FR3077071A1 - Dispositif de traitement des eaux usees - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (1) de traitement des eaux usées de type filtre planté, comprenant : - un bassin de purification (10) destiné à recevoir des eaux usées, le bassin de purification comprenant au moins une couche de matériaux filtrants (100) ; - des moyens de drainage ; - des moyens de rétention d'eau (2) aptes à maintenir, dans le bassin de purification en fonctionnement, une garde d'eau d'une hauteur prédéterminée ; - un réseau de diffusion d'air (3) situé au fond du bassin de purification, comprenant au moins un tuyau de diffusion d'air (31) inséré de manière amovible dans au moins une gaine de protection (30) ; - des moyens d'alimentation en air (4) du réseau de diffusion d'air.
Description
Dispositif de traitement des eaux usées
Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication de systèmes de traitement des eaux usées. Plus précisément, l’invention concerne un dispositif de traitement des eaux usées employant une technologie de type filtre planté.
Le traitement des eaux usées par filtre planté connaît un très fort développement depuis ces vingt dernières années. Pour rappel, on désigne par « filtre planté » un massif filtrant planté de végétaux où des eaux usées sont épurées lors de leurs percolations à travers le massif grâce au matériau filtrant, aux bactéries, et aux végétaux. Ce type de système d’épuration est appliqué principalement pour le traitement des effluents domestiques des petites collectivités. Il présente de nombreux avantages :
- une bonne intégration paysagère ;
- un entretien facile et peu coûteux ;
- une faible production de boues ;
- pas de consommation d’énergie ni de produits chimiques ;
- des bonnes performances épuratoires ;
- une bonne adaptation aux variations de charge.
On connaît des filtres plantés à percolation verticale ou à percolation horizontale.
Dans les filtres horizontaux, l’arrivée des effluents dans les massifs s’effectue sur un des côtés. Ces effluents cheminent alors horizontalement dans le massif pour être récupérés à l’autre extrémité. Dans ces filtres, l’apport d’oxygène est limité à l’apport excrété par les racines des plantes, et les conditions sont aérobies autour des racines et anoxiques dans les zones plus éloignées.
Dans les filtres à percolation verticale (ou écoulement vertical), les eaux usées sont envoyées en surface, percolent verticalement à travers le massif filtrant et sont récupérées dans le fond par un réseau de drainage. Ces filtres sont majoritairement maintenus en condition aérobie grâce à des mécanismes d’aération passive parmi lesquels :
- l’apport d’oxygène excrété par les racines des plantes ;
- la convection liée à l’effet piston du déplacement des lames d’eau apportées à chaque bâchée ;
- la diffusion, à la fois depuis la surface et par le fond grâce à des moyens d’aération qui comprennent des cheminées d’aération.
Les principaux polluants éliminés sont les matières en suspension, les matières organiques, ainsi que les composés azotés.
Dans les filtres verticaux, les mécanismes épuratoires sont régis par des mécanismes physiques (filtration, adsorption) et biologique (dégradation microbienne aérobie, nitrification, assimilation végétale). Il est à noter que dans ces filtres, le traitement de l’azote global est faible car il se limite à la nitrification par les bactéries nitrifiantes en condition aérobie (conduisant à l’oxydation de l’azote ammoniacal en nitrites puis en nitrates).
Dans ces dispositifs, les rôles principaux des végétaux plantés en surface sont les suivants :
- maintenir la perméabilité du massif filtrant grâce aux voies hydrauliques créées par leurs tiges, racines et rhizomes (prévention des phénomènes de colmatage) ;
- favoriser l’activité microbienne aérobie à proximité des racines et rhizomes qui servent de support de biofilm, notamment grâce à l’apport d’oxygène des végétaux ;
- favoriser la déshydratation des matières solides retenues en surface le cas échéant, via l’évapotranspiration des roseaux.
Les mécanismes épuratoires précédemment décrits (à l’exception de la déshydratation en surface des matières solides) se produisent également dans les filtres horizontaux. Toutefois, dans les filtres horizontaux ces mécanismes présentent des cinématiques plus lentes sur les dégradations microbiennes aérobies du fait des faibles apports d’oxygène, et des mécanismes en condition anoxique comme la dénitrification peuvent avoir lieu.
