Technologies appropriées au contrôle de la pollution par les eaux d’égouts dans la Région des Caraïbes	Le table des matières du rapport Rapport dans le format Word
	Rapport technique du PEC No. 40 1998	Rapports Techniques du PEC

CHAPITRE 4.

COMPTE-RENDU DES PUBLICATIONS

 

Les journaux, ouvrages, manuels et livrets qui ont contribué aux sections de ce rapport sont résumés ci-dessous. Certains des textes et des articles cités traitent de problèmes dans d’autres parties du monde que la Région des Caraïbes mais sont intégrés à cause de leurs convenances pour expliquer les technologies ou les procédures. L’ordonnance de ce compte-rendu des publications suit le plan des sections du rapport. Des résumés de certains des travaux discutés dans cette section sont fournis dans l’Appendice C.

 

HISTORIQUE DE LA POLLUTION PAR LES EAUX D’EGOUTS DANS LA REGION DES CARAIBES

Une source clef de l’information actuelle sur les problèmes de la pollution par les eaux d’égouts pour la Région des Caraïbes est la série de comptes rendus de conférences publiées depuis 1992 par l’Association des eaux et des eaux d’égouts des Caraïbes (CWWA). Les comptes rendus fournissent un manuel pratique d’écrits sur des sujets d’actualité. Par exemple, dans les comptes rendus de 1994 se trouvait un certain nombre d’écrits intéressants pour le lecteur de ce rapport. « Systèmes à évacuation quasi inexistante : prix bas, technologie avancée pour les eaux et les eaux d’égouts des Caraïbes » de Donald Bullock (Bullock – 1994) présente un concept pour des systèmes sur site comprenant « des filtres à sable à inversement sous l’eau » pour les éviers et le drainage des eaux de lavage suivi de l’aération et d’une osmose inversée. L’usage projeté de ce système est de traiter les eaux résiduelles domestiques pour les rendre à nouveau potable. Un système à part et plus petit serait utilisé pour les eaux des toilettes pour les préparer à être absorbées par le sol ou à être évacuées vers une eau réceptrice. « Récifs coralliens, normes des eaux d’égouts » de Thomas J. Goreau (Goreau – 1994) présente un sommaire des données des dégâts subis par les récifs coralliens et dus à l’eutrophisation de la zone côtière, à l’érosion du sol, aux températures élevées, aux plongeurs, à une pêche excessive. L’auteur appuie son rapport sur 35 années d’études des récifs coralliens en Jamaïque. L’auteur trouve que l’eutrophication (fertilisation avec excès de substances nutritives) des eaux côtières a causé un retrait dramatique des récifs coralliens. Les récifs, qui auparavant étaient constitués de plus de 95 pour cent de coraux vivants, sont maintenant recouverts par des algues à plus de 95 pour cent. L’auteur constate que l’augmentation en concentration de nitrates et de phosphates dans les eaux côtières a eu un effet direct dans cette conversion vers une écologie moins souhaitable. « Influences des eaux d’égouts sur les régions côtières et marines des Caraïbes » d’Arthur B. Archer (Archer, A.B. – 1994) présente une vue générale des problèmes de la pollution par les eaux d’égouts auxquels fait face la Région des Caraïbes et qui comprennent le dépôt d’algues sur les bancs de salicorne herbacée, les dégâts sur les récifs coralliens et la réduction des ressources halieutiques. Le potentiel d’amélioration de ces problèmes par le retrait des substances nutritives des effluents des eaux d’égouts et par l’installation de longues canalisations marines est débattu. « Filtrage du sable en tant qu’option viable pour le traitement des eaux d’égouts domestiques dans les régions difficiles » de Desmond Monroe (Monroe – 1994) présente une discussion des solutions potentielles aux problèmes urgents que constitue la contamination en nitrates par les fosses septiques de l’approvisionnement des eaux de surface. Une série d’alternatives est considérée, y compris :

• Lits d’évapotranspiration,
• Filtres à sables intermittents,
• Systèmes aérobique,
• Rétention complète,
• Système à écoulements terrestres.

L’auteur présente des exemples de la Jamaïque où la pollution des nappes d’eau souterraine par les latrines et les fosses septiques liée à des champs de filtrage ou des puits d’infiltration ou d’absorption ont conduit à des problèmes sérieux. Trois articles ont discuté les maquettes numériques, la condition de l’environnement et les modèles de qualité de l’eau pour le port de Kingston en Jamaïque (Gay et Burgess – 1994, Hammam – 1994, Tarbotton – 1994). Plusieurs articles (Chaulk, et al. – 1994, Suite – 1994, Pemberton – 1994, et Hunter – 1994) examinent les questions de gestion directement liées à la création d’une infrastructure pour traiter les eaux d’égouts dans la région. Plusieurs autres présentent des stratégies pour la conception de lagunes pour le traitement des eaux d’égouts (McTaggart et Barnard – 1994, Marococchio – 1994, et Pearson – 1994).

« Evacuation des eaux d’égouts dans les Caraïbes : statuts et stratégies » (Archer, A. – 1989) et « Elaborer des méthodes alternatives pour l’évacuation des eaux d’égouts urbaines en Amérique Latine et dans les Caraïbes » (Bartone – 1984) fournissent une bonne vue d’ensemble à propos de l’évacuation des eaux d’égouts dans les Caraïbes. Les auteurs mentionnent la possibilité de technologies pour le traitement des déchets dans la Région des Caraïbes telles que les canalisations sous-marines avec un prétraitement minimal, les effluents traités et réutilisés pour l’irrigation ainsi que d’autres technologies non conventionnelles pour l’assainissement des bas quartiers urbains. Ils mentionnent aussi les problèmes actuels pour établir les normes de qualité de l’eau. Trop souvent, les organismes de régulation en Amérique Latine et dans les Caraïbes essayent d’établir une norme fixe, basée sur l’utilisation de l’eau ou sa classification. Cette méthode n’a pas été couronnée de succès à cause de son inflexibilité, ses échecs à faire correspondre la qualité de l’eau avec des évacuations et son indifférence aux problèmes économiques.

Vue d’ensemble régionale des sources de pollution terrestre dans la Région des Caraïbes (PNUE – 1994) fournit une vue d’ensemble du volume et des types de pollution engendrés dans les diverses régions des Caraïbes. Le rapport identifie les eaux d’égouts comme une des sources de pollution majeure. Des masses déchets sont fournies, ainsi qu’une analyse des stations d’épuration actuelles et des industries qui prédominent dans les différentes régions.

Le Rapport sur l’évaluation rapide des effluents liquides en provenance de sources terrestres à Trinité et Tobago (Institut des Affaires Maritimes – 1992) est un relevé détaillé des polluants dans les eaux côtières de Trinité et Tobago. Le rapport identifie les raffineries de pétrole, les élevages de bétail, les industries agro-alimentaires et les eaux d’égouts domestiques comme les sources principales de DOB dans les eaux côtières.

« Histoire et mise en pratique des normes de qualité des eaux microbiologistes dans l'environnement marin » (PNUE – 1994) fournit l’histoire du développement des normes de qualité de l’eau aux Etats-Unis et l’effet de ce développement sur les normes de qualité de l’eau dans d’autres pays. Les normes de qualité de l’eau pour les Etats-Unis et quelques pays d’Amérique Centrale sont répertoriées. L’auteur souligne que la plupart des pays de la Région des Caraïbes ayant des normes nationales de qualité de l’eau ont adopté les normes américaines et n’ont donné qu’une considération minimale à la situation économique et aux priorités du pays en question. L’auteur pense que les responsables doivent « effectuer une révision complète des normes et des directives en vigueur (s’il y en a) réglementant la qualité de l’eau locale pour assurer une prise en compte raisonnable des priorités du développement économique local ». De plus, « la décision de concevoir le système pour des standards autres que ceux pour une qualité d’eau minimum devrait être supportée par un besoin réel ou une décision d’état de politique locale/nationale ». L’auteur, de plus, introduit la controverse de savoir si nager dans une eau modérément contaminée par des coliformes est un problème de santé publique ou d’esthétique. Des études qui lient la maladie suite à un contact avec l’eau et la qualité de l’eau (en terme de taux de coliformes) sont passées en revue.

« Compte-rendu de la condition actuelle de la pollution marine par les eaux d'égouts, contrôle actuel et méthodes de contrôle dans la Région des Caraïbes » (CEPPOL – 1991) est un projet de rapport écrit pour un séminaire du CEPPOL à Kingston (Jamaïque) en avril 1991. Le rapport devait être revu après le séminaire. Cependant, c’est un excellent compte-rendu des méthodes de traitement des eaux d’égouts existantes utilisées dans différents pays de la région. La tendance dominante est que la plupart des Caraïbes n’est pas desservie par des systèmes de collecte des eaux usées avec traitement centralisé. Par exemple, dans les Caraïbes Orientales et aux Bahamas approximativement 40 pour cent de la population utilise des fosses privées, 40 pour cent utilise des fosses septiques, 11 pour cent utilise des systèmes d’évacuation reliés à un traitement centralisé et 9 pour cent n'ont aucun système d’évacuation des déchets. Dans la Région des Caraïbes, un grand nombre des systèmes de collecte existants et des installations de traitement sont en mauvais état. Ce compte-rendu comprend des programmes actuels de contrôle pour différents pays.

PLANIFICATION ET GESTION ENVIRONNEMENTALES

Le rapport Alternatives appropriées d’assainissement (Kalbermatten, JM – 1982 ; Etudes de la Banque Mondiale pour l’approvisionnement en eau et l’assainissement No 1) est un écrit complet sur les étapes et les questions qu’un responsable de la planification dans un pays en développement doit traiter pour améliorer l’assainissement associé à l’évacuation des excréments. Le rapport comprend des observations sur les options technologiques. L’auteur soutient qu’il est préférable que l‘on fournisse aux pays en voie de développement des listes de technologies non appropriées à éviter plutôt que leur dire qu’il y a une technologie unique et spécifique qui est la plus appropriée. Il est difficile de rendre compte des conditions spécifiques au terrain, des conditions sociales et économiques et des préférences locales en choisissant une technologie « appropriée » ou « correcte » pour les nations en voie de développement.

Gestion des eaux résiduelles industrielles (Haut Institut de Santé publique – 1981) est une compilation des actes du symposium international de 1981 à Alexandrie, Egypte. Il comprend des études de cas et des articles sur la planification, la gestion et le contrôle de la pollution industrielle ainsi que sur les technologies de traitement spécifiques. Les études de cas ne sont pas très courantes mais le livre est une bonne référence pour certaines technologies de traitements disponibles pour l’industrie des eaux résiduelles industrielles.

