FR3013347A1 - METHOD AND STATION FOR MANAGING EFFLUENTS FROM AGRONOMIC ACTIVITIES BY HYBRID PHYTOEPURATION TREATMENT. - Google Patents
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Abstract
Procédé de gestion des effluents bruts issus des activités agronomiques par traitement hybride de phytoépuration, sans séparation des phases liquide et solide desdits effluents, ce procédé comprenant une étape d'épuration sur filtres plantés, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de prétraitement avant leur passage sur lesdits filtres plantés, ladite étape de prétraitement consistant à soumettre les effluents bruts provenant d'une fosse de récupération des lisiers à un apport d'oxygène et à un ensemencement de produits bactériensProcess for the management of raw effluents resulting from agronomic activities by hybrid phytopurification treatment, without separation of the liquid and solid phases of said effluents, this process comprising a purification step on planted filters, characterized in that it comprises a pre-treatment stage before passing them over said planted filters, said pretreatment step of subjecting the raw effluents from a slurry recovery tank to an oxygen supply and seeding of bacterial products
Description
Procédé et station de gestion des effluents issus des activités agronomiques, par traitement hybride de phytoépuration. La présente invention concerne un procédé et une station de gestion des 5 effluents issus des activités agronomiques, en particulier des effluents d'élevages et, plus particulièrement des lisiers de porcs. La gestion des lisiers au sein des élevages est une problématique fluctuante en fonction du type d'élevage, de sa localisation géographique ainsi que des 10 aspirations et moyens de l'éleveur. En effet, déchets liquides composés des urines et des fèces, les lisiers sont produits et récupérés dans les élevages intensifs utilisant comme mode de stabulation les bâtiments à caillebotis (sol ajouré) et sont, en fonction de la réglementation, soit épandus, soit acheminés vers une zone ou une station de traitement. Cette gestion peut présenter des impacts sur le site 15 de l'exploitation et aux alentours, au niveau des eaux de surfaces et souterraines, les conséquences pouvant se répercuter jusqu'aux mers et océans (CGDD - « Evolution des flux polluants à la mer »). La gestion des lisiers s'inscrit donc dans la problématique de la gestion des milieux aquatiques et de la préservation de la bonne qualité de l'eau ainsi que dans une démarche d'accompagnement des 20 éleveurs au développement durable et à la responsabilisation, cette gestion représentant, dans certaines régions, des enjeux majeurs. Le lisier présente un taux de dilution plus ou moins élevé en fonction des stades physiologiques des animaux, du régime alimentaire choisi ainsi que des 25 techniques de lavage en porcherie. Ses caractéristiques physico-chimiques sont également variables intra et inter-élevages. En effet, le lisier de porc est composé généralement à 15% d'une fraction solide et à 85% d'une fraction liquide, et présente un pH neutre à faiblement alcalin. La concentration en matière sèche (MS) peut varier de 20 kg.m-3 à 60 kg.rn-3 au sein d'un même élevage, et la 30 demande chimique en oxygène peut varier entre 20 à 55 g 02.1-1 en fonction des élevages. Les concentrations en azote total et en phosphore varient respectivement de 3 à 9 kg.rn-3 et de 2 à 6 kg.rn-3 en fonction des stades physiologiques des porcs. Les concentrations en macro (N, P, K) et micro nutriments sont variables dans le temps ou en fonction des élevages, cependant le ratio N /P205 /K20 reste constant. En moyenne, l'azote est présent à 75% sous forme d'azote ammoniacal et à 10% sous forme d'azote dissous. Le phosphore est majoritairement présent dans la phase solide du lisier sous forme particulaire et fine, les phosphores organique et minéral représentant respectivement 18% et 70% de la phase particulaire et fine. La fraction liquide est quant à elle composée à 2% de phosphore organique et à 10% de phosphore minéral. Le potassium (K) est majoritairement présent sous forme dissoute et peut varier de 2 à 5 kg.rn-3 de lisier. En fonction du régime alimentaire des porcs, le lisier est plus ou moins contaminés en métaux lourds et/ou métalloïdes (ETMM) comme le cuivre, le zinc 10 et l'arsenic. La composition microbiologique du lisier varie elle aussi en fonction des élevages et au cours du temps, jusqu'à 150 espèces de microorganismes pathogènes y ont été identifiées. Le vieillissement ainsi que le stockage entraînent aussi des variations de la composition tels qu'une diminution de la matière organique au profit d'un dégazage couplé à un phénomène d'ammonification ainsi 15 qu'une hygiénisation faible à modérée. Le lisier étant riche en azote et en phosphore, il est traditionnellement épandu sur les cultures et son traitement est laissé au seul « pouvoir épurateur du sol » assuré par l'exportation des éléments nutritifs par les plantes. Cependant, l'épandage excessif du lisier, compte tenu de ses caractéristiques, est à l'origine 20 du phénomène d'eutrophisation des milieux adjacents ou encore des marées vertes dénoncées récemment par certaines associations pour la protection de l'environnement. En réponse à ces problèmes environnementaux, la Directive Européenne Nitrates (91/676/CEE) réglemente de nos jours les quantités d'azote et de phosphore autorisées à l'amendement en culture et définit des Seuils 25 d'Obligation de Traitement (SOT) des lisiers. Le devenir des lisiers est donc, dans un premier temps, fortement lié à la localisation géographique de l'exploitation. En effet, il existe des zones considérées dans le cadre de la Directive Européenne Nitrates (91/676/CEE) comme des « zones d'excédent structurels » (ZES) où les possibilités d'épandage 30 permettant de garantir une bonne épuration par le sol et les cultures sont dépassées. Il a été mis en place un Seuil d'Obligation de Traitement (SOT) obligeant soit au traitement des lisiers excédentaires soit à leur transfert hors des ZES. La Directive Nitrates 91/676/CEE désigne aussi des « zones vulnérables » associées à des programmes de surveillance et des « programmes d'action ».Method and station for managing effluents resulting from agronomic activities, by hybrid phytopurification treatment. The present invention relates to a method and an effluent management station resulting from agronomic activities, in particular livestock effluents and, more particularly, pig manure. Manure management within farms is a fluctuating issue depending on the type of breeding, its geographical location and the 10 aspirations and means of the farmer. In fact, liquid waste composed of urine and feces, manure is produced and recovered in intensive livestock farms using slatted buildings (perforated soil) as a method of stabling and are, depending on the regulations, either spread or conveyed to a zone or a treatment station. This management may have impacts on the site 15 of the exploitation and the surrounding area, in terms of surface and underground water, the consequences that can be passed on to the seas and oceans (CGDD - "Evolution of pollutant fluxes to the sea" ). The manure management is therefore part of the problem of the management of aquatic environments and the preservation of good water quality and in a process of support for 20 farmers to sustainable development