En France, la filière la plus largement appliquée est constituée de deux étages (ou bassins) de filtres verticaux en série, avec une surface totale de filtres de 2 à 2,5 m2/EH (avec EH = Equivalent-Habitant, correspond à la pollution journalière générée par une personne, soit le plus souvent 60 gDB05/j, 120 gDCO/j, 90 gMES/j, 15 gNTK/j et 2.4 gPT/j). Une des particularités de cette filière est de ne pas comprendre de prétraitement (excepté un dégrillage grossier) et d’envoyer les effluents bruts directement sur la surface du premier étage. Ainsi, les matières particulaires contenues dans les eaux usées sont retenues par des mécanismes de filtration en surface, où elles sont progressivement déshydratées et minéralisées. L’accumulation de boues est ainsi faible (environ 1,5 cm/an), ce qui entraîne des fréquences de curage très espacées (une fois tous les 10 à 15 ans). De plus, la qualité des boues est compatible avec une revalorisation agricole sans traitement complémentaire.
Il est maintenant connu que cette filière à deux bassins, constituée de deux filtres verticaux en série, permet d’obtenir des rendements épuratoires élevés pour les effluents domestiques (> 90%) sur les polluants : matières en suspension (MES), matières organiques (DBO5 et DCO) et azote réduit (NTK). En revanche, les performances de cette filière sont limitées (< 30%) pour l’azote global (NGL) et le phosphore (PT). Cette filière présente aussi comme inconvénient d’avoir une emprise foncière relativement élevée (2 à 2,5 m2/EH).
L’art antérieur a proposé d’autres solutions destinées à être plus performantes dans les traitements et moins consommatrice d’espace.
On retrouve ainsi des filières mixtes constituées par l’association de filtres de type vertical et horizontal, en série, une telle filière présente toujours une emprise foncière élevée mais permet d’améliorer les performances de traitement sur l’azote global en favorisant les réactions de nitrification et de dénitrification.
On connaît également des solutions qui font appel à un unique filtre compact à percolation verticale dans lequel des couches de matériaux sont superposées. Ces couches de matériaux sont composées de matériaux filtrants poreux présentant des granulométries différentes et étant capables de favoriser ainsi le développement de micro-organismes tout en permettant de réduire l’emprise foncière et de limiter les coûts d’exploitation du dispositif.
Ces variantes à un étage plus compactes sont notamment décrites dans les documents de brevet publiés sous les numéros FR2942791 et FR2973796. De telles filières comportent un seul étage et réduisent ainsi considérablement l’emprise foncière du dispositif. Les dispositifs décrits dans ces documents comprennent un unique bassin de purification du type filtre planté et présentent des capacités épuratoires améliorées. Néanmoins, ces filières à un seul bassin de purification ne permettent pas un traitement poussé de l’azote ammoniacal (NTK), ni de l’azote global (NGL), ni du phosphore (PT).
Des perfectionnements ont été apportés à la filière de type filtre planté de roseaux utilisant un unique bassin épuratoire. Il a été proposé dans le document de brevet publié sous le numéro FR3031516 d’adjoindre un système d’aération actif au dispositif de traitement des eaux usées de type filtre planté avec un unique bassin de purification.
Dans ce dispositif, la circulation des eaux usées dans le bassin est à écoulement vertical, et le bassin de purification comprend des moyens de rétention d’eau aptes à maintenir, dans le bassin de purification en fonctionnement, une garde d’eau d’une hauteur prédéterminée. Ces moyens de rétention d’eau permettent de créer une couche saturée en eau.
Le système d’aération actif de ce dispositif est disposé au fond du bassin, sous des couches de matériaux filtrants. Ce système, employant par exemple un surpresseur, est conçu pour injecter de l’air au sein de la couche saturée en eau.
Un tel système d’aération actif permet d’augmenter les cinétiques de dégradation, en particulier pour les effluents fortement chargés en pollution dissoute organique et azotée.
