the pre-treated water which are configured to evacuate the pre-treated water outside the pre-filter device,
  • At least one planted filter device with vertical flow which is configured to transform the pre-treated water into treated water, which is arranged in series and positioned downstream of said pre-filter device, which is supplied with pre-treated water by the discharge means pre-treated water,
  • said planted vertical flow filter device comprises, on the one hand, means for distributing the pretreated water, which are positioned in the
  • Said filter bed comprises at least three layers of minerals including a filter layer which is located in the upper part of the filter bed, a transition layer which is surmounted by the filter layer, and a draining layer which is surmounted by the transition layer and which is located in the lower part of the filter bed,
  • the filter layer consists of a layer of sand with a grain size between 0 and 6 mm,
  • the transition layer consists of a layer of gravel with a particle size between 2 and 10 mm
  • the draining layer consists of a layer of coarse gravel with a grain size between 10 and 40 mm.
  • the work of the invention comprises:
  • the filter layer has a thickness between 20 and 50 cm
  • the transition layer has a thickness of between 5 and 15 cm
  • the draining layer has a thickness between 10 and 20 cm thick.
  • the filter layer and / or the transition layer and / or the draining layer consists (s) of predominantly siliceous, non-calcareous, washed and rolled mineral materials.
  • said filter bed comprises, above said filter layer, a sanitary protection layer at least partially covering said means for distributing the pretreated water.
  • said means for introducing wastewater consist of a pipe, the outlet end of which, supplying the pre-treatment tank, is positioned above the upper surface of the lignocellulosic compounds at a height distance of between 30 and 60 cm.
  • said means for introducing waste water and / or said means for removing pre-treated water include a lifting pump or a flushing structure.
  • Lignocellulosics in the pre-treatment tank are in the form of an assembly of calibrated wood chips, between 30 and 60 cm thick.
  • distribution of the pretreated water consist of a distribution ramp, preferably an H-shaped or I-shaped or U-shaped drain, placed directly on the filter layer.
  • said pretreatment tank, internalizing lignocellulosic compounds and aerobic microorganisms further comprises earthworms.
  • the present invention also relates to a method for sanitizing wastewater implemented by the sanitation structure 1 of the invention in which:
  • the said pre-treatment tank is supplied directly with wastewater using the means of introduction
  • the suspended matter of the wastewater is filtered and mineralized within said pre-treatment tank until pre-treated water is obtained at the bottom of the pre-treatment tank,
  • said treated water is directed to the natural environment or to a domestic water recycling network.
  • the present invention also relates to the use of the work
  • wastewater treatment plant of the invention as a water purifier.
  • Figure 1 schematically shows a sectional side view of the wastewater treatment structure according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG.2 Figure 2 schematically shows a sectional side view of the prefilter device on lignocellulosic material according to the embodiment of Figure 1,
  • Figure 3 shows schematically a top view of the
  • Figure 4 shows schematically a sectional side view of the planted filter device with vertical flow of Figure 1
  • Figure 5 shows schematically a top view of the
  • the present invention relates to a work
  • Said sanitation structure 1 is advantageously buried in the ground, at least in part, to maintain an aesthetic appearance.
  • pre-filter device 2 on inert lignocellulosic material 22 positioned upstream of at least one planted filter device with vertical flow 3.
  • sanitation 1 consists of a pre-filter device 2 on inert lignocellulosic material 22 positioned upstream of a planted filter device with vertical flow 3.
  • said pre-filter device 2 on inert lignocellulosic material 22 is configured to transform EU wastewater into EP pretreated water.
  • said at least one planted vertical flow filter device 3 is configured to transform the EP pretreated water into ET treated water.
  • the pre-filter device 2 and, the planted filter device (s) with vertical flow 3 are arranged in series, one after the other, and are all preferably buried in the ground.
  • said at least one planted vertical flow filter device 3 is arranged in series with said prefilter device 2 on material
  • vertical flow 3 is also positioned downstream of said prefilter device 2 on inert lignocellulosic material 22, as can be seen in FIG. 1.
  • said pre-filter device 2 is supplied with EU wastewater: - either by gravity in the case of sloping land with a slope of at least 2 to 3%;
  • a lifting means such as, for example, a lifting pump.
  • Inert lignocellulosic 22 comprises means 4 for introducing EU wastewater.
  • Said introduction means 4 feed EU wastewater to said prefilter device 2 on inert lignocellulosic material 22.
  • Said introduction means 4 are configured to inject the waste water EU, over the water when the feed is gravity or at constant volume and by controlling the flow when the feed is performed by means of a lifting pump, in a pre-treatment tank 21.
  • the means of introduction 4 consist for example of a pipe
  • the introduction means 4 can also be provided with "jet breaker” devices and anti-scour plates making it possible to guarantee the good distribution of the EU wastewater on the inert lignocellulosic material 22.
  • the means 4 for introducing EU wastewater comprise a lifting pump or a flushing structure.
  • said pre-treatment tank 21 is sealed and closed, so as to avoid the emanation of foul odors.
  • said pre-treatment tank 21 is buried in the ground, so as to keep the aesthetics of the land and so that it is not visible to users.
  • the pretreatment tank 21 comprises one or more opening means 23, of the unscrewed cover type. These opening means 23 allow an operator to access the interior of the tank 21 if necessary. These opening means 23 are accessible at the surface of the ground. For example, the opening means 23 allow an operator to remove all or part of the inert lignocellulosic material 22 contained inside the tank 21, to revalue them as compost.
  • said pretreatment tank 21 is filled with material
  • lignocellulosic 22 inert.
  • said material is non-living.
  • inert lignocellulosic material is understood to mean a material which comprises liqnocellulosic compounds devoid of specific activity and which are inherently dead.
  • said inert lignocellulosic material 22 comprises calibrated non-living lignocellulosic compounds.
  • the calibrated non-living lignocellulosic compounds consist of an assembly or clusters of calibrated residues of wood such as platelets.
  • the wood although coming from a living organism, once in the form of a "plate” that is to say when the tree is dead and cut, is part of the calibrated non-living lignocellulosic compounds within the meaning of 'invention.
  • the cluster of inert lignocellulosic material 22 has a thickness of between 30 and 60 cm.
  • the size of each of the wood chips is between 20 and 100 mm long maximum, beyond the filtration of the water is not efficient.
  • the pre-treatment tank 21 containing a mixture of several
  • Wood chips in the form of 2-10 cm chips, is an ideal aerated medium for the growth of aerobic microorganisms. These allow in particular the mineralization of solids contained in EU wastewater and the composting process.
  • inert has the advantage of being eco-responsible because wood is a 100% biodegradable and renewable compound.
  • the pretreatment tank 21 comprises and internalizes aerobic microorganisms. These the latter have a growth which takes place in an aerobic environment, that is to say in the presence of oxygen.
  • An aerobic growth of microorganisms has the advantage of avoiding unpleasant odors and the release of greenhouse gases, elements that one could have for example with fermentation products under growth conditions anaerobic, as in an all water tank for example.
  • the multiplication of aerobic microorganisms takes place on non-living calibrated lignocellulosic compounds 22 which serve as a support for microbial growth.
  • the growth of aerobic microorganisms, on the inanimate calibrated lignocellulosic compounds 22 in the presence of EU wastewater allows mineralization of the organic matter.
  • Simple mineral compounds have the advantage of being assimilable by plants, in particular reeds, and of being soluble in the liquid effluents passing through the pre-treatment tank 21 from top to bottom.
  • the simple mineral compounds are found in the EP pretreated water at the outlet of the pretreatment tank 21.
  • said pre-treatment tank 21 may include earthworms capable of growing on the inert cellulose material 22, in particular on the surface of the wood chips.
  • earthworms make it possible to degrade the solids contained in EU wastewater, but also to aerate, by their
  • earthworms feed on the organic matter deposited on the surface of the inert lignocellulosic material 22 and mineralize it directly. The presence of earthworms makes the process of mineralization by aerobic microorganisms more efficient.
  • the pre-filter device 2 on lignocellulosic material 22 also comprises ventilation means 24.
  • the ventilation means 24 consist of chimneys
  • the solids contained in the waste water EU, arriving within the pre-treatment tank 21, will accumulate over time on the surface of the inert lignocellulosic material 22, that is to say. ie wood chips, then mineralize.
  • the pre-filter device 2 on inert lignocellulosic material 22 makes it possible to screen the solids present in the EU wastewater.
  • Inert lignocellulosic 22 acts as a phase separator for the incoming EU wastewater. Indeed, the solids remain on the surface of the wood chips, while the dissolved constituents of the EU wastewater will percolate towards the bottom of the pre-treatment tank 21. The constituents of EU wastewater, mineralized by microorganisms, emerge. on means of evacuation 5 of pre-treated water EP.
  • the means 5 for discharging the pre-treated EP water are configured to discharge the pre-treated EP water outside the pre-filter device 2.
  • pretreated EP contain only simple mineral compounds assimilable by plants.
  • the book 1 of the invention it is possible to recover the excess solids at the surface of the inert lignocellulosic material 22. Recovery can be done by opening the opening means 23 of the pre-treatment tank 21.
  • the excess solids can be reused and 100% natural. For example, the excess solids can be used as garden compost.
  • the wood chips also being a biodegradable and compostable material, they will undergo a mineralization process over time, in the same way as the solid organic matter resulting from EU wastewater.
  • the sanitation structure of the invention through its pre-filter device 2 on inert lignocellulosic material 22 allows a valuation of sludge and inert lignocellulosic material 22 itself in compost
  • top of the inert lignocellulosic material 22 of the outlet of the means 4 for introducing wastewater EU has a height "h" of between 30 and 60 cm, as shown in Figure 2.
  • the contrast of 30 to 60 cm allows a uniform distribution of the waste water EU on the surface of the inert lignocellulosic material 22.
  • the distance separating the inlet pipe for wastewater EU into the pre-treatment tank 21, with the upper surface of the inert lignocellulosic material 22 is to be taken into consideration for the sustainability of the 'work.
  • the contrast of 30 to 60 cm, constituting an accumulation space for the organic material makes it possible to avoid the phenomenon of clogging of the inert lignocellulosic material 22 within the pretreatment tank 21.
  • the other hand makes it possible to create a jet of waste water EU on the surface of the inert lignocellulosic material 22 which will aerate the waste water and stir up the sludge deposit that may form on the upper layer of the inert lignocellulosic material 22, so as to prevent 'it does not agglomerate, while providing oxygen by physical displacement and surface eddies.
  • EP pre-treated water outlet 5 consists of a drainage pipe.
  • said drainage pipe is made of PVC, with a diameter greater than or equal to 100 mm, said pipe is traversed by slots having the role of collecting the EP pretreated water.
  • the evacuation means 5 make it possible to collect the pretreated water EP at the bottom of the pretreatment tank 21.
  • said means 5 for discharging the pre-treated water EP comprise a lifting pump or a flushing structure, so as to control the volume and the inlet flow rate of the pre-treated water.
  • the transport of the EP pretreated water by the evacuation means 5 is done by gravity or by a hydraulic flushing device.
  • the transport of the EP pretreated water by the evacuation means 5 is done using a lifting pump.
  • Said lifting pump makes it possible to transport the pre-treated EP water directly to the single vertical flow planted filter device 3, or to the first vertical flow planted filter device 3 which is in the series.
  • the sewage works 1 for EU wastewater comprises, downstream of the pre-filter device 2, said planted filter device with vertical flow 3.
  • the flow of water to be treated is from upstream to downstream of the sanitation structure 1.
  • the nature of the devices that the sanitation structure 1 comprises changes between upstream and downstream.