and accountability, this management representing, in certain regions, major issues. Slurry has a higher or lower dilution rate depending on the physiological stages of the animals, the diet chosen and the techniques of washing in piggery. Its physico-chemical characteristics are also variable within and between farms. In fact, pig manure is generally composed of 15% of a solid fraction and 85% of a liquid fraction, and has a neutral to slightly alkaline pH. The concentration of dry matter (DM) can vary from 20 kg.m-3 to 60 kg.rn-3 within the same farm, and the chemical oxygen demand can vary between 20 to 55 g 02.1-1 in function of the farms. The total nitrogen and phosphorus concentrations vary respectively from 3 to 9 kg.rn-3 and from 2 to 6 kg.rn-3 depending on the physiological stages of the pigs. The concentrations in macro (N, P, K) and micro nutrients are variable in time or depending on the farms, however the ratio N / P205 / K20 remains constant. On average, nitrogen is present as 75% as ammonia nitrogen and 10% as dissolved nitrogen. Phosphorus is mainly present in the solid phase of slurry in particulate and fine form, the organic and inorganic phosphors respectively representing 18% and 70% of the particulate and fine phase. The liquid fraction is composed of 2% organic phosphorus and 10% inorganic phosphorus. The potassium (K) is mainly present in dissolved form and can vary from 2 to 5 kg.rn-3 slurry. Depending on the diet of pigs, slurry is more or less contaminated with heavy metals and / or metalloids (TMEs) such as copper, zinc and arsenic. The microbiological composition of the slurry also varies with the farms and over time, up to 150 species of pathogenic microorganisms have been identified. Aging as well as storage also results in compositional variations such as a decrease in organic matter in favor of degassing coupled with an ammonification phenomenon as well as mild to moderate hygiene. Since manure is rich in nitrogen and phosphorus, it is traditionally applied to crops and its treatment is left to the sole "soil purifying power" provided by the export of nutrients by plants. However, the excessive spreading of slurry, given its characteristics, is at the origin of the eutrophication phenomenon of adjacent environments or green tides denounced recently by certain associations for the protection of the environment. In response to these environmental problems, the European Nitrates Directive (91/676 / EEC) nowadays regulates the quantities of nitrogen and phosphorus authorized for cultivation amendment and defines Treatment Obligation Thresholds (SOT). slurry. The fate of manure is therefore, at first, strongly linked to the geographical location of the farm. Indeed, there are areas considered in the framework of the European Nitrates Directive (91/676 / EEC) as "zones of structural surplus" (SEZs) where the spreading possibilities 30 making it possible to guarantee good purification by the soil and crops are outdated. A Treatment Obligation threshold (SOT) has been set up requiring either the treatment of excess slurry or their transfer outside the SEZs. The Nitrates Directive 91/676 / EEC also refers to "vulnerable areas" associated with monitoring programs and "action programs".
Il existe d'autres régions ayant le statut de « zone de production peu dense » (l'épandage étant le plus souvent autorisé). Les zones côtières sont tout de même classées comme « zones vulnérables ». Il est donc important de se mobiliser dès maintenant pour développer et mettre en place des solutions durables face aux problèmes posés par la contamination des eaux par les nitrates et le phosphore. De plus, dans les « zones de production peu dense », les producteurs porcins souffrent des images véhiculées par les « erreurs environnementales commises dans certaines zones vulnérables » ainsi que des nuisances liées à l'épandage qui entraînent une mauvaise acceptation sociale de la production porcine.There are other areas with the status of "low production area" (where spreading is most often allowed). Coastal areas are still classified as "vulnerable areas". It is therefore important to mobilize now to develop and implement sustainable solutions to the problems posed by water contamination by nitrates and phosphorus. Moreover, in "low production areas", pig producers suffer from images of "environmental errors committed in certain vulnerable areas" as well as nuisances related to land application that lead to poor social acceptance of pig production. .
Compte tenu du caractère liquide du lisier de porc, il peut être soumis à un traitement visant à réduire ses caractéristiques biologiques (demande chimique en oxygène (DCO) et demande biologique en oxygène (DB0)), microbiologiques ainsi que physico-chimiques (azote, phosphore et matière en suspension (MES)). Le traitement du lisier de porc consiste en une amélioration quantitative (diminution des volumes) e/ou qualitative (abattement des concentrations en N, P, K, microorganismes pathogènes...). L'amélioration de l'aspect qualitatif du lisier a pour objectif de réduire son impact environnemental. Une des voies possibles, et encore peut explorée, pour le traitement des effluents porcins est le traitement par zones humides artificielles faisant partie de l'ensemble des procédés de phytoremédiation qui correspond à l'utilisation de substrat organique ou inorganique, de plantes et de leurs micro-organismes associés pour dégrader ou rendre moins toxiques les polluants organiques et inorganiques en milieu aquatique. De plus, ces techniques offrent une alternative épuratoire efficace, moins onéreuse que les stations d'épuration classiques, facile à mettre en oeuvre lorsqu'elle est adaptée et durable. Cependant, le développement d'un système efficace de traitement des lisiers de porc doit prendre en compte les spécificités du lisier, elles-mêmes liées aux méthodes d'élevage et aux stades physiologiques des animaux ainsi qu'aux méthodes et temps de stockage de l'effluent.In view of the liquid nature of pig manure, it may be subjected to a treatment aimed at reducing its biological characteristics (chemical oxygen demand (COD) and biological oxygen demand (BOD)), microbiological as well as physicochemical (nitrogen, phosphorus and suspended matter (MES)). The treatment of pig manure consists of a quantitative improvement (reduction of volumes) and / or qualitative (reduction of concentrations in N, P, K, pathogenic microorganisms ...). The objective of improving the quality of manure is to reduce its environmental impact. One of the possible ways, and still can be explored, for the treatment of pig effluents is the treatment by artificial wetlands forming part of all phytoremediation processes that corresponds to the use of organic or inorganic substrate, plants and their Associated microorganisms to degrade or reduce the toxicity of organic and inorganic pollutants in the aquatic environment. In addition, these techniques offer an effective purification alternative, less expensive than conventional treatment plants, easy to implement when it is adapted and durable. However, the development of an efficient pig manure treatment system must take into account the specificities of the slurry, which are themselves related to the breeding methods and physiological stages of the animals as well as to the methods and storage times of the animal. 'effluent.