Toutefois, le réseau de diffusion d’air situé au fond du bassin présente une tendance à se colmater et à ne plus produire d’aération efficace et homogène de la couche saturée en eau. Il est alors nécessaire de vider le bassin de purification pour pouvoir remplacer le réseau de diffusion d’air. Ce processus se révèle coûteux et doit être réalisé avec précautions pour ne pas endommager le complexe d’étanchéité du bassin de purification. Le réseau de diffusion d’air présente également un risque d’endommagement et d’écrasement lors de l’installation du bassin (matériau filtrant mis sur le réseau de diffusion d’air), ainsi qu’un risque de dégradation de ses performances lors de son vieillissement.
L’invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.
Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer un dispositif de traitement des eaux usées de type filtre planté avec un système d’aération actif qui n’entraîne pas d’opération destructive, coûteuse et complexe lors de la survenue d’un colmatage ou d’un endommagement du réseau de diffusion.
L’invention a également pour objectif de proposer un tel système qui soit aisé à mettre en oeuvre.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l’invention qui a pour objet un dispositif de traitement des eaux usées de type filtre planté, comprenant :
- un bassin de purification destiné à recevoir des eaux usées, le bassin de purification comprenant au moins une couche de matériaux filtrants ;
- des moyens de drainage ;
- des moyens de rétention d’eau aptes à maintenir, dans le bassin de purification en fonctionnement, une garde d’eau d’une hauteur prédéterminée ;
- un réseau de diffusion d’air situé au fond du bassin de purification ;
- des moyens d’alimentation en air du réseau de diffusion d’air, caractérisé en ce que le réseau de diffusion d’air comprend :
- au moins une gaine de protection présentant une portion perforée située au fond du bassin de purification, une première extrémité de la gaine de protection débouchant hors de la couche de matériaux filtrants ;
- au moins un tuyau de diffusion d’air inséré de manière amovible dans la gaine de protection, le tuyau de diffusion d’air s’étendant au travers de la première extrémité de la gaine de protection et étant raccordé aux moyens d’alimentation en air.
Grâce au dispositif selon l’invention, dans le cas où un colmatage des tuyaux de diffusion d’air surviendrait malgré la présence de la gaine de protection, il est alors aisé de réaliser une opération d’entretien ou de remplacement du réseau de diffusion d’air. En effet, une telle opération ne nécessite pas de vider le bassin de purification pour accéder aux tuyaux de diffusion d’air. Les tuyaux de diffusion d’air peuvent tout simplement être retirés du bassin de purification en étant extrait au travers de la première extrémité de la gaine de protection qui débouche hors de la couche de matériaux filtrants.
Selon une caractéristique préférée, le tuyau de diffusion d’air est souple, et la portion perforée de la gaine de protection est semi-rigide ou rigide.
Le ou les tuyaux de diffusion d’air sont ainsi faciles à insérer dans les gaines de protection, ou à extraire de ces gaines.
Grâce aux gaines de protection, les tuyaux de protection souples ne sont pas écrasés sous le poids des matériaux filtrants sus-jacents.
Selon un mode de réalisation avantageux, le tuyau de diffusion d’air présente une portion de diffusion située le long de la portion perforée de la gaine de protection.
La diffusion est ainsi ciblée au niveau de la portion perforée de la gaine de protection.
Selon une caractéristique préférée, le tuyau de diffusion d’air présente des diffuseurs d’air régulièrement répartis le long de la portion de diffusion.
Des diffuseurs permettent d’obtenir une diffusion d’air contrôlée. Aussi, grâce à la répartition régulière des diffuseurs d’air le long de la portion de diffusion, la diffusion d’air est réalisée de manière homogène au fond du bassin de purification.
Selon une solution préférentielle, la deuxième extrémité de la gaine de protection, opposée à la première extrémité, débouche hors de la couche de matériaux filtrants.
Une telle caractéristique contribue à faciliter l’installation et le renouvellement des tuyaux de diffusion d’air comme cela va être expliqué plus en détails par la suite.
Selon un mode de réalisation préféré, la gaine de protection présente des orifices régulièrement répartis le long de sa portion perforée.
Selon une caractéristique avantageuse, les orifices sont des fentes.
De telles fentes permettent de diffuser efficacement l’air en provenance des tuyaux de diffusion d’air tout en évitant une obturation de ces fentes par des particules de faible diamètre.
Selon une solution préférentielle, le dispositif de traitement comprend une pluralité de gaines de protection et de tuyaux de diffusion d’air insérés à l’intérieur des gaines de protection, les gaines de protection étant réparties sur essentiellement toute la surface du fond du bassin de purification.
