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Performances épuratoires du filtre Bambou-Assainissement® pour le traitement d'effluents de l'industrie agro-alimentaire

29 novembre 2013 Paru dans le N°366 à la page 125 ( mots)
Rédigé par : Marie CALVEZ, Frédéric PANFILI, Charles PERRIN et 2 autres personnes

Un dispositif de traitement d'effluents agro-alimentaires par phytoépuration utilisant les bambous a été installé en 2010 chez un fabricant de boissons non alcoolisées. Le pilote à l'échelle industrielle a été exploité et suivi de manière à optimiser son fonctionnement et son dimensionnement et à valider ses performances épuratoires. L?effluent à traiter est chargé en matières organiques très biodégradables (de l'ordre de 3 000 +/- 700 mg/l en DCO et un ratio moyen DCO/DBO5 de 2). Les rendements épuratoires pour la DCO, la DBO5, les MES sont en moyenne de 90 %, 93 % et 84 % respectivement avant optimisation du traitement et 97 %, 97 %, 95 % après optimisation. La qualité de l'eau traitée après optimisation permet un rejet vers le milieu naturel.

Le traitement des effluents industriels par phytoépuration est encore peu développé en France alors qu'il l’est pour les effluents domestiques. Dans l’industrie agro-alimentaire, ceci s’explique notamment par la difficulté de traiter des effluents très chargés en matières organiques qui, bien que très biodégradables, nécessitent des surfaces de traitement importantes. La phytoépuration a pourtant de forts atouts en termes de coûts d’investissement et de fonctionnement, d’un point de vue technique (robustesse et simplicité d’exploitation) et en termes d’impact sur l'environnement.

Phytorem est une entreprise spécialisée dans la phytoépuration avec des plantations de bambous. Elle a développé et fait breveter en 2002 un procédé de traitement novateur : le Bambou-Assainissement®. Initialement, ce procédé a été conçu pour le traitement d’effluents domestiques et agricoles sur sol en place.

Eau et Industrie, bureau d'études spécialisé dans le cycle de l'eau, souhaitait développer son expertise sur les technologies de phytoépuration afin de conseiller au mieux ses clients au regard de leur problématique et des possibilités de traitements existants.

Phytorem et Eau et Industrie se sont associés à trois autres entreprises européennes pour répondre à l’appel à projets « call CIP-EIP-ECO-Innovation-2008 » du 11/09/2008 lancé par l'agence pour la compétitivité et l'innovation.

[Photo : Encadré 1 : principe de la phytorémédiation impliquant les bambous]

Competitiveness and Innovation (EACI), qui fait partie du programme-cadre pour l'innovation et la compétitivité créé par l'Union Européenne pour la période 2007-2013. Le programme-cadre soutient des actions en faveur de la compétitivité et de la capacité d’innovation. Il encourage en particulier l'utilisation des technologies de l'information, des écotechnologies et des sources d’énergie renouvelables.

La priorité est portée sur les petites et moyennes entreprises (PME) et l’éco-innovation. Le projet market replication of Bamboo Remediation of Food Industry Effluent Grey WATER for re-use : Briter-Water a été approuvé le 6 février 2009 et s'est déroulé sur 3 ans du 01/09/2010 au 31/08/2012. Le budget du programme s'élevait à 1,2 M€ et a été financé à hauteur de 740 k€.

L'objectif du programme Briter-Water était de mettre en œuvre une approche intégrée chez un industriel agro-alimentaire visant :

  • • à optimiser l'utilisation de l'eau au sein de l'usine, le choix des produits de lavage et les process industriels,
  • • à tester en conditions réelles un système de phytoépuration utilisation de bambous où la biomasse des chaumes de bambous est le principal sous-produit de la dépollution,
  • • à déterminer l'impact environnemental du système testé,
  • • à optimiser le système de traitement en vue de sa commercialisation.