L'invention a pour objet un procédé et une installation visant à permettre d'obtenir une réduction des nuisances environnementales associées à l'épandage et à la contamination des eaux et des sols par les nitrates et le phosphore. On sait qu'afin de permettre un abattement de l'azote efficient, deux processus diamétralement opposés doivent avoir lieu : - Les sels ammoniacaux contenus dans les effluents doivent être oxydés (nitrification) selon la réaction suivante : NH4 + 1,5 02 -> H+ + H20 + N0-2 - Les nitrates produits doivent être réduits en azote moléculaire (dénitrification) selon la réaction suivante : N0-2 + 0,5 02 -> NO-3 Le processus d'oxydation des sels ammoniacaux est toutefois limité par l'oxygène présent dans l'environnement et dans les boues à traiter, et la dénitrification ne peut avoir lieu qu'en présence de matière carbonée, utilisable par les micro-organismes dénitrifiants. Les organismes dénitrifiants étant autotrophes et à croissance lente, ils ne peuvent entrer en compétition avec les organismes hétérotrophes si les teneurs en carbone sont trop importantes. L'abattement du carbone doit intervenir avant celui de l'azote, mais reste nécessaire pour la dénitrification. En effet, la réaction stoechiométrique de la nitrification complète est la suivante : NH4 + 1,83 02 + 0,98 HCO3- -> 0,021 C5H7NO2 + 1,04 H20 + 0,98 N0-3 + 1,88 1-12003 Les systèmes et procédés en une seule étape ne permettent donc pas une 20 dégradation élevée de l'azote total puisqu'ils ne peuvent pas fournir une alternance des conditions aérobie et anaérobie, toutes deux nécessaires à l'élimination de l'azote. Dans un contexte réglementaire en constante évolution et face à des objectifs de qualité des milieux à atteindre d'ici peu, il est important aujourd'hui 25 d'apporter des solutions, en amont, aux problèmes de contamination des milieux aquatiques par les pollutions azotées et phosphorées ainsi que de proposer des systèmes innovants et écologiques adaptés aux besoins de l'agronomie. L'invention vise à développer un système d'ingénierie écologique qui permette au milieu récepteur situé en aval de conserver ses fonctionnalités écologiques. 30 Le système épuratoire selon l'invention a pour objectif d'amener les professionnels du domaine de l'agronomie vers une démarche éco-responsable présentant une alternative à l'épandage, lorsque celui-ci est possible, à moindres coûts et contraintes. En effet, toujours dans une démarche engagée pour le développement durable et l'accompagnement vers les bonnes pratiques environnementales, le dimensionnement d'un tel système doit aussi pouvoir répondre aux contraintes inhérentes aux élevages telles qu'une faible emprise foncière pouvant être allouée au système épuratoire, des coûts d'installation et de fonctionnement nécessitant d'être ajustés. De plus, en accord avec le respect de 5 l'environnement et l'optimisation des ressources, des voies de valorisation des sous-produits de l'épuration (biomasse végétales, compost, effluent de sortie...) seront trouvées en accord avec les besoins des éleveurs. L'objectif est donc de proposer un système dont la fiabilité technique et scientifique a été testée et éprouvée en conditions réelles, tout en fournissant aux éleveurs, des solutions de 10 gestion intégrées des végétaux utilisés et des voies d'élimination/valorisation. Le procédé selon l'invention est donc un procédé de gestion des effluents brutsissus des activités agronomiques par traitement hybride de phytoépuration, sans séparation des phases liquide et solide desdits effluents, ce procédé comprenant une étape de prétraitement consistant à soumettre les effluents bruts 15 provenant d'une fosse de récupération des lisiers à un apport d'oxygène et à un ensemencement de produits bactériens, et une étape d'épuration sur filtres plantés. Plus précisément, ledit procédé comprend une étape de prétraitement des effluents bruts au moyen d'une cuve à double compartiment, et une étape de filtration au moyen d'un filtre végétal vertical et/ou d'un filtre végétal horizontal. 20 Ce procédé est particulièrement remarquable en ce que les déjections animales brutes, c'est-à-dire les déjections directement en provenance des fosses de récupération des lisiers, sans séparation des phases liquide et solide : - sont d'abord soumises à un prétraitement par passage dans une unité ou cuve composée de deux compartiments, le premier compartiment recevant un 25 volume équivalent à 30 jours de production de lisiers bruts en vue d'une oxygénation et de manière avantageuse quoique nullement limitative, un ensemencement en produits bactériens initiant la nitrification du NH4+, le second compartiment recevant, après un certain temps de contact, le produit issu du premier compartiment, lequel est acheminé lentement et progressivement vers la 30 station de filtres plantés, - sont ensuite filtrées et épurées au moyen d'une station de filtration comprenant deux systèmes de filtration végétale, soit un premier système de filtration comprenant un filtre planté à écoulement vertical et un second système de filtration comprenant un filtre planté à écoulement horizontal.The invention relates to a method and an installation for reducing the environmental pollution associated with the spreading and contamination of water and soil by nitrates and phosphorus. It is known that in order to allow an efficient reduction of nitrogen, two diametrically opposed processes must take place: - The ammoniacal salts contained in the effluents must be oxidized (nitrification) according to the following reaction: NH4 + 1.5 02 -> H + + H20 + N0-2 - The nitrates produced must be reduced to molecular nitrogen (denitrification) according to the following reaction: N0-2 + 0.5 02 -> NO-3 The oxidation process of the ammoniacal salts is however limited by the oxygen present in the environment and in the sludge to be treated, and the denitrification can take place only in the presence of carbonaceous material, usable by the denitrifying microorganisms. Since denitrifying organisms are autotrophic and slow-growing, they can not compete with heterotrophic organisms if carbon levels are too high. The carbon abatement must intervene before that of the nitrogen, but remains necessary for the denitrification. In fact, the stoichiometric reaction of the complete nitrification is the following: NH4 + 1.83 O2 + 0.98 HCO3-> 0.021 C5H7NO2 + 1.04 H20 + 0.98 N03 + 1.88 1-12003 One-step systems and processes therefore do not allow for high degradation of total nitrogen since they can not provide alternating aerobic and anaerobic conditions, both necessary for nitrogen removal. In a constantly changing regulatory context and in the face of quality objectives for the environments to be achieved in the near future, it is important today to provide solutions, upstream, to the problems of contamination of aquatic environments by nitrogen pollutants. and phosphorous, as well as to propose innovative and ecological systems adapted to the needs of agronomy. The invention aims to develop an ecological engineering system that allows the downstream receiving environment to retain its ecological features. The purifying system according to the invention aims to bring professionals in the field of agronomy towards an eco-responsible approach presenting an alternative to the spreading, when it is possible, at lower costs and constraints. Indeed, always in an approach committed to sustainable development and support towards good environmental practices, the sizing of such a system must also be able to respond to the constraints inherent to farms such as a low land hold that can be allocated to the system purification, installation and operating costs that need to be adjusted. In addition, in accordance with the respect of the environment and the optimization of resources, ways of valorization of the by-products of purification (plant biomass, compost, effluent output ...) will be found in agreement with the needs of the breeders. The objective is therefore to propose a system whose technical and scientific reliability has been tested and tested in real conditions, while providing breeders with integrated management solutions for the plants used and elimination / recovery routes. The process according to the invention is therefore a process for managing raw effluents resulting from agronomic activities by hybrid phytopurification treatment, without separation of the liquid and solid phases of said effluents, this process comprising a pretreatment stage consisting in subjecting the raw effluents coming from a slurry recovery pit with an oxygen supply and a seeding of bacterial products, and a purification step on planted filters. More specifically, said method comprises a step of pre-treatment of the raw effluents by means of a double compartment tank, and a filtration stage by means of a vertical plant filter and / or a horizontal plant filter. This process is particularly remarkable in that the raw animal waste, that is to say the excrement directly from the slurry recovery pits, without separation of liquid and solid phases: - are first subjected to a pretreatment by passing through a unit or tank composed of two compartments, the first compartment receiving a volume equivalent to 30 days of production of raw manure for oxygenation and advantageously, though in no way limiting, seeding into bacterial products initiating nitrification NH4 +, the second compartment receiving, after a certain contact time, the product from the first compartment, which is slowly and progressively conveyed to the station of planted filters, - are then filtered and purified by means of a filtration station comprising two plant filtration systems, ie a first filtration system comprising a filter planted vertically and a second filtration system comprising a planted horizontal flow filter.