Le réseau de diffusion d’air permet ainsi d’homogénéiser la manière dont est aéré le bassin de purification.
Avantageusement, les gaines de protection sont disposées en lignes parallèles dans le bassin de purification.
L’insertion et l’extraction des tuyaux de diffusion d’air sont ainsi facilitées. De plus une telle disposition permet de s’assurer que la diffusion d’air dans le bassin est réalisée de manière homogène.
Selon une caractéristique préférée, les moyens d’alimentation en air comprennent une nourrice couplée à chaque tuyau de diffusion d’air, la nourrice étant située hors de la couche de matériaux filtrants.
La nourrice des moyens d’alimentation en air peut ainsi être aisément contrôlée et si besoin remplacée, sans avoir besoin de vider le bassin de purification.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique selon une vue de côté du dispositif de traitement des eaux usées selon un premier mode de réalisation de l’invention, dans lequel la circulation des eaux usées est à écoulement vertical ;
- la figure 2 est une représentation schématique selon une vue de côté du dispositif de traitement des eaux usées selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, dans lequel la circulation des eaux usées est à écoulement vertical ;
- la figure 3 est une représentation schématique selon une vue de côté du dispositif de traitement des eaux usées selon un troisième mode de réalisation de l’invention, dans lequel la circulation des eaux usées est à écoulement horizontal ;
- la figure 4 est une représentation schématique d’une section de la portion perforée de la gaine de protection du réseau de diffusion d’air ;
- la figure 5 est une illustration schématique d’une nourrice des moyens d’alimentation en air.
En référence aux figures 1 à 3, un dispositif 1 de traitement des eaux usées, selon l’invention, est de type filtre planté. A cet effet, le dispositif 1 comprend des végétaux 11.
Sur les figures 1 à 3, le dispositif 1 comprend un bassin de purification 10 disposant :
- d’une entrée d’eaux usées non traitées E ;
- d’une sortie d’eaux usées traitées S.
Les eaux usées s’écoulent au travers du filtre selon une direction illustrée par les flèches T.
Selon les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, les dispositifs 1 de traitement sont à percolation verticale (impliquant par définition une circulation des eaux usées dans le dispositif selon un écoulement vertical).
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le dispositif 1 de traitement est à percolation horizontale.
Les modes de réalisation illustrés par les figures 1 et 3 sont adaptés à des effluents prétraités (décantation primaire, lagune) ou avec de faibles teneurs en matières en suspension.
Le mode de réalisation illustré par la figure 2 est adapté pour des effluents chargés (eaux usées brutes, après simple dégrillage), ainsi les matières solides vont s’accumuler en surface du bassin de purification 10 pour former une couche de boues B qui va être minéralisée et déshydratée.
En référence aux figures 1 à 3, le dispositif 1 comprend un bassin de purification 10 en surface duquel sont plantés les végétaux 11. Les végétaux 11 favorisent la déshydratation des matériaux particulaires retenus en surface, aident au maintien de la perméabilité du filtre et favorisent l’activité microbienne aérobie à proximité des racines et rhizomes. Ces végétaux sont par exemple des végétaux de type Phragmite, Glyceria, Scirpus, Phalaris, Echinochloa, Canna Indica, Cyperus, Heliconia.
Le bassin de purification 10 comprend un complexe d’étanchéité 102 qui se situe sur les côtés et le fond du bassin de purification 10. Ce complexe d’étanchéité 102 est par exemple une géomembrane de polyéthylène haute densité (PEHD), posée sur un géotextile anti-poinçonnement.
Des bordures peuvent également être disposées autour du bassin, ces bordures peuvent être en polypropylène, en bois ou en béton. Elles permettent notamment de protéger le filtre des eaux de ruissellement et de protéger le complexe d’étanchéité des dégradations extérieures (UV, rongeurs, malveillance...).
Le bassin de purification 10 comprend au moins une couche de matériaux filtrant 100. Selon les présents modes de réalisation, le bassin de purification 10 comprend également des matériaux drainants 101.