« Contrôle de la pollution industrielle dans les nations en voie de développement » (Miller, J.P 1981) traite du conflit qui réside dans le fait d’encourager le développement économique dans un pays en voie de développement tout en imposant des restrictions environnementales qui découragent le développement industriel. Cependant, « l’expérience montre que des structures raisonnablement efficaces pour le contrôle de la pollution coûtent entre 1 et 5% du prix d'investissement pour l’installation d’une nouvelle industrie. Les programmes d’épuration nécessaires dans le futur pour nettoyer les zones industrielles polluées peuvent cependant coûter 100 ou 1000 fois plus que le développement industriel d’origine ». D’autres sujets tels que le financement, la participation des gouvernements et les subventions pour la prévention de la pollution sont aussi traités.

Planification pour les systèmes de traitement des eaux résiduelles dans les petites communautés (U.S. State Department et al. 1994), sponsorisé par l’U.S. EPA, est issu des « groupes de travail multilatéraux du processus de paix au Moyen-Orient sur les ressources de l'environnement et de l’eau » qui s’est tenu au Caire, Egypte, en juin 1994. Ce document s’attache à la planification, la gestion, le recyclage de l’eau, les technologies de collecte et de traitement et les sources d’information disponibles au Moyen-Orient et aux Etats-Unis.

Le manuel Traitement et évacuation des eaux résiduelles pour les petites communautés (U.S. EPA 1992) comprend un chapitre sur la planification et la gestion mais n’est pas cependant une source adéquate pour la planification dans la Région des Caraïbes. Ce manuel assume que l’utilisateur planifiera dans la structure régulatrice bien définie des Etats-Unis.

Directives pour l’amélioration de la gestion des eaux résiduelles et des déchets solides (Andrews, R.N. 1993) fut écrit en ayant les pays en développement à l’esprit. De nombreux pays industrialisés gèrent les déchets grâce à une technologie avancée et des exigences régulatrices rigoureuses. Cependant, certains pays en voie de développement n’ont pas les organismes régulateurs suffisamment puissants pour mettre en vigueur les exigences rigoureuses ou les ressources pour s’offrir une technologie avancée. Ce manuel offre des conseils pour déterminer les meilleures technologies, les politiques et les institutions pour un pays ou une communauté spécifique.

Les manuels EPA suivants traitent aussi de la planification des structures ou procédés de traitement :

• Systèmes alternatifs pour la collecte des eaux résiduelles (U.S. EPA 1991)
• Etangs de stabilisation des eaux résiduelles municipales (U.S. EPA 1983)
• Traitement des eaux résiduelles sur le terrain et systèmes d’évacuation (U.S. EPA 1980)
• Infiltration rapide et ruissellant (U.S. EPA 1984)
• Traitement à boue et évacuation (U.S. EPA 1979)

« Elaboration de structures pouvant être reproduite pour le traitement des eaux résiduelles de faible flux dans les pays en voie de développement », (Gaber, A. 1993) décrit les étapes requises pour la planification d’une station de traitement pour une petite communauté dans une nation en voie de développement. L’auteur indique qu’historiquement deux réponses ont été apportées à la question « quel est le meilleur développement pour les eaux résiduelles dans l'environnement complexe d'un pays en voie de développement » ?  L’une des réponses est que la technologie et les composants innovateurs extrêrnes peuvent toujours résoudre les problèmes d’eaux résiduelles. L’autre réponse est que la technologie est inutile à moins que le système local puisse supporter d’une façon adéquate l’infrastructure requise. Cet article met l’accent sur la seconde réponse.

« Evaluation de technologies innovatrices pour le traitement des eaux d’égouts » (Qasim, S.R. 1993), « Jusqu’à quel point les technologies de gestion appropriées aux eaux d’égouts sont-elles appropriées? » (Bhamidimarri, R. 1996), et « Technologies appropriées au traitement des eaux d’égouts dans les petites communautés » (Kreissl, J.F. 1996) tentent tous de définir les termes « innovateurs » et « adéquats ». La plupart semble s’accorder sur le fait que la technologie appropriée doit être :

• d’un coût d’investissement, de fonctionnement accessible
• fonctionnelle à un coût raisonnable et avec la main d’œuvre disponible localement
• assez fiable pour constamment faire face aux exigences de la qualité des effluents.

« Contrôle de la pollution dans les districts industriels organisés : étude de cas en Turquie » (Filibeli, A. 1996) traite des stratégies de planification en Turquie pour le contrôle de la pollution par les eaux résiduelles industrielles. En 1993 il y avait 100 « districts industriels organisés » (DIO) en Turquie et une croissance importante est anticipée. L’objectif du DIO est de fournir aux investisseurs industriels des parcelles avec une infrastructure correcte (routes, électricité, approvisionnement en eaux, collecte et évacuation des eaux résiduelles, conseils techniques, communication, etc.) à un prix assez bas pour encourager le développement. Chaque DIO dispose d’une usine centralisée de traitement des eaux résiduelles. Certaines industries doivent préalablement traiter leurs eaux résiduelles avant de les évacuer dans le système central de collecte. Les auteurs insistent sur la minimisation des déchets et le zonage stratégique des secteurs industriels pour que les industries similaires soient près les unes des autres et puissent partager les structures de traitement préliminaire et leurs coûts.

« Traitement des eaux résiduelles face aux besoins du tiers monde » (Nichols, A.B. 1987) s’attache à certaines exigences sanitaires liées à la santé des nations en voie de développement ainsi qu’à l’aide financière de la banque mondiale dans de nombreux projets. L’effet des eaux polluées par les coliformes est traité. Selon la banque mondiale « de fortes pénuries d’eau associées à la pollution sont responsables de 25,000 morts par jour ». La banque note que « le système adéquat de traitement des eaux résiduelles et de recyclage doit pouvoir éliminer les helminthes, de réduire les bactéries et les pathogènes viraux et ne doit causer aucune nuisance d'odeur et d'aspec ». De plus, « l’Amérique latine ne devrait pas adopter a priori de politique officielle qui défende le traitement secondaire à moins qu’il apparaisse y avoir une justification claire ». Pour les pays envoie de développement il est important de déterminer le coût du traitement des eaux résiduelles et le degré de traitement nécessaire. L'élimination des bactéries et des pathogènes dans les eaux résiduelles a été directement liée à la santé mais les questions demeurent sur l'impact des DOB et des TSS sur la santé.

SYSTEMES ALTERNATIFS DE COLLECTE

Le manuel EPA, Systèmes alternatifs de collecte des eaux résiduelles (U.S. EPA 1991) traite de l’assainissement sous pression, de l’assainissement sous vide, des égouts gravitaires conventionnels et des égouts de petit diamètre. Des mises en application potentielles sont traitées pour tous les types de conditions géographiques et hydrogéologiques, de quantité d’écoulements, de contraintes économiques et de distribution des sources d’eaux résiduelles. C’est un manuel complet sur les systèmes de collecte.

Directives pour l’amélioration de la gestion des eaux résiduelles et des déchets solides (Andrews, R.N. 1993) fournit une brève liste des systèmes de collecte des eaux résiduelles. Il fournit aussi une liste des facteurs devant être pris en considération pour déterminer si un système de collecte est nécessaire ou si un système de traitement sur site est adéquat. Le choix est influencé par la taille des parcelles, la densité de la population, la topographie, le niveau des nappes d’eaux souterraines et les caractéristiques du sol. « L'évacuation sur site est appropriée pour des régions à faible densité avec une topographie presque plate, des sols à bonne infiltration et un niveau hydrostatique situé au moins à un mètre de la surface. Pour les foyers, les choix sur le terrain sont les latrines ou les fosses septiques qui combinent la collecte et le traitement. Le traitement hors terrain est approprié dans les régions à haute densité avec une topographie à faible pente, des niveaux hydrostatiques élevés, des sols argileux ou rocheux avec une faible infiltration et où l'espace pour le traitement et l'évacuation est disponible.»

Planification pour les systèmes de traitement des eaux résiduelles de petites communautés (U.S. State Department et al. 1994) fournit des  exemples « d’égouts simplifiés ». Les principes de base des égouts simplifiés sont : la détermination de la force de traction nécessaire pour le mouvement des particules versus la vélocité minimale ; profondeur réduite de l’égout et la considération de matériel et d’équipement de construction et de nettoyage améliorés. Des exemples de tracés et de plans sont inclus.

Une présentation de Charles Vanderlyn sur les « égouts de petit diamètre » (Banque de développement Interamércain, 1992) au Séminaire sur les technologies appropriées et innovatrices pour les eaux résiduelles dans les pays d’Amérique latine traite des technologies de systèmes traditionnels de collecte en mettant l’accent sur les égouts de petits diamètres. Pour les petites communautés, le coût d’installation des égouts conventionnels gravitaires est beaucoup trop élevé. Ces systèmes nécessitent des canalisations coûteuses de large diamètre pour s’assurer que les eaux d’égouts coulent librement avec des regards tous les cent mètres ou à chaque changement de direction. Grâce au traitement préliminaire des égouts des foyers ou de petites conglomérations avec des fosses septiques la plupart des matières solides peuvent être retenues ce qui permet d’utiliser des tuyaux avec des diamètres plus petits pour la construction des égouts. Puisque la plupart des matières solides sont enlevées, il n’est pas nécessaire de maintenir une vélocité minimum des matières solides. Une autre option consiste à utiliser une pompe broyeuse au lieu d’une fosse septique pour broyer les matières solides qui pourraient obstruer les conduits. L’auteur souligne que bien que ces systèmes soient d’un bon rapport qualité/prix aux Etats-Unis, des évaluations supplémentaires ou des études d’essai doivent être entreprises dans d’autres pays pour déterminer leur rapport qualité/prix à cause de la différence dans le coût relatif de l’énergie et des matériaux.

« Les études de faisabilité et la conception d’un projet pour la collecte, le traitement et les canalisation des égouts publics sur la côte sud de la Barbade » (Fries, H. 1992) traite de la méthodologie et du processus de conception d’un système de collecte des eaux résiduelles pour la partie sud de l’île de la Barbade. Quarante kilomètres d’égouts sanitaires et 80 kilomètres de connections de service doivent être installés suite au financement par la banque de développement interaméricaine. Les méthodes de constructions sans tranchées sont étudiées suite à la congestion des lignes des services publics. Les coûts sociaux directs et indirects devraient être élevés. Ceux-ci comprennent :

• Dédommager les entreprises pour les inconvénients causés durant la construction
• Réclamation pour les dégâts causés aux propriétés
• Diminution de la longévité des trottoirs à cause des installations
• Coûts engendrés par les déviations de circulation et les retards.