Lors de cette étape de prétraitement, les bactéries dégradent l'ammoniac et le transforment en nitrates selon les réactions suivantes : NH4 + 1,5 02-> H+ + H20 + NO2 N0-2 + 0,5 02 -> N0-3 Le but de l'étape de prétraitement est d'atteindre en un temps donné réduit, par exemple de l'ordre de 15 jours, une concentration en ammonium acceptable pour les végétaux aquatiques implantés (sélectionnés spécifiquement pour leurs tolérances à l'ammonium) dans la station de filtration, cette concentration étant au maximum de l'ordre de 200 mg.I-1 d'ammonium. Afin de parvenir, en un temps moindre, à cette réduction de la concentration en ammonium, l'unité de prétraitement est avantageusement ensemencée à l'aide de pompes doseuses avec des produits bactériens adaptés aux réactions nécessaires à la transformation de l'ammonium.During this pretreatment step, the bacteria degrade the ammonia and transform it into nitrates according to the following reactions: NH4 + 1.5 02-> H + + H20 + NO2 N0-2 + 0.5 02 -> N0-3 The purpose of the pretreatment stage is to achieve, in a given reduced time, for example of the order of 15 days, an acceptable ammonium concentration for the implanted aquatic plants (selected specifically for their ammonium tolerances) in the filtration station, this concentration being at most of the order of 200 mg.I-1 ammonium. In order to achieve, in a lesser time, this reduction in ammonium concentration, the pretreatment unit is advantageously seeded using metering pumps with bacterial products adapted to the reactions necessary for the transformation of ammonium.
Les bactéries amendées correspondent aux bactéries réalisant les deux étapes nécessaire à la nitrification, soit : - pour l'oxydation de l'ammonium, les bactéries des genres suivants : Nitrosomonas, Nitrosococcus et Nitrosospira - pour la réduction des nitrates, les bactéries des genres suivants : Nitrospira et Nitrobacter. Afin de permettre un abattement optimal du phosphore (réduction de la concentration), principalement dû au phénomène de rétention physico-chimique, il est prévu la mise en place d'un système de casier en fin de filière d'épuration servant de traitement tertiaire pour le phosphore. Ce casier étanche dans lequel passe l'effluent comprend un substrat minéral composé en partie d'aluminium permettant une rétention optimale du phosphore. Un système de précipitation du phosphore résiduaire, connu en soi, en traitement tertiaire est aussi envisagé si le casier précédemment mentionné ne s'avère pas efficace. Compte tenu du fait qu'une couche de dépôt se forme généralement en surface des filtres plantés à écoulement vertical en raison de la charge en matière en suspension contenue dans les lisiers, et plus particulièrement dans les lisiers de porcs, et afin d'accélérer le processus de compostage dans la partie supérieure des filtres (surface), une lombrififtration peut être mise en place, dans la partie supérieure.The amended bacteria correspond to the bacteria carrying out the two stages necessary for nitrification, ie: - for the oxidation of ammonium, the bacteria of the following genera: Nitrosomonas, Nitrosococcus and Nitrosospira - for the reduction of nitrates, the bacteria of the following genera : Nitrospira and Nitrobacter. In order to allow optimal phosphorus abatement (concentration reduction), mainly due to the phenomenon of physicochemical retention, it is planned to set up a trap system at the end of the purification line serving as tertiary treatment for phosphorus. This sealed container in which the effluent passes comprises a mineral substrate composed in part of aluminum allowing optimal retention of phosphorus. A waste phosphorus precipitation system, known per se, in tertiary treatment is also envisaged if the previously mentioned bin does not prove to be effective. In view of the fact that a deposition layer generally forms on the surface of vertical flow planted filters because of the slurry load contained in slurry, and more particularly in pig manure, and in order to accelerate the composting process in the upper part of the filters (surface), a lombrififtration can be put in place, in the upper part.
L'installation de gestion d'effluents est notamment remarquable en ce qu'elle comprend une unité ou station de prétraitement des lisiers disposée entre la fosse de récupération des lisiers, généralement située sous les porcheries dans le cas des lisiers de porcs, et le ou les filtres plantés, cette unité ou station de 5 prétraitement comprenant une cuve à deux compartiments, le premier d'entre eux comportant une entrée pour l'introduction par intermittence des effluents bruts, des moyens permettant le transfert de ceux-ci dans le second compartiment, et des moyens permettant l'acheminement des effluents prétraités vers le ou les filtres plantés. 10 Selon un mode d'exécution préféré, un distributeur d'oxygène est logé dans la partie inférieure du premier compartiment. Selon un autre mode d'exécution, les moyens permettant, d'une part, l'acheminement des effluents du premier compartiment vers le second compartiment, et d'autre part, des effluents issus du passage dans le second 15 compartiment vers les filtres plantés, sont constitués par des pompes. Selon un autre mode de mise en oeuvre, l'unité de prétraitement comporte des moyens permettant d'ensemencer les effluents traités dans cette dernière, avec des produits bactériens adaptés aux réactions requises pour la transformation de l'ammonium. /0 L'installation de gestion d'effluents inclut en outre une unité ou station de filtration comprenant au moins deux filtres plantés distincts successifs : - un filtre végétal à écoulement vertical : plusieurs couches de substrat composé par exemple de graviers, gravillons, sable, etc., sont superposées dans un bassin d'une surface donnée, chaque couche présentant une granulométrie 25 inférieure à celle de la couche disposée immédiatement au-dessous d'elle, de telle sorte que le filtre présente verticalement de haut en bas une granulométrie croissante ; un cortège d'espèces végétales hautement tolérantes à l'ammonium et aux nitrates, et adaptées au climat d'implantation de la station, sont ensemencées et cultivées en surface ; 30 - un filtre végétal à écoulement horizontal constitué par une couche unique de substrat composé de matériaux de même granulométrie, par exemple du sable, sur laquelle sont plantées et cultivées des espèces végétales polluotolérantes et adaptées au climat d'implantation.The effluent management facility is particularly notable in that it comprises a slurry pre-treatment unit or station disposed between the slurry recovery pit, generally located under the hog barns in the case of pig manure, and the the planted filters, this pretreatment unit or station comprising a two compartment vessel, the first of which has an inlet for the intermittent introduction of the raw effluents, means for the transfer of these into the second compartment; , and means for conveying the pretreated effluents to the planted filter (s). According to a preferred embodiment, an oxygen distributor is housed in the lower part of the first compartment. According to another embodiment, the means making it possible, on the one hand, to transport the effluents from the first compartment to the second compartment, and on the other hand, effluents from the passage in the second compartment towards the planted filters. , are constituted by pumps. According to another embodiment, the pretreatment unit comprises means making it possible to seed the effluents treated in the latter, with bacterial products adapted to the reactions required for the transformation of ammonium. The effluent management installation further includes a filtration unit or station comprising at least two successive distinct planted filters: a vertical flow plant filter: several substrate layers composed for example of gravel, gravel, sand, etc., are superimposed in a basin of a given surface, each layer having a particle size less than that of the layer disposed immediately below it, so that the filter has vertically upwardly increasing particle size ; a procession of plant species highly tolerant to ammonium and nitrates, and adapted to the station's planting climate, are sown and cultivated on the surface; A horizontal flow plant filter constituted by a single layer of substrate composed of materials of the same particle size, for example sand, on which are planted and cultivated pollotolerant plant species and adapted to the implantation climate.
