1 Les filtres plantés de roseaux, le lagunage naturel et leurs associations: comment?, pourquoi? Journées d’appui 2007/2008 Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier Catherine BOUTIN [email protected]Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier PLAN Filtres plantés de roseaux à flux vertical: FPRv à flux horizontal: FPRh comparaison FPRv / FPRh Le lagunage naturel comparaison FPRv / lagunage naturel Associations FPRv + lagunes lagunes + FPRv Exemple
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Les filtres plantés de roseaux, le lagunage naturel et ...engees.unistra.fr/uploads/media/journ_eappui20072008.pdf · massif, dimensionnement ... Conception/ construction séparatif
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Les filtres plantés de roseaux,le lagunage naturel et leurs associations:
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
PLAN
� Filtres plantés de roseaux � à flux vertical: FPRv� à flux horizontal: FPRh� comparaison FPRv / FPRh
� Le lagunage naturel� comparaison FPRv / lagunage naturel
� Associations� FPRv + lagunes� lagunes + FPRv
� Exemple
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
disponible sur sites internet
Agences et Cemagref
N°hors série, 2004
2005
Filtres plantés de roseaux à flux vertical: Filtres plantés de roseaux à flux vertical: FPRvFPRv
3 Documents3 Documents
disponible sur sites:intranet du ministère chargé de l’agricultureCemagref de Lyon
2007
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
Extrait, AE RMC
Alimentation alternée et séquencée
Milieu insaturé et présence d’Oxygène
Apport d’eaux usées brutes possible
Garnissage gravier /sable
Plusieurs massifs et plusieurs étages
Filtres plantés de roseaux à flux vertical: Filtres plantés de roseaux à flux vertical: FPRvFPRv
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
1er étage:1,2 m2/hab en 3 massifs• 300 gDCO.m-2.j-1sur le filtre en fct• 0,37m à 0,50m.j-1sur le filtre en fct(alimentation/repos:3-4j/7j)
2eme étage0,8 m2/hab en 2 massifs (alimentation/repos: 7j/7j)
Gravier fin
Sable et gravier fin
Filtres plantés de roseaux à flux vertical: Filtres plantés de roseaux à flux vertical: FPRvFPRv
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
EXTRAIT Cadre Guide CCTPEXTRAIT Cadre Guide CCTPArt 2:Art 2: « Capacité de traitement et domaine de traitement ga ranti »o art 2.1: capacité de traitement
Charges organiques définies par temps sec;Charges hydrauliques définies par temps sec et temps de pluie:
Qnominal/h= 4*Qts/h
FPRvFPRv et réseau unitaire possible si et réseau unitaire possible si CONTRÔLE des débitsCONTRÔLE des débits
« La filière filtres plantés de roseaux à flux vertical » est, dans la famille des CFSF, la seule à accepter des charges hydrauliques issues d’un réseau unitaire.En absence d’eaux claires parasites en réseau unitaire, le traitement d’eau de pluie sans dégradation de la qualité du rejet ni surdimensionnement est possible. Les connaissances actuelles proposent, comme débit horaire nominal, la valeur de 4 fois le débit horaire de temps sec. »
Filtres plantés de roseaux à flux vertical:Filtres plantés de roseaux à flux vertical:FPRvFPRv
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
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2005Un seul Un seul document document françaisfrançais
Beaucoup Beaucoup d’expériencesd’expériencesétrangèresétrangères
Filtres plantés de roseaux Filtres plantés de roseaux à flux horizontalà flux horizontal ::FPRhFPRh
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
Extrait, AE RMC
Garnissage gravier
Filtre extensif à un seul massif, dimensionnement
selon règles internationales
Alimentation continue
Traitement primaire amont
INDISPENSABLE
Milieu saturé et teneur en Oxygène limitée
Filtres plantés de roseaux Filtres plantés de roseaux à flux horizontalà flux horizontal ::FPRhFPRh
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
Équationsde KICKUTH
Filtres plantés de roseaux Filtres plantés de roseaux à flux horizontalà flux horizontal ::FPRhFPRh
La surface requise (A) est désormais empirique.La surface requise (A) est désormais empirique.
Le dimensionnement de la section transversale (As) est majoritaiLe dimensionnement de la section transversale (As) est majoritairement rement basé sur l’hydraulique.basé sur l’hydraulique.
Pour un matériau et une hauteur de garnissage donnés, les contraPour un matériau et une hauteur de garnissage donnés, les contraintes intes hydrauliques conduisent à un ouvrage de forme hydrauliques conduisent à un ouvrage de forme plus large que longueplus large que longue
ou éventuellement carrée.ou éventuellement carrée.