Un pilote à l’échelle industrielle a été installé et suivi pendant deux années : le système de traitement est un Filtre étanche Planté de Bambous (Filtre Bambou-Assainissement® – FBA) à deux étages superposés : un étage planté où la charge polluante organique est dégradée par les micro-organismes fixés sur le support de culture et le système racinaire des bambous, et un étage constitué par un lit de gravier permettant le drainage du système qui complète l’action du 1ᵉʳ filtre en favorisant la dénitrification (lit semi-horizontal). (Voir encadré et photo 1).

Briter-Water est un vrai projet de développement durable où l’analyse du cycle de vie FBA a été une part importante du programme, permettant non seulement de caractériser l’efficacité épuratoire mais également de quantifier l’impact du système sur divers paramètres environnementaux (séquestration du carbone, potentiel d’eutrophisation…) et son intérêt économique. Le présent article se focalisera principalement sur les performances épuratoires du FBA.

Le consortium du projet Briter-Water était composé des partenaires suivants :

  • • Phytorem – France : conception et mise en œuvre du site pilote et du dispositif de suivi, exploitation et valorisation de la biomasse de bambou,
  • • Eau et Industrie – France : optimisation des rejets d’effluents, monitoring de leur qualité en amont du traitement bambous et suivi de l’efficacité épuratoire du système bambous intensif,
  • • BeOne – WhiteBlue Consulting – Allemagne : analyse du cycle de vie avant et après projet pilote,
  • • EurExcel – Royaume-Uni : gestion de projet, diffusion de l'information, coordination des partenaires.

Le pilote a été implanté chez le partenaire industriel du projet : un important fabricant européen du secteur de la boisson. L’activité de l'usine génère près de 800 m³ d’eaux usées par jour. Tout au long du projet, l'usine a été impliquée dans l’exploitation du pilote et le suivi des performances d’assainissement.

La construction du filtre planté de bambous a commencé en avril 2010. Les travaux de construction ont duré environ 4 mois d’avril à juillet 2010. Les principales étapes de mise en place du FBA ont été : le terrassement, la mise en place de l’étanchéité du filtre, l’installation, le remplissage du filtre avec les différentes couches de granulats, l’installation de réseau d’irrigation et la plantation de bambous. (voir photo 1)

[Photo : Filtre Bambou-Assainissement® mis en place dans le cadre du projet Briter-Water. Photographie prise en octobre 2012 soit environ 2 ans après la plantation des bambous.]
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[Photo : Figure 1 : Vue en coupe du filtre planté de bambous.]
[Photo : Photo 3 : Irrigation du filtre.]
[Photo : Photo 2 : a : terrain avant travaux ; b : mise à niveau du terrain ; c : mise en place des différentes couches ; d : mise en place du dispositif d'irrigation ; e : plantation des bambous.]

Les caractéristiques principales du FBA sont les suivantes (voir Figure 1 et Photo 3) :

• L'emprise totale est d’environ 2000 m² (18 × 83 m) avec une surface effective de traitement de 1500 m² fractionnée en trois sous-parcelles de 500 m².

• Le FBA est totalement étanche (feutre anti-poinçonnant 300 g/m² et membrane étanche en PEHD 2 mm).

• Les drains du filtre sont prolongés par des cheminées d’accès qui dépassent de 40 cm par rapport au TN du sol reconstitué ; elles se terminent par un chapeau d’aération facilement démontable.

• La couche de drainage est en gravier lavé-roulé 20/40 sur 30 cm d’épaisseur.

• La couche de transition de 10 cm d’épaisseur en gravillon siliceux est mise en place entre la zone de gravier et le sol reconstitué de la couche superficielle.

• Le substrat de croissance (i.e. sol reconstitué) est un mélange de sable et de pouzzolane ; l’épaisseur finie de cette couche est de 60 cm.

• La perméabilité est de l’ordre de 300 mm/j ; le filtre est dimensionné pour traiter ponctuellement jusqu'à 100 m³/j d’effluents.

• Le paillage est composé de matériaux de tourbe et de pouzzolane sur une épaisseur de 5 cm.

• L'apport des eaux est réalisé en surface.