En outre, la station de filtration peut comprendre en sortie de filtre planté horizontal : un casier filtrant étanche empli d'un matériau spécifique à travers lequel passe l'effluent, ce matériau comprenant un substrat minéral, par exemple composé, en partie, d'aluminium> permettant une rétention optimale du phosphore, - et/ou une zone en eau libre (zone d'analyses et de diffusion). Selon un mode de réalisation avantageux, la station de filtration située immédiatement après l'unité ou station de prétraitement, comprend deux filières de filtration pouvant fonctionner en parallèle, avec une alternance dans leur i 0 alimentation (tous les 1 à 7 jours par exemple) ou bien comme une seule filière, comprenant les deux filières connectée l'une l'autre, la sortie de l'une se déversant dans l'entrée de l'autre. De préférence, chacune desdites filières de filtration comprend : - un filtre à écoulement vertical, 15 - un filtre à écoulement horizontal hybride dont le premier tiers reste en eau libre, - un casier filtrant empli d'un matériau spécifique à travers lequel passe l'effluent, ce matériau comprenant un substrat minéral, par exemple composé, en partie, d'aluminium, Avantageusement, l'installation de gestion d'effluents peut comporter un 20 dispositif de mise en recirculation (fin de filière vers tête de station), couplé à un matériel de monitoring des eaux. Ce système permet de contrôler la qualité des eaux en sortie de station et d'éviter tout déversement dans le milieu naturel d'effluent pollué. De plus, il permet une recirculation du lisier à traiter en tête de station (si nécessaire) ou comme eau de rinçage des pré-fosses des porcheries. 25 Un bassin de rétention est prévu afin de faire face à toute surcharge hydraulique du système. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description détaillée qui suit et des dessins annexés dans lesquels : 30 La figure 1 est une vue à caractère schématique illustrant un exemple de réalisation de l'installation de gestion de lisiers selon l'invention. La figure 2 est une vue simplifiée, à caractère schématique, de la station ou unité de prétraitement.In addition, the filtration station may comprise at the output of the horizontal planted filter: a leakproof filter box filled with a specific material through which the effluent passes, this material comprising a mineral substrate, for example composed, in part, of aluminum> allowing optimal retention of phosphorus, - and / or an open water zone (analysis and diffusion zone). According to an advantageous embodiment, the filtration station located immediately after the pre-treatment unit or station comprises two filtration dies which can operate in parallel, with alternation in their supply (every 1 to 7 days, for example). or as a single die, comprising the two dies connected to each other, the output of one spilling into the input of the other. Preferably, each of said filtration dies comprises: - a vertical flow filter, - a hybrid horizontal flow filter, the first third of which remains in open water, - a filter box filled with a specific material through which passes the effluent, this material comprising a mineral substrate, for example composed, in part, of aluminum, Advantageously, the effluent management installation may comprise a device for recirculation (end of die to station head), coupled water monitoring equipment. This system makes it possible to control the quality of the water leaving the station and to avoid any spill into the natural environment of polluted effluent. In addition, it allows recirculation of manure to be treated at the head of the station (if necessary) or as rinsing water pre-pits of pigsty. A retention pond is provided to cope with any hydraulic overload of the system. The foregoing and other objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description and accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view illustrating an exemplary embodiment of the installation manure management system according to the invention. Figure 2 is a simplified schematic view of the station or pretreatment unit.
La figure 3 est une vue schématique, illustrant le fonctionnement de cette station de prétraitement. La figure 4 est une vue en plan et à caractère schématique de la station de filtres plantés.Figure 3 is a schematic view illustrating the operation of this preprocessing station. Figure 4 is a schematic plan view of the planted filter station.
La figure 5 est une vue diagrammatique de l'organisation et du fonctionnement de la station de filtration par filtres plantés, illustrant la circulation des effluents dans ladite station. La figure 6 est une vue en coupe verticale et à caractère schématique de la station des filtres plantés.Figure 5 is a diagrammatic view of the organization and operation of the filtration plant planted filters, illustrating the flow of effluent in said station. Figure 6 is a vertical sectional and schematic view of the station planted filters.
On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant, bien que nullement limitatif, de réalisation de l'installation de phytoépuration et de mise en oeuvre du procédé de gestion d'effluents selon l'invention. On observe que les termes « premier » et « second » utilisés dans la présente description et dans les revendications, qualifient certains éléments de l'installation en fonction de la place qu'ils occupent dans la mise en oeuvre du procédé revendiqué, en considérant le sens d'acheminement des lisiers lors de leur traitement ; ils n'ont bien entendu, aucun caractère limitatif. Le procédé de l'invention s'applique aux installations d'assainissement des lisiers, en particulier des lisiers provenant des élevages de porcs ; il s'applique 70 cependant d'une manière générale au traitement des lisiers provenant d'élevages d'autres animaux tels qu'élevages de volailles, de bovins (effluents à fortes charges organiques et inorganiques), ..., du genre comportant au moins un ou plusieurs filtres plantés à écoulement vertical, ou au moins un ou plusieurs filtres plantés à écoulement horizontal. 25 Selon l'invention, l'installation de gestion des effluents comprend, une unité ou station de prétraitement 1 des lisiers, disposée entre la fosse de récupération des lisiers 2 et la station de filtration 6 constituée par le ou les filtres plantés 3 et 4. Cette station de prétraitement comprend une cuve étanche 5 à deux compartiments 5A et 5B, une entrée 7 débouchant dans le premier compartiment 30 et reliée ou susceptible d'être reliée à la fosse de récupération des lisiers 2 et une sortie 8 que présente le second compartiment et reliée à la station de filtration 6. Les compartiments 5A et 56 communiquent entre eux (figure 2) via une pompe 12.Referring to the drawings to describe an interesting example, although by no means limiting, realization of the phytopurification plant and implementation of the effluent management method according to the invention. It will be observed that the terms "first" and "second" used in the present description and in the claims describe certain elements of the installation according to the place they occupy in the implementation of the claimed process, considering the direction of transport of slurry during processing; they have, of course, no limiting character. The process of the invention is applicable to slurry purification plants, in particular manure from pig farms; it applies, however, generally to the treatment of manure from farms of other animals such as poultry, cattle (effluents with high organic and inorganic loads), etc., of the kind comprising minus one or more vertically-flow planted filters, or at least one or more horizontally-flow planted filters. According to the invention, the effluent management installation comprises, a pre-treatment unit or station 1 slurry, disposed between the slurry recovery tank 2 and the filtration station 6 constituted by the planted filter (s) 3 and 4 This pretreatment station comprises a sealed tank 5 with two compartments 5A and 5B, an inlet 7 opening into the first compartment 30 and connected to or connected to the slurry recovery tank 2 and an outlet 8 that the second compartment and connected to the filtration station 6. The compartments 5A and 56 communicate with each other (FIG. 2) via a pump 12.