« Modifications des caractéristiques des eaux d’égouts avec le temps » (Kaijun, W. 1995) examine comment le fonctionnement et l’efficacité d’un système de traitement dépendent des caractéristiques des eaux d’égouts quant elles arrivent à la structure de traitement. Les points principaux sont que les composants les plus odorants des eaux d’égouts dans les canalisations proviennent de la formation de produits issus de la réduction du sulfate. L’auteur soutient que l’odeur peut être contrôlée en imposant des conditions aérobiques sur les eaux d’égout. Il établit également que les systèmes d’égouts pourraient contribuer au traitement préliminaire, grâce aux réactions microbiennes anaérobies, beaucoup plus que ce n’est actuellement le cas dans de nombreux systèmes. Une possibilité qui mériterait de plus amples investigations est d’«implanter» une population active microbienne dans les canalisations pour accroître la réduction de DOC durant le transport. Une autre possibilité serait de recycler dans la partie supérieure la boue accumulée dans les parties inférieures des canalisations pour augmenter la concentration bactérienne. La méthode d’«implantation» ou d’aération proposée par l’auteur est très chère et ne semble pas plausible ou d’un bon rapport qualité/prix.

« L’option d’un système adéquat de traitement des eaux d’égouts dans les régions à faible densité » (Ukita, M. 1993) est une étude statistique des systèmes de collecte, à savoir, quand ceux-ci deviennent plus économiques que les systèmes de traitement sur site au Japon. Les auteurs déterminent que les systèmes de collecte sont plus avantageux quand la densité d’habitation excède 9,5 maisons/hectare. Des courbes sont présentées pour les coûts de systèmes de collecte par foyer par rapport à la densité d’habitation au Japon. L’accent est aussi mis sur la sélection du système adéquat en fonction des facteurs économiques, de la qualité des eaux réceptrices et des conséquences globales sur l’environnement des effluents déversés.

OPTIONS DE TRAITEMENT DES EAUX D’EGOUTS DOMESTIQUES POUR LES SYSTEMES INDIVIDUELS

Alternatives pour un assainissement adéquat (Kalbermatten, J.M. 1982) contient des informations sur les systèmes d’assainissement domestiques qui peuvent être employés par les pays en voie de développement, lorsque des systèmes de collecte ne sont pas disponibles. Les latrines à fosses sont essentiellement constituées par un trou dans le sol dans lequel les excréments tombent. Les excréments se décomposent par anaérobie, cependant le trou se remplit à la longue. Quand il est plein au trois-quarts, il doit être obturé ou vidé par pompage. Il existe de nombreux types de latrines à fosses, telles que les toilettes à chasses d’eau non automatiques, où les excréments tombent le long d’une glissière incurvée dans un compartiment séparé. De l’eau ou des eaux d’égouts sont utilisées pour évacuer les déchets. Un des avantages des toilettes à chasse d’eau non automatiques est le fait qu’ils puissent être installés à l’intérieur, puisqu’ils ne sentent pas mauvais. Les toilettes à compost sont une autre alternative, cependant elles nécessitent plus d’entretien et de techniques d’exploitation. En plus des exigences de mélange et de hausses de températures occasionnelles, de l’herbe, de la cendre, de la sciure et d’autres matériaux organiques doivent être ajoutés pour maintenir l’équilibre nécessaire entre les matières organiques et les substances nutritives. Il y a en outre des complications dans les climats humides.

Le Manuel d’évaluation de la technologie innovatrice et alternative(U.S. EPA 1980) contient une page descriptive sur trois types différents de toilettes sans eau : les toilettes à incinération ; les toilettes à compost ; et les toilettes à recirculation d’huile. Ces options peuvent être viables lorsque l’eau est rare ou lorsque d’autres options pour le traitement des eaux d’égouts ne sont pas disponibles. Les toilettes à incinération et à compost ont des potentiels lorsque l’on considère l’aspect économique, mais les toilettes à recirculation d’huile ne sont pas recommandées car elles génèrent des résidus huileux et nécessitent une séparation solide/huile.

« Technologies de traitement des eaux d’égouts : latrines à fosses ». (Kaltwasser, B.J. 1995) est une étude complète sur la théorie des latrines à fosses, les éléments à prendre lors de la conception, les différences dans la conception des latrines à fosses, les contraintes d’entretien et les mises en pratiques. Parmi les éléments importants à prendre en compte se trouvent : la taille nécessaire ; la contamination des nappes d’eaux souterraines (étanchéité ou non ?) ; ventilation ; mesures à prendre pour éviter des problèmes d’infestations d’animaux nuisibles (mouches, rongeurs) ; et ne pas utiliser les latrines quand elles sont pleines. Un autre élément à prendre en compte est que les latrines mouillées peuvent décomposer les solides plus rapidement que les latrines sèches parce que les microlitiques peuvent migrer plus rapidement dans l’eau vers d’autres sources de nourriture. La conception de latrines mouillées peut minimiser l’entretien nécessaire constitué par le retrait des solides ou l’obstruction.

OPTION POUR LE TRAITEMENT DES EAUX D’EGOUTS DOMESTIQUES POUR LES SYSTEMES SUR SITE

Le Manuel d’évaluation de la technologie innovatrice et alternative (U.S. EPA 1980) contient quelques pages descriptives sur les fosses septiques avec différentes options pour l’évacuation des effluents. Des fosses septiques peuvent être utilisées avec des champs d’absorption par les sols pour l’évacuation des effluents si le sol a une perméabilité d’au moins 25 mm/h. Les sols sablonneux sont les plus perméables. Il faut au moins 660 mm entre la surface d’infiltration et le niveau le plus élevé des nappes d’eaux souterraines potentielles pour minimiser la contamination des nappes d’eaux souterraines. Si les taux d’application des effluents ne sont pas excessifs, le sol peut extraire efficacement les DOB, les TSS, les bactéries, les virus et les métaux. Si les niveaux des nappes d’eaux souterraines sont typiquement élevés, les systèmes à tertre d’infiltration ou à pente peuvent être utilisés pour évacuer les effluents des fosses septiques. Les systèmes à tertres d’infiltration sont des lits d’absorption élevés ou en hauteur qui fournissent le traitement des effluents avant leur évacuation finale dans les nappes d’eaux souterraines. Les pages descriptives de la technologie pour les eaux d’égouts municipales (US Department of Commerce – 1991) contient les mêmes pages descriptives sur les fosses septiques avec des systèmes à lit d’absorption et à tertre d’infiltration.

Le manuel EPA, Evacuation et traitement sur site des eaux d’égouts (U.S. EPA 1980) traite les mêmes informations, en plus détaillé. Des informations sont fournies pour déterminer si les sols sont propres à l’installation de champs d’absorption sur la taille et la configuration des fosses septiques pour un traitement adéquat, sur la manière d’assurer une hydraulique convenable dans la fosse, sur les méthodes d’entretien et les intervalles de temps convenables et sur les options pour l’évacuation des effluents. En plus des champs d’absorption et des systèmes à tertre d’infiltration, les différentes possibilités d’évacuation comprennent les filtres à sables, l’évacuation dans les eaux de surface et les lagunes d’évaporation. C’est un livre de références complet sur les systèmes de traitement du sol.

Le manuel, Traitement/évacuation des eaux d’égouts pour les petites communautés (U.S. EPA 1992) ne traite pas des fosses septiques dans le détail, mais mentionne que les réservoirs tampons ou de retenue peuvent être utilisés pour stocker les eaux usées jusqu’à ce qu’elles puissent être collectées pour leur traitement à l’extérieur ou leur évacuation. Bien que cette option élimine la nécessité d’un traitement, elle a de nombreux inconvénients. Le pompage peut être fréquent (en fonction de la taille du réservoir) et peut être coûteux à un point prohibitif si la communauté est isolée. Le réservoir tampon doit être d’une haute qualité de construction pour éviter des fuites de liquides, de solides ou d’odeurs.

« Technologies de Traitement des eaux d’égouts—Fosses Septiques » (Kaltwasser, B.J. 1995) fournit une explication académique sur la façon dont les fosses septiques fonctionnent ainsi que sur les points importants à prendre en considération lors de leur conception. Lorsqu’elles sont d’une taille adéquate, les fosses septiques ne doivent être vidées qu’une fois tous les 5 ou 7 ans, bien qu’une période de vidange de 2 ou 3 ans soit plus commune. Une des options pour l’évacuation des effluents est d’utiliser des égouts gravitaires de petit diamètre pour transporter les effluents vers une autre structure ou un autre procédé de traitement. Cette solution peut ne pas être adéquate dans les régions très rurales, mais elle peut être économique si la densité de population est assez élevée.

OPTION DE TRAITEMENT DES EAUX D’EGOUTS DOMESTIQUES POUR LES TRAITEMENTS DE BASSE TECHNOLOGIE ET D’UTILISATION INTENSIVE DES SOLS

Chacun des manuels suivants fournit des informations importantes sur la conception, le fonctionnement, l’entretien et autres informations utiles pour les lagunes/étangs, les processus à films fixes, l’infiltration/filtrage, les marais, les écoulements par les sols et le filtrage par le sable :

• Manuel d’évaluation de la technologie innovatrice et alternative (U.S. EPA 1980)
• Les pages descriptives de la technologie pour les eaux d’égouts municipales (U.S. Department of
            Commerce 1991)
•     Manuel de conception : Marais construits pour le traitement des eaux d’égouts municipales (U.S. EPA              1975)
• Systèmes sur site du traitement et d’évacuation des eaux d’égouts (U.S. EPA 1980)
• Traitement et évacuation des eaux d’égouts pour les petites communautés (U.S. EPA 1992)
• Manuel des technologies appropriées au traitement des eaux d’égouts dans les Caraïbes et comprenant              des technologies appropriées en usage dans le monde entier (Millette, E. 1992)

Le Manuel de Processus de Conception pour le Traitement Terrestre des Eaux d’Egouts Municipales (U.S. EPA 1984) est une source utile sur les processus de traitement par infiltration/filtrage et les écoulements par les sols.