  • said planted filter device with vertical flow 3 as shown in FIG. 5 comprises means 12 for distributing the pretreated water EP at the outlet of the discharge means 5.
  • said means 12 for distributing the pre-treated EP water consist of a series of drains or distribution nozzles partially covering and in a homogeneous arrangement the upper surface of the planted filter device with vertical flow 3 .
  • the distribution means 12 distribute the EP pretreated water on the surface of the filter unit of the planted filter device with vertical flow 3.
  • filter bed is understood to mean the filter device planted at
  • said semi-aquatic plant species 13 may be common reeds of the Phragmites australis type, sedges belonging to the Cyperaceae family, marsh irises, for example of the Iris type.
  • the semi-aquatic plant species 13 such as
  • said simple compounds consist of nutrients such as phosphorus or nitrogen but also of carbon molecules.
  • said planted vertical flow filter device 3 consists of a single filter unit intended to treat the EP pretreated water from the Pre-filter device 2.
  • the purification structure 1 of the waste water EU of the invention comprises a planted filter with vertical flow 3 which aims to finely and completely treat the pre-treated water EP.
  • the planted vertical flow filter 3 requires only a single filter block to treat the EP pretreated water and not two filter blocks arranged in parallel operating alternately as in the prior art.
  • the configuration of the drainage structure 1 is such that it is not necessary, in order to avoid clogging at the surface of the filter block, to have two filter blocks on the same stage supplied with alternation with water to be treated.
  • the sanitation structure 1 makes it possible to structurally dissociate in two devices, communicating with each other, the pre-treatment phase and the wastewater treatment phase.
  • the pretreatment phase in particular the treatment of the solids is not done in the same device, which makes it possible to recover the sludge in order to use it as compost without having to stop the operation of the system. .
  • the drainage structure 1 can operate continuously without there being a risk of clogging of the filter bed.
  • the foul odors are not present with the sanitation structure 1 of the invention because the pre-treatment tank 21 is sealed and closed, and there is no fermentation of the organic matter but a mineralization which gives off little or no odor.
  • the filter bed only treats EP pretreated water, a rest phase is not necessary to avoid clogging of the bed, as is the obligation to have two beds in parallel operating alternately.
  • the surface of the filter bed of the planted vertical flow filter device 3 is no longer necessary, since the solid organic matter arrives on the filter bed in the form of simple mineral compounds that can be assimilated by plants.
  • the filter bed is not waterproof, which allows the treated water AND to infiltrate directly into the ground through the bottom of the filter bed.
  • the soil is also partly involved in the treatment and purification of the water.
  • this first embodiment is subject to site constraints, such as the permeability of the soil, the presence or not of the water table, local regulations in terms of water purification.
  • the filter bed of the planted vertical flow filter device 3 is sealed, that is to say that it does not communicate directly with the ground. Thus, it is possible to recover the ET treated water at the bottom of the filter bed.
  • the recovery of ET treated water is carried out, for example, using drainage means 7 for ET treated water.
  • Said drainage means 7 are configured to drain the treated water AND out of said at least one planted filter device with vertical flow 3.
  • a sealed filter unit makes it possible to recycle ET treated water.
  • the treated water ET at the outlet of the drainage means 7, can be used as domestic water in the dwelling or also as water for watering a garden or the like.
  • the drainage means 7 of the treated water ET make it possible to collect it, for example within a drain network to either reuse them as feed for a flushing toilet or throw them back into the natural environment.
  • the filter bed allows in-situ treatment of EP pretreated water by
  • said "filter bed” is a mineral substrate, which comprises at least three superimposed layers of minerals of different particle size, nature and thickness.
  • said filter bed consists of three layers of minerals including a filter layer 8 in the upper part surmounted by a transition layer 9, the latter itself surmounting a draining layer 10 located in the lower part of the filter bed.
  • the filter layer 8 consists of a layer of sand with a particle size of between 0 and 6 mm.
  • Said filter layer 8 is the treatment layer for EP pretreated water, the fine grain size of the sand grains makes it possible to retain the fine particles remaining in the EP pretreated water.
  • the sand constitutes a fixed growing medium.
  • the bacteria developing around the grains of sand and around the roots of semi-aquatic plant species 13 provide the refined treatment of the EP pretreated water.
  • the total thickness of the filter layer 8 is included
  • the filter layer 8 consists of sand.
  • Said sand of the filter layer 8 consists of mineral matter which is predominantly siliceous, non-calcareous, so as to ensure its durability over time.
  • the water entering the filter bed can have an acidic pH. This acidity can lead over time to a risk of alteration of mineral materials, in particular if they are calcareous in nature.
  • the sand of the filter layer 8 may deteriorate on contact with the EP pretreated water which may have an acidic pH. This is why it is preferable to use a non-calcareous sand less friable, more stable, in contact with acidic water.
  • the filter layer 8 is washed / rolled.
  • the mineral materials constituting the layer are washed, that is to say they are freed of their impurities and in particular of fine particles to avoid contamination of the water which is to be treated. and clogging of the mass by these same impurities.
  • the mineral matter constituting the layer is rolled, that is, the grains are rounded through a process of erosion by water. Unlike grains with protruding ridges, a layer of mineral matter with rounded grains which are rolled helps promote the filtration process.
  • the filter bed comprises a transition layer 9.
  • the transition layer 9 is essential to structurally maintain the filter bed of the planted filter device with vertical flow 3.
  • the transition layer 9 is essential to prevent the sand of the filtration layer 8 from coming into contact with the draining layer 10 defined subsequently.
  • the transition layer 9 therefore has no effect as such in the treatment of EP pretreated water, but an effect on the maintenance of the structure of the filter bed.
  • the transition layer 9 only allows the passage of liquid effluents to the draining layer 10.
  • the transition layer 9 makes it possible to retain the filter layer 8 so that the sand does not end up at the level of the draining layer 10 as the EP pretreated water passes.
  • transition 9 has a thickness of between 5 and 15 cm and consists of a mixture of gravel with a particle size of between 2 and 10 mm.
  • the transition layer 9 is also preferably made of siliceous, non-calcareous mineral materials, with washed and rolled grains.
  • draining layer 10 The role of the draining layer 10 is to drain the treated water AND in order to collect it towards the drainage means 7 as visible in FIG. 1 and in FIG. 4. The draining layer 10 therefore opens onto the drainage means. 7.
  • ET treated water can be discharged into the natural environment or even recovered for recycling, for example to water the garden or to supply household devices for household use of the flushing toilet type after additional treatment of disinfection.
  • drainage 10 has a thickness of between 10 and 40 cm thick, preferably between 10 and 20 cm thick and consists of coarse gravel with a grain size of between 10 and 40 mm.
  • Drainage layer 10 is also preferably made of siliceous, non-calcareous inorganic materials with washed and rolled grains.
  • the water drainage means 5 is a specific feature of the invention.
  • pretreated EP open directly and merge with the means 12 for distributing the pretreated EP water, so that the prefilter device 2 communicates directly with the upper part of the filter bed, near the ground surface, that the planted flow filter device comprises 3.
  • the distribution means 12 of the EP pretreated water are positioned in the extension of said discharge means 5. More specifically, these distribution means 12 are supplied by these discharge means 5.
  • the distribution means 12 consist for example of a single drain placed on the surface of the filter layer 8.
  • the means 12 for distributing the EP pretreated water consist of an H-shaped or U-shaped ramp placed on the surface of the filter layer 8 so as to distribute uniformly over the massive filtering pre-treated EP water.
  • the feed of EP pretreated water consists of a gravity feed.
  • the means 12 for distributing the EP pretreated water consist of PVC-type pipes having a minimum diameter of 100 mm, in order to avoid obstruction of the pipe and a lack of fluidity.
  • the supply of EP pretreated water consists of a supply by lift pump and under pressure.
  • the means 12 for distributing the EP pretreated water preferably consist of pressure PVC type pipes having a minimum diameter of 50 mm, in order to avoid obstruction of the pipe and a lack of fluidity.
  • the filter unit of the device vertical flow planted filter 3 may further include a sanitary protection layer 11.
  • Said sanitary protective layer 11 has the role of at least partially covering said distribution means 12 of the pre-treated water EP, so as to keep them in position against the filter layer 8.
  • the protective layer sanitary 1 1 also makes it possible to prevent unauthorized persons, for example children, from having access to the distribution means 12 and from being in contact with the EP pretreated water.
  • the sanitary protection layer 1 1 also makes it possible to visually conceal the distribution means 12, so that the planted filter device with vertical flow 3 remains aesthetic by showing only the semi-aquatic plant species 13.
  • the sanitary protective layer 1 1 is not compulsory and has no functional role in the filtration and treatment of EP pretreated water, it is of interest for the implementation of the work of sanitation 1.
  • sanitary protection 1 1 has a thickness between 10 and 20 cm, and consists of coarse gravel with a grain size of between 10 and 40 mm.
  • the present invention also relates to a wastewater purification process implemented by the purification structure 1 in which:
  • the said pre-treatment tank (21) is supplied directly with waste water (EU) using the introduction means (4),
  • said treated water is directed to the natural environment or to a domestic water recycling network.
  • domestic for example, consists of a network for the circulation of treated water (ET) to the home of the piping type allowing to operate a toilet flush after additional treatment of the type
  • ET treated water
  • said sanitation structure 1 can be used as a water purifier, more specifically as a purifier of domestic EU wastewater into treated water AND intended to be discharged into a natural environment or to be recycled. in a domestic water network circuit for certain regulated uses.
  • the purpose of the sanitation structure 1 of the invention is to directly treat the EU wastewater leaving a dwelling, without it being necessary to have an all-water tank giving off foul odors. or a preliminary screening before treatment.
  • the sanitation structure 1 makes it possible to transform directly and on its own, the EU wastewater into EP pretreated water and then into ET treated water.
  • the process of transformation and treatment of water can be carried out continuously, without it being necessary to have rest phases of filtration of the filtering mass of the planted filter device with vertical flow 3.
  • a supply of continuous flow of the planted filter device with vertical flow 3 is possible because the risk of clogging of the upper surface of the filter unit supplied only with pre-treated EP water is zero.
  • a continuous supply of the prefilter device 2 does not pose any problem of clogging of the prefilter.
  • the process of transformation and treatment of water can also be done discontinuously, without there being a problem of loss of efficiency of the filtration activity of the prefilter device 2 or of stagnation of organic matter. on the surface of the filtering mass of the planted filter device 3.
  • the sanitation structure is autonomous in its operation, no surface cleaning is necessary, a discontinuous supply of EU wastewater does not generate no malfunction in the water treatment.
  • the sanitation structure of the invention requires a smaller deployment surface on the ground.
  • the deployment surface on the ground for a wastewater treatment device can be expressed in m 2 / pe called "square meter per Inhabitant Equivalent”.
  • the m 2 / pe unit of measurement corresponds to the floor area necessary for the treatment device to treat the polluted water generated by a person living in a habitat.
  • the m 2 / pe allow the dimensioning of the
  • EH Inhabitant Equivalent
  • the drainage structure 1 requires only 0.5 to 1 m 2 / pe for its planted filter device vertical flow 3 and from 0.25 to 1 m 2 / pe for the prefilter device 2 on inert lignocellulosic material 22.
  • the sanitation structure 1 makes it possible to reduce the m 2 / pe necessary for the treatment of wastewater EU compared with the devices for treating wastewater EU of the prior art.
  • the sanitation structure 1 of the invention makes it possible to dispense with an all-water tank, a step of prior screening of organic matter, a step of cleaning the filter block for the planted filter device with vertical flow, the establishment of an alternating supply system, a system to control the water flow and volume of incoming water and the physicochemical conditions of the soil.