Le dispositif 1 de traitement comprend aussi :
- des moyens de rétention d’eau 2 aptes à maintenir, dans le bassin de purification 10 en fonctionnement, une garde d’eau d’une hauteur prédéterminée ;
- une rampe d’alimentation 12 du bassin de purification 10 en eaux usées à traiter ;
- une canalisation d’évacuation 13 des eaux usées traitées.
Les moyens de rétention d’eau 2 comprennent un regard de mise en charge 21 et un niveau de mise en charge 20. La hauteur du niveau détermine la hauteur de la garde d’eau. Cette garde d’eau d’une hauteur prédéterminée permet de former une couche dite « saturée en eaux ». Dans le cadre du mode de réalisation illustré par la figure 2, le niveau de mise en charge 20 débouche à une hauteur inférieure à celle des niveaux de mise en charge 20 des modes de réalisation illustrés par les figures 1 et 3. Cette hauteur inférieure permet de créer une zone non saturée plus importante pour faciliter la déshydrations des boues.
De manière avantageuse, le niveau de mise en charge 20 est réglable en hauteur de manière à pouvoir modifier la hauteur de la garde d’eau.
La rampe d’alimentation 12 débouche à l’intérieur du bassin de purification 10. Selon les modes de réalisation illustrés par les figures 1 et 2, la rampe d’alimentation 12 se prolonge par des organes de diffusion par bâchées 120 des eaux usées.
La canalisation d’évacuation 13 est raccordée à une première extrémité à des moyens de drainages (non illustrés) situés au fond du bassin de purification 10.
A une deuxième extrémité, la canalisation d’évacuation 13 débouche à l’intérieur du regard de mise en charge 21. Dans le regard de mise en charge, le niveau de mise en charge 20 s’étend en hauteur à partir de la canalisation d’évacuation 13, et la canalisation d’évacuation est obturée par un bouchon de vidange 130.
Le dispositif 1 de traitement des eaux usées comprend encore :
- un réseau de diffusion d’air 3 situé au fond du bassin de purification 10 ;
- des moyens d’alimentation en air 4 du réseau de diffusion d’air 3.
Selon le principe de l’invention, le réseau de diffusion d’air 3 comprend :
- au moins une gaine de protection 30 située au fond du bassin de purification 10 et présentant au moins une extrémité débouchant hors de la couche de matériaux filtrants 100, en surface du bassin de purification 10 ;
- au moins un tuyau de diffusion d’air 31 inséré dans la gaine de protection 30.
Le dispositif 1 de traitement des eaux usées comprend plus précisément une pluralité de gaines de protection 30 et de tuyaux de diffusion d’air 31 (chaque tuyau de diffusion d’air 31 étant inséré dans une des gaines de protection 30), les gaines de protection 30 étant réparties sur essentiellement toute la surface du fond du bassin de purification 10, au-dessus du complexe d’étanchéité 102.
Les gaines de protection 30 (et donc les tuyaux de diffusion d’air 31) sont disposées en lignes parallèles, régulièrement espacées, dans le bassin de purification 10.
Les gaines de protection 30 présentent plus précisément une portion perforée 300 qui s’étend au fond du bassin de purification 10.
Les gaines de protection 30 présentent également une première extrémité 301 et une deuxième extrémité 302, opposée à la première extrémité 301, qui s’étendent de part et d’autres de la portion perforée 300.
La première extrémité 301 et la deuxième extrémité 302 des gaines de protection 30 remontent en surface depuis le bassin de purification 10, jusqu’à l’air libre. On notera que ces premières extrémités 301 et deuxièmes extrémités 302 ne sont pas perforées sur leur longueur.
Tel qu’illustré sur les figures 1 à 3, au niveau de la deuxième extrémité 302 des gaines de protection 30, des bouchons de protection 3020 peuvent être couplés à l’extrémité des gaines de protection (tout en laissant passer les tuyaux de diffusion d’air au besoin). Ces bouchons de protection servent par exemple à éviter l’entrée d’insectes ou de rongeurs à l’intérieur de la gaine de protection.
En référence à la figure 4 qui illustre une section de la portion perforée 300 d’une gaine de protection 30, les gaines de protection 30 présentent des orifices 303 régulièrement répartis le long de sa portion perforée 300.