[Photo : Figure 2 : Vue du logiciel d’acquisition des données.]
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[Photo : Instrumentation du suivi.]
  • le flux d’effluents à traiter est vertical,
  • les épandages sont gérés grâce à un automate et à un jeu de vannes motorisées qui permet l'épandage sur une, deux voire trois sous-parcelles simultanément ; l'épandage est réalisé par pompage et les parcelles de bambous sont alimentées par des réseaux d'irrigation du type micro-aspersion auto-régulant,
  • les eaux traitées collectées rejoignent le milieu naturel ou peuvent être recirculées,
  • trois espèces de bambous sont plantées.

Le FBA a été mis en service en septembre 2010. Le suivi a débuté en septembre 2010 et a fini en août 2012. Les objectifs du suivi réalisé étaient de :

  1. déterminer les performances épuratoires,
  2. tester les limites du FBA,
  3. optimiser l'efficacité et le fonctionnement du système en vue de sa commercialisation.

Un suivi quantitatif et qualitatif des eaux en entrée et sortie du FBA a été réalisé. En complément, un certain nombre de paramètres susceptibles d’avoir une influence sur le traitement ont également été suivis (températures de l’air et du sol reconstitué, humidité et teneur en oxygène dans le sol reconstitué...).

L'ensemble des données mesurées en continu ont été enregistrées par un logiciel développé par l'entreprise Barrault-Recherche (voir figure 2).

Les principaux résultats obtenus sur le rendement épuratoire, l'efficacité et les limites du FBA sont présentés ci-après paramètre par paramètre.

pH

La figure 3 présente la variation moyenne du pH tout au long de la période de surveillance.

À l'entrée, le pH est inférieur à la limite de 5,5 (pendant au moins 1 min) 31,1 % du temps sur la durée du suivi et supérieur

[Photo : Variation du pH en entrée et sortie de filtre.]
[Photo : Variation de la température du sol au cours des hivers 2010-2011 et 2011-2012.]
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[Photo : Figure 5. La charge hydraulique quotidienne et le volume traité cumulé de l’effluent pendant la durée de l’expérimentation.]

Les bambous, bien que temporairement affectés par le froid, ont de très bonnes capacités de résilience (voir photo 5).

Paramètre hydraulique

La figure 5 présente la charge hydraulique quotidienne et le volume traité cumulé de l’effluent pendant la durée de l’expérimentation.

Au cours de cette expérimentation, 21 138 m³ d’effluent ont été répartis sur le filtre, ce qui représente une moyenne de 30 m³/j, soit une lame d’eau moyenne de 20 mm/jour. Toutefois, dans la pratique, les apports ont varié de 0 à plus de 100 m³/j, pour tester les limites du filtre et faire face aux conditions réelles d’exploitation (pic de production, panne, etc.).

Le pH dépasse 8,5 (pendant au moins 1 min) 2,6 % du temps sur la durée du suivi.

À la sortie du FBA, le pH est neutralisé et varie entre 6 et 7.

Température

Les températures de l’air et du sol ont été surveillées en continu tout au long du suivi. Les hivers dans la région du site suivi sont très froids. En effet, au cours de l’hiver 2010-2011, la température de l’air atteint jusqu’à −15 °C. Pendant l’hiver 2011-2012, l’hiver a été encore plus froid et le sol est resté gelé pendant 8 jours consécutifs en février 2012. Au cours de cette période, la température de l’air atteint régulièrement −10 à −12 °C et la température du sol atteint alors environ −3 °C.

Les figures 4a et 4b présentent la température du sol au cours des hivers 2010-2011 et 2011-2012.

La répartition des charges hydrauliques est la suivante (figure 6) :

  • • le filtre est au repos un tiers du temps ;
  • • la fréquence des charges hydrauliques de 0 à 60 m³/j est très similaire pour chaque classe de dizaines. Cela signifie que chaque ordre de grandeur dans cette gamme a été testé ;
  • • 14 % du temps, les charges hydrauliques apportées sont supérieures à 60 m³/j. Ces volumes ont été apportés en décembre 2010 et en juillet 2011 ;
  • • environ 3 % du temps, la charge hydraulique est supérieure à 100 m³/j. Cela correspond à des surcharges accidentelles mais cela représente environ 22 % du volume total apporté pendant l’expérimentation.
[Photo : Figure 6. Charge hydraulique appliquée en termes de fréquence et cumulée.]
[Photo : Figure 7. Variation de la concentration en DCO en entrée et sortie du filtre et du rendement épuratoire.]