  • the sanitation structure 1 therefore consists of a wastewater treatment solution that is at the same time efficient, simple, reliable and ecological, making it possible to have compost that can be used in the field.

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Abstract

Ouvrage d'assainissement des eaux usées comportant: - des moyens d'introduction des eaux usées; - un dispositif de préfiltre transformant les eaux usées en eaux prétraitées qui comporte une cuve de prétraitement internalisant des composés lignocellulosiques et des micro-organismes; - des moyens d'évacuation des eaux prétraitées; - au moins un dispositif de filtre planté transformant les eaux prétraitées en eaux traitées, disposé en série et positionné en aval dudit dispositif de préfiltre et alimenté en eaux prétraitées par lesdits moyens d'évacuation, - ledit dispositif de filtre planté comportant des moyens de répartition alimentés par ces moyens d'évacuation, et, un massif filtrant constituant un milieu de culture d'espèces végétales semi-aquatiques, - ledit massif filtrant comporte au moins trois couches de minéraux dont une couche filtrante, une couche de transition, et une couche drainante; - des moyens de drainage des eaux traitées, sur lesquels débouche la couche drainante, configurés pour drainer les eaux traitées en dehors dudit dispositif de filtre planté.

Description

Description
Titre de l'invention : Ouvrage d’assainissement des eaux usées
[0001 ] La présente invention entre dans le domaine de l’assainissement des eaux.
Elle concerne plus particulièrement un ouvrage d’assainissement des eaux usées et la mise en oeuvre d’un procédé d’assainissement des eaux usées.
[0002] L'invention concerne un ouvrage d’assainissement prévu avantageusement pour l’assainissement non collectif, c’est-à-dire à destination des habitations individuelles, notamment pour les particuliers.
[0003] Que ce soit pour les bâtiments collectifs, de type immeuble d’habitation ou professionnels, ou que ce soit pour les bâtiments individuels, du type maisons individuelles, le traitement des eaux usées est une question d’ordre sanitaire récurrente.
[0004] De manière générale, les eaux usées comportent un mélange de composés organiques et inorganiques sous forme dissoute et sous forme solide.
[0005] Dans la présente, on entend par le terme « eaux usées », les eaux brutes sortant directement du bâtiment collectif ou individuel. Les « eaux usées » sont constituées par les « eaux ménagères », et, les « eaux vannes » sortant des toilettes. Les « eaux usées » comportent un mélange de composés sous forme solide et de composés sous forme dissoute en milieu liquide.
[0006] De la même manière, on entend par le terme « eaux prétraitées », les eaux usées ayant subi un prétraitement. Ce prétraitement vise à éliminer les matières solides grossières en flottation, en suspension, les sables et les excédents de graisse et d’huile. Les « eaux prétraitées » sont généralement obtenues soit par dégrillage des effluents, c’est-à-dire en éliminant, par passage au travers d’une grille, les matières les plus volumineuses contenues dans les eaux usées, soit par séparation de phases, c’est-à-dire par décantation des composés solides et flottation des huiles et graisses puis liquéfaction.
[0007] Dans la présente demande, on entend également par le terme « eaux
traitées », les eaux prétraitées qui ont été assainies. Les « eaux traitées » sont assainies, de sorte qu’elles puissent être déversées dans la nature sans risquer de polluer les milieux aquatiques, notamment la nappe phréatique. Au sens de l’invention, les « eaux traitées » sont assainies , avec une concentration en polluants admissibles pour leur rejet directement dans la nature. Selon le dispositif de prétraitement et de traitement utilisé, il est même possible que les « eaux traitées » puissent être réutilisées, c’est-à-dire retourner dans un réseau d’habitation collectif ou individuel, par exemple pour alimenter une chasse d’eau des toilettes.
[0008] Plusieurs dispositifs d’assainissement connus permettent de traiter les « eaux usées » pour les transformer en « eaux traitées » assainies.
[0009] De manière connue pour l’assainissement et le traitement des eaux usées, il existe différentes filières présentant différents dispositifs tels que les
microstations d’épuration, les dispositifs de traitement par le sol en place tels que les tranchées d’épandage, les dispositifs de traitement par un sol reconstitué tels que les filtres à sable, les filtres compacts, ou encore les dispositifs de filtres plantés.
[0010] Les microstations d’épuration assurent à la fois le prétraitement des eaux usées dans une fosse toutes eaux, puis son traitement dans différents
compartiments. Les microstations d’épuration se composent d’un premier compartiment de prétraitement assurant la séparation des composés solides et liquides contenus dans les eaux usées. Ce premier compartiment joue le rôle d’une fosse toutes eaux. En sortie de ce premier compartiment, on retrouve un effluent liquide. L’effluent liquide est apte à subir un traitement dans une seconde cuve ou compartiment dit « réacteur biologique ». Au sein du réacteur biologique, grâce à la croissance bactérienne en milieu aérobie et/ou anaérobie, l’effluent liquide est dégradé et dépollué de sorte à obtenir une « eau traitée ». Cette dernière peut être rejetée dans la nature. Dans les microstations, le premier compartiment permet de stocker les boues produites lors de la seconde phase de traitement.
[0011 ] Les microstations présentent plusieurs désavantages.
[0012] En effet, les boues de dégradation produites et accumulées dans la fosse toutes eaux sont odorantes en raison de leur caractère fermentescible. En outre, il est nécessaire de les éliminer régulièrement en effectuant une vidange de maintenance, généralement tous les 6 mois à 4 ans. En général, il est obligatoire d’éliminer les boues de dégradation dès que 30% du volume de stockage de la première cuve est atteint. De plus, une alimentation régulière en eaux usées de la microstation est nécessaire afin que les bactéries aient un apport régulier en nutriments nécessaires à leur croissance, cette croissance étant indispensable pour le traitement des eaux usées. Une longue absence d’approvisionnement en eaux usées nuit au fonctionnement de la microstation. Ainsi, en cas d’absence des habitants d’un bâtiment pour une raison quelconque, la microstation d’épuration peut dysfonctionner par manque d’approvisionnement. La
maintenance et l’entretien d’une microstation est chronophage et coûteuse.
[0013] Pour assainir des eaux usées par exemple d’habitations individuelles, il est également connu d’utiliser des filtres à sable ou des tranchées d’épandage, après prétraitement des eaux usées dans une fosse toutes eaux. Pour assainir par un filtre à sable ou avec des tranchées d’épandage, il est nécessaire au préalable de prétraiter les eaux usées dans une fosse toutes eaux. Cette dernière collecte et retient les eaux usées, puis liquéfie les matières solides pour permettre leur traitement ultérieur dans le filtre à sable ou les tranchées d’épandage, tout en accumulant les matières solides non liquéfiées, de type boues de décantation, et les matières solides flottantes, de type graisse.
[0014] En sortie de la fosse toutes eaux, l’eau prétraitée est conduite vers le filtre à sable pour traitement. L’épuration de l’eau s’effectue grâce aux micro
organismes en croissance dans le filtre à sable. Ce dernier est constitué d’une couche de gravier, dans laquelle sont insérés les tuyaux d’épandage permettant d’assurer la répartition des eaux prétraitées, et constitué d’un massif filtrant composé de sable, siège des processus d’épuration. Toutefois, l’utilisation d’un filtre à sable enterré dans le sol comme moyen de filtration pour traiter l’eau génère un risque de colmatage du filtre qui perd alors de son efficacité de fonctionnement au cours du temps. En effet, comme le filtre à sable est directement enterré dans le sol, le manque d’oxygène et l’apport de matière organique au sein du sable entraîne un colmatage.
[0015] De la même manière, en sortie de la fosse toutes eaux, l’eau prétraitée peut être conduite vers des tranchées d’épandage. L’eau prétraitée est épurée par filtration physique du sol et l’action des micro-organismes du sol. Pour avoir une tranchée d’épandage fonctionnelle, il faut répondre à plusieurs critères. Par exemple, il est indispensable :
- que la surface disponible de déploiement des tranchées soit d’au moins de 20 à 30 m2/EH, exprimée en mètres carrés par Equivalents Habitants dits « EH »,
- que les tranchées aient une profondeur de 50 cm à 1 m et que le sol ait des caractéristiques physico-chimiques permettant la croissance des micro
organismes d’épuration, une bonne oxygénation et une perméabilité élevée, afin d’éviter le risque de remontée de l’eau traitée,
- que la profondeur de la nappe phréatique soit supérieure à 1 ,40 m,
- ou encore, que le terrain présente une pente inférieure à 5% de dénivelé.
[0016] Toutes ces conditions empêchent de nombreux bâtiments collectifs ou non collectifs de mettre en place un dispositif de tranchées d’épandage pour traiter leurs eaux usées.
[0017] Il est à noter que l’unité de mesure des m2/EH correspond à la surface au sol nécessaire au dispositif de traitement pour traiter l’eau polluée, générée par une personne vivant dans un habitat, et la transformer en eau traitée.
[0018] Que ce soit pour les filtres à sable ou les tranchées d’épandage,
l’accumulation de boues fermentescibles odorantes dans la fosse toutes eaux est systématique. Ainsi, en plus de chercher à éliminer le dégagement de gaz de fermentation odorants, une vidange des boues est nécessaire de manière fréquente. De plus, un espace de déploiement suffisant au sol, pour installer les filtres à sable ou les tranchées d’épandage est nécessaire pour traiter les eaux usées.
[0019] Comme alternative aux filtres à sable ou aux tranchées d’épandage, il est également connu d’utiliser pour le traitement de l’eau des filtres compacts en sortie et en complément d’une fosse toutes eaux.
[0020] Les filtres compacts fonctionnent majoritairement en milieu aérobie. On
entend par filtres compacts des dispositifs disposés en sortie d’une fosse toutes eaux et constitués d’un massif de filtration pouvant être composé de matériaux très variés, organiques, inorganiques ou synthétiques de type filtres à zéolithe, filtres à coco, filtres à laine de roche... [0021 ] Les filtres compacts nécessitent une fosse toutes eaux en entrée pour le prétraitement et la décantation. Or la fosse toutes eaux dégage des odeurs nauséabondes dues à la production de gaz de fermentation par les boues qu’il faut éliminer. Ces boues doivent également être vidangées régulièrement.
[0022] Ainsi, la maintenance des filtres compacts est coûteuse et chronophage.
[0023] De plus les filtres compacts, notamment ceux comportant un matériau
inorganique ou synthétique, nécessitent un changement et un renouvellement du matériau filtrant qui est coûteux. Les matériaux inorganiques ou synthétiques usagés, retirés lors de la maintenance des filtres compacts, posent également des problèmes en terme de gestion et d’un point de vue écologique puisqu’ils ne sont pas biodégradables et non revalorisables.
[0024] Contrairement aux dispositifs de traitement par le sol ou par un sol
reconstitué, aux filtres compacts ou encore aux microstations, les filtres plantés à écoulement vertical sont capables de réaliser à la fois le prétraitement et le traitement des eaux usées. La technologie des filtres plantés ne nécessite plus l’association avec une fosse toutes eaux. De la même manière, la technologie des filtres plantés ne nécessite pas non plus, comme les microstations, la présence d’un premier compartiment intégré jouant le rôle d’une fosse toutes eaux.
[0025] La technologie des filtres plantés à écoulement vertical repose sur la filtration des eaux usées au travers d’un massif filtrant.