Les manuels suivants fournissent des informations pour la conception des lagunes et des lagunes de décantation ; chacun contient de très bonnes sources de données pour aider les ingénieurs dans les étapes de planification ou de conception d’un projet :

• Manuel des technologies appropriées au traitement des eaux d’égouts dans les Caraïbes et comprenant           des technologies appropriées en usage dans le monde entier (Millette, E.M. 1992),

• Etangs de stabilisation pour les eaux d’égouts municipales (U.S. EPA 1983), et

• Notes sur la conception et le fonctionnement des lagunes de décantation dans les climats chauds des Pays           en Voie de Développement (Arthur, J.P. 1983)

« Evacuation du DOB 5 dans les lagunes facultatives : Expérience en Tanzanie » (Mayo, A.W. 1996) fournit des données en provenance de neuf lagunes facultatives qui fonctionnent dans un environnement tropical. Les auteurs jugent qu’un mauvais fonctionnement est du à une mauvaise conception. Par exemple, les projets conçus doivent prendre en compte le taux de réaction convenable de la microbiologie dans les climats tropicaux. L’évacuation des DOB par rapport au temps de détention et la constante du taux d’élimination des DOB par rapport au taux de charge de DOB font partie des sujets explorés. Un taux de charge optimal est de 450 kilogrammes/hectare/jour.

« Comparaison de l’efficacité de purification des lagunes avec un taux élevé d’algues et des lagunes de décantation » (Picot, B. font 1992) analyse les pour et les contres des deux types de systèmes de lagunes pour leur utilisation dans les régions côtières à climat «méditerranéen». Dans les lagunes avec un taux élevé d’algues (HRAP : High Rate Algal Ponds) la croissance des algues est encouragée (ce qui augmente l’élimination des substances nutritives), les eaux sont peu profondes, un mélangeur mécanique est utilisé et les délais de détention sont plus courts (4 à 10 jours). Ceci réduit l’aire de surface nécessaire. Cette étude a montré que les lagunes HRAP pouvaient fournir le même niveau de traitement que les lagunes de décantation sur une surface cinq fois plus petite. Bien que les lagunes de décantation nécessitent plus de surface, leur long temps de détention encourage la sédimentation et les bactéries et les pathogènes meurent ou sont éliminés.

Le fait que les lagunes HRAP et de stabilisation aient tendance à avoir une faible concentration en pathogène suggère que la hausse des températures ou la lumière du soleil sur la lagune peuvent éliminer les pathogènes. «L’effet de la lumière du soleil sur les coliformes fécaux dans les lagunes : les implications sur la recherche et la conception» (Curtis, T.P. 1992) s’attache au problème complexe du modelage de l’élimination des coliformes fécaux dans les lagunes de décantation. L’intensité de la lumière du soleil, l’oxygène dissous de l’eau, et le pH du lagon affectent les taux d’élimination des coliformes. Les auteurs ont trouvé dans leurs recherches que « 1.) la lumière peut seulement avoir un impact sur les coliformes fécaux si elle est accompagnée par des concentrations élevées d'oxygène dissous (sic) et d'un pH élevé ; 2.) la tendance qu'ont les algues à gêner la pénétration de la lumière est contre balancée par la capacité qu'elles ont à augmenter le pH et l'oxygène dissous ; et 3.) la lumière visible est plus importante que les U.V. ». Un historique des travaux précédent sur ce sujet est inclus dans ce rapport.

« Efficacité de l’élimination des bactéries fécales dans les lagunes de décantation des déchets au Kenya » (Mills, S.W. 1992) présente des taux élevés de disparition des coliformes fécaux pour sept lagunes de décantation des déchets en Afrique. Les résultats furent plus bas que ceux prédits par les équations des conceptions traditionnelles qui se fondent sur la température. Une bonne corrélation a été relevée entre les constantes des taux d’évacuation de premier ordre des coliformes fécaux et la température, et la concentration de coliformes fécaux affluants. Les auteurs remarquent que des taux plus élevés d’élimination ont été enregistrés auparavant, mais peuvent aussi refléter les éliminations par la sédimentation. Les valeurs du pH dépassaient rarement 9, mais les auteurs ont spéculé que des taux d’élimination bien plus élevés pourraient être atteints si le pH pouvait être maintenu autour de 10.

Dans « Influence du climat sur les lagunes de décantation » (Mendes, B.S. 1995), une correspondance fut développée pour l’élimination du DOB et les taux de charge du DOB dans cinq climats différents au Portugal.

« Développement soutenu et traitement des eaux d’égouts » (Panetta, 1992) considère le traitement des eaux d’égouts en s’attachant particulièrement au respect de l’environnement et des coûts. Le document décrit une alternative à la technologie conventionnelle du traitement des eaux d’égouts sous forme de système avancé d’étang intégré (AIPS : Advanced Integrated Pond System). L’« AIPS » est un système de traitement par lagunage, élaboré par William J.Oswald de l’Université de Californie, qui tente d’optimiser les caractéristiques des lagunes anaérobies facultatives, à haute concentration d’algues, et des lagunes de décantation pour la gestion intégrée des eaux d’égouts. Les eaux d’égouts s’écoulent à travers les séries de lagunes. La première cellule dans le processus de traitement est la lagune anaérobie et primaire. Cet étang est conçu pour un temps de pause hydraulique de 5 à 10 jours et est relativement profond (4 à 5 mètres). Les eaux d’égouts sont dirigées vers le centre de la cellule anaérobie au fond de la lagune pour emprisonner la majeure partie des solides, y compris les œufs d’helminthes et les kystes parasites. La seconde cellule dans la série est la lagune facultative moins profonde (2 à 3 mètres) dans laquelle prend place et la croissance des algues et la sédimentation. La troisième cellule dans la série est la lagune à haute concentration d’algues, laquelle est peu profonde (1 à 2 mètres) pour favoriser une meilleure pénétration de la lumière du soleil à travers la colonne d’eau, ce qui maximise la croissance photosynthétique. Cette lagune peut contenir une roue à aube ou des mélangeurs à flux axiaux pour empêcher la sédimentation. Une partie des effluents riches en oxygène en provenance de cette cellule peut être recyclée par pompage jusqu’à la cellule anaérobie pour fournir un couvercle aérobie pour le contrôle des odeurs. La quatrième cellule dans la série des lagunes est relativement profonde (2 à 3 mètres) et statique pour favoriser la sédimentation des algues. D’autres cellules peuvent être ajoutées à la série des lagunes pour accroître la sédimentation et l’exposition des effluents à la lumière des ultraviolets et la hausse du pH pour la désinfection. L’auteur fournit de brèves descriptions des structures d’« AIPS » à St.Helens, Ridgemark, Santee, et Arcata, Californie.

« Stations expérimentales pour de très petites communautés » (Boutin, C. 1993) évalue cinq procédés existants de traitement des eaux d’égouts pour des petites communautés en France ayant des équivalents de flux d’eaux d’égouts de 50 à 400 personnes. L’auteur remarque que l’un des deux procédés de traitement les plus utilisés en France pour cette échelle de flux – le procédé du lagunage ou de lagunes de décantation n’est pas satisfaisant pour des communautés si petites. Si la lagune est trop grande, ou si le taux de branchement demeure bas dans les quelques premières années, le niveau de remplissage de la lagune est très bas. Cela cause l’augmentation de la concentration des polluants dans la lagune, due à un manque d’effluents. De plus, en cas de fort orage, et à cause de la petite capacité de la lagune, cette dernière peut déborder et causer une décharge contenant des taux élevés de composés organiques.

« Elimination des rotavirus dans les systèmes expérimentaux de lagunes de décantation des déchets » (Oragui, J. 1995) traite de l’élimination des rotavirus dans des lagunes de configurations diverses. Les auteurs ont découvert que l’élimination des rotavirus est un processus très lent qui nécessite une longue rétention dans plusieurs des lagunes en série. Dans une des configurations, l’élimination des rotavirus n’était pas liée au taux du pH, de chlorophylle, d’ammoniaque ou de sulfure. Dans la configuration « innovatrice », la combinaison d’eaux peu profondes et la longue rétention a permis le développement d’un pH élevé dans la lagune, ce qui a favorisé la disparition des rotavirus.

« Le traitement des eaux d’égouts par les lagunes de décantation—Mises en pratique dans l’environnement tunisien » (Ghrabi, A. 1993) conclue, à partir d’études portant sur des lagunes de décantation en France, que les climats chauds améliorent fortement l’efficacité des lagunes grâce au taux accru de réaction microbienne. Cela peut permettre un taux de déversement plus élevé ou une surface plus petite. De plus, l’accumulation des sédiments a eu principalement lieu dans le premier étang en série. Le taux de dépôt était élevé (5 cm/an dans le premier étang et de 1,3 à 1,6 cm/an dans la lagune de maturation). Contrairement à Boutin, (Boutin, C. 1993) l’auteur juge que les lagunes de décantation offrent de nombreux avantages pour les petites communautés (avec des écoulements d’eaux d’égouts inférieurs à 0,25 millions de galons par jour). Ces avantages comprennent « un fonctionnement simple de l'installation et un entretien minimum, des coûts de construction et d’exploitation peu élevés, un taux élevé d'élimination des pathogènes, aucune énergie externe n’est nécessaire, si ce n’est l’énergie solaire, et les lagunes sont aussi utiles pour le stockage de l’eau destinée à l'agriculture ».

« Traitement par les sols des eaux d’égouts » (Goldstein, N. 1981) décrit le fonctionnement de quelques villes aux Etats-Unis qui pratiquent le traitement par les sols des eaux d’égouts pour les forêts et les cultures. Le traitement par les sols remplit trois objectifs :

• Traitement tertiaire des eaux d’égouts
• Fertilisation de la végétation ou des cultures
• Réapprovisionnement des nappes d’eau souterraines.

Les coûts d’investissement pour l’irrigation par pulvérisation peuvent être élevés mais les coûts d’exploitation et d’entretien sont habituellement beaucoup plus bas que pour les procédés de traitement mécaniques tertiaires. Un inconvénient consiste en ce que les cultures irriguées peuvent absorber des métaux toxiques ou des pathogènes.

« Systèmes de traitement naturel » (Kruzic, A. 1994) inclut un compte rendu de la documentation sur les lagunes. Il cite quelques écrits qui traitent de la sédimentation, des solides en suspension, et des mécanismes de récurage de la surface du sol dans les écoulements par les sols.

« Recyclage de la biomasse des substances nutritives » (Braangart, M. 1997) décrit un projet de traitement des eaux d’égouts à Rio de Janeiro, Brésil. Les eaux d’égouts sont traitées avec beaucoup de succès par des lagunes de colmatage et d’oxydation, des étangs de poissons et des étangs d’aquaculture. L’objectif de la conception de la structure de traitement est de recycler les substances nutritives dans le sol. L’effluent est utilisé pour irriguer les cultures de fruits et de légumes. Les poissons élevés dans ces étangs étaient comestibles, cependant, les fruits et les légumes étaient réservés pour la consommation par le bétail à cause de la présence de pathogènes dans l’effluent.