Ces orifices 303 sont notamment des fentes. Ces fentes présentent une largeur suffisamment importante pour laisser passer l’air et l’eau, et ne pas être colmatées par des particules (particules qui seraient capables de colmater les tuyaux de diffusion d’air).
Les fentes s’étendent perpendiculairement à l’axe central de la gaine de protection. Les gaines de protection 30 sont disposées au fond du bassin de purification 10 de manière à ce que les fentes soient orientées vers la surface du bassin de purification 10.
Par ailleurs, les gaines de protection sont aptes à être enfouies au fond du bassin de purification sans être déformées par le poids des matériaux filtrants et/ou drainants.
A cet effet, les gaines de protection peuvent être réalisées en un matériau semi-rigide, ou rigide.
Les gaines de protection forment ainsi une protection anti-écrasement des tuyaux de diffusion d’air.
Selon les figures 1 à 4, les tuyaux de diffusion d’air 31 sont insérés de manière amovible dans les gaines de protection 30.
Plus précisément, les tuyaux de diffusion d’air 31 peuvent être insérés par l’une des extrémités des gaines de protection 30, et être extraits également par l’une de ces extrémités.
En d’autres termes, les tuyaux de diffusion d’air 31 sont disposés à l’intérieur des gaines de protection 30 sans être retenues en position par ces dernières.
Chaque tuyau de diffusion d’air 31 s’étend ainsi au travers de la première extrémité 301 de la gaine de protection 30 et est raccordé aux moyens d’alimentation d’air 4.
Grâce aux gaines de protection 30 qui débouchent à chaque extrémité à la surface du bassin de purification 10, le remplacement des tuyaux de diffusion d’air 31 est facilité.
En effet, un tuyau de diffusion d’air peut être inséré dans une gaine de protection en étant tiré à l’intérieur de la gaine par l’une de ses extrémités à l’aide d’un câble.
Par exemple, préalablement à l’extraction d’un tuyau de diffusion d’air de sa gaine de protection, un câble est attaché à une première extrémité du tuyau de diffusion, puis le tuyau de diffusion est tiré depuis la gaine par la deuxième extrémité du tuyau. De cette manière, le câble est tracté à l’intérieur de la gaine de protection.
Ensuite, un nouveau tuyau de diffusion d’air est rattaché à une extrémité du câble qui peut ensuite être tiré par sa deuxième extrémité pour tracter le nouveau tuyau à l’intérieur de la gaine de protection.
En référence aux figures 1 à 3, les tuyaux de diffusion d’air 31 présentent :
- une portion de diffusion située le long de la portion perforée 300 des gaines de protection 30, sur le fond du bassin de purification 10 ;
- une portion initiale 311 prolongeant la portion de diffusion et remontant à l’intérieur de la première extrémité 301 de la gaine de protection 30 ;
- une portion terminale 312 prolongeant la portion de diffusion et remontant à l’intérieur de la deuxième extrémité 302 de la gaine de protection 30.
La portion initiale 311 remonte à la surface du bassin, s’étend au travers de la première extrémité 301 de la gaine de protection 30 et est raccordée aux moyens d’alimentation en air 4. La portion terminale 312, quant à elle, est obturée hermétiquement à son extrémité pour que l’air du réseau de diffusion d’air 3 ne puisse s’échapper.
Le tuyau de diffusion d’air présente également des diffuseurs d’air 313. Ces diffuseurs d’air 313 sont régulièrement répartis le long de la portion de diffusion des tuyaux de diffusion d’air.
Chaque tuyau de diffusion d’air 31 peut être réalisé à partir d’un unique tuyau, seule la portion du tuyau unique correspondant à la portion de diffusion étant alors pourvue de diffuseurs d’air 313. De manière alternative, chaque tuyau de diffusion d’air 31 peut présenter un tuyau principal conçu spécifiquement pour constituer la portion de diffusion, ce tuyau principal étant alors prolongé par au moins un tuyau de raccordement pour former la portion initiale 311 et/ou la portion terminale 312.
De manière avantageuse, les tuyaux de diffusion d’air 31 et les diffuseurs d’air 313 peuvent présenter différentes caractéristiques :
- les tuyaux de diffusion d’air 31 sont souples ;
- les diffuseurs d’air 313 sont conçus pour le traitement des eaux usées et présentent des propriétés d’autorégulation et d’auto-nettoyage.