[0026] De manière générale, pour assainir une habitation collective, un dégrillage grossier des eaux usées est nécessaire, ceci avant l’étape de filtration par la technologie des filtres plantés à écoulement vertical au travers du massif filtrant. Le massif filtrant est constitué de granulats inorganiques, de granulométries différentes, dans lesquels se développent des végétaux notamment des roseaux. Le développement d’un réseau dense de rhizomes et racines des végétaux permet de fournir au massif filtrant un excellent support à la biomasse participant au processus d’épuration. Ces végétaux, notamment les roseaux, jouent également un rôle mécanique indirect dans la minéralisation des boues, et favorisent la percolation de l’eau interstitielle en décolmatant la surface du massif filtrant. L’eau interstitielle va être drainée le long des racines vers la base du massif. Les matières solides en suspension sont retenues en surface et s’accumulent progressivement. La filtration de ces matières solides en
suspension est assurée par la mise en place de matériaux de granulométrie adaptés pour retenir les matières organiques et inorganiques.
[0027] Il existe deux types de filtres plantés de roseaux : les filtres plantés à
écoulement vertical et les filtres plantés à écoulement horizontal. La technologie des filtres plantés repose sur l’épuration biologique aérobie dans des milieux granulaires fins.
[0028] Que ce soit pour les filtres à écoulement vertical ou horizontal, l’emprise au sol est généralement conséquente, comprise entre 1 ,5 et 4 m2 par EH en fonction des caractéristiques et agencements des filtres. Pour les filtres plantés à écoulement horizontal, une alimentation par des eaux préalablement
débarrassées de leurs matières en suspension est nécessaire pour éviter un colmatage du massif filtrant. Cela peut se faire par une fosse toutes eaux, un premier étage de filtre planté vertical, ou encore un décanteur digesteur placé en amont.
[0029] Quant aux filtres plantés à écoulement vertical, ils sont généralement
constitués d’un ou deux étages. Chaque étage comportant au minimum deux massifs filtrants disposés en parallèle, ces derniers fonctionnant en alternance au niveau d’un même étage. On alimente par bâchées en surface l’un ou l’autre des massifs filtrants du premier étage. Ainsi, les eaux usées arrivent en alternance sur l’un ou l’autre des massifs filtrants du 1 er étage, de sorte que l’effluent percole verticalement à travers le substrat du massif filtrant du 1 er étage. En fonction des caractéristiques physicochimiques du massif filtrant du premier étage telles que l’épaisseur et la granulométrie, l’effluent en sortie correspond soit à une eau prétraitée soit à une eau traitée.
[0030] Si l’effluent en sortie du massif filtrant du premier étage correspond à une eau traitée, un deuxième étage n’est pas nécessaire, et l’eau traitée peut directement être rejetée dans le milieu naturel.
[0031 ] Si l’effluent en sortie du massif filtrant du premier étage correspond à une eau prétraitée, un deuxième étage de traitement est nécessaire. Ce deuxième étage comprend également au moins deux massifs filtrants disposés en parallèle qui sont alimentés en alternance par bâchée.
[0032] Dans les systèmes de filtres plantés à écoulement vertical, les phases de repos ou d’alternance sont essentielles au bon fonctionnement du système, à sa fiabilité et à sa pérennité au cours du temps. En effet, l’alternance d’alimentation des massifs filtrants disposés en parallèle permet de mettre les massifs filtrants au repos pendant des périodes variant généralement de 3 jours à 1 semaine. La période de repos d’un massif filtrant permet ainsi aux matières en suspension accumulées de sécher et de se minéraliser donc de réduire drastiquement en volume.
[0033] Toutefois, les filtres plantés à écoulement vertical étant directement alimentés par des eaux usées brutes sans prétraitement préalable ; de manière
désavantageuse, l’accumulation des matières en suspension a tendance à colmater la surface du massif filtrant si celui-ci est toujours en eau. De plus, les matières en suspension en permanence en eau génèrent des odeurs
nauséabondes désavantageuses.
[0034] Ainsi, on considère que le taux d’accumulation des matières en suspension sur un filtre à écoulement vertical est de l’ordre de 1 cm/an.
[0035] Un curage est donc indispensable pour pérenniser le fonctionnement du
système. Celui-ci est préconisé tous les 10 à 15 ans en moyenne.
[0036] De plus, comme les phases de repos sont indispensables au fonctionnement des filtres plantés, il est nécessaire d’avoir au moins deux massifs filtrants indépendants entre eux par étage. En conséquence, un espace suffisant de déploiement au sol, ainsi qu’un dispositif permettant d’aiguiller les eaux dans l’un ou l’autre des massifs filtrants est indispensable avec les filtres plantés à écoulement vertical de l’art antérieur.
[0037] Le document FR 2 975 390 divulgue un exemple de dispositif d’épuration d’eaux usées domestiques utilisant la technologie des filtres plantés à
écoulement vertical qui présentent les désavantages susmentionnés. Ce document divulgue un dispositif d’épuration d’eaux usées domestiques comprenant un moyen d’alimentation en eaux usées domestiques débouchant sur une rampe d’alimentation inclinée, qui coopère, au niveau d’un 1 er étage, avec au moins un 1 er filtre planté à écoulement vertical. Ce dernier débouche sur un système à auget basculeur qui surmonte une cuve. Cette cuve alimente, au niveau d’un 2nd étage, au moins un 2nd filtre planté à écoulement vertical. Ce 2nd filtre planté à écoulement vertical débouche sur des moyens d’épuration supplémentaires au niveau d’un 3ème étage. Ces moyens d’épuration
supplémentaires peuvent consister en un filtre planté à écoulement horizontal.
[0038] Le document FR 2 975 390 précise que :
[0039] - la rampe d’alimentation inclinée est munie de galets dans le fond de sorte à permettre un dégrillage grossier des eaux usées, ainsi qu’une aération et une désagrégation des matières solides en suspension pour former des particules solides de plus petite taille ;
[0040] - avec le système à auget basculeur, l’effluent subit un traitement anaérobie favorisé par des ferments stagnant dans l’auget, d’une durée allant de 5 min à 24h. Lors de l’épuration, un volume résiduel d’effluent reste en permanence contenu dans l’auget ;
[0041 ] - les 1 er et 2nd filtres plantés à écoulement vertical permettent un traitement biologique aérobie ;
[0042] -le moyen d’épuration supplémentaire permet la réalisation du dernier
traitement anaérobie pour finir par obtenir des eaux traitées ;
[0043] - une pluralité de 1 ers filtres plantés à écoulement vertical et une pluralité de 2nds filtres plantés à écoulement vertical, avec une alimentation par alternance est un mode de réalisation privilégié ;
[0044] Ainsi, le dispositif d’épuration des eaux usées domestiques, de FR 2 975 390, présente plusieurs désavantages.
[0045] La surface de déploiement au sol est conséquente. En effet, le 1 er filtre planté présente 1 ,25 m de diamètre en partie haute, le 2nd filtre planté 1 m de diamètre, l’auget peut contenir jusqu’à 80L, ceci sans compter l’espace occupé par la rampe d’alimentation, les canalisations d’alimentation et les moyens d’épuration supplémentaires.
[0046] En outre, le dispositif du document FR 2 975 390 est complexe par la
multitude et la variété d’éléments qui le composent. On a des rampes, un système de basculement à auget, et des étages avec un ou plusieurs filtres planté(s) à écoulement vertical alimenté en alternance, mais également au moins un filtre planté à écoulement horizontal ou un bassin ou une mare ou une lagune. La gestion de chacun de ces éléments ayant des besoins en maintenance différents est donc complexe.
[0047] De plus, la rampe d’alimentation et l’auget étant non couverts, le dégagement d’odeurs nauséabondes, dues au traitement de l’eau et à la fermentation par les micro-organismes, est désavantageux.
[0048] De plus, avec le dispositif décrit, le risque de colmatage de chacun des
massifs filtrants persiste, notamment en cas d’approvisionnement en continu en eau. Le curage des boues stagnantes à la surface des massifs filtrants est sans doute nécessaire, et les résidus non traités de matières solides ne sont pas récupérables facilement dans l’auget pour être revalorisés.
[0049] De plus, dans le cas privilégié d’une pluralité de 1 er et 2nd filtres plantés à
écoulement vertical, l’alimentation par alternance est à contrôler pour respecter les temps de repos des massifs et éviter leur obturation.
[0050] Même s’il donne satisfaction pour transformer les eaux usées domestiques en eaux traitées rejetables dans la nature, le dispositif du document FR 2 975 390 présente des inconvénients majeurs en termes de nuisances olfactives
potentielles, d’emprise au sol, d’exploitation ainsi que de gestion des résidus solides issus du traitement des eaux usées. Le dispositif du document FR 2 975 390 est d’installation, de gestion lors du traitement et de maintenance compliquées et difficiles. Il génère des odeurs nauséabondes, tout en
encombrant le terrain de manières peu esthétiques en raison de la multiplicité des ouvrages de traitement.
[0051 ] Ainsi, les solutions de l’art antérieur, permettant de traiter les eaux usées, posent plusieurs problèmes ou contraintes :
- la nécessité d’avoir au préalable une fosse toutes eaux ou un dégrillage au moins grossier des eaux usées, avant de pouvoir subir un prétraitement ou un traitement,
- la nécessité d’avoir un déploiement au sol conséquent en terme de surface, - la nécessité d’avoir un sol présentant des caractéristiques physicochimiques particulières, notamment en termes de nature du sol, dénivelé, surface couverte, profondeur et distance par rapport à la surface de la nappe phréatique,
- la nécessité de faire un curage régulier des boues de stagnation pour le bon fonctionnement et l’entretien, afin d’éviter le colmatage du filtre et les mauvaises odeurs,
- la nécessité d’alterner par des phases de repos les phases de traitement pour éviter le colmatage du filtre dans le cas des filtres plantés ou, au contraire, d’avoir une alimentation régulière et continue en eaux usées pour éviter le colmatage du filtre et pour maintenir une biomasse suffisante par exemple dans le cas d’une microstation.
[0052] Toutes ces obligations et contraintes d’ordre technique ne permettent pas de trouver une solution universelle et efficace pour traiter les eaux usées et les transformer en eaux traitées facilement, peu importe la nature du terrain, sans qu’un maintien ou un entretien soit obligatoire, et peu importe la nature des eaux usées ou sa concentration en matières solides.
[0053] C’est pourquoi, il convient de trouver une solution alternative, aux solutions existantes d’assainissement des eaux usées, qui soit performante, et applicable à un maximum de bâtiments individuels ou collectifs.
[0054] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique, en proposant un ouvrage d’assainissement des eaux usées.
[0055] Ainsi, ledit ouvrage d’assainissement des eaux usées de l’invention
comporte :
- des moyens d’introduction des eaux usées,
- un dispositif de préfiltre sur matériau lignocellulosique inerte, ce dispositif de préfiltre, d’une part, est configuré pour transformer les eaux usées en eaux prétraitées et, d’autre part, comporte une cuve de prétraitement étanche et close, qui est alimentée en eaux usées par les moyens d’introduction des eaux usées, et qui internalise des composés lignocellulosiques calibrés et des micro-organismes aérobies, - des moyens d’évacuation des eaux prétraitées qui sont configurés pour évacuer les eaux prétraitées en dehors du dispositif de préfiltre,
- au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical, qui est configuré pour transformer les eaux prétraitées en eaux traitées, qui est disposé en série et positionné en aval dudit dispositif de préfiltre, qui est alimenté en eaux prétraitées par les moyens d’évacuation des eaux prétraitées,
- ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical comporte, d’une part, des moyens de répartition des eaux prétraitées, qui sont positionnés dans le
prolongement desdits moyens d’évacuation des eaux prétraitées et qui sont alimentés par ces moyens d’évacuation des eaux prétraitées, et, d’autre part, un massif filtrant, qui est surmonté par les moyens de répartition des eaux prétraitées, et qui constitue un milieu de culture d’espèces végétales semi-aquatiques,
- ledit massif filtrant comporte au moins trois couches de minéraux dont une couche filtrante qui est localisée en partie supérieure du massif filtrant, une couche de transition qui est surmontée par la couche filtrante, et une couche drainante qui est surmontée par la couche de transition et qui est localisée en partie inférieure du massif filtrant,
- des moyens de drainage des eaux traitées, sur lesquels débouche la couche drainante, et qui sont configurés pour drainer les eaux traitées en dehors dudit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical.