L’influence de la charge hydraulique sur la performance d’élimination de la DCO sera…

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Le fonctionnement des vannes électriques de répartition (apports > 100 m³/j) représente les limites hydrauliques du filtre. Entre le 20/09/10 et le 19/04/11, sans optimisation du système, la concentration de sortie moyenne est de 379 mg/l (écart-type : 149 mg/l). Les résultats étaient encourageants, mais insuffisants au regard des normes de rejet réglementaires. Par conséquent, le système a été optimisé par fertilisation. L’activité biologique est favorisée lorsque les effluents sont bien équilibrés d’un point de vue nutritif.

[Photo : Variation de la concentration en DBO₅ en entrée et sortie du filtre, discutée dans le point suivant.]

Demande chimique en oxygène

La figure 7 montre la concentration en DCO de l’effluent brut et de l’effluent traité, ainsi que l’efficacité d’élimination de la DCO par le filtre. Les ajouts d’éléments nutritifs sont également notés pour information.

La DCO des effluents bruts est en moyenne de 3 690 mg/l. Néanmoins, des pics compris entre 5 000 mg/l et 10 000 mg/l ont été observés, sans doute liés à la destruction de produits finis invendus. La concentration de sortie est en moyenne de 300 mg/l hors optimisation. Au cours de l’expérimentation, on distingue plusieurs phases ; les pics de concentration en sortie correspondent à des surcharges hydrauliques accidentelles dues à un dysfonctionnement des vannes électriques de répartition (apports > 100 m³/j), révélant ainsi les limites hydrauliques du filtre.

[Photo : Variation de la concentration en MES en entrée et sortie du filtre et du rendement épuratoire.]

Les effluents générés par l’industrie alimentaire sont souvent riches en matières organiques, mais pauvres en azote et en phosphore. Pour améliorer le traitement de la matière organique, il est crucial d’équilibrer l’effluent avec un apport d’azote et de phosphore. Une analyse statistique des données de la première période a permis de déterminer les quantités optimales de ces nutriments pour améliorer l’élimination de la DCO.

Plusieurs méthodes de fertilisation ont été testées :

  • fertilisation manuelle par apport d’engrais minéral sur la plantation ;
  • fertilisation automatique par injection d’azote et de phosphore au refoulement de la pompe d’eau brute.

Les rendements obtenus lors de ces deux phases diffèrent ; l’apport de nutriments a permis d’optimiser le système.

[Photo : Variation de la concentration en azote en entrée et sortie du filtre.]
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[Photo : Figure 11 : Concentrations des différentes formes d’azote (TN azote total, l’azote total Kjeldahl NTK, N-NO3, nitrate et N-NO2, nitrite) en entrée de filtre.]

déterminer les limites du filtre et de valider des ratios de dimensionnement.

Demande biologique en oxygène

La figure 8 montre la concentration de DBO, en entrée et en sortie du FBA.

Le suivi de ce paramètre est moins régulier que pour la DCO. Néanmoins, les grandes tendances sont identiques.

Le rapport entre les eaux usées brutes DCO/DBO est d’environ 2, ce qui indique que la pollution organique est facilement biodégradable. Ceci est typique d’un traitement des eaux usées provenant de l’industrie alimentaire.

L’efficacité épuratoire reste notable avec une concentration de sortie en DCO toujours inférieure au seuil réglementaire de 300 mg/l.

La concentration de sortie oscille entre 150 et 50 mg/l de DCO après optimisation.

L’efficacité d’élimination avant l’optimisation du traitement était d’environ 90 %. Après la première optimisation, l’élimination était d’environ 99 %. Suite à la mise en place de la fertilisation automatique, l’abattement moyen sur la DCO est d’environ 97 %.

