Filière filtres plantés de roseaux

Présentation

Le procédé de traitement des eaux résiduaires urbaines par Filtres Plantés de Roseaux à écoulement vertical (FPRv) constitue l'un des modes de traitement biologique aérobie par cultures fixées sur support fin. Cette filière d'épuration est parfaitement adaptée aux petites et moyennes collectivités et permet d'obtenir des performances épuratoires très élevées, en ce qui concerne l'élimination de la pollution carbonée, des matières en suspension et des formes réduites de l'azote.

Les filtres plantés de roseaux assurent le traitement des eaux usées brutes domestiques simplement dégrillées. Le procédé consiste à développer une biomasse épuratrice fixée dans des conditions aérobies sur des massifs filtrants (graviers au 1er étage, sables au 2ème étage). Ces derniers offrent un support au développement de bactéries (biomasse) et assurent la rétention physique des matières en suspension (développement d'une couche de boues en surface des filtres du premier étage).


Les éléments constitutifs du traitement par filtres plantés de roseaux




Relevage général

Pour des raisons topographiques, l'ensemble des eaux usées brutes collectées peut faire l'objet d'un relevage par pompage. L'équipement est le plus souvent constitué de deux ou trois pompes précédées d'un dégrilleur grossier. Le fonctionnement des pompes est régulé par des poires de niveau ou des sondes (ultrasons, radar, pression), et peut également être contrôlé via un automate.

Déversoir d'orage

Lorsque la nature du réseau le justifie, un déversoir d'orage est mis en place en tête de station. De préférence, il est positionné en aval du dégrillage de façon à permettre au moins un prétraitement des eaux surversées. Parfois, le déversoir en tête de station est constitué par la surverse du poste de relevage (trop plein).

Positionné dans l'enceinte de la station, le déversoir d'orage fait partie intégrante du système de traitement. Il doit être équipé de façon à pouvoir recueillir les informations d'autosurveillance réglementaires.

Prétraitements

Dégrillage

Le dégrillage constitue la première étape du traitement. Il a pour objet de retenir les éléments les plus grossiers susceptibles d'être véhiculés par le réseau, afin de protéger :

  • les divers équipements tels que le système d'alimentation séquentielle par bâchées du premier étage, les rampes d'alimentation, les éventuelles pompes de relevage ou électrovannes
  • la file boues en éliminant les déchets grossiers non biodégradables

Dans le cas des installations de petites capacités, le dégrillage est le plus souvent à nettoyage manuel. On privilégie un dégrilleur automatisé dans le cas des stations d'épuration de plus de 500 EH.

Dessablage

Le dessablage, qui a pour objet de retenir les éléments minéraux susceptibles d'être véhiculés par le réseau (graviers, sable), constitue une étape optionnelle de prétraitement. Un dessableur s'avère particulièrement adapté, dans le cas des réseaux collectant des eaux pluviales. Son rôle est de protéger les pompes de relevage et certains dispositifs d'alimentation par bâchées du premier étage.

1er étage de filtres plantés de roseaux

Le premier étage de traitement est constitué de 3 filtres plantés fonctionnant en alternance (une phase d'alimentation pour deux phases de repos, à raison d'une rotation tous les 3 à 4 jours). Le filtre en fonction est alimenté séquentiellement par bâchées (siphon, chasse, pompe de relevage, électrovanne…). En surface, il est constitué d'une couche de gravier de 2 à 6 mm de diamètre, d'une épaisseur d'au moins 30 cm, dans laquelle ont été plantés les roseaux.

Le premier étage a pour objectif de traiter majoritairement les matières carbonées (DBO5 et DCO) et d'effectuer une nitrification partielle de l'effluent (transformation de l'ammonium NH4+ en nitrates NO3-). La forte rétention des MES en surface des filtres, crée une couche de boues qui s'accumule et se minéralise sur une période de 10 à 15 ans, avant d'être curée.

Alimentation séquentielle (par bâchées)

L'ouvrage d'alimentation séquentielle recueille les eaux usées brutes prétraitées en amont du 1er étage. Le "niveau haut" détermine l'envoi d'une bâchée sur le filtre alimenté. L'alimentation par bâchées est indispensable au bon fonctionnement du système en permettant :

  • de répartir, de manière homogène, les effluents sur toute la surface du filtre alimenté
  • d'assurer une bonne dégradation de la pollution et une minéralisation des boues par renouvellement de l'oxygène au sein du massif
  • d'éviter un colmatage des filtres plantés

Il existe plusieurs types d'alimentation sequentielle:

  • siphon auto-amorçant, chasse: il fonctionne de façon autonome, sans apport d'énergie. Il est privilégié chaque fois que la topographie le permet (alimentation gravitaire).
  • pompes d'alimentation: dès lors que la topographie ne permet pas une alimentation gravitaire du premier étage.
  • électrovannes d'alimentation: les eaux usées prétraitées remplissent une bâche dont la vidange est commandée par une mesure de niveau haut. L'atteinte de ce niveau commande l'ouverture d'une électrovanne, qui permet la vidange gravitaire de la bâche sur le filtre alimenté du premier étage.
Alternance: dispositif de sélection du filtre en alimentation

Le changement de filtre en alimentation a pour objet d'alterner les phases de repos et d'alimentation sur les différents filtres. Cette alternance est indispensable au bon fonctionnement des filtres, en permettant :

  • l'oxygénation des filtres
  • l'infiltration et le ressuyage de chaque bâchée
  • la minéralisation des boues

La durée des phases d'alimentation est de 3 à 4 jours.

Distribution: dispositif de répartition des effluents

Le dispositif de répartition doit assurer une distribution homogène des effluents à la surface du filtre en alimentation, afin d'éviter les surcharges ou sous-charges localisées qui perturberaient la croissance des végétaux et les performances épuratoires du premier étage.

Roseaux - Gestion des boues

Les roseaux luttent contre le colmatage du massif filtrant en perçant la couche de boues accumulées en surface. Ils assurent une vitesse d'infiltration correcte et une répartition homogène de toute la bâchée envoyée sur le filtre. Ils favorisent également la croissance d'une biomasse épuratrice riche au voisinage de la rhizosphère (système racinaire).

Pour assurer leur bon développement, les roseaux sont régulièrement coupés. Le faucardage est réalisé une fois par an.

2ème étage de filtres plantés de roseaux

Le deuxième étage de traitement est le plus souvent constitué de 2 filtres plantés fonctionnant en alternance (une phase d'alimentation pour une phase de repos, à raison d'une rotation tous les 3 à 4 jours). Le filtre est alimenté séquentiellement par bâchées (siphon, chasse, pompe de relevage, électrovanne…).

Le deuxième étage a pour objectif d'affiner le traitement des matières carbonées (DBO5 et DCO) et des matières en suspension. Il permet par ailleurs un complément non négligeable de la nitrification (transformation de l'ammonium NH4+ en nitrates NO3-).

L'alimentation séquentielle (par bâchées), l'alternance, la distribution et les roseaux ont la même fonction que sur le premier étage. Cependant, et contrairement au premier étage qui est alimenté par des eaux brutes, le deuxième étage est alimenté par des eaux partiellement traitées.

Autosurveillance

L'autosurveillance relève des obligations réglementaires imposées à l'exploitant du système d'assainissement. Elle a pour objet de permettre aux Services de Police de l'Eau et de l'Agence de l'Eau concernés de s'assurer du respect des niveaux de rejets et des performances épuratoires.

La mesure de débit a pour but de comptabiliser le volume d'eau traitée par la station. La mesure est généralement réalisée grâce à la présence d'un canal venturi ou d'un déversoir (sortie station), ou d'une mesure électromagnétique sur canalisation (entrée station).

Dans le cas des ouvrages de types filtres plantés de roseaux, le dispositif de mesures de débit est généralement placé en sortie station (canal de jaugeage). En fonction de la taille de l'agglomération d'assainissement, un débitmètre est mis en place, afin de mesurer en continu les débits rejetés et de totaliser quotidiennement les flux. Pour les stations de capacité inférieure à 120 kg de DBO5/j (soit < 2000 EH), les bilans d'autosurveillance sont généralement réalisés avec des équipements portatifs.


Source: EPNAC, FNDAE (Schéma)
Département de la Haute-Loire
FEDER Agence de l'Eau Loire-Bretagne
Département de la Haute-Loire FEDER Agence de l'Eau Loire-Bretagne
adresse: http://www.ode43.fr/index.php?page=98

Médias

Filtres plantés de roseaux (LE BRIGNON - Ussel - 180 équivalents habitants)

http://www.ode43.fr/media.php?id=1007
Filtres plantés de roseaux (MALREVERS - Le Bourg - 450 équivalents habitants)

http://www.ode43.fr/media.php?id=1011
Filtres plantés de roseaux (BEAUNE-SUR-ARZON - Argentières - 150 équivalents habitants)

http://www.ode43.fr/media.php?id=1012
Filtres plantés de roseaux (LE PERTUIS - Le Bourg - 500 équivalents habitants)

http://www.ode43.fr/media.php?id=1013
Filtres plantés de roseaux en construction (SAINT-JUST-MALMONT - Malmont - 500 équivalents habitants)

http://www.ode43.fr/media.php?id=976

Téléchargement