[0056] De plus, selon d’autres caractéristiques de l’invention, l’ouvrage
d’assainissement comporte :
- la couche filtrante consiste en une couche de sable de granulométrie comprise entre 0 et 6 mm,
- la couche de transition consiste en une couche de gravillons de granulométrie comprise entre 2 et 10 mm,
- la couche drainante consiste en une couche de graviers grossiers de granulométrie comprise entre 10 et 40 mm.
[0057] Plus spécifiquement, l’ouvrage de l’invention comporte :
- la couche filtrante présente une épaisseur comprise entre 20 et 50 cm,
- la couche de transition présente une épaisseur comprise entre 5 et 15 cm, - la couche drainante présente une épaisseur comprise entre 10 et 20 cm d’épaisseur.
[0058] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, que la couche filtrante et/ou la couche de transition et/ou la couche drainante se compose(nt) de matières minérales majoritairement siliceuses, non calcaires lavées et roulées.
[0059] Selon un autre mode de réalisation de l’ouvrage d’assainissement de
l’invention, ledit massif filtrant comporte, au-dessus de ladite couche filtrante, une couche de protection sanitaire recouvrant en partie au moins lesdits moyens de répartition des eaux prétraitées.
[0060] Avantageusement, lesdits moyens d’introduction des eaux usées consistent en un tuyau dont l’extrémité de sortie, alimentant la cuve de prétraitement, est positionnée au-dessus de la surface supérieure des composés lignocellulosiques à une distance en hauteur comprise entre 30 et 60 cm.
[0061 ] Selon un mode préférentiel de réalisation de l’ouvrage d’assainissement de l’invention, lesdits moyens d’introduction des eaux usées et/ou lesdits moyens d’évacuation des eaux prétraitées comprennent une pompe de relevage ou un ouvrage de chasse.
[0062] Selon l’invention une autre caractéristique de l’invention, les composés
lignocellulosiques au sein de la cuve de prétraitement se présentent sous la forme d’un assemblage de plaquettes de bois calibrées, d’épaisseur comprise entre 30 et 60 cm.
[0063] Selon un autre mode de réalisation de l’invention, lesdits moyens de
répartition des eaux prétraitées consistent en une rampe de répartition, de préférence un drain en forme de H ou en forme de I ou en forme de U, posée directement sur la couche filtrante.
[0064] De manière avantageuse, pour améliorer le processus de traitement des eaux usées, selon une autre caractéristique particulière de l’invention, ladite cuve de prétraitement, internalisant des composés lignocellulosiques et des micro organismes aérobies, comporte en outre des lombrics. [0065] La présente invention concerne également un procédé d’assainissement des eaux usées mis en oeuvre par l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention dans lequel :
- on alimente directement en eaux usées ladite cuve de prétraitement à l’aide des moyens d’introduction,
- on filtre et on minéralisé les matières en suspension des eaux usées au sein de ladite cuve de prétraitement jusqu’à l’obtention d’une eau prétraitée en fond de cuve de prétraitement,
- on récupère, au fond de ladite cuve de prétraitement, lesdites eaux prétraitées dans des moyens d’évacuation,
- on transfère lesdites eaux prétraitées directement sur le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical à l’aide des moyens d’évacuation,
- on traite lesdites eaux prétraitées par passage au travers dudit massif filtrant jusqu’à obtention des eaux traitées,
- on draine lesdites eaux traitées en dehors du massif filtrant et du dispositif de filtre plantés à écoulement vertical,
- on dirige lesdites eaux traitées vers le milieu naturel ou vers un réseau de recyclage des eaux domestiques.
[0066] La présente invention concerne également l’utilisation de l’ouvrage
d’assainissement des eaux usées de l’invention comme épurateur d’eau.
[0067] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la
description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées, dans lesquelles :
[0068] [Fig.1 ] la figure 1 représente schématiquement une vue de profil en coupe de l’ouvrage d’assainissement des eaux usées selon un mode de réalisation préférentielle de l’invention.
[0069] [Fig.2] la figure 2 représente schématiquement une vue de profil en coupe du dispositif de préfiltre sur matériau lignocellulosique selon le mode de réalisation de la figure 1 ,
[0070] [Fig 3] la figure 3 représente schématiquement une vue du dessus du
dispositif de préfiltre sur matériau lignocellulosique de la figure 2, [0071 ] [Fig 4] la figure 4 représente schématiquement une vue de profil en coupe du dispositif de filtre planté à écoulement vertical de la figure 1 ,
[0072] [Fig 5] la figure 5 représente schématiquement une vue du dessus du
dispositif de filtre planté à écoulement vertical de la figure 5.
[0073] En référence à ces dessins, la présente invention concerne un ouvrage
d’assainissement 1 des eaux usées EU, tel que visible par exemple sur la figure 1. Ledit ouvrage d’assainissement 1 est avantageusement enfoui dans le sol, au moins en partie, pour conserver un aspect esthétique.
[0074] Selon un premier mode de réalisation, ledit ouvrage d’assainissement 1
comporte un dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte positionné en amont d’au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0075] Selon un autre mode de réalisation, visible sur la figure 1 , ledit ouvrage
d’assainissement 1 est constitué d’un dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte positionné en amont d’un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0076] Selon l’invention, ledit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte est configuré pour transformer les eaux usées EU en eaux prétraitées EP.
[0077] De la même manière, ledit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est configuré pour transformer les eaux prétraitées EP en eaux traitées ET.
[0078] Selon l’invention, le dispositif de préfiltre 2 et, le ou les dispositif(s) de filtre(s) planté(s) à écoulement vertical 3, sont disposés en série, les uns à la suite des autres, et sont tous de préférence enfouis dans le sol.
[0079] En d’autres termes, ledit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est disposé en série dudit dispositif de préfiltre 2 sur matériau
lignocellulosique 22 inerte. Ledit au moins un dispositif de filtre planté à
écoulement vertical 3 est positionné également en aval dudit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte, tel que visible sur la figure 1.
[0080] En fonction des caractéristiques topographiques du terrain, telles que le
dénivelé, ledit dispositif de préfiltre 2 est alimenté en eaux usées EU: - soit gravitairement dans le cas d’un terrain en pente présentant une pente d’au moins 2 à 3% ;
- soit par un moyen de relevage, tel que, par exemple, une pompe de relevage.
[0081 ] Tel que visible sur la figure 2, ledit dispositif de préfiltre 2 sur matériau
lignocellulosique 22 inerte comporte des moyens d’introduction 4 des eaux usées EU.
[0082] Lesdits moyens d’introduction 4 alimentent en eaux usées EU ledit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte.
[0083] Lesdits moyens d’introduction 4 sont configurés pour injecter les eaux usées EU, au fil de l’eau lorsque l’alimentation est gravitaire ou à volume constant et en contrôlant le débit lorsque l’alimentation est réalisée au moyen d’une pompe de relevage, au sein d’une cuve de prétraitement 21.
[0084] Les moyens d’introduction 4 consistent par exemple en une canalisation
d’entrée reliée au réseau des eaux usées EU d’une habitation collective ou individuelle.
[0085] Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d’introduction 4 peuvent également être munis de dispositifs « brise jet » et de plaques anti-affouillement permettant de garantir la bonne répartition des eaux usées EU sur le matériau lignocellulosique 22 inerte.
[0086] Selon un autre mode de réalisation particulier, les moyens d’introduction 4 des eaux usées EU comprennent une pompe de relevage ou un ouvrage de chasse.
[0087] Avantageusement, ladite cuve de prétraitement 21 est étanche et close, de sorte à éviter l’émanation d’odeurs nauséabondes.
[0088] De manière avantageuse, ladite cuve de prétraitement 21 est enfouie dans le sol, de sorte à garder l’esthétique du terrain et pour qu’elle ne soit pas visible par les utilisateurs.
[0089] Telle que visible sur la figure 2, la cuve de prétraitement 21 comporte un ou plusieurs moyens d’ouverture 23, de type couvercle à dévisser. Ces moyens d’ouverture 23 permettent à un opérateur d’accéder à l’intérieur de la cuve 21 en cas de besoin. Ces moyens d’ouverture 23 sont accessibles à la surface du sol. [0090] Par exemple, les moyens d’ouverture 23 permettent à un opérateur de retirer tout ou une partie du matériau lignocellulosique 22 inerte contenu à l’intérieur de la cuve 21 , pour les revaloriser en tant que compost.
[0091 ] Selon l’invention, ladite cuve de prétraitement 21 est remplie de matériau
lignocellulosique 22 inerte. En d’autres termes, ledit matériau est non vivant. Selon l’invention, on entend par le terme « matériau lignocellulosique 22 inerte » un matériau qui comporte des composés liqnocellulosiques dépourvus d’activité propre et qui sont par essence morts.
[0092] Plus spécifiquement, ledit matériau lignocellulosique 22 inerte comporte des composés lignocellulosiques calibrés non vivants. On entend par le terme
« composés lignocellulosiques calibré non vivant » des composé qui sont transformé et usiné. De préférence les composés lignocellulosique calibré non vivant consistent en un assemblage ou amas de résidus calibrés de bois tels que des plaquettes. Le bois, bien qu’étant issu d’un organisme vivant, une fois sous forme de « plaquette » c’est-à-dire lorsque l’arbre est mort et découpé, fait partie des composés lignocellulosiques calibrés non vivants au sens de l’invention.
[0093] De préférence, l’amas de matériau lignocellulosique 22 inerte a une épaisseur comprise entre 30 et 60 cm. Selon l’invention, la taille de chacune des plaquettes de bois est comprise entre 20 à 100 mm de long maximum, au-delà la filtration de l’eau n’est pas efficiente.
[0094] Ainsi, la cuve de prétraitement 21 contenant un mélange de plusieurs
plaquettes de bois, sous forme de plaquettes de 2 à 10 cm, est un milieu aéré idéal pour la croissance des micro-organismes aérobies. Ces derniers permettent notamment la minéralisation des matières solides contenues dans les eaux usées EU et le processus de compostage.
[0095] L’usage des plaquettes de bois en tant que matériau lignocellulosique 22
inerte a pour avantage d’être éco-responsable car le bois est un composé 100% biodégradable et renouvelable.
[0096] En plus des composés lignocellulosiques 22 calibrés non vivants, la cuve de prétraitement 21 comporte et internalise des micro-organismes aérobies. Ces derniers ont une croissance qui se fait dans un milieu aérobie, c’est-à-dire en présence d’oxygène.
[0097] Une croissance en milieu aérobie des micro-organismes a pour avantage d’éviter les mauvaises odeurs et les dégagements de gaz à effet de serre, éléments que l’on pourrait avoir par exemple avec des produits de fermentation dans des conditions de croissance anaérobie, comme dans une fosse toutes eaux par exemple.