À noter que l’efficacité diminue fortement par période de grand froid et en cas de surcharge hydraulique. Le pilote a permis de tester le comportement du filtre et de définir les surcharges hydrauliques.

Conclusion sur le dimensionnement

Le pilote a permis d’appliquer différentes charges de DCO par unité de surface pour tester la réponse du filtre. Ceci a permis de déterminer les limites du filtre et de valider des ratios de dimensionnement.

[Photo : Figure 12 : Concentrations des différentes formes d’azote (TN azote total, l’azote total Kjeldahl NTK, N-NO3, nitrate et N-NO2, nitrite) en sortie de filtre.]

Les rendements d’efficacité sur l’élimination de la DBO sont les suivants :

• environ 93 % avant l’optimisation du traitement,

• autour de 99 % après la première optimisation,

• autour de 97 % après la fertilisation automatique.

Matières en suspension

La figure 9 montre la concentration en Matières en Suspension (MES) de l’effluent brut et de l’effluent traité. Elle montre également l’efficacité d’élimination des MES par le filtre.

La concentration moyenne en MES en entrée de station est de 168 mg/l. La concentration en MES à l’entrée est très variable, sans saisonnalité, avec des pics occasionnels.

[Photo : Figure 13 : Variation de la concentration en azote en entrée et sortie du filtre.]
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[Photo : Figures 14 : Variation des concentrations en polluant avant traitement et après traitement avec et sans optimisation (a DCO, b DBO, c MES, d NGL, e PT).]
[Photo : Figure 15 : Rendement d’élimination des polluants avant et après optimisation.]

La concentration globale de sortie est de 38 mg/l en moyenne. Le profil de la concentration MES est très similaire au profil de la DCO (et DBO5).

On observe le même phénomène que pour la DCO et la DBO5, avec un impact bénéfique de l’ajout d’éléments nutritifs sur l’efficacité d’élimination et donc la qualité de l’effluent traité.

Les rendements d’élimination sont les suivants :

* environ 84 % avant l'optimisation du traitement, * autour de 91 % après la première optimisation, * autour de 95 % depuis la fertilisation automatique.

L’azote

La figure 10 montre la concentration en azote global (NGL) de l’effluent brut et de l’effluent traité.

NB : l’efficacité d’élimination n’est pas calculable dans notre cas puisqu’elle est modifiée par la fertilisation qui ajoute de l’azote. La concentration en NGL en entrée est de 16 mg/l en moyenne (écart-type de 5 mg/l).

La concentration en NGL à l’entrée n'est pas très variable, sans saisonnalité. Certains pics très rares peuvent se produire. Les effluents sont très carencés en azote, le ratio moyen est de 100/0,7.

La figure 11 montre les concentrations des différentes formes d’azote (NGL azote global, azote total Kjeldahl NTK, N-NO₃ nitrate et N-NO₂ nitrite) à l'entrée :

L'azote est essentiellement sous la forme d’azote organique. En effet, l’azote total Kjeldahl (azote organique et azote ammoniacal) représente près de 62 % en moyenne de l’azote total et l’azote ammoniacal lui-même représente 1 % en moyenne de l’azote total. Le reste de l'azote est sous forme de nitrate (37 % en moyenne) et une petite partie sous forme de nitrite (1 % en moyenne).

Ceci est typique des eaux usées des industries agroalimentaires : l’azote organique provient des restes de la chaîne de production, une petite partie qui commence à être ammonifiée et le nitrate provient de l’acide nitrique qui est utilisé pour les procédés de

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[Photo : Bambouseraie à travers les saisons]

Nettoyage des outils de production.

L’activité des micro-organismes dépend du ratio DBO/NTK. Le rapport doit être optimal pour permettre le meilleur traitement de la pollution organique. En moyenne, le rapport DBO/NTK est d’environ 100/0,7. Ce rapport est très faible en comparaison avec le taux théorique recommandé de 100/5 pour un traitement biologique intensif type boues activées.