De manière complémentaire, les diffuseurs d’air 313 mettent en oeuvre une membrane en silicone et empêchent la formation de siphon.
Les diffuseurs d’air 313 peuvent encore être conçus pour former une barrière anti-racine et empêcher l’infiltration de racines à l’intérieur des tuyaux de diffusion d’air 31.
En référence aux figures 1 à 3, les moyens d’alimentation en air 4 du réseau de diffusion d’air 3 comprennent un surpresseur 40 et au moins une nourrice 41.
Selon les figures 1 à 3, et 5, la nourrice 41 est couplée à chaque tuyau de diffusion d’air 31 qui émerge à la surface du bassin de purification 10, depuis les gaines de protection 30.
La nourrice 41 est ainsi située hors de la couche de matériaux filtrants 100.
En référence à la figure 5, la nourrice 41 présente un tuyau principal 411 sur lequel sont couplés des raccords 410. Chaque tuyau de diffusion d’air 31 est ainsi couplé à un raccord 410 pour permettre l’alimentation en air du réseau de diffusion d’air situé au fond du bassin.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, non illustré, les moyens d’alimentation en air du réseau de diffusion d’air peuvent présenter un fonctionnement intermittent, ces moyens d’alimentation en air pouvant par exemple comprendre :
- un programmateur horaire ;
- un interrupteur automatique couplé à des capteurs situés dans le dispositif de traitement et destinés à déterminer des paramètres dans la couche saturée.
Ces capteurs peuvent être conçus pour déterminer différents paramètres tels que l'oxygène dissous, le potentiel d’oxydo-réduction, N-NH4 (ammonium), N-NO3 (nitrates), qui sont des exemples non restrictifs.
Des capteurs mesurant la production de gaz (comme le N2O) installées sur la surface peuvent aussi être utilisés.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Dispositif (1 ) de traitement des eaux usées de type filtre planté, comprenant :- un bassin de purification (10) destiné à recevoir des eaux usées, le bassin de purification comprenant au moins une couche de matériaux filtrants (100) ;- des moyens de drainage ;- des moyens de rétention d’eau (2) aptes à maintenir, dans le bassin de purification en fonctionnement, une garde d’eau d’une hauteur prédéterminée ;- un réseau de diffusion d’air (3) situé au fond du bassin de purification ;- des moyens d’alimentation en air (4) du réseau de diffusion d’air, caractérisé en ce que le réseau de diffusion d’air comprend :- au moins une gaine de protection (30) présentant une portion perforée (300) située au fond du bassin de purification, une première extrémité (301) de la gaine de protection débouchant hors de la couche de matériaux filtrants ;- au moins un tuyau de diffusion d’air (31) inséré de manière amovible dans la gaine de protection, le tuyau de diffusion d’air s’étendant au travers de la première extrémité de la gaine de protection et étant raccordé aux moyens d’alimentation en air.
- 2. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tuyau de diffusion d’air (31) est souple, et la portion perforée (300) de la gaine de protection (30) est semi-rigide ou rigide.
- 3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tuyau de diffusion d’air (31) présente une portion de diffusion située le long de la portion perforée (300) de la gaine de protection (30).
- 4. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tuyau de diffusion d’air (31) présente des diffuseurs d’air (313) régulièrement répartis le long de la portion de diffusion.
- 5. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième extrémité (302) de la gaine de protection (30), opposée à la première extrémité (301), débouche hors de la couche de matériaux filtrants (100).
- 6. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine de protection (30) présente des orifices (303) régulièrement répartis le long de sa portion perforée (300).
- 7. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les orifices (303) sont des fentes.
- 8. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une pluralité de gaines de protection (30) et de tuyaux de diffusion d’air (31) insérés à l’intérieur des gaines de protection, les gaines de protection étant réparties sur essentiellement toute la surface du fond du bassin de purification (10).
- 9. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les gaines de protection (30) sont disposées en lignes parallèles dans le bassin de purification (10).
- 10. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d’alimentation en air (4) comprennent une nourrice (41) couplée à chaque tuyau de diffusion d’air (31), la nourrice étant située hors de la couche de matériaux filtrants (300).
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