[0098] Selon l’invention, la multiplication des micro-organismes aérobies se fait sur les composés lignocellulosiques 22 calibrés non vivants qui servent de support à la croissance microbienne. Ainsi, au sein de la cuve de prétraitement 21 , la croissance des micro-organismes aérobies, sur les composés lignocellulosiques 22 calibrés inanimés en présence des eaux usées EU, permet une minéralisation de la matière organique.
[0099] On entend par le terme « minéralisation » la transformation des composés organiques complexes présents dans les eaux usées EU en composés minéraux simples.
[0100] Les composés minéraux simples présentent l’avantage d’être assimilables par les végétaux, notamment les roseaux et d’être solubles dans les effluents liquides traversant la cuve de prétraitement 21 de haut en bas. Les composés minéraux simples se retrouvent dans les eaux prétraitées EP en sortie de cuve de prétraitement 21.
[0101 ] Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, en plus des micro
organismes à croissance aérobie, ladite cuve de prétraitement 21 peut comporter des lombrics capables de se développer sur le matériau liqnocellulosigue 22 inerte, notamment à la surface des plaquettes de bois.
[0102] La présence des lombrics a pour effet d’accélérer le processus de
minéralisation. En effet, les lombrics permettent de dégrader les matières solides contenues dans les eaux usées EU, mais également d’aérer, par leur
déplacement à la surface des plaquettes de bois, le milieu de croissance des micro-organismes aérobies. [0103] En effet, le mouvement des lombrics dans la cuve, provoque une aération qui augmente la proportion d’oxygène accessible pour les micro-organismes aérobies. Une augmentation de l’oxygène, accessible pour les micro-organismes aérobies, augmente la cinétique de croissance microbienne au sein de la cuve de prétraitement 21 , d’où une amélioration du processus de minéralisation des composés organiques complexes contenus dans les eaux usées EU. De plus, les lombrics se nourrissent de la matière organique déposée à la surface du matériau lignocellulosique 22 inerte et la minéralisent directement. La présence des lombrics rend plus efficient le processus de minéralisation par les micro organismes aérobies.
[0104] Selon une autre spécificité de l’invention, telle que visible sur la figure 2, afin d’aérer davantage l’environnement à l’intérieur de la cuve de pré-traitement 21 , le dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 comporte également des moyens d’aération 24.
[0105] Par exemple, les moyens d’aération 24 consistent en des cheminées
d’aération telles que visibles sur la figure 2, qui sont avantageusement connectées au moyen d’évacuation des eaux prétraitées 5.
[0106] La présence des moyens d’aération 24 au sein de la cuve 21 permet de
garantir l’environnement aérobie nécessaire au développement microbien à croissance aérobie et au processus de minéralisation.
[0107] En d’autres termes, les matières solides contenues dans les eaux usées EU, arrivant au sein de la cuve de prétraitement 21 , vont s’accumuler au cours du temps à la surface du matériau lignocellulosique 22 inerte, c’est-à-dire des plaquettes de bois, puis se minéraliser.
[0108] Il est à noter que selon l’invention, au sein de la cuve de prétraitement 21 , le processus de minéralisation aérobie des matières solides contenues dans les eaux usées EU est avantageusement assimilable à un processus de
compostage.
[0109] Le matériau lignocellulosique 22 inerte a pour rôle de filtrer et retenir les
matières solides contenues dans les eaux usées EU. Ces matières solides retenues à la surface du matériau lignocellulosique 22 inerte vont ensuite être minéralisées par les micro-organismes aérobies. [01 10] Ainsi, le dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte permet d’effectuer un dégrillage des matières solides présentes dans les eaux usées EU.
[01 11 ] Ainsi, selon l’invention, le dispositif de préfiltre 2 sur matériau
lignocellulosique 22 inerte agit comme un séparateur de phase pour les eaux usées EU entrantes. En effet, les matières solides restent en surface des plaquettes de bois, tandis que les constituants dissous des eaux usées EU vont percoler vers le fond de la cuve de prétraitement 21. Les constituants des eaux usées EU, minéralisés par les micro-organismes, débouchent sur des moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP.
[01 12] Selon l’invention, les moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP sont configurés pour évacuer les eaux prétraitées EP en dehors du dispositif de préfiltre 2.
[01 13] En d’autres termes, les eaux usées EU qui ont subi le processus de
minéralisation et la filtration par gravité au sein de la cuve de traitement 21 , seront qualifiées et nommées eaux prétraitées EP. Ainsi, lesdites eaux
prétraitées EP ne comportent que des composés minéraux simples assimilables par les plantes.
[01 14] Avantageusement, avec l’ouvrage 1 de l’invention, il est possible de récupérer l’excédent de matières solides à la surface du matériau lignocellulosique 22 inerte. La récupération peut se faire en ouvrant les moyens d’ouverture 23 de la cuve de prétraitement 21. L’excédent de matières solides est re-valorisable et 100% naturelle. Par exemple, l’excédent de matières solides est utilisable en tant que compost pour le jardin.
[01 15] De plus, les plaquettes de bois étant également un matériau biodégradable et compostable, celles-ci vont subir un processus de minéralisation au cours du temps, au même titre que la matière organique solide issue des eaux usées EU.
Il est possible de les récupérer avec, à leur surface, les matières solides minéralisées, pour les utiliser en tant que compost. Ceci a pour avantage de faciliter l’entretien et l’exploitation de l’ouvrage d’assainissement 1. Ainsi, l’ouvrage d’assainissement de l’invention 1 , au travers de son dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte permet une valorisation des boues et du matériau lignocellulosique 22 inerte lui-même en compost
réutilisable.
[01 16] Selon l’invention, la distance, nommée « revanche », séparant la surface
supérieure du matériau lignocellulosique 22 inerte de la bouche de sortie des moyens d’introduction 4 des eaux usées EU présente une hauteur « h » comprise entre 30 et 60 cm, telle que visible sur la figure 2.
[01 17] Ainsi, la revanche de 30 à 60 cm permet une répartition uniforme des eaux usées EU à la surface du matériau lignocellulosique 22 inerte. Ainsi, dans l’ouvrage d’assainissement 1 , la distance séparant, la canalisation d’entrée des eaux usées EU dans la cuve de prétraitement 21 , avec la surface supérieure du matériau lignocellulosique 22 inerte est à prendre en considération pour la pérennité de l’ouvrage.
[01 18] En effet, une bonne répartition des eaux usées EU en surface améliore le processus de minéralisation par les micro-organismes aérobies et le processus de séparation entre les phases solides et liquides des eaux usées EU.
[01 19] En outre, la revanche de 30 à 60 cm, constituant un espace d’accumulation pour la matière organique, permet d’éviter le phénomène de colmatage du matériau lignocellulosique 22 inerte au sein de la cuve de prétraitement 21. En effet, la revanche permet de créer un jet d’eaux usées EU en surface du matériau lignocellulosique 22 inerte qui va aérer les eaux usées et remuer le dépôt de boues pouvant se former sur la couche supérieure du matériau lignocellulosique 22 inerte, de sorte à éviter qu’il ne s’agglomère, tout en apportant de l’oxygène par un déplacement physique et des remous en surface.
[0120] Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les moyens
d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP consiste en un tuyau de drainage.
[0121 ] Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, ledit tuyau de drainage est en PVC, avec un diamètre supérieur ou égal à 100 mm, ledit tuyau est parcouru de fentes ayant pour rôle de collecter les eaux prétraitées EP. Les moyens d’évacuation 5 permettent de collecter les eaux prétraitées EP en fond de cuve de prétraitement 21. [0122] Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, lesdits moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP comprennent une pompe de relevage ou un ouvrage de chasse, de sorte à contrôler le volume et le débit d’entrée des eaux prétraitées EP alimentant le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0123] Selon l’invention, les moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP
débouchent directement sur le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0124] Selon un premier mode de réalisation, si le dénivelé du terrain le permet, le transport des eaux prétraitées EP par les moyens d’évacuation 5 se fait par gravité ou par un dispositif de chasse hydraulique.
[0125] Selon un second mode de réalisation, en cas de terrain d’inclinaison
insuffisante, le transport des eaux prétraitées EP par les moyens d’évacuation 5 se fait à l’aide d’une pompe de relevage. Ladite pompe de relevage permet de transporter les eaux prétraitées EP directement vers le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 unique, ou vers le premier dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 qui se trouve dans la série.
[0126] En effet, l’ouvrage d’assainissement 1 des eaux usées EU comporte, en aval du dispositif de préfiltre 2, ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
Selon la présente demande, l’écoulement des eaux à traiter se fait d’amont en aval de l’ouvrage d’assainissement 1.
[0127] La nature des eaux change entre l’amont et l’aval. En effet, en amont on a des eaux usées EU brutes c’est-à-dire à l’entrée du dispositif de préfiltre 2. De la même manière, entre l’amont et l’aval, c’est-à-dire entre le dispositif de préfiltre 2 et le premier dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3, on a des eaux prétraitées EP. Puis, pour finir en aval on a des eaux traitées ET qui se trouvent en sortie du dernier dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0128] De la même manière et comme visible sur la figure 1 , la nature des dispositifs que comporte l’ouvrage d’assainissement 1 change entre l’amont et l’aval. En effet, en amont on a toujours le dispositif de préfiltre 2 et en aval on a au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3. [0129] Selon l’invention, ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3, tel que visible sur la figure 5, comporte des moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP en sortie des moyens d’évacuation 5.
[0130] Selon un mode de réalisation préférée, lesdits moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent en une série de drains ou de buses de répartition recouvrant en partie et selon une disposition homogène la surface supérieure du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0131] Ainsi, selon l’invention, les moyens de répartition 12 répartissent les eaux prétraitées EP à la surface du massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0132] On entend par le terme « massif filtrant » du dispositif de filtre planté à
écoulement vertical 3, le milieu de culture et de croissance des espèces végétales semi-aquatiques 13 permettant le traitement et la filtration complète des eaux prétraitées EP.
[0133] Par exemple, lesdites espèces végétales semi-aquatiques 13 peuvent être des roseaux communs de type Phragmites australis, des carex appartenant à la famille des Cyperaceae, des iris des marais par exemple de type Iris
pseudacorus, des salicaires par exemple du type Lythrum salicaria, des baldingères du type Phalaris arundinacea ou un mélange aléatoire de toutes ces espèces.
[0134] Selon l’invention, les espèces végétales semi-aquatiques 13, telles que
visibles sur les figures 1 , 4 et 5, forment un réseau racinaire permettant un drainage vertical des eaux prétraitées EP au sein du massif filtrant. Ce réseau et tissu racinaire forme des galeries dans le massif filtrant.
[0135] Ces galeries permettent d’apporter de l’oxygène aux bactéries aérobies de la rhizosphère et accentuent encore le processus de minéralisation.
[0136] Ainsi, au sein du massif filtrant, les bactéries aérobies de la rhizosphère
dégradent la matière organique résiduelle contenue dans les eaux prétraitées EP en composés simples. Ces composés simples sont assimilables directement par les espèces végétales semi-aquatiques 13. [0137] Par exemple, lesdits composés simples consistent en des nutriments tels que du phosphore ou de l’azote mais également en des molécules carbonées.
[0138] Selon une particularité de l’ouvrage d’assainissement 1 des eaux usées EU de l’invention, ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est constitué d’un seul massif filtrant destiné à traiter les eaux prétraitées EP en provenance du dispositif de préfiltre 2. En effet, l’ouvrage d’assainissement 1 des eaux usées EU de l’invention comporte un filtre planté à écoulement vertical 3 qui a pour vocation de traiter finement et complètement les eaux prétraitées EP. Le filtre planté à écoulement vertical 3 ne nécessite qu’un seul massif filtrant pour traiter les eaux prétraitées EP et non pas deux massifs filtrants disposés en parallèle fonctionnant en alternance comme dans l’art antérieur.