« Les avantages d’un filtre compact pour le traitement individuel ou semi-collectif des eaux d’égouts » (Fazio, A. 1993) étudie un filtre à sable compact utilisé pour le traitement et l’évacuation des effluents des fosses septiques. Le filtre dépend de la régulation des approvisionnements et de l’amélioration de la distribution de surface des déchets sur le filtre. Le degré de purification atteint dans l’étude, en utilisant un taux de dosage de 150 l/m²/jour fut supérieur à 90 pour cent pour les DOB, DOC, NH_4, et la nitrogène totale. L’auteur a essayé d’optimiser l’efficacité en compartimentant les équipements de filtration, en ajustant l’ajutage de distribution et en utilisant un bio textile sur les équipements de filtration pour pouvoir distribuer l’effluent d’une façon uniforme. Malheureusement, un des inconvénients des bio-textiles est qu’ils ont tendance à se boucher avec la croissance de matières biologiques.

« Procédés alternatifs pour l’amélioration de la qualité des effluents des systèmes de lagunage » (Evans, B. 1993), évalue deux procédés pour le traitement de finition des effluents des lagunes : filtrage intermittent par le sable et lagunes de finition. L’auteur cite, comme bénéfices des filtres à sable intermittent qui font suite au lagunage, les faits qu’ils se nitrifient très bien et qu’ils sont efficaces pour éliminer les algues ce qui est un des problèmes chroniques du lagunage. Une analyse du coût fut pratiquée pour la zone de Toronto et qui a démontré que les procédés lagune/filtre à sable sont meilleur marché que les installations conventionnelles d’aération prolongée jusqu’à ce que l’écoulement atteigne un million de galons par jour.

« Filtre à sable et à écoulement latéral pour les effluents des fosses septiques » (Check, G.G. 1994) est une étude en laboratoire des unités de filtration à sable et à écoulement latéral, chacune de ces unités étant remplie avec des sables à perméabilités diverses. Le taux de dosage utilisé était de 3,3 cm/jour. Après maturation du filtre, les taux d’élimination pour les DOB, le carbone organique (TOC : Total Organique Carbone), les solides en suspension et les bactéries coliformes furent excellents. Le temps de maturation fut d’environ 6 semaines pour l’élimination des DOB, mais allaient jusqu’à trois mois pour l’élimination des bactéries et la nitrification. Le système de distribution du filtre à sable était couvert de graviers et séparé du sable par un bio textile pour améliorer la distribution de l’écoulement. Du sable avec trois valeurs différentes de perméabilité fut testé. Le moins perméable développa une couche biologique épaisse très rapidement et le sable plus grossier développa une couche biologique plus fine. L’expérience avec le sable plus grossier a obtenu les meilleurs taux d’élimination de coliformes et les pires pour l’élimination des virus (les virus sont beaucoup plus petits que les coliformes). Les auteurs recommandent l’utilisation du sable le plus grossier à cause du bon traitement, de la longévité importante du système et de l’écoulement libre des hydrauliques.

« Systèmes à basse technologie pour l’élimination de taux élevés de DOB et d’ammoniaque" » (Rich, L. G. 1996) présente des cas d’étude de lagunes et de filtres à sable intermittents combinés qui fonctionnent avec beaucoup d’efficacité en Caroline du Sur. Les filtres à sable sont efficaces pour éliminer les DOB, les TSS, les pathogènes, ainsi que pour nitrifier. L’auteur note que les filtres à sable intermittents utilisés pour les effluents des fosses septiques ont perdu de leur popularité aux Etats-Unis après la seconde Guerre Mondiale, car ils nécessitaient de grands terrains et posaient des problèmes d’odeurs. Cependant, lorsqu’ils sont utilisés comme une phase de finition après les lagunes, on peut appliquer deux fois le taux de dosage ou utiliser la moitié des terrains. On a observé que le taux de dosage pour un filtre en Caroline du Sur était de 23 cm/jour. Cependant, l’auteur cite des études récentes indiquant que des niveaux de déversement atteignant 60 cm/jour peuvent être utilisés si l’on choisit le sable convenable.

« Filtres à écoulement ascendant—Technologie appropriée aux Caraïbes ? » (Sammy, G.K. 1978) fournit des informations générales, des données pour la conception et quelques cas d’étude de filtres à écoulement ascendant utilisés en tant que procédé final, de traitement de finition. A cette époque là, il n’y avait aucun filtre à écoulement ascendant installé aux Caraïbes.

« Expérience actuelle avec l’utilisation de systèmes à lit de roseaux pour le traitement des eaux d’égouts dans des habitations individuelles » (Perfler, R. 1993) est une étude de systèmes à lit de roseaux conçus pour des habitations individuelles (l’équivalent de 8 à 10 personnes) en Autriche et qui nécessitait l’élimination améliorée des substances nutritives. Trois configurations furent examinées. Toutes reçurent un prétraitement dans des fosses de dépôt et des réservoirs tampons avant l’application à l’écoulement sous la surface des lits de roseaux. Les taux d’élimination pour la nitrogène et le phosphore variaient entre 60 et 70 pour cent. Le niveau contrôlable de l’eau dans le lit affecte l’élimination des nitrogènes. Dans un des cas, le niveau de l’eau fut élevé à son maximum dans le lit sans débordement. Ceci causa une augmentation notable de la présence d’ammoniaque dans l’effluent.

« Lits de roseaux construits : technologies appropriées aux petites communautés » (Green, M.B. 1995) examine les lits de roseaux à écoulement sous la surface en temps que traitement secondaire pour les petites communautés (jusqu’à 50 personnes) et en tant que traitement tertiaire pour des communautés plus grandes (jusqu’à 2000 personnes). Les besoins en surface pour les lits de roseaux comme traitement secondaire furent établis à 5 m par personne pour parvenir à des effluents présentant une concentration de 20 mg/l de DOB. Pour le traitement tertiaire, 1 m² par personne est recommandé pour parvenir à une concentration de DOB de 10 à 15 mg/l. Les lits de roseaux construits sont d’excellents systèmes d’élimination des solides, mais ils ne nitrifient pas bien à cause des conditions anaérobies. Pour assurer la maintenance, il convient de procéder à un nettoyage périodique du système de distribution et d’entretenir le lit de roseaux sans mauvaises herbes. Les auteurs relevèrent qu’une attention particulière doit être apportée au désherbage au début de la mise en fonction du lit de roseaux. Lorsque le lit arrive à maturation, il nécessite moins de désherbage.

« Elaboration d’une installation pour le traitement des eaux d’égouts sur une surface limitée pour les petites communautés rurales dans les tropiques » (Yang, P.Y. 1994) relève que la combinaison d’un marais avec écoulement sous la surface, associé au procédé de traitement par culture fixée aérobie, procure une très bonne élimination des DOB tout en maintenant une légère trace. La conversion des DOB avec ce système couplé se produit deux fois plus rapidement dans un marais, un étang ou un fossé à oxydation. L’auteur affirmait que la reproduction des moustiques et des mouches était supprimée par la couche biologique de la végétation qui se forme à la surface des marais.

« Marais construits intégrés pour les petites communautés » (Urbanc-Bercic, O.) traite de l’efficacité de la nitrification et de la dénitrification dans les lits de roseaux aux écoulements sous la surface des marais. Des régions aérobies et anaérobies peuvent être produites en variant la direction et le volume de l’écoulement. Les auteurs citent un document qui démontrait que le dosage intermittent n’introduit pas toujours assez d’oxygène pour la nitrification. Les auteurs ont aussi découvert que des lits denses de roseaux augmentaient l’efficacité de la décomposition des composants de la nitrogène par dénitrification.

« Systèmes de traitements naturels » (Kruzic, A. 1994) fournit un résumé des écrits de 1992 et 1993 sur les systèmes de traitement de marais construits. Les marais fournissent un système nécessitant peu d’entretien qui peut éliminer les DOB, la nitrogène, le phosphore et certains métaux toxiques qui se trouvent souvent dans les eaux d’égouts industrielles. Ils peuvent être utilisés comme procédés de traitement primaire, secondaire ou tertiaire.

« "Les sols plantés comme filtre —Un système de traitement des eaux d’égouts pour les régions rurales » (Netter, R. 1993) explore les paramètres de la conception pour les filtres pour sols plantés à écoulements sous la surface. Le taux de charge hydraulique utilisé était de 0,4 à 6,0 cm/jour et les taux de charge de DOB étaient de 0,9 à 9,7 g/m²/jour.

L’auteur de « L’utilisation des marais pour le contrôle de la pollution de l’eau en Australie » (Mitchell, D.S. 1995) prétend qu’il n’y a pas de consensus général dans les équations de la conception ou la compréhension des mécanismes en jeu dans les procédés de traitement par les marais. Les problèmes associés à la conception des marais ou à leur utilisation comprennent la variabilité dans l’efficacité de l’élimination du phosphore de marais à marais, les courts circuits hydrauliques dans les marais, un rendement plus bas que prévu lors des expériences dans des laboratoires de haut niveau et l’incapacité de certaines végétations à tolérer des charges importantes. Les marais sont prévisibles et efficaces en tant que procédé tertiaire. Quand les marais arrivent à saturation ou lorsqu’ils sont utilisés comme procédés secondaires, l’efficacité peut ne pas être fiable.

« Effets à long terme de l’évacuation des effluents d’égouts dans un marais tropical » (Osborne, P.L. 1994) prévient les lecteurs que l’espérance de vie d’un marais en temps que « passoire » efficace est limitée. L’auteur donne l’exemple d’un marais en Nouvelle Guinée qui recevait les effluents d’une lagune de décantation. Des photographies sont jointes pour démontrer le déclin de la végétation sur une période de 25 ans et un déclin parallèle dans l’efficacité du traitement. L’auteur n’est pas sur que le déclin de la végétation eut été du aux polluants des eaux d’égouts ou à la fluctuation du volume des écoulements. L’auteur estime que de plus amples recherches sont nécessaires sur la capacité des marais pour le traitement des eaux d’égouts.