Par exemple, ces compartiments sont séparés par une cloison 9 de hauteur inférieure à celle de la paroi latérale de la cuve 5, de sorte qu'une ouverture 10 établissant une communication entre lesdits compartiments se trouve ménagée entre le bord supérieur de la cloison 9 et la paroi supérieure 5a de ladite cuve.For example, these compartments are separated by a partition 9 of height less than that of the side wall of the tank 5, so that an opening 10 establishing a communication between said compartments is formed between the upper edge of the partition 9 and the upper wall 5a of said tank.
Des moyens connus en soi ou à la portée de l'homme du métier permettent d'extraire les lisiers de la cuve de récupération des lisiers 2 et de les acheminer jusqu'à la station de prétraitement 1. Ces moyens peuvent, par exemple, être constitués par des dispositifs de pompage adaptés à la mise en circulation des produits à traiter, de tels dispositifs comprenant par exemple une tuyauterie 19 Io d'acheminement des lisiers extraits de la fosse de récupération des déjections animales et une pompe de relevage 20 installée entre la fosse 2 et la cuve de prétraitement 5. Une pompe 12 est installée en partie basse du compartiment 5A et communique avec le compartiment 5B au moyen d'une tuyauterie 12a traversant 15 une ouverture ménagée dans la cloison 9, ou réservée au-dessus du bord supérieur de ladite cloison (ouverture 10). Selon le procédé de l'invention, les lisiers provenant de la fosse de récupération des lisiers 2 sont soumis à un apport d'oxygène et à un ensemencement de produits bactériens, lors de leur passage et de leur séjour 20 dans le premier compartiment 5A de la cuve 5, au moyen de tout dispositif approprié. Par exemple, un distributeur d'oxygène 13 peut être logé dans la partie inférieure du premier compartiment 5A, dans lequel sont introduits les effluents provenant de la fosse de récupération des lisiers 2. 25 Dans le premier compartiment 5A de la station de prétraitement est introduit un volume V du lisier brut provenant de la fosse de récupération du lisier 2, ce volume V étant soumis à une oxygénation pendant un temps T, par exemple pendant une durée comprise entre 10 jours et 25 jours, de préférence pendant une durée de l'ordre de 15 jours. De manière avantageuse, le compartiment 5A de 30 l'unité de prétraitement est également ensemencé durant cette période par ajouts de produits bactériens ayant la capacité de dégrader l'ammonium, par exemple au moyen d'un dispositif d'ensemencement 17 disposé à l'entrée de la cuve 5A de tels dispositifs étant connus en soi ou à la portée de l'Homme du métier.Means known per se or within the abilities of those skilled in the art make it possible to extract the slurry from the slurry recovery tank 2 and convey it to the pre-treatment station 1. These means may, for example, be constituted by pumping devices adapted to the circulation of the products to be treated, such devices comprising for example a pipe 19 Io for conveying slurry extracted from the trough for the recovery of animal waste and a lifting pump 20 installed between the pit 2 and the pretreatment tank 5. A pump 12 is installed in the lower part of the compartment 5A and communicates with the compartment 5B by means of a pipe 12a passing through an opening in the partition 9, or reserved above the edge upper part of said partition (opening 10). According to the method of the invention, slurries from the slurry recovery tank 2 are subjected to an oxygen supply and to a seeding of bacterial products, during their passage and their stay in the first compartment 5A of the tank 5, by means of any suitable device. For example, an oxygen distributor 13 may be housed in the lower part of the first compartment 5A, into which the effluents from the slurry recovery tank 2 are introduced. In the first compartment 5A of the pre-treatment station is introduced a volume V of the raw slurry from the slurry recovery pit 2, this volume V being subjected to oxygenation for a time T, for example for a period of between 10 days and 25 days, preferably for a period of order of 15 days. Advantageously, the compartment 5A of the pretreatment unit is also inoculated during this period by addition of bacterial products having the capacity to degrade ammonium, for example by means of a seeding device 17 arranged at the plant. inlet of the tank 5A such devices being known per se or within the scope of the skilled person.
Après la période de temps T précitée de contact et d'oxygénation, ce volume V est transféré dans le second compartiment 5B de la station de prétraitement 5, puis un volume Y du volume V transféré dans le compartiment 5B, est envoyé quotidiennement, de manière lente et progressive, par tous moyens appropriés et par exemple par pompage, à la station de filtration 6. Un volume V' peut à nouveau être introduit dans le compartiment 5A de l'unité de prétraitement dès lors que le volume V a été transféré dans le compartiment 5B. La station de filtration 6 sur filtres plantés comprend : - au moins un filtre végétal à écoulement vertical 3 alimenté par la station de prétraitement 1, et - au moins un filtre végétal à écoulement horizontal 4 alimenté par ledit filtre à écoulement vertical 3. Elle comprend également, de préférence : un casier filtrant étanche 23, - une zone en eau libre 11 (zone d'analyses et de diffusion) La sortie 8 de la station de prétraitement est reliée à la station de filtration 6 et en particulier au(x) filtre(s) planté(s) 3 de cette dernière. L'acheminement des effluents prétraités par fa station de prétraitement 1 jusqu'à la station de filtration 6 et en particulier au(x) filtre(s) planté(s) 3 de cette dernière, peut être réalisé par tous moyens connus en soi ou à la portée de l'homme du métier. Ces moyens peuvent être constitués par un système de pompage adapté à la mise en circulation des produits à traiter ou de produits comparables. Une pompe 14 est par exemple installée en partie basse du compartiment 58 et est reliée à la sortie 8 de la cuve 5 au moyen d'une tuyauterie 14a, ladite sortie étant elle-même reliée à la station de filtration 6 et en particulier au(x) filtre(s) planté(s) 3 de cette dernière, par tout moyen connu ou à la portée de l'homme du métier. Les liquides issus dudit ou desdits filtre(s) planté(s) à écoulement vertical 3 30 alimentent le ou les filtre(s) planté(s) à écoulement horizontal 4 par tous moyens appropriés. Une zone en eau libre 11A, 11B, est ménagée dans les bassins de filtres plantés à écoulement horizontal 4 en aval des médias filtrants 4a.After the aforementioned contact and oxygenation time period T, this volume V is transferred to the second compartment 5B of the pre-treatment station 5, then a volume Y of the volume V transferred into the compartment 5B is sent daily, so that slow and progressive, by any appropriate means and for example by pumping, to the filtration station 6. A volume V 'can again be introduced into the compartment 5A of the pretreatment unit when the volume V has been transferred to compartment 5B. The filtration station 6 on planted filters comprises: at least one vertical flow plant filter 3 fed by the pre-treatment station 1, and at least one horizontal flow plant filter 4 fed by said vertical flow filter 3. It comprises also, preferably: a leakproof filter box 23, - a free water zone 11 (analysis and diffusion zone) The outlet 8 of the pre-treatment station is connected to the filtration station 6 and in particular to the (x) filter (s) planted 3 of the latter. The conveyance of the effluents pretreated by the pretreatment station 1 to the filtration station 6 and in particular to the (x) filter (s) planted (s) 3 of the latter, can be achieved by any means known per se or within the reach of the skilled person. These means may be constituted by a pumping system adapted to the circulation of the products to be treated or comparable products. A pump 14 is for example installed in the lower part of the compartment 58 and is connected to the outlet 8 of the tank 5 by means of a pipe 14a, said outlet being itself connected to the filtration station 6 and in particular to the x) filter (s) planted 3 of the latter, by any known means or within the reach of the skilled person. The liquids issuing from said at least one vertically-flowed filter (s) feed the at least one horizontally-flowed filter (s) 4 by any appropriate means. An open-water zone 11A, 11B is provided in the horizontal flow-planted filter tanks 4 downstream of the filter media 4a.