[0139] En effet, la configuration de l’ouvrage d’assainissement 1 est telle qu’il n’est pas nécessaire, pour éviter un colmatage à la surface du massif filtrant, d’avoir deux massifs filtrants sur un même étage alimenté en alternance avec des eaux à traiter.
[0140] Contrairement aux dispositifs de filtres plantés à écoulement vertical
existants, l’ouvrage d’assainissement 1 permet de dissocier structurellement dans deux dispositifs, communiquant entre eux, la phase de prétraitement et la phase de traitement des eaux usées.
[0141 ] Ainsi, de manière avantageuse, la phase de prétraitement, notamment le traitement des matières solides ne se fait pas dans le même dispositif, ce qui permet de récupérer les boues pour les valoriser en compost sans avoir besoin de stopper le fonctionnement du système.
[0142] Selon l’invention, l’ouvrage d’assainissement 1 peut fonctionner en continu sans qu’il y ait un risque de colmatage du massif filtrant.
[0143] Selon un autre avantage de l’invention, les odeurs nauséabondes ne sont pas présentes avec l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention car la cuve de prétraitement 21 est étanche et close, et il n’y a pas de fermentation de la matière organique mais une minéralisation ne dégageant pas ou peu d’odeur. [0144] De plus, comme le massif filtrant ne traite que des eaux prétraitées EP, une phase de repos n’est pas nécessaire pour éviter un colmatage du massif, tout comme l’obligation d’avoir deux massifs en parallèle fonctionnant en alternance.
[0145] Avec l’ouvrage d’assainissement 1 , la surface de déploiement au sol en m2 du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 nécessaire est réduite par rapport à un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 pour traiter un même volume d’eaux usées EU.
[0146] De la même manière, avec l’ouvrage d’assainissement 1 , le curage de la
surface du massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 n’est plus nécessaire, car la matière organique solide arrive sur le massif filtrant sous la forme de composés minéraux simples assimilables par les végétaux.
[0147] Selon un premier mode de réalisation de l’invention, le massif filtrant est non étanche, ce qui permet aux eaux traitées ET de s’infiltrer directement dans le sol par le fond du massif filtrant. Dans ce cas, le sol participe également en partie au traitement et à l’épuration de l’eau. Toutefois, ce premier mode de réalisation est soumis aux contraintes du site, telles que la perméabilité du sol, la présence à proximité ou non de la nappe phréatique, la réglementation locale en terme d’assainissement des eaux.
[0148] Selon un mode préférentiel de réalisation visible sur les figures 1 , 4 et 5, le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est étanche, c’est-à-dire qu’il ne communique pas directement avec le sol. Ainsi, il est possible de récupérer en fond du massif filtrant les eaux traitées ET.
[0149] La récupération des eaux traitées ET est réalisée par exemple à l’aide de moyens de drainage 7 des eaux traitées ET. Lesdits moyens de drainage 7 sont configurés pour drainer les eaux traitées ET en dehors dudit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0150] Un massif filtrant étanche permet de pouvoir recycler les eaux traitées ET.
Par exemple, les eaux traitées ET, en sortie des moyens de drainage 7, peuvent être utilisées comme eaux domestiques dans l’habitation ou encore comme eaux d’arrosage d’un jardin ou autres. Ainsi, les moyens de drainage 7 des eaux traitées ET permettent de les collecter, par exemple au sein d’un réseau de drain pour, soit les réutiliser en alimentation d’une chasse d’eau, soit les rejeter dans le milieu naturel.
[0151 ] Le massif filtrant permet un traitement in-situ des eaux prétraitées EP en
provenance du dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte.
[0152] Plus spécifiquement, selon l’invention, ledit « massif filtrant » est un substrat minéral, qui comporte au moins trois couches superposées de minéraux de granulométrie, de nature, et d’épaisseurs différentes.
[0153] Telles que visibles sur la figure 1 et la figure 4, ces trois couches de minéraux sont superposées de la surface du sol vers le fond du filtre planté dans cet ordre :
- une couche filtrante 8,
- une couche de transition 9,
- une couche drainante 10.
[0154] Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, ledit massif filtrant est constitué de trois couches de minéraux dont une couche filtrante 8 en partie supérieure surmontée d’une couche de transition 9, cette dernière surmontant elle-même une couche drainante 10 localisée en partie inférieure du massif filtrant.
[0155] Selon un mode préférentiel de réalisation, la couche filtrante 8 consiste en une couche de sable de granulométrie comprise entre 0 et 6 mm.
[0156] Ladite couche filtrante 8 est la couche de traitement des eaux prétraitées EP, la granulométrie fine des grains de sable permet de retenir les particules fines restantes dans les eaux prétraitées EP. Le sable constitue un support de culture fixé. En effet, les bactéries se développant autour des grains de sable et autour des racines des espèces végétales semi-aquatiques 13 assurent le traitement affiné des eaux prétraitées EP.
[0157] Avantageusement, l’épaisseur totale de la couche filtrante 8 est comprise
entre 20 et 50 cm, elle varie selon les caractéristiques physicochimiques du sable. Une épaisseur de couche filtrante 8 entre 20 et 50 cm permet le traitement complet des eaux prétraitées EP par les micro-organismes aérobies de la rhizosphère. [0158] De manière avantageuse, la couche filtrante 8 se compose de sable. Ledit sable de la couche filtrante 8 est constitué de matières minérales qui sont majoritairement siliceuses, non calcaires, de manière à assurer sa pérennité au cours du temps. En effet, les eaux entrant dans le massif filtrant peuvent présenter un pH acide. Cette acidité peut entraîner au cours du temps un risque d’altération des matières minérales en particulier si elles sont de nature calcaire. En d’autres termes, le sable de la couche filtrante 8 peut s’altérer au contact des eaux prétraitées EP pouvant présenter un pH acide. C’est pourquoi, il est préférable d’utiliser un sable non calcaire moins friable, plus stable, au contact d’une eau acide.
[0159] De plus, les matières minérales calcaires ont tendance à se compacter dans le temps en devenant imperméable d’où un risque de colmatage de la couche. C’est pourquoi, l’utilisation d’un sable calcaire pour la couche filtrante 8 est déconseillé afin d’éviter son colmatage.
[0160] De préférence, la couche filtrante 8 est lavée/roulée. En d’autres termes, les matières minérales constituant la couche sont lavées c’est-à-dire qu’elles sont débarrassées de leurs impuretés et en particulier des particules fines pour éviter une contamination de l’eau que l’on cherche à traiter et un colmatage du massif par ces mêmes impuretés. En outre, les matières minérales constituant la couche sont roulées, c’est-à-dire que les grains sont arrondis grâce à un processus d’érosion par l’eau. Contrairement à des grains avec des arrêtes saillantes, une couche de matière minérale avec des grains arrondis qui sont roulés permet de favoriser le processus de filtration.
[0161 ] Tel que visible sur la figure 4, en dessous de la couche filtrante 8, le massif filtrant comporte une couche de transition 9. La couche de transition 9 est indispensable pour maintenir structurellement le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
[0162] Plus spécifiquement, la couche de transition 9 est indispensable pour éviter que le sable de la couche de filtration 8 ne soit en contact avec la couche drainante 10 définie ultérieurement. La couche de transition 9 n’a donc pas d’effet en tant que telle dans le traitement des eaux prétraitées EP, mais un effet sur le maintien de la structure du massif filtrant. [0163] En d’autres termes, la couche de transition 9 permet uniquement le passage des effluents liquides vers la couche drainante 10. La couche de transition 9 permet de retenir la couche filtrante 8 afin que le sable ne se retrouve pas au niveau de la couche drainante 10 au fur et à mesure du passage des eaux prétraitées EP.
[0164] Selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention, la couche de
transition 9 présente une épaisseur comprise entre 5 et 15 cm et consiste en un mélange de gravillons de granulométrie compris entre 2 et 10 mm.
[0165] De la même manière et pour les mêmes raisons que susmentionné, la couche de transition 9 est également de préférence faite de matières minérales siliceuses, non calcaires, avec des grains lavés et roulés.
[0166] Telle que visible sur la figure 4, en dessous de la couche de transition 9 et constituant le fond du massif filtrant, on retrouve la couche drainante 10.
[0167] La couche drainante 10 a pour rôle de drainer les eaux traitées ET afin de les collecter vers les moyens de drainage 7 tels que visibles sur la figure 1 et sur la figure 4. La couche drainante 10 débouche donc sur les moyens de drainage 7.
[0168] Les eaux traitées ET peuvent être rejetées dans le milieu naturel ou encore récupérées pour un recyclage, par exemple pour arroser le jardin ou alimenter des dispositifs d’habitation à usage domestique de type chasse d’eau des toilettes après un traitement complémentaire de désinfection.
[0169] Selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention, la couche de
drainage 10 présente une épaisseur comprise entre 10 et 40 cm d’épaisseur, de préférence entre 10 et 20 cm d’épaisseur et consiste en des graviers grossiers de granulométrie comprise entre 10 et 40 mm.
[0170] De la même manière et pour les mêmes raisons que susmentionnées, la
couche de drainage 10 est également de préférence faite de matières minérales siliceuses, non calcaires, avec des grains lavés et roulés.
[0171 ] Selon une spécificité de l’invention, les moyens d’évacuation 5 des eaux
prétraitées EP débouchent directement et se confondent avec les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP, de sorte que le dispositif de préfiltre 2 communique directement avec la partie supérieure du massif filtrant, à proximité de la surface du sol, que comporte le dispositif de filtre planté à écoulement 3.
[0172] Selon l’invention, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP sont positionnés dans le prolongement desdits moyens d’évacuation 5. Plus spécifiquement, ces moyens de répartition 12 sont alimentés par ces moyens d’évacuation 5.
[0173] Selon un mode de réalisation de l’invention, les moyens de répartition 12 consistent par exemple en un drain simple posé à la surface de la couche filtrante 8.
[0174] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent en une rampe de forme en H ou en U posée à la surface de la couche filtrante 8 de sorte à répartir uniformément sur le massif filtrant les eaux prétraitées EP.
[0175] Selon un premier mode de réalisation, l’alimentation en eaux prétraitées EP consiste en une alimentation gravitaire. Dans ce cas, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent en des tuyaux de type PVC présentant un diamètre minimum de 100 mm, afin d’éviter une obstruction du tuyau et un manque de fluidité.
[0176] Selon un second mode de réalisation, l’alimentation en eaux prétraitées EP consiste en une alimentation par pompe de relevage et sous pression. Dans ce cas, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent, de préférence, en des tuyaux de type PVC pression présentant un diamètre minimum de 50 mm, afin d’éviter une obstruction du tuyau et un manque de fluidité.
[0177] Selon un mode de réalisation particulier de l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention, et tel que visible sur la figure 1 et sur la figure 4, au-dessus de ladite couche filtrante 8, le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 peut comporter en outre une couche de protection sanitaire 1 1.
[0178] Ladite couche de protection sanitaire 1 1 a pour rôle de recouvrir au moins en partie lesdits moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP, de sorte à les maintenir en position contre la couche filtrante 8. La couche de protection sanitaire 1 1 permet également d’éviter aux personnes non habilitées, par exemple aux enfants, d’avoir accès aux moyens de répartition 12 et d’être en contact avec les eaux prétraitées EP.
[0179] De plus, la couche de protection sanitaire 1 1 permet également de dissimuler visuellement les moyens de répartition 12, de sorte que le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 reste esthétique en ne montrant que les espèces végétales semi-aquatiques 13.