L’auteur de « Stations expérimentales pour de très petites communautés : critères de choix et de conception pour cinq procédés différents » (Boutin, C. 1993) a découvert que l’efficacité s’améliore lorsque les lits d’infiltration peuvent être mis au repos entre chaque déversement pour faciliter le transfert de l’oxygène dans la matrice du sol. Cela peut se faire en alternant entre deux ou trois lits. L’auteur estime que le plus grand problème pour le bon fonctionnement est une distribution uniforme des effluents sur la surface. Ceci est difficile à accomplir avec l’écoulement par gravité (le type d’écoulement habituel dans les régions rurales ou à densité moyenne), sauf si une petite pompe approvisionne l’écoulement.

« Systèmes de traitements naturels » (Kruzic, A. 1994) fournit une vue d’ensemble des études faites sur les techniques d’infiltration rapide et de traitement des sols. Un des documents de la revue a établit un taux d’infiltration optimal de 2,13 m/jour et un ratio optimal mouillé/sec de 1:1. L’élimination des coliformes se situait sur une échelle de 2 à 3 ordres de magnitude. D’autres tentatives furent faites pour utiliser les effluents traités comme eau recyclée pour des utilisations en tant qu’eau potable ou non potable. Une étude a fait apparaître qu’une nitrification importante se produisait durant le cycle de séchage dans un système avec un régime de dosage intermittent. Les concentrations en nitrates dans les nappes d’eaux souterraines augmentaient très fortement à ce moment là.

« Traitement des eaux d’égouts à Agadir (Maroc) : Une solution originale pour protéger la baie d’Agadir en utilisant les dunes de sable » (Bennani, A.C. 1992) décrit les procédés de traitement par infiltration/percolation qui font suite à des lagunes de décantation anaérobie pour une ville de 350 000 habitants. Avec un taux de déversement d’environ 1 m/jour, environ presque 100% des solides en suspension et 80% de DOC sont éliminés alors que 85% de la nitrogène est oxydé. De plus, les quatre cinquièmes des coliformes sont éliminés.

« Elaboration d’un filtre biologique utilisant un moyen organique pour le traitement sur site des eaux d’égouts » (Talbot 1996) décrit l’élaboration et la commercialisation d’un filtre biologique à base de tourbe que l’on peut utiliser sur site dans des zones où les techniques de filtrage ou d’infiltration ne sont plus viables à cause de la faible perméabilité du sol et du niveau hydrostatique élevé. Ce procédé est prévu pour être utilisé pour le traitement des effluents des fosses septiques et consiste en une couche épaisse de tourbe sur une couche fine de gravier. Des taux initiaux d’élimination de 97 pour cent pour le DOB, 99 pour cent pour les coliformes fécaux, 60 pour cent pour l’ammoniaque, 22 pour cent pour la nitrogène et 12 pour cent pour le phosphore furent obtenus en traitant les effluents des fosses septiques. Une limite supérieure pour les taux quotidiens de déversement hydraulique (lorsque l’efficacité du traitement commence à chuter considérablement) est de 300 l/m². Durant cette période, les effluents prennent généralement une couleur jaune et le pH peut descendre jusqu’à 4 ou moins.

« Installations expérimentales pour de très petites communautés : critères de choix et de conception pour 5 procédés différents » (Boutin, C. 1993) évalue 5 options différentes de traitement pour des communautés équivalentes de 50 à 400 personnes. Un filtre à égouttement fut utilisé comme l’une des options de traitement et fut l’option au prix de revient le plus élevé par personne.

« Le système cyclique à boue activée pour le traitement des eaux d’égouts dans les stations touristiques » (Goronszy, M. 1995) décrit le processus de traitement avec un réacteur séquentiel par bactéries (SBR – Sequencing Batch Reactor) : la particularité ce procédé est l’utilisation d’une zone de contact ou de sélecteur dans le réacteur séquentiel par bactéries. Les flux arrivent d’abord dans une zone anoxie qui est séparée du reste du bassin. L’idée est de maintenir un ratio élevé nourriture/masse pour les organismes dans la zone de contact ou sélectrice, laquelle « choisit » des micro-organismes qui se déposent facilement. Ces organismes prospèrent dans des environnements avec beaucoup de nourriture et d’oxygène dissous, alors que les organismes filamenteux (qui se déposent mal) prospèrent dans des environnements à faible oxygène dissous et contenant peu de nourriture. La zone de contact ou sélectrice procurera une longueur d’avance aux micros organismes qui se déposent facilement pour devenir la graine principale dans le liquide mélangé. Les réglages du temps dans les bassins peuvent être ajustés pour prendre en compte des conditions d’écoulement faibles, moyennes, et élevées tout en assurant un traitement approprié. Un autre avantage de la technologie SBR est la faible trace laissée, par rapport au système continu de boue activée avec des bassins de colmatage séparés. Les SBR sont des bassins primaires de clarification et d’aération et des bassins de clarification secondaires, tous dans le même réacteur. En outre, le pompage pour la recirculation de la boue n’est pas nécessaire, à moins qu’un bassin sélecteur soit utilisé. L’inconvénient majeur du procédé SBR est que les structures de désinfection des effluents doivent être surdimensionnées pour prendre en compte l’écoulement intermittent.

OPTIONS DE TRAITEMENT DES EAUX D’EGOUTS DOMESTIQUES POUR LE TRAITEMENT MECANISE CONVENTIONNEL

Les titres suivants sont des ouvrages ou des manuels bien documentés sur les technologies de traitements mécanisés conventionnels :

• Normes recommandées pour les structures d’égouts (Ten State Standards), 1978.

• Conception des installations pour le traitement des eaux d’égouts municipales (ASCE 1992, WEF Manual of     Practice No. 8);

• Technologies appropriées au traitement des eaux d’égouts dans les Caraïbes (Millette, E. 1992);

• Manuel d’évaluation de la technologie innovatrice et alternative (U.S. EPA 1980)

• Pages descriptives de la technologies pour le traitement des eaux d’égouts municipales (U.S. Department of     Commerce 1991).

« Quinze années de traitement pratique des eaux d’égouts au Venezuela » (Lansdell, M. 1996) décrit quelques installations de traitement municipal au Venezuela qui utilisent les procédés de boue activée pour traiter les écoulements d’une population allant jusqu’à 5 millions d’habitants. L’accent est mis sur la simplicité de fonctionnement et sur le fait d’éviter une dépendance technologique par rapport aux autres pays pour l’importation des pièces détachées (« la main d’œuvre non qualifiée est abondante et les devises étrangères sont rares »). Les technologies incluses sont de simples systèmes de boue activée, des réacteurs séquentiels modifiés par bactéries (MSBR ; Modified Sequencing Batch Reactor), les fossés à oxydation et les lagunes.

« Une évaluation de l’efficacité et des effets de la désinfection des eaux d’égouts par acide péracétique avant leur évacuation dans l’océan » (Ruiz, C.S. 1995) examine une stratégie alternative de désinfection pour les eaux d’égouts. La désinfection à l’acide péracétique fut observée en 5 ou 10 minutes en utilisant des dosages de 2 à 80 mg/l. Un des avantages de l’acide péracétique est qu’il se dégrade rapidement en des composants inoffensifs, l’acide acétique et l’oxygène active. L’acide péracétique est plus approprié pour la désinfection des eaux d’égouts qui doivent être évacuées dans la mer. L’auteur suggère que la dose optimale est de 10 mg/l avec un temps de contact de 10 minutes. De plus grandes concentrations d’acide péracétique n’ont pas amélioré l’efficacité de la désinfection de façon significative. Des eaux d’égouts neutres ou légèrement acidiques ont amélioré l’efficacité de la désinfection à l’acide péracétique, alors que dans les eaux d’égouts alcalines (pH>8.l ; pKa PAA=8.2) l’efficacité de la désinfection était plus basse. Une dose de 20mg/l d’acide péracétique et un temps de contact de 15 minutes fut administré à un échantillonnage d’eaux d’égouts à pH de 7,9 et est parvenu à un taux d’inactivation des coliformes de 6,45 unités logarithmiques. L’inconvénient majeur de la désinfection à l’acide péracétique est que c’est presque aussi dangereux à manipuler que le chlore, et peut diminuer le pH des eaux réceptrices.

« Faisabilité du traitement anaérobie des eaux d’égouts au sein de stratégies d’assainissement dans les Pays en Voie de Développement » (Alaerts, G.J. 1993) traite de la faisabilité des traitements anaérobies des eaux d’égouts pour des systèmes sur site, des communautés ou des circonscriptions de taille moyenne et des systèmes extérieurs centralisés dans les pays en voie de développement. L’auteur estime que le traitement anaérobie est plus économique dans les projets de traitement extérieurs centralisés. Bien que l’élimination de DOB ne soit pas aussi bonne que dans la plupart des unités de traitement aérobies, le traitement anaérobie offre de nombreux avantages. La production de méthane peut être importante dans les installations à écoulement élevé, la production de biomasse (boue) est environ de moitié par rapport à la production dans les procédés aérobies, la boue produite peut être convenablement stabilisée et épaissie (de 5 à 8 fois plus épaisse), l’élimination des œufs d’helminthes est excellente et l’effluent est riche en substances nutritives, ce qui le rend propre à l’irrigation. Parmi les désavantages, l’élimination de DOB qui s’échelonne entre 25 à 80 pour cent et le fait qu’aucune substance nutritive ne soit virtuellement éliminée. En conséquence, des unités de traitement anaérobie sont nécessaires pour faire face aux exigences de l’effluent. Selon l’auteur, si la nitrification est une nécessité, les systèmes anaérobies n’apparaissent pas comme une alternative séduisante.

« Projet mexicain combinant le traitement des eaux d’égouts industrielles et municipales » (Inconnu 1994) présente un débat sur une installation de traitement des eaux d’égouts qui traite eaux d’égouts domestiques et eaux d’égouts industrielles. L’usine de traitement à Salamanque, Mexique reçoit les eaux usées domestiques pour une population de 500 mille personnes et les eaux d’égouts d’une raffinerie de pétrole. Le flux combiné passe d’abord à travers l’aéro flottation (DAF : Dissolve Air Flotation) où une grande partie du pétrole est filtrée et envoyée vers une centrifugeuse pour une séparation plus poussée. Les effluents en provenance des DAF sont alors dirigés vers des systèmes de digestion aérobie. Après le traitement aérobie, du carbone de calcium est ajouté pour la clarification et l’effluent reçoit ensuite du chlore. Une partie de l’effluent est recyclé dans la raffinerie de pétrole et le reste est évacué dans une rivière.