Les filtres plantés à écoulement vertical sont constitués de couches de graviers, gravillons ou sables, présentant une granulométrie croissante en direction du bas et sont ensemencées avec des espèces végétales à fort pouvoir racinaire, tolérantes à l'ammonium et, selon la nature des lisiers, à d'autres 5 polluants, ces espèces végétales devant, d'autre part, être adaptées au climat des régions où se trouvent les sites d'implantation des installations de phytoépuration des lisiers. Le média filtrant des filtres plantés à écoulement horizontal peut être constitué par une succession de compartiments contenant le matériau de filtration. Selon un des modes de réalisation préférés de l'invention, la station de 10 filtration 6 comprend deux filières de filtration fonctionnant en parallèle avec une alternance dans leur alimentation. Chacune des deux filières est composée (figure 5) - d'un filtre à écoulement vertical 3A, 3B, - d'un filtre à écoulement horizontal hybride 4A, 4B dont le premier tiers reste en 15 eau libre, un casier filtrant étanche 23 empli d'un matériau spécifique, par exemple, un substrat minéral composé, en partie, d'aluminium, une zone en eau libre 11A, 11B disposée en aval des médias filtrants 4a (figure 6). 20 De manière avantageuse, l'installation selon l'invention comprend un dispositif 15 de remise en circulation des effluents, des sorties de filières filtrantes vers la tête de station, couplé à un matériel de monitoring des eaux. Ce dispositif comprend une pompe et une tuyauterie appropriées à la mise en circulation des lisiers. Ces dispositifs permettent de contrôler la qualité des eaux en sortie de 25 station et d'éviter tout déversement dans le milieu naturel d'effluent pollué. De plus, il permet une recirculation du lisier à traiter en tête de station (si nécessaire). Des appareils d'analyse et de diffusion peuvent être logés dans la cuve. Par exemple, un appareil d'analyse et de diffusion 18A, 18B peut être disposé en sortie de chaque filtre à écoulement horizontal 4. 30 Un bassin de rétention (non représenté) est prévu afin de faire face à toute surcharge hydraulique du système. Un des facteurs limitant le bon fonctionnement des filtres plantés étant la mise en eau régulière des plantes (afin d'assurer leur bon maintien), le dimensionnement du système épuratoire porte sur les volumes plutôt que les concentrations en polluants à abattre. Ce choix est rendu possible compte tenu de l'association de la technique de la phytoépuration avec alternance des deux filières (filtre vertical (3) + filtre horizontal (4)) et celle de l'amendement au fil de l'écoulement en produits microbiens tels que des enzymes ou mélanges bactériens. Le dirnensionnement de la station de gestion des effluents selon l'invention, et notamment des filtres plantés de la station de filtration dépend notamment du volume journalier de rejets quotidiens produits par les animaux, et du stade d'élevage de ces derniers (post-sevrage/préengraissement, engraissement, ...).Vertical flow planted filters consist of layers of gravel, gravel or sand, with an increasing grain size in the direction of the bottom and are sown with plant species with a high root capacity, tolerant to ammonium and, depending on the nature of the slurry, to other pollutants, these plant species must, secondly, be adapted to the climate of the regions where the sites of implantation of phytopurification plants slurry. The filter media of the horizontal flow planted filters may be a succession of compartments containing the filter material. According to one of the preferred embodiments of the invention, the filtration station 6 comprises two filtration dies operating in parallel with an alternation in their supply. Each of the two dies is composed (FIG. 5) of a vertical flow filter 3A, 3B, of a hybrid horizontal flow filter 4A, 4B, the first third of which remains in open water, a sealed filter box 23 filled with water. a specific material, for example, a mineral substrate composed in part of aluminum, a zone of free water 11A, 11B disposed downstream of the filter media 4a (Figure 6). Advantageously, the installation according to the invention comprises a device 15 for recirculating effluents, filtering outlets to the station head, coupled to a water monitoring equipment. This device comprises a pump and a pipework suitable for the circulation of manure. These devices make it possible to control the quality of the water leaving the station and to prevent any discharge into the natural environment of polluted effluent. In addition, it allows recirculation of manure to be treated at the head of the station (if necessary). Analysis and diffusion devices can be housed in the tank. For example, an analysis and diffusion apparatus 18A, 18B may be disposed at the outlet of each horizontal flow filter 4. A retention pond (not shown) is provided to cope with any hydraulic overload of the system. One of the factors limiting the proper functioning of the planted filters being the regular watering of the plants (to ensure their proper maintenance), the design of the purification system relates to the volumes rather than the concentrations of pollutants to be cut down. This choice is made possible considering the combination of the phytopurification technique with alternation of the two dies (vertical filter (3) + horizontal filter (4)) and that of the amendment over the flow of microbial products such as enzymes or bacterial mixtures. The size of the effluent management station according to the invention, and in particular filters planted from the filtration station depends in particular on the daily volume of daily discharges produced by the animals, and the stage of rearing of the latter (post-weaning). / pre-fattening, fattening, ...).