Un premier essai de fertilisation (fertilisation manuelle du filtre) a permis de remonter le rapport DBO/NTK à 100/0,8, soit 16 % de plus.

Par la suite, la mise en place d’une fertilisation automatique a permis de corriger le rapport DBO/NTK à 100/0,83, soit 30 % de plus par rapport à l’effluent brut.

La concentration moyenne en NGL en sortie de station est de 8,7 mg/l en moyenne (écart-type de 7,6 mg/l). L’efficacité d’élimination est d’environ 43 % en moyenne.

La figure 12 montre les concentrations des différentes formes d’azote (TN azote total, azote total Kjeldahl NTK, N-NO₃ nitrate et N-NO₂ nitrite) en sortie de FBA.

L’azote est principalement sous la forme d’azote total Kjeldahl (azote organique et ammoniacal).

La concentration en nitrate à la sortie est très faible ; sur 92 % des mesures, la concentration en nitrate est inférieure à 1 mg/l. La concentration d’ammonium est également très faible, inférieure à 1 mg/l pour 68 % des mesures.

Dans le sol, l’azote organique est ammonifié. L’ammonium est alors assimilable par les micro-organismes et les plantes. L’ammonium est nitrifié et le nitrate assimilé par les micro-organismes et les plantes ou dénitrifié dans des conditions anaérobies (au fond du filtre).

Le phosphore

La figure 13 montre la concentration en phosphore total de l’effluent brut et de l’effluent traité. Les ajouts d’éléments nutritifs sont également notés pour plus d’informations.

NB : L’efficacité d’élimination n’est pas calculée ici parce qu’elle est modifiée par la fertilisation.

La concentration en phosphore total en entrée de filtre est de 2,6 mg/l en moyenne (écart-type de 0,9 mg/l). La concentration en phosphore total à l’entrée est variable, mais sans aucune saisonnalité. Certains pics ou baisses très rares peuvent se produire.

Seule une petite partie de la quantité totale de phosphore est sous la forme d’orthophosphates : autour de 6 % en moyenne. Le reste du phosphore se trouve sous la forme de phosphore organique ou d’autres ions phosphate. Le phosphore organique doit être minéralisé pour être disponible pour le micro-organisme et les plantes. Lorsque des pics de phosphore se produisent, ils sont principalement dus aux orthophosphates.

L’activité des micro-organismes dépend du ratio DBO/PT. Le rapport doit être optimal pour permettre le meilleur traitement de la pollution organique. En moyenne, le rapport DBO/PT de l’effluent brut est d’environ 100/0,17. Ce rapport est très faible en comparaison avec le taux recommandé de 100/1 pour le traitement biologique dans un système de boues activées.

Après les fertilisations, le ratio DBO/PT a été élevé à 100/0,41, soit 134 % de plus.

tableau 1 : Les principaux résultats des tests d’écotoxicologie sur Daphnies réalisés en mai 2011

Date May 2011 May 2011 July 2012 July 2012
Raw waste Treated Raw waste Treated
Substances water water water water
Inhibitive matter
Concentration immobilisant
50 % des Daphnies en 24 h 43,1 % > 90,0 % 11,0 % no immobilisation
Equitox content 2,32 equitox/m³ < 1,10 equitox/m³ 9,10 equitox/m³ no immobilisation
Chemical Oxygen Demand 2 080 mg/l < 30 mg/l 7 140 mg/l 195 mg/l
Biochemical Oxygen Demand 1 200 mg/l 5 mg/l 2 800 mg/l 90 mg/l
Suspended solid 86 mg/l 11 mg/l 520 mg/l 33 mg/l
Total nitrogen 6,5 mg/l 17,0 mg/l 25,5 mg/l < 3 mg/l
Total phosphorus 2,6 mg/l 0,2 mg/l 8,5 mg/l 1,4 mg/l
Chromium < 5,00 µg/l < 5,00 µg/l 10,00 µg/l < 10,00 µg/l
Copper 18,00 µg/l 5,41 µg/l 320,00 µg/l < 20,00 µg/l
Nickel < 10,00 µg/l 55,50 µg/l 30,00 µg/l 20,00 µg/l
Lead < 5,00 µg/l < 5,00 µg/l 50,00 µg/l < 10,00 µg/l
Zinc 223,00 µg/l 28,60 µg/l 1 330,00 µg/l 120,00 µg/l
Chloroform 25,00 µg/l < 1,00 µg/l 2,10 µg/l < 2,00 µg/l
Nonylphenol 3,52 µg/l 1,81 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l
NP1OE < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l
NP2OE < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l
Octylphenol < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l
OP1OE 0,35 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l
OP2OE < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l < 0,10 µg/l
Fluoranthene < 0,01 µg/l < 0,01 µg/l < 0,01 µg/l < 0,01 µg/l
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Le tableau 2 : Concentration à l’entrée, à la sortie avec et sans optimisation et la cible ainsi que les efficacités d’élimination