« Canalisations sous-marines – vue d’ensemble, données de base pour la conception et exigences de données pour l’Amérique Latine et les Caraïbes » (PNUE 1994) offre une autre perspective pour l’évacuation des eaux d’égouts dans les communautés côtières. L’évacuation sous-marine des eaux d’égouts peut être tout aussi efficace que le traitement des eaux d’égouts, à condition que la dilution des eaux d’égoutsévacuées soit suffisante pour réduire les concentrations de contaminants en deçà des normes de qualité de l’eau. Une dilution initiale minimum de 100:1 est courante et est appropriée pour atteindre la plupart des normes de qualité de l’eau, si ce n’est toutes. Trois mécanismes sont envisagés dans les calculs de dilution pour une canalisation : dilution initiale ; transport horizontal et dispersion ; réaction cinétique. Les contaminants concernés pour les canalisations d’eaux d’égouts vers l’océan et la concentration en pathogènes dans les baies et les estuaires (ou partout où les échanges avec le grand large sont limités) les substances nutritives et le DOB deviennent préoccupants. La dilution totale est le produit de la dilution initiale, de la dilution horizontale et de la réaction/disparition des coliformes. La dilution initiale et la disparition des bactéries sont habituellement beaucoup plus importantes que la dilution horizontale. Pour des substances non dégradables, la dilution initiale est le facteur le plus important dans la détermination de la dilution totale. Ceci peut être une alternative économique au traitement conventionnel des eaux d’égouts. Cependant, la qualité des eaux réceptrices et des courants doivent être caractérisées avant que les canalisations sous-marines soient prises en considération.

« Canalisations sous-marines — Une alternative viable pour l’évacuation des eaux d’égouts des villes du littoral en Amérique Latine et dans les Caraïbes » (PNUE 1993) est un complément de cet article. L’auteur présente une vue d’ensemble de la répartition de la population de cette région et des villes et régions qui utilisent des canalisations sous-marines pour l’évacuation des eaux d’égout. Au moment de la rédaction de ce document 84 canalisations étaient recensées en Amérique Latine et dans les Caraïbes ; presque la moitié (39) se trouvent au Venezuela et il y en a seulement une en Martinique dans la mer des Caraïbes.

« Aspects du traitement des eaux d’égouts et du recyclage du Lac Valencia, Venezuela » (Lansdell, M. 1991) décrit les problèmes environnementaux du bassin du lac Valencia et l’usine de traitement qui a été financée par la banque du développement panaméricain. L’argument de l’auteur est que les installations de recyclage pour les pays en voie de développement doivent éviter une dépendance technologique excessive. La disponibilité des terrains et le climat chaud permettent le fonctionnement efficace des systèmes de lagunage ou des marais. Parmi les objectifs principaux du plan de Valencia se trouvent : le traitement des déchets domestiques et industriel ; le recyclage des effluents pour l’irrigation ; le réapprovisionnement des nappes d’eau souterraines aquifères ; la déssalinisation des nappes d’eau souterraines aquifères et la réduction de l’utilisation d’engrais artificiels par les agriculteurs.

EAUX D’EGOUTS INDUSTRIELLES

Les titres suivants sont quelques livres de références exhaustifs sur le traitement des eaux d’égouts industrielles :

• Traitement des eaux d’égouts industrielles et présentant des risques (Nemerow, N. 1991)
• Technologie de traitement des eaux d’égouts industrielles (Patterson, J.W. 1985)
• Guide de l’évacuation des déchets industriels (Conwya, R.A. 1980)

Chacun de ces ouvrages de référence fournit des informations précieuses sur les types de polluants en provenance d’industries diverses, sur les technologies de traitement appropriées pour des polluants particuliers et sur les questions de gestion.

Gestion des eaux d’égouts industrielles dans les nations en voie de développement (Haut Institut de l’Hygiène publique 1981) est une série d’articles issus des « compte rendus du Symposium International » qui s’est tenu à Alexandrie, Egypte en mars 1981. Il y a 41 articles dans cette série et beaucoup d’entre eux relèvent de ce projet. Des procédés de traitements particuliers à certaines industries sont inclus ainsi que les questions de la qualité des effluents, la récupération et le recyclage des eaux, les questions des politiques de développement et d’autres sujets liés à la planification.

« Gestion des eaux d’égouts industrielles dans la Région des Caraïbes » (Sammy, G.K. 1995) passe en revue les différents types et les volumes d’eaux d’égouts qui sont produites par 13 industries des Caraïbes. Les limites des effluents sont traitées et l’accent est mis sur le concept de « réduire, réutiliser et recycler ». L’auteur affirme qu’il est nécessaire de faire plus de progrès dans ce domaine lequel en a connu si peu dans le passé.

L’industrie pétrolière est le plus grand producteur de DOB dans les eaux côtières des Caraïbes. Les trois ouvrages suivants fournissent des informations utiles concernant les polluants responsables des déchets spécifiques à l’industrie pétrolière, et les procédés de traitement qui peuvent réduire ces polluants avant qu’ils ne soient évacués :

• Contrôle de la pollution dans l’industrie pétrolière (Jones, H.R. 1973)
• Contrôle de la pollution dans l’industrie pétrochimique (Borup, M.B. 1987)
• Déchets aqueux des usines pétrolières et pétrochimiques (Beychok, M.R. 1967)

« Dégradation biologique des eaux d’égouts des raffineries de pétrole dans un contacteur biologique modifié à rotation avec de la mousse de polyuréthanne fixée aux disques » (Tyagi, R.D. 1993) explore la technologie du contacteur biologique à rotation aérobie dans le but d’éliminer le DOB d’une façon significative des eaux d’égouts en provenance des raffineries de pétrole. La mousse utilisée agit comme un support poreux avec une biomasse plus importante qu’un contacteur biologique à rotation conventionnelle, ce qui augmente la capacité de contact de la biomasse avec les matériaux solides organiques. On a observé jusqu’à 87 pour cent d’élimination grâce à cette technique.

Gestion de l’évacuation de l’eau : conception et fonctionnement des séparateurs pétrole/eau (Institut Américain du Pétrole 1990) fournit des conseils pour la conception des séparateurs gravitaires pétrole/eau devant être utilisés dans les raffineries de pétrole. Le manuel fournit aussi des conseils pratiques pour résoudre les problèmes de fonctionnement et améliorer le rendement des installations pour la séparation du pétrole et de l’eau.

« Technologies innovatrices pour le traitement des eaux d’égouts huileuses » (Benedek, A. 1992) traite de la technologie à forte consommation d’énergie des techniques de filtration à membrane pour éliminer l’huile émulsionnée des eaux d’égouts.

L’auteur du « Traitement des eaux d’égouts pétrochimiques par réacteur à culture fixée, immergé et aérée (ASFFR : Aerated Submerged Fixed-Film Reactor) avec un taux de concentration en matières organiques élevé » (Park, T.J. 1996) a établi qu’entre 92 et 97% de l’élimination des DOC est possible avec un taux de déversement volumétrique des matières organiques de 0,9 à 6,3 kg de DOC/cm/jour. L’élimination des DOC augmente avec le taux de concentration. L’obstruction et la canalisation typiques des filtres stationnaires furent évitées car ce filtre a une zone de dépôt séparée.

« Filtrage des eaux d’égouts huileuses » (Hobson, T. 1996) met l’accent sur les bénéfices du filtrage de l’huile. Ceci est utile non seulement en tant que phase de traitement préliminaire, mais peut aussi être utilisé comme unique procédé de traitement et ceci grâce aux récents progrès dans la technologie du filtrage. L’auteur traite des critères et conditions de conception tels que la conception du réservoir, la turbulence, la profondeur du réservoir et les équipements de filtrage.

« Traitement par les levures des eaux d’égouts en provenance des usines de fabrication d’huile » (Chigusa, K. 1996) explore le procédé de l’utilisation de levures pour dégrader les eaux d’égouts en provenance des usines de fabrication d’huiles de soja. Les traces de levure furent retirées des flux de déchets et apparurent être suffisamment efficaces pour que la phase de traitement préliminaire à aéroflottation ne soit pas nécessaire. Neuf traces différentes de levures furent étudiées.

Plusieurs autres articles de journaux très utiles traitant des traitements des déchets en provenance des raffineries d’huile et de pétrole furent obtenus par l’intermédiaire des comptes rendus de la Conférence sur les Déchets Industriels de Purdue. Ces comptes rendus annuels sont une excellente source pour des travaux actuels sur le traitement et la gestion des déchets industriels, et devraient être le point de départ de toute revue de documentation traitant des déchets industriels. Les articles de journaux obtenus par l’intermédiaire des comptes rendus sont les suivants :

• « Récupération et recyclage des eaux d’égouts dans une usine pétrochimique » (Wong, J.M. 1995)

• « Evaluation des traitements physiques, chimiques et biologiques pour éliminer les corps gras, les huiles, et
         les graisses des effluents de déchets en provenance des raffineries de pétrole avant leur recyclage dans des
        tours à refroidissement » (Mitchell, D.B. 1994)

• « Traitement par le sol des déchets du pétrole dans la région de Regina, Saskatchewan » (Viraraghavan, T.
        1994)

• « Retraitement et réduction de la boue présentant des risques dans les raffineries de pétrole » (Engelder, C.L.
        1993)

• « Solutions environnementales basées sur le recyclage de l’eau, de l’huile, de la boue dans une raffinerie de
        pétrole intégrée » (Galil, N. 1992)

• « Evacuation des déchets présentant des risques en provenance des raffineries de pétrole » (Bryant, J.S.
        1991)

• « Expérience pilote et conception d’un système à boue activée pour la raffinerie des eaux d’égouts »
        (Copeland, E.C. 1991)

• « Une étude comparative entre un contacteur biologique à rotation et le traitement biologique à boue activée
        des eaux d’égouts en provenance d’une raffinerie de pétrole intégrée » (Galil, N. 1990)

• « Elimination de l’huile et de la graisse dans l’industrie de l’hydrocarbone » (Rhee, C.H. 1988).

« Traitement des eaux d’égouts à haute concentration par la combinaison anaérobie/aérobie » (Ulrix, R.P. 1994) décrit un procédé de traitement efficace pour les eaux d’égouts en provenance d’une raffinerie de betteraves à sucre. Un réacteur à une phase à flux ascendant anaérobie fut utilisé pour traiter les déchets à haute concentration. Une phase de finition aérobie/anoxie venait à la suite du réacteur anaérobie pour réduire de façon plus significative les niveaux de DOB et de nitrogène.