Ces variantes influent en effet nécessairement sur les concentrations en Azote, Phosphore, et sur les Demandes Biologique et Chimiques en Oxygène (DBO, DCO). Les stations d'épurations par filtres plantés sont classiquement dimensionnées en fonction du nombre d'équivalent habitant (EH) à traiter. Afin d'effectuer le dimensionnement de la « station de traitement des lisiers de porcs », le rejet quotidien produit par les stades porcins concernés est exprimé dans cette unité. Les volumes journaliers et concentrations journalières (N, P, DBO, DCO) dans le lisier de porc (stades "engraissement" et "post-sevrage/préengraissement") et leur équivalence avec 1EH sont donnés ci-après : 1 EH Volume (effluent Azote Phosphore DBO DCO domestique) journalier 1 équivalent porc (1.1-1) (ge) (g-i-1) (g.i'll (g-i-1) « engraissement » 170 (EHV) 10 2 60 120 1 équivalent porc 1,78 90 à 180 « post- 9,45 7,15 45 - 70 sevragelpré- soit= 0,01 soit = 1,5 à 3 engraissement » soit = lEH soit = 3,6 EF-I soit = 0,4 à 0,6 EH EHV EH 3,69 29,15 20,30 185 - 370 95 - 150 soit = 0,02 soit = 3 soit = 10,2 soit 3 à 6 soit 0,8 à 1,3 EH EHV EH EH EH On considère donc comme unité de calcul l'équivalent habitant volumique (EHV) et les équivalences volumiques présentées ci-dessus. On en déduira alors les surfaces utiles totales optimales des filtres verticaux et horizontaux pour 1 EHV : - filtre à écoulement vertical : 2,6 m2 - filtre à écoulement horizontal : 5,1 m2 Pour une surface utile totale pour un type de filtre (filtre vertical ou filtre horizontal), la station comportera deux filtres de ce type dont la somme des surfaces sera égale à la surface utile totale. Les profondeurs des filtres, choisies pour permettre un écoulement optimal au sein des filtres, sont fixées comme suivant : - une profondeur de l'ordre de 75 cm pour les filtres à écoulement vertical, une profondeur de l'ordre de 50 cm pour les filtres à écoulement horizontal. Les macrophytes plantées sur filtre sont faucardées périodiquement et transformées en matière sèche. Ces plantes permettent par ailleurs la création 5 d'un habitat favorable aux microorganismes épurateurs, grâce : - aux capacités d'oxygénation du milieu par les racines, au relargage de composés carbonés par les racines, utilisables par les microorganismes. En fonction de la zone d'implantation (zone biogéographique) de la station 10 de traitement, une étude préalable est réalisée afin de toujours sélectionner des espèces végétales adaptées au climat. De plus, les espèces végétales sélectionnées ne devront pas être des espèces à caractères invasifs. Le lisier est un milieu potentiellement limitant pour la croissance des 15 végétaux. En effet, l'azote du lisier est principalement présent sous sa forme ammoniacale, composé pouvant en forte concentration être « toxique » pour les plantes. L'utilisation de plantes identifiées comme présentant des symbioses racinaire est donc prévue. Le terme phytoextraction est ici mentionné compte tenu de la charge du lisier 20 de porc en cuivre et zinc lorsque ces éléments sont intégrés dans les compléments alimentaires des porcs (par conséquences, concentrations variables en fonction de l'exploitation). Afin d'accélérer le processus de compostage dans la partie supérieure des filtres plantés (surface), une lombrifiltration (avec par exemple des espèces telles 25 que Eisenia andrei et Eisenia fetida) pourra avantageusement être mise en place, en prévision de la formation d'une couche de dépôt en surface de ces filtres plantés, compte tenu de la charge en matière en suspension contenue dans certains lisiers, en particulier dans les lisiers de porcs. L'installation peut comporter un système électrique ou électronique de commande et de gestion des différentes étapes du fonctionnement des stations de filtration. De tels systèmes sont connus en soi, ou à la portée de l'homme du métier, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'en décrire un exemple. Les touches de commande du système et les organes de contrôle peuvent être rassemblés dans une armoire.10These variants necessarily affect the concentrations of nitrogen, phosphorus, and the biological and chemical oxygen demand (BOD, COD). Plant-based treatment plants are classically sized according to the number of population equivalents (PE) to be treated. In order to dimension the pig slurry treatment plant, the daily discharge produced by the porcine stages concerned is expressed in this unit. The daily volumes and daily concentrations (N, P, BOD, COD) in pig manure ("fattening" and "post-weaning / pre-fattening" stages) and their equivalence with 1EH are given below: 1 EH Volume (effluent Nitrogen phosphorus BOD COD domestic daily 1 equivalent pork (1.1-1) (ge) (gi-1) (g.i'll (gi-1) fattening 170 (EHV) 10 2 60 120 1 equivalent pork 1, 78 90 to 180 "post-9.45 7.15 45-70 sevragelpre- is = 0.01 or = 1.5 to 3 fattening" is = 1EH or = 3.6 EF-I is = 0.4 to 0 , 6 EH EHV EH 3.69 29.15 20.30 185-370 95-150 Either = 0.02 or = 3 or = 10.2 or 3-6 or 0.8-1.3 EH EHV EH EH EH The unit of calculation is therefore the volume equivalent energy equivalent (EHV) and the volume equivalents presented above, which will then be used to calculate the optimum total surface area of the vertical and horizontal filters for 1 EHV: - vertical flow filter: 2, 6 m2 - horizontal flow filter: 5.1 m2 Po For a total useful area for a filter type (vertical filter or horizontal filter), the station will have two such filters whose sum of surfaces will be equal to the total usable area. The depths of the filters, chosen to allow an optimal flow within the filters, are fixed as follows: - a depth of the order of 75 cm for the filters with vertical flow, a depth of the order of 50 cm for the filters horizontal flow. Macrophytes planted on a filter are periodically plucked and transformed into dry matter. These plants also allow the creation of a habitat 5 favorable to purifying microorganisms, thanks to: - the oxygenation capacity of the medium by the roots, the release of carbon compounds by the roots, usable by microorganisms. Depending on the area of implantation (biogeographic zone) of the treatment station 10, a preliminary study is carried out in order to always select plant species adapted to the climate. In addition, selected plant species should not be invasive species. Slurry is a potentially limiting medium for plant growth. Indeed, the nitrogen of manure is mainly present in its ammoniacal form, a compound that can be highly toxic in plants. The use of plants identified as having root symbioses is therefore planned. The term phytoextraction is here mentioned in view of the loading of copper and zinc pig manure when these elements are integrated in the pig food supplements (consequently, varying concentrations depending on the operation). In order to speed up the composting process in the upper part of the planted filters (surface), lombrifiltration (with for example species such as Eisenia andrei and Eisenia fetida) can be advantageously put in place, in anticipation of the formation of a layer of deposition on the surface of these planted filters, taking into account the slurry load contained in certain slurries, in particular pig manure. The installation may comprise an electrical or electronic system for controlling and managing the different stages of operation of the filtration stations. Such systems are known per se, or within the abilities of those skilled in the art, so that it is not necessary to describe an example thereof. The system control keys and the control devices can be assembled in a cabinet.10
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