DCO3011 mg/l379 mg/l
2341-3681 mg/l230 à 528 mg/l
DBO51690 mg/l130 mg/l
1190-2190 mg/l80-180 mg/l
MES168 mg/l46 mg/l
28 à 308 mg/l5 à 85 mg/l
NGL16 mg/l8,7 mg/l
11 à 21 mg/l1,1 à 16,3 mg/l
Pt2,6 mg/l0,5 mg/l
1,7 à 3,5 mg/l0,2 à 0,8 mg/l
90 %57 mg/l7 %
39 à 75 mg/l
93 %17 mg/l7 %
7-27 mg/l
84 %19 mg/l95 %
0,4 mg/l
43 %8,7 mg/l
1,1 à 16,3 mg/l de (N)
78 %0,5 mg/l
0,2 à 0,8 mg/l de (P)

La concentration en phosphore total en sortie de filtre est de 0,5 mg/l en moyenne (écart type de 0,3 mg/l) et est toujours inférieure à 2 mg/l. L’efficacité d’élimination est d’environ 78 % en moyenne. La concentration de phosphore total à la sortie ne présente aucun caractère saisonnier et n’est pas affectée par l’ajout d’engrais.

Écotoxicologie et substances dangereuses pour l’environnement

En complément des analyses sur les paramètres réglementaires (DCO, DBO5, MES, NGL et PT) des tests d’écotoxicité sur Daphnies et des analyses sur les éléments traces métalliques et les micropolluants ont été réalisés en mai 2011 et en juillet 2012.

Les principaux résultats sont présentés dans le tableau 1.

Bien qu’il faudrait réaliser de nouvelles campagnes de suivi pour les paramètres figurés dans le tableau 1, les résultats indiquent que le FBA permet de supprimer le caractère écotoxicologique de l’effluent et de réduire le rejet d’un certain nombre de polluants dans le milieu récepteur (en l’occurrence un cours d’eau).

Conclusion

Le tableau 2 résume la concentration à l’entrée, à la sortie avec et sans optimisation et la cible ainsi que les efficacités d’élimination (voir figures 14 a-e et 15).

Le procédé a été optimisé dans sa mise en œuvre :

  • un apport d’engrais manuel ou une injection automatique ; ceci sera généralisé lorsque l’effluent sera carencé en NGL et PT,
  • un abandon des vannes électriques motorisées ; ce matériel ne sera plus utilisé,
  • un abandon du substrat tourbe qui induit un léger flaquage en surface par rétention des matières grossières filamenteuses de type pulpe,
  • une neutralisation des effluents bruts à l’entrée du filtre,
  • une réduction des apports par temps de froid extrême et de gel.

En dehors de ces points, le matériel utilisé a montré sa fiabilité pendant toute la durée du suivi (voir photo 5).

Dans le cadre du projet Briter-Water, le suivi du FBA de septembre 2010 à août 2012 a permis de dresser un bilan complet sur les performances épuratoire de la filière. Il a également permis de définir le dimensionnement optimal du système de traitement, et d’apporter des modifications techniques nécessaires pour assurer la fiabilité du FBA.

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