« Codigestion anaérobie des eaux d’égouts en provenance des industries agricoles » (Gavala, H.N. 1996) examine l’idée consistant à combiner les eaux usées de différentes industries agro-alimentaires dans une installation centrale pour minimiser l’écoulement saisonnier des déversements de matières organiques, ce qui peut arrêter le cours du traitement anaérobie. Un prototype mathématique est élaboré pour décrire le processus de codigestion. Le prototype est capable de prédire la dépendance des DOC et des acides gras d’une installation en exploitation et devrait être très utile pour la conception de procédés de codigestion.

« Digestion anaérobie des eaux d’égouts de mélasses à haute concentration utilisant le réacteur anaérpbie hybride à déflecteur » (Boopathy, R. 1991) examine l’efficacité du procédé à réacteur anaérobie à déflecteur qui produit principalement des conditions semblables à celles du « plug-flow ». Le réacteur anaérobie hybride à déflecteur a traité avec succès 20 kg de DOC/cm/jour. La biomasse dans le réacteur s’est rapidement ajustée à la variation du volume de remplissage et des taux élevés de charge furent observés sans diminution notable de la biomasse. De plus, on est parvenu à la granulation plus rapidement que dans n’importe quel autre système anaérobie à flux ascendant.

« Technologies de traitement des eaux d’égouts » (Farmer, J.K. 1991) fournit une vue d’ensemble des contraintes de traitement aux Etats-Unis pour les industries agro-alimentaires et des processus de traitement préliminaire qui sont utilisés pour remplir ces contraintes. La plupart des industries agro-alimentaires des Etats-Unis déversent leurs déchets dans des systèmes d’égouts publics, lesquels nécessitent un traitement préliminaire. L’auteur note que les unités de traitement biologique aérobie et que la technologie du réacteur séquentiel par bactéries (SBR – Sequencing Batch Reactor) devrait faire l’objet de plus de considération.

« Traitement des eaux d’égouts des brasseries dans les réacteurs UASB à température ambiante » (Yan, Y.G. 1996) est une étude académique sur le développement du granule. Les taux de charge de DOB et d’hydraulique furent déterminés pour une croissance optimale de la boue granulée.

« Utilisation d’un filtre anaérobie pour traiter les eaux d’égouts des usines de mise en bouteille de boissons gazeuses » (Carter, J.L. 1992) décrit les processus de traitement préliminaire des eaux usées produites par la Shasta Beverage Company au Kansas. Les effluents de cette usine sont déversés dans le district des eaux municipales. Les eaux d’égouts non traitées avec des taux de DOB s’échelonnant entre 200 et 4000 mg/l doivent être réduites au niveau requis par l’EPA, et qui est de 200 mg/l en moyenne hebdomadaire. Des informations concernant les détails de la conception. « Traitement des eaux d’égouts des usines de mise en bouteille de boissons gazeuses et de sirops utilisant des réacteurs à lits empaquetés avec flux ascendants anaérobie » (Capobianco, D.J. 1990) donne les résultats expérimentaux pour cinq bancs d’essai avec des réacteurs anaérobie à flux ascendants. Des éliminations de DOC impressionnantes allant au-delà de 85 pour cent avec un temps de rétention hydraulique inférieur à 7 heures. Les valeurs des DOC affluants étaient proches de 5000 mg/l à certains moments. Les réacteurs ont aussi démontré leur habilité à soutenir des concentrations très élevées de DOC à court terme.

« Mise en pratique de la digestion anaérobie pour le traitement des effluents agro-industriels en Amérique Latine » (Borzacconi, L. 1995) établit un compte rendu de l’utilisation des procédés de traitements anaérobie en Amérique Latine. Les quatre industries les plus importantes en Amérique Latine sont les brasseries, les distilleries, l’industrie laitière, et les usines de levure. De plus en plus d’industries utilisent des traitements anaérobies pour réduire le déversement de DOB dans les installations de traitement municipal ou dans les eaux réceptrices. Le climat chaud dans de nombreuses régions d’Amérique Latine, la génération de bio gaz en tant que source d’énergie et leur capacité à traiter les eaux d’égouts à haute concentration fait apprécier les réacteurs anaérobies.

« Un nouveau processus de traitement pour les déchets biologiques à forte concentration » (Henry, D.P. 1993) étudie l’idée de faire ruisseler les eaux d’égouts des brasseries et des porcheries le long d’un rideau vertical consistant en deux couches de mousse polyuréthanne. La biomasse attachée fournirait le traitement. L’idée est de fournir une vaste aire de surface à laquelle la biomasse puisse adhérer et ainsi d’accomplir un traitement plus efficace. L’entretien comprend la récolte des excès de croissance. Une aire de surface de 1m² avec une chute de 4 m traitera d’une façon adéquate 15 l/jour de déchets contenant 60 mg/l de Demande en Oxygène Total (TOD – Total Oxygen Demand).

« Stratégies pour le traitement des eaux d’égouts agro-industrielles » (Sendic, M.V. 1995) décrit le procédé de traitement des déchets des trois industries majeures en Uruguay : abattoirs, usines de lavage à chaud de la laine, tanneries. Les eaux vannées en provenance des industries de lavage à chaud de la laine contiennent des quantités importantes de graisse et de DOC, les abattoirs produisent un taux élevé de DOC et de TSS, et les tanneries produisent une concentration élevée de DOC ainsi que certains métaux (chrome et sulfure). Les usines de lavage à chaud de la laine et les abattoirs nécessitent une aéro-flottation et des réacteurs anaérobies alors que les tanneries ont besoin de traitement chimique pour éliminer les métaux des eaux vannées.

« Traitement préliminaire anaérobie des effluents liquides en provenance de l’industrie laitière » (Filho, B.C. 1996) décrit un projet de rénovation pour une installation de traitement des effluents liquides d’une industrie laitière au Brésil. Les lagunes utilisées pour traiter les flots de déchets ne pouvaient pas faire face au taux accru de DOC allant de pair avec le développement de l’industrie laitière. Pour faciliter le traitement du taux accru de DOC (avec des concentrations allant jusqu’à 37000 mg/l, d’une valeur moyenne de 6300 mg/l) un réacteur anaérobie à flux ascendant fut ajouté après le procédé de filtrage. Avec un temps de détention hydraulique allant de 7 à 28 heures, l’efficacité de l’élimination de DOC variait entre 40 et 70 pour cent, avec une efficacité moyenne de 53 pour cent. L’élimination des solides en suspension était légèrement inférieure à 50 pour cent, et l’élimination de la nitrogène totale était d’environ 28 pour cent.

« Traitement anaérobie des déchets des porcs par le réacteur séquentiel par bactéries anaérobies (ASBR ; Anaerbic Sequencing Batctch Reactor) » (Zhang, R. 1996) évalue le rendement d’un ASBR avec un court temps de détention hydraulique (2 à 6 jours). La réduction de solides volatiles s’échelonnait entre 39 et 61 pour cent, et la réduction de DOB entre 58 et 86 pour cent. D’une façon surprenante, on est parvenu à une meilleure élimination avec un temps de détention de 3 jours qu’avec un temps de détention de 6 jours.

« Utilisation de marais construits pour traiter certaines eaux d’égouts toxiques dans les climats tropicaux » (Polprasert, C. 1996) examine l’élimination des phénoliques et des métaux lourds grâce aux marais construits avec une surface d’eau courante. Des concentrations de chrome et de nickel de 1 à 10 mg/l n’ont pas eu d’effets considérables sur le rendement du marais. Cependant, quand la concentration de métaux lourds a augmenté de 20 à 50 mg/l l’élimination de DOC a chuté de 70 à 35 %.

« Systèmes en circuit fermé pour le recyclage des composants organiques volatiles en provenance des usines de raffinerie » (Pollution Engineering 1992) décrit un système pour l’élimination des composants organiques volatiles (VOC : Volatile Organic Compound) dans deux des principales raffineries de pétrole avec un taux d’efficacité supérieur à 98 pour cent. La technologie combine l’élimination de la nitrogène, les ajustements à l’humidité relative et les technologies de carbone activé.

TRAITEMENT ET EVACUATION DES MATIERES SOLIDES

Le manuel de conception, Traitement et évacuation de la boue (U.S. EPA 1979) fournit des critères détaillés de conception pour plusieurs options de traitement et d’évacuation.

Le guide EPA, Traitement et évacuation des effluents septiques, (U.S. EPA 1984) fournit des critères de conception pour des alternatives appropriées au traitement et à l’évacuation des effluents septiques.

« Traitement et élimination des boues d’eaux d’égouts domestiques et des boues des matières de vidange à Bangkok » (Stoll, U. 1996) est un compte rendu des méthodes de traitements et d’évacuation des matières solides et de la boue à Bangkok. Des organigrammes sont fournis pour déterminer la méthode de traitement approprié à utiliser. Parmi les options identifiées se trouvent l’utilisation agricole, le défrichage des terrains, les décharges, la mono-incinération, la co-incinération et d’autres options de recyclages et de réutilisation. Les auteurs soulignent que la minimisation des déchets devrait être la première des priorités pour les responsables de la gestion, bien que ce ne soit pas toujours économiquement possible. En gardant cela à l’esprit, la mono-incinération après avoir enlevé l’eau est recommandée comme l’un des procédés préférés pour les centres urbains avec de grandes quantités de boue, suivi d’une utilisation directe pour l’agriculture ou le compost. Les décharges ont été dans le passé la méthode la moins chère, mais ceci est en train de changer dans les grands centres urbains.

« Traitement des effluents septiques en utilisant des systèmes à réacteurs par bactéries à boue activée à phase unique et à deux phases » (Andreadakis, A.D. 1995) fournit une option pour le traitement des effluents septiques. Les effluents septiques sont caractérisés par une forte concentration (2,5 fois plus forts que les égouts domestiques typiques). Des systèmes cycliques à fonctionnement bactérien (SBR ; Batch Cyclic-Batch Operating Systems) peuvent traiter ce type de déversement car les flocs formés par les effluents septiques se déposent généralement bien et peuvent produire un liquide mélangé avec de très fortes concentrations de matières solides en suspension (jusqu’à 8000 mg/l) (MLSS : Mixed Liquor Suspended Solids). Un système de fonctionnement par bactéries aérées à phase unique avec un volume de réacteur de 1,6 fois le flux quotidien des effluents septiques, un temps de rétention des solides (SRT : Solids Retention Time) de 15 jours et un taux de DOC de 0,15 mg/mg MLSS/jour produisit une boue bien stabilisée et une bonne nitrification. D’autres améliorations furent faites dans l’étude d’un système à seconde phase avec des zones anoxies et aérobies pour favoriser la dénitrification.

 

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