[Photo : Dispositif d’épuration gravitaire en milieu rural (64) avec batterie de filtres PT AQUA, capacité 100 E.H.]
Le procédé d’épuration des eaux usées par filtration biologique « Filtre PT AQUA », conforme à l’Avis technique 17/04-161, permet l’épuration des eaux usées domestiques en provenance d’un traitement primaire composé généralement d’une fosse septique, avant rejet direct ou indirect de l’effluent traité.
Le principe du procédé repose sur l’utilisation d’un milieu filtrant constitué de matières organiques fibreuses stables et calibrées sur une épaisseur de 0,80 m. Ce milieu filtrant très poreux possède une forte capacité de rétention d’eau et agit en combinant des propriétés de filtration, d’adsorption, d’absorption et de biofiltration.
L’effluent prétraité arrive dans un auget à basculement alterné qui le distribue de façon homogène sur la surface grâce à l’utilisation de plaques de distribution rainurées et perforées. L’épuration des effluents est réalisée lors de la percolation de ceux-ci en contact avec le milieu filtrant et en présence d’oxygène apporté par l’air qui est renouvelé grâce aux dispositifs de ventilation passive intégrés au système.
La surface du filtre est soumise à un entretien annuel de scarification pour maîtriser les phénomènes de restriction hydraulique dus à l’accumulation de matière et à l’impact de l’eau à traiter. Lorsque le système est drainé avec présence d’un fond de reprise laissé, un poste de relé
Tableau 1 : Synthèse des résultats au CSTB
| Paramètres |
Affluent (après fosse septique) |
Effluent du Filtre PT AQUA |
|
|
6 EH |
7,5 EH |
8 EH |
10 EH |
| TCH (l/m²·j) |
n.a. |
138 |
173 |
185 |
231 |
| MES (mg/l) |
86 ± 25 |
7 ± 5 |
6 ± 2 |
3 ± 2 |
7 ± 3 |
| DBO₅ (mg/l) |
225 ± 66 |
4 ± 2 |
3 ± 1 |
3 ± 1 |
5 ± 3 |
| NH₄ (mg/l) |
55 ± 15 |
1,9 ± 2,6 |
1,6 ± 1,2 |
1,1 ± 0,9 |
1,2 ± 2,7 |
| n |
31 |
10 |
6 |
9 |
4 |
La mise en œuvre du prétraitement suit les prescriptions de la norme XP P 16-603. Pour le traitement principal, une notice de montage est livrée avec chaque filtre PT AQUA et permet à l’installateur agréé (formation et assistance permanente PTWF) de suivre une démarche qualité, par exemple pour les filtres sans fond les plus utilisés :
- Les filtres sans fond sont posés sur un lit de gravier (20 à 30 cm d’épaisseur).
- Un dispositif d’échantillonnage est déposé sur ce lit de gravier de même que le support central et l’enveloppe.
- Le garnissage du filtre se fait par foisonnement du milieu filtrant compressé pour un volume final de 4 à 5 m³.
- L’installation est complétée par la pose des équipements hydrauliques constitués d’un auget basculant et de quatre plaques de distribution.
Le filtre alimenté par gravité ou non est utilisable en batterie pour le petit collectif, jusqu’à 100 EH et plus. L’usage de répartiteur gravitaire ou de pompes avec répartiteur sous pression assure alors une alimentation maîtrisée.
Le filtre PT AQUA se décline en plusieurs modèles (Cf. Avis Technique n° 17/04-161) :
- Pour 6 EH, les modèles ST-500 et STB-500, avec ou sans fond de collecte étanche, ont une enveloppe fabriquée en polyester armé de fibres de verre. Le filtre est aussi disponible avec une enveloppe en béton armé, soient les modèles ST-500b, avec fond ouvert ou non, et ST-500br avec un relevage intégré de l’effluent traité.
- Pour 8 EH, les modèles ST-650 et STB-650, avec ou sans fond, sont disponibles en version polyester seulement.
L’encombrement réduit pour ces systèmes compacts correspond à une surface de 8 à 10 m² et une hauteur totale de 1,3 à 1,7 m (fils d’eau 1 à 1,35 m), suivant les modèles. L’accès au système pour son entretien est facilité par la présence d’une trappe visible en surface.
Premier Tech et sa filiale Premier Tech Water France (PTWF) préconisent l’usage régulier du sol en polissage de l’effluent traité pour limiter les impacts en milieux sensibles, en support végétal ou pour l’infiltration.
Dimensionnement et mise en œuvre des installations
Les filtres à enveloppe polyester armés de fibres de verre sont livrables en « Kits » et ceux fabriqués en béton sont « prêts à l’emploi ». Les équipements doivent être installés, sauf protections particulières, dans un endroit exempt de circulation motorisée, accessible pour l’entretien de la filière et hors d’eau pour les modèles sans fond.
Le dimensionnement de l’installation est réalisé conformément aux prescriptions d’un guide technique Premier Tech et, par dérogation à l’arrêté du 6 mai 1996, exclusivement dans le cas d’un ANC individuel. L’intérêt pour ce système passif et compact se situe le plus fréquemment au niveau de la réhabilitation de filières avec de fortes contraintes à la parcelle. Dans les autres cas et sous avis technique, les filtres PT AQUA surpassent de loin les exigences réglementaires :
- ANC et Arrêté de mai 1996 modifié avec rejet DBO₅ et MES, 40 et 30 mg/l ;
- Assainissement collectif et Arrêté de juin 1996 et circulaire de février 1997.