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
Comparaison Comparaison FPRv FPRv / / FPRhFPRh
60cm
60cm
hauteur
inutile1er étage FPRv +
2 m².hab-1
continuenonissues 1er
étage FPRv
FPRh
utile 2-2,5
m².hab-1bâchéesindispensa
blebrutesFPRv
dénivelédimension
nementalimenta
tionalternance
eaux usées
oui
oui
carbone
au moins 2,5 X plus
faible
charges2ème étage
NH4+ NO3
-
>>> NO3-
NGL
partiellepartielleanoxiqueFPRh
noncomplèteaérobieFPRv
dénitrification
nitrificationcondi
tions
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
� 3000 installations en France� 1 document datant de 1997, toujours d’actualité:
Cemagref, SATESE, ENSP, Agences de l’eau
Le lagunage naturel: les leçons tirées de 15 ans d’expérience en France, Co-éditions Cemagref Agence de l’eau Loire –Bretagne.
� Suite à ces travaux, 3 évolutions importantes :� Accroissement du 1er bassin de 5 à 6-7m²/hab
� Lagunage inadapté aux effluents concentrés,
adapté au réseau unitaire
� Plus de végétaux dans le 3eme bassin.
Le lagunage naturelLe lagunage naturel
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
– Temps de séjour théorique: >70jours (si 150L/hab)
– Hauteur d’eau :1-1,2 m pour limiter les zones anaérobies
– Forme de la 1ere lagune: ratio Longueur/ largeur ≤ 3
Extrait, 15 ans d’expériences, 1997
Le lagunage naturelLe lagunage naturel
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
Comparaison Lagunage naturel / FPRv
minimum 4 m1 mDifférence de hauteur pour alim gravitaire
relativement complexe
relativement simple
Conception/construction
séparatif ou partiellement unitaire
unitaire ou très partiellement
séparatifRéseau
2 600 m²6 000 m²Emprise totale 400 hab
(1,2-1,5) + (0,8-1,0) m²/hab
(6-7) + 2,5 + 2,5 m²/hab
Dimensionnement usuel
Cultures fixéesCultures libresType de traitement
FPRvLagunage naturel
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
Comparaison Lagunage naturel / FPRv
approx 20Lenviron 6kg MS
approx 110Lenviron 12kg MS
Boues en hab -1.an-1
après 13/14 ans de fonctionnement
nonpossible niveau
baignadeGT contamination
fécale
20% par assimilation bactérienne
(apatite dans FPRh)
60% si curage tous les 5 ans
Pt
N-Nk<10mg. L -1
N-NO3- >>>>en début
d’alimentation
NGL=N-NK= faible en été= 25 mg.L -1en hiver
N
stable dans le tempsvariable selon les
saisonsQualité du rejet
25 mg.L -1DBO5125 mg.L -1DCO
en flux :60% DCO,60% NK
Objectifs
FPRvLagunage naturel
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
Association lagunes / FPRv
2 possibilités d’association en cas de réhabilitation de lagunes existantes
�� 11-- Accroissement de populationAccroissement de population� FPRv amont + lagunes
�� 22-- Accroissement des exigences de qualité pour Accroissement des exigences de qualité pour le milieule milieu� Lagunes + FPRv aval
dans les 2 cas, on cherche à associer les capacités hydrauliques du lagunage et les performances des FPRv (MO et Nitrification)
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
S totale des filtres = 1915 m 2
S totale des lagunes = 9000 m 2
1 700EH
exemple de Gensac La Pallue (16)
1Accroissement de population:1Accroissement de population: FPRv+ lagunes
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Mesures 1987-1994
Ts = environ 30 jours = environ 5m2/EH (h=1m et 1EH=150L)
120mg.L -1
Analyses réalisées sur échantillons bruts
1Accroissement de population:1Accroissement de population: FPRv+ lagunes
Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
1Accroissement de population:1Accroissement de population: FPRv+ lagunes
� Dimensionnement:� 1,2 m².hab-1 de FPRv (1er étage) + � 5m².hab-1 de lagunes existantes transformées en
lagunes de maturation
� Niveau de qualité du rejet = D4
� Contraintes hydrauliques similaires à celle d’un FPRv classique
� « Classique » si accroissement de charge organique inférieur à 2,2.
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Journées d’appui 2007/2008 : Saint Malo, Périgueux, Paris, Dijon, Montpellier
300 EH + volume eaux pluviales (150 l + 100 l /EH)Charge nominale : 75 m 3/j (dont 45 m 3/j d’eaux usées)
2-Amélioration de qualité: Lagune et FPRv
Suivi:Août 2003 -
Juillet 2005
STEP d’Aurignac dans le cadre d’un projet LIFE 2002-200 5
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