[0180] Même si la couche de protection sanitaire 1 1 n’est pas obligatoire et n’a pas de rôle fonctionnel dans la filtration et le traitement des eaux prétraitées EP, elle présente un intérêt pour la mise en oeuvre de l’ouvrage d’assainissement 1.
[0181 ] Selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention, la couche de
protection sanitaire 1 1 présente une épaisseur comprise entre 10 et 20 cm, et consiste en des graviers grossiers de granulométrie compris entre 10 et 40 mm.
[0182] La présente invention concerne également un procédé d’assainissement des eaux usées mis en oeuvre par l’ouvrage d’assainissement 1 dans lequel :
- on alimente directement en eaux usées (EU) ladite cuve de prétraitement (21 ) à l’aide des moyens d’introduction (4),
- on filtre et on minéralisé les matières en suspension contenues dans les eaux usées (EU) au sein de ladite cuve de prétraitement (21 ) jusqu’à l’obtention d’une eau prétraitée (EP) en fond de cuve de prétraitement (21 ),
- on récupère, au fond de ladite cuve de prétraitement (21 ), lesdites eaux prétraitées (EP) dans des moyens d’évacuation (5),
- on transfère lesdites eaux prétraitées (EP) directement sur le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3) à l’aide des moyens d’évacuation,
- on traite lesdites eaux prétraitées (EP) par passage au travers dudit massif filtrant jusqu’à obtention des eaux traitées (ET),
- on draine lesdites eaux traitées (ET) en dehors du massif filtrant et du dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3),
- on dirige lesdites eaux traitées (ET) vers le milieu naturel ou vers un réseau de recyclage des eaux domestiques. [0183] Selon le procédé de l’invention, ledit réseau de recyclage des eaux
domestiques consiste par exemple en un réseau de circulation des eaux traitées (ET) vers l’habitation de type tuyauterie permettant de faire fonctionner une chasse d’eau de toilettes après un traitement complémentaire de type
désinfection ou encore un tuyau d’arrosage.
[0184] Selon la présente invention, ledit ouvrage d’assainissement 1 est utilisable en tant qu’épurateur d’eau, plus spécifiquement comme épurateur des eaux usées EU domestiques en eaux traitées ET destinées à être rejetées dans un environnement naturel ou à être recyclées dans un circuit de réseau d’eau domestique pour certains usages réglementés.
[0185] Ainsi, l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention a pour vocation de traiter directement les eaux usées EU en sortie d’une habitation, sans qu’il soit nécessaire d’avoir une fosse toutes eaux dégageant des odeurs nauséabondes ou un dégrillage préalable avant traitement.
[0186] En effet, l’ouvrage d’assainissement 1 permet de transformer directement et à lui seul, les eaux usées EU en eaux prétraitées EP puis en eaux traitées ET. Le processus de transformation et de traitement des eaux peut se faire de manière continue, sans qu’il soit nécessaire d’avoir des phases de repos de filtration du massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3. En effet, une alimentation en continu du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est possible car le risque de colmatage de la surface supérieure du massif filtrant alimenté uniquement avec des eaux prétraitées EP est nul. De la même manière une alimentation en continu du dispositif de préfiltre 2 ne pose aucun problème de colmatage du préfiltre.
[0187] Le processus de transformation et de traitement des eaux peut également se faire de manière discontinue, sans qu’il y ait un problème de perte d’efficacité de l’activité de filtration du dispositif de préfiltre 2 ou de stagnation des matières organiques en surface du massif filtrant du dispositif de filtre planté 3. En effet, comme l’ouvrage d’assainissement est autonome dans son fonctionnement, qu’un curage en surface n’est pas nécessaire, une alimentation en discontinu en eaux usées EU ne génère pas de dysfonctionnement dans le traitement de l’eau. [0188] En outre, comparé aux dispositifs existants pour assainir les eaux, notamment aux dispositifs de filtres plantés à écoulement vertical existants, l’ouvrage d’assainissement de l’invention nécessite une surface de déploiement au sol moindre.
[0189] En effet, la surface de déploiement au sol pour un dispositif de traitement des eaux usées peut s’exprimer en m2/EH dit « mètre carré par Equivalent Habitant ».
[0190] L’unité de mesure des m2/EH correspond à la surface au sol nécessaire au dispositif de traitement pour traiter l’eau polluée générée par une personne vivant dans un habitat. Les m2/EH permettent de dimensionner le dispositif de
traitement de l’eau et traduit la charge hydraulique et organique produite par une personne sur une journée. En France, un Equivalent Habitant dit EH correspond à environ 150 Litres d’eaux usées par jour avec une charge de pollution standard de 60 g de demande biochimique en oxygène sur 5 jours et 120 g de demande chimique en oxygène.
[0191 ] Alors que les dispositifs de filtres plantés à écoulement vertical de l’art
antérieur nécessitent 1 ,2 à 2 m2/EH ainsi qu’au moins deux massifs filtrant par étage alimentés en alternance, l’ouvrage d’assainissement 1 ne nécessite que 0,5 à 1 m2/EH pour son dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 et de 0,25 à 1 m2/EH pour le dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 inerte. Ainsi, l’ouvrage d’assainissement 1 selon l’invention permet de diminuer les m2/EH nécessaires pour le traitement des eaux usées EU par rapport aux dispositifs de traitement des eaux usées EU de l’art antérieur.
[0192] De plus, l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention permet de s’affranchir d’une fosse toutes eaux, d’une étape de dégrillage préalable des matières organiques, d’une étape de curage du massif filtrant pour le dispositif de filtre planté à écoulement vertical, de la mise en place d’un système d’alimentation par alternance, d’un système de contrôle du débit d’eau et volume d’eau entrant et des conditions physicochimiques du sol.
[0193] L’ouvrage d’assainissement 1 selon l’invention consiste donc en une solution de traitement des eaux usées à la fois efficace, simple, fiable et écologique permettant d’avoir du compost valorisable pour le terrain.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU) caractérisé en ce qu’il comporte :
- des moyens d’introduction (4) des eaux usées (EU) ;
- un dispositif de préfiltre (2) sur matériau lignocellulosique (22) inerte, ce dispositif de préfiltre (2), d’une part, est configuré pour transformer les eaux usées (EU) en eaux prétraitées (EP) et, d’autre part, comporte une cuve de prétraitement (21 ) étanche et close, qui est alimentée en eaux usées (EU) par les moyens
d’introduction (4) des eaux usées (EU), et qui internalise des composés
liqnocellulosigues calibrés non vivants et des micro-organismes aérobies ;
- des moyens d’évacuation (5) des eaux prétraitées (EP) qui sont configurés pour évacuer les eaux prétraitées (EP) en dehors du dispositif de préfiltre (2) ;
- au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3), qui est configuré pour transformer les eaux prétraitées (EP) en eaux traitées (ET), qui est disposé en série et positionné en aval dudit dispositif de préfiltre (2), qui est alimenté en eaux prétraitées (EP) par les moyens d’évacuation (5) des eaux prétraitées (EP),
- ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3) comporte, d’une part, des moyens de répartition (12) des eaux prétraitées (EP), qui sont positionnés dans le prolongement desdits moyens d’évacuation (5) des eaux prétraitées (EP) et qui sont alimentés par ces moyens d’évacuation (5) des eaux prétraitées (EP), et, d’autre part, un massif filtrant, qui est surmonté par les moyens de répartition (12) des eaux prétraités (EP), et qui constitue un milieu de culture d’espèces végétales semi- aquatiques (13),
- ledit massif filtrant comporte au moins trois couches de minéraux dont une couche filtrante (8) qui est localisée en partie supérieure du massif filtrant, une couche de transition (9) qui est surmontée par la couche filtrante (8), et une couche drainante (10) qui est surmontée par la couche de transition (9) et qui est localisée en partie inférieure du massif filtrant ;
- des moyens de drainage (7) des eaux traitées (ET), sur lesquels débouche la couche drainante (10), et qui sont configurés pour drainer les eaux traitées (ET) en dehors dudit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3).
[Revendication 2] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon la revendication précédente, caractérisé en ce que :
- la couche filtrante (8) consiste en une couche de sable de granulométrie comprise entre 0 et 6 mm,
- la couche de transition (9) consiste en une couche de gravillons de granulométrie comprise entre 2 et 10 mm,
- la couche drainante (10) consiste en une couche de graviers grossiers de granulométrie comprise entre 10 et 40 mm.
[Revendication 3] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- la couche filtrante (8) présente une épaisseur comprise entre 20 et 50 cm,
- la couche de transition (9) présente une épaisseur comprise entre 5 et 15 cm,
- la couche drainante (10) présente une épaisseur comprise entre 10 et 20 cm d’épaisseur.
[Revendication 4] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche filtrante (8) et/ou la couche de transition (9) et/ou la couche drainante (10) se compose(nt) de matières minérales majoritairement siliceuses, non calcaires lavées et roulées.
[Revendication 5] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit massif filtrant comporte, au-dessus de ladite couche filtrante (8), une couche de protection sanitaire (11 ) recouvrant en partie au moins lesdits moyens de répartition (12) des eaux prétraitées (EP).
[Revendication 6] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d’introduction (4) des eaux usées (EU) consistent en un tuyau dont l’extrémité de sortie, alimentant la cuve de prétraitement (21 ), est positionnée au-dessus de la surface supérieure des composés
lignocellulosiques à une distance en hauteur comprise entre 30 et 60 cm.
[Revendication 7] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d’introduction (4) des eaux usées (EU) et/ou lesdits moyens d’évacuation (5) des eaux prétraitées (EP) comprennent une pompe de relevage ou un ouvrage de chasse.
[Revendication 8] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composés lignocellulosiques calibrés non vivants, au sein de la cuve de prétraitement (21 ), se présentent sous la forme d’un assemblage de plaquettes de bois d’épaisseur comprise entre 30 et 60 cm.
[Revendication 9] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de répartition (12) des eaux prétraitées (EP) consistent en une rampe de répartition, de préférence un drain en forme de H ou en forme de I ou en forme de U, posée directement sur la couche filtrante (8).
[Revendication 10] Ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite cuve de prétraitement (21 ), internalisant des composés
lignocellulosiques et des micro-organismes aérobies, comporte en outre des lombrics.
[Revendication 1 1] Procédé d’assainissement des eaux usées mis en oeuvre par l’ouvrage d’assainissement 1 selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel :
- on alimente directement en eaux usées (EU) ladite cuve de prétraitement (21 ) à l’aide des moyens d’introduction (4) ;
- on filtre et on minéralisé les matières en suspension des eaux usées (EU) au sein de ladite cuve de prétraitement (21 ) jusqu’à l’obtention d’une eau prétraitée (EP) en fond de cuve de prétraitement (21 ),
- on récupère, au fond de ladite cuve de prétraitement (21 ), lesdites eaux prétraitées (EP) dans des moyens d’évacuation (5),
- on transfère lesdites eaux prétraitées (EP) directement sur le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3) à l’aide des moyens d’évacuation,
- on traite lesdites eaux prétraitées (EP) par passage au travers dudit massif filtrant jusqu’à obtention des eaux traitées (ET), - on draine lesdites eaux traitées (ET) en dehors du massif filtrant et du dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3),
- on dirige lesdites eaux traitées (ET) vers le milieu naturel ou vers un réseau de recyclage des eaux domestiques.
[Revendication 12] Utilisation de l’ouvrage d’assainissement (1 ) des eaux usées (EU), selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comme épurateur d’eau. |
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