La fosse septique est munie d’un préfiltre PT AQUA, constitué d’une barrière avec un pouvoir de coupure d’environ 1,7 mm et incorporant, en option, un dispositif de régulation hydraulique. Son volume minimum de 3 m³ est fixé par l’arrêté de mai 1996.
Le filtre PT AQUA, commercialisé en France par PTWF, a une capacité nominale de 6 ou 8 EH selon les modèles (charge hydraulique 18,5 cm/j) et supporte des pointes atteignant jusqu’à deux fois le débit nominal. Le système de traitement ne consomme pas d’énergie à l’exception du poste de relevage lorsqu’il est requis.
Les surfaces d’infiltration préconisées sont adaptées au type de sol, avec un bon coefficient de sécurité pour un effluent secondaire à très faible concentration carbonée, soit de 18 à 36 m² pour le 6 EH et de 24 à 48 m² pour le 8 EH.
Aptitude à l’emploi et performances en conditions normales nominales et de stress
Les eaux usées émises par les résidences isolées ou les groupes de résidences secondaires et autres installations à vocation touristique sont caractérisées par de grandes fluctuations de débit : absence d’alimentation pour des périodes variant d’une journée à quelques mois et pointe de débit atteignant jusqu’à deux fois la capacité nominale en période de forte occupation.
Pour répondre à ce type de contraintes, Premier Tech propose des fosses septiques préférentiellement régulées et des filtres passifs résistant à ce type de stress. Afin de démontrer la stabilité de ses filtres, tant en individuel qu’en petit collectif, Premier Tech n’a pas hésité à soumettre ses équipements à des organismes de contrôle publics :
- En France, dans le cadre de l’Avis Technique du CSTB, durant une période de 28 mois (cf. résultats au tableau 1).
Tableau 2 : Résultats obtenus sur les plateformes de certification NSF et BNQ
| Paramètres |
Plateforme NSF |
Plateforme BNQ |
|
Affluent* |
Effluent |
Affluent* |
Effluent |
| TCH (l/m²·j) |
350 |
350 |
221 |
221 |
| MES (mg/l) |
170 ± 373 |
2 ± 0,7 |
237 ± 53 |
2 ± 0,3 |
| DBO₅ (mg/l) |
138 ± 158 |
2 ± 0,3 |
237 ± 64 |
2 ± 0,8 |
| Coliformes fécaux /100 ml ** |
236 400 |
948 |
1 500 000 |
630 |
| n |
115 |
– |
108 |
– |
* Affluent brut** Moyenne géométrique.
Aux États-Unis, en suivant le protocole de la norme ANSI/NSF-40 pour une période de 26 semaines incluant quatre périodes de stress pré-établies : journées de lessive, parents au travail, panne électrique et vacances. Les résultats obtenus sont présentés au tableau 2.
Au Québec, en suivant le protocole de la norme NQ 3680-910 pour une période de 12 mois et incluant les mêmes types de stress. Les résultats des dix premiers mois figurent également au tableau 2.
De plus, afin de démontrer la grande stabilité du procédé, Premier Tech a soumis ses filtres à des conditions de stress typiquement représentatives de l’habitat secondaire et touristique (alimentation intermittente avec pointe jusqu’à deux fois le débit nominal). Ces essais ont été réalisés sur la plateforme de NSF pour une période de sept semaines.
Tableau 3 – Résultats obtenus en conditions de stress intense (NSF)
| Description |
1,7 x débit nominal (543 L/m² · j) |
2,0 x débit nominal (652 L/m² · j) |
| Après un arrêt de 2 à 3 jours |
|
|
| MES (mg/L) : 2 ± 0,0 |
MES (mg/L) : 2 ± 0,7 |
| DBO₅ (mg/L) : 2 ± 0,0 |
DBO₅ (mg/L) : 2 ± 0,4 |
| Coliformes fécaux (/100 mL) : 4 500 |
Coliformes fécaux (/100 mL) : 2 885 |
| n : 6 |
n : 4 |
*Moyenne géométrique.
Suite de l’essai standard de six mois. Le tableau 3 illustre sans équivoque la robustesse du procédé avec des concentrations en MES et DBO₅ de 2,0 mg/L.
Conclusions et perspectives
Les essais et études, autocontrôles et contrôles publics, réalisés tant en France qu’à l’étranger depuis plus de dix ans, ainsi que les nombreuses références de chantiers, permettent d’attester de l’efficacité du Filtre PT AQUA. Même en conditions de stress et sous réserve de respecter les prescriptions d’usage, d’installation et d’entretien annuel (scarification de surface), la qualité des effluents rejoignant le sol ou le milieu récepteur est toujours excellente (2 à 4 mg/L pour la DBO₅ et les MES, et une nitrification quasi totale). Rappelons que le Filtre PT AQUA ne consomme pas d’énergie et que le renouvellement du milieu filtrant recyclable peut dépasser dix ans, en fonction des conditions d’utilisation.
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