FR3099473A1

FR3099473A1 - Wastewater treatment works

Info

Publication number: FR3099473A1
Application number: FR1908863A
Authority: FR
Inventors: Martin WERCKMANN; Elodie MAILLARD
Original assignee: Aquatiris
Current assignee: Aquatiris
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2039-08-01
Also published as: WO2021018629A1; FR3099473B1; EP4007741A1

Abstract

Titre : Ouvrage d’assainissement des eaux usées Ouvrage d’assainissement des eaux usées comportant: - des moyens d’introduction des eaux usées ; - un dispositif de préfiltre transformant les eaux usées en eaux prétraitées qui comporte une cuve de prétraitement internalisant des composés lignocellulosiques et des micro-organismes ; - des moyens d’évacuation des eaux prétraitées ; - au moins un dispositif de filtre planté transformant les eaux prétraitées en eaux traitées, disposé en série et positionné en aval dudit dispositif de préfiltre et alimenté en eaux prétraitées par lesdits moyens d’évacuation, - ledit dispositif de filtre planté comportant des moyens de répartition alimentés par ces moyens d’évacuation, et, un massif filtrant constituant un milieu de culture d’espèces végétales semi-aquatiques, - ledit massif filtrant comporte au moins trois couches de minéraux dont une couche filtrante, une couche de transition, et une couche drainante ; - des moyens de drainage des eaux traitées, sur lesquels débouche la couche drainante, configurés pour drainer les eaux traitées en dehors dudit dispositif de filtre planté. Figure pour l’abrégé : Fig. 1Title: Wastewater treatment works Wastewater treatment works comprising: - means for introducing wastewater; - a pre-filter device transforming wastewater into pre-treated water which comprises a pre-treatment tank internalizing lignocellulosic compounds and microorganisms; - means of evacuating pre-treated water; - at least one planted filter device transforming the pre-treated water into treated water, arranged in series and positioned downstream of said pre-filter device and supplied with pre-treated water by said discharge means, - said planted filter device comprising distribution means fed by these discharge means, and, a filter bed constituting a culture medium for semi-aquatic plant species, - said filter bed comprises at least three layers of minerals including a filter layer, a transition layer, and a layer draining; - means for draining the treated water, onto which the draining layer opens, configured to drain the treated water outside of said planted filter device. Figure for the abstract: Fig. 1

Description

Wastewater treatment works

La présente invention entre dans le domaine de l’assainissement des eaux. Elle concerne plus particulièrement un ouvrage d’assainissement des eaux usées et la mise en œuvre d’un procédé d’assainissement des eaux usées.The present invention falls within the field of water purification. It relates more particularly to a wastewater treatment structure and the implementation of a wastewater treatment process.

L'invention concerne un ouvrage d’assainissement prévu avantageusement pour l’assainissement non collectif, c’est-à-dire à destination des habitations individuelles, notamment pour les particuliers.The invention relates to a sanitation structure advantageously provided for non-collective sanitation, that is to say intended for individual dwellings, in particular for individuals.

Que ce soit pour les bâtiments collectifs, de type immeubles d’habitation ou professionnels, ou que ce soit pour les bâtiments individuels, du type maisons individuelles, le traitement des eaux usées est une question d’ordre sanitaire récurrente.Whether for collective buildings, such as residential or professional buildings, or whether for individual buildings, such as individual houses, wastewater treatment is a recurring health issue.

De manière générale, les eaux usées comportent un mélange de composés organiques et inorganiques sous forme dissoute et sous forme solide.In general, wastewater contains a mixture of organic and inorganic compounds in dissolved and solid form.

Dans la présente, on entend par le terme « eaux usées », les eaux brutes sortant directement du bâtiment collectif ou individuel. Les « eaux usées » sont constituées par les « eaux ménagères », et, les « eaux vannes » sortant des toilettes. Les « eaux usées » comportent un mélange de composés sous forme solide et de composés sous forme dissoute.In this document, the term "wastewater" means raw water leaving directly from the collective or individual building. “Wastewater” is made up of “grey water” and “black water” coming out of the toilets. “Wastewater” comprises a mixture of compounds in solid form and compounds in dissolved form.

De la même manière, on entend par le terme « eaux prétraitées », les eaux usées ayant subi un prétraitement. Ce prétraitement vise à éliminer les matières grossières en flottation, en suspension, les sables et les excédents de graisse et d’huile. Les « eaux prétraitées » sont généralement obtenues soit par dégrillage des effluents, c’est-à-dire en éliminant, par passage au travers d’une grille, les matières les plus volumineuses contenues dans les eaux usées, soit par séparation de phases, c’est-à-dire par décantation des composés solides et flottation des huiles et graisses puis liquéfaction.In the same way, the term "pretreated water" means wastewater that has undergone pretreatment. This pre-treatment aims to eliminate coarse materials in flotation, in suspension, sands and excess grease and oil. "Pretreated water" is generally obtained either by screening the effluent, i.e. by eliminating, by passing through a screen, the most voluminous materials contained in the wastewater, or by phase separation, that is to say by decantation of the solid compounds and flotation of the oils and fats then liquefaction.

Dans la présente demande, on entend également par le terme « eaux traitées », les eaux prétraitées qui ont été assainies. Les « eaux traitées » sont assainies, de sorte qu’elles puissent être déversées dans la nature sans risquer de polluer les milieux aquatiques, notamment la nappe phréatique. Selon le dispositif de prétraitement et de traitement utilisé, il est même possible que les « eaux traitées » puissent être réutilisées, c’est-à-dire retourner dans un réseau d’habitation collectif ou individuel, par exemple pour alimenter une chasse d’eau des toilettes.In the present application, the term “treated water” also means pre-treated water which has been purified. The "treated water" is cleaned up, so that it can be discharged into nature without risking polluting aquatic environments, in particular groundwater. Depending on the pre-treatment and treatment device used, it is even possible that the "treated water" can be reused, i.e. returned to a collective or individual housing network, for example to supply a toilet water.

Plusieurs dispositifs d’assainissement connus permettent de traiter les « eaux usées » pour les transformer en « eaux traitées » assainies.Several known sanitation devices make it possible to treat "wastewater" to transform it into sanitized "treated water".

De manière connue pour l’assainissement et le traitement des eaux usées, il existe différentes filières présentant différents dispositifs tels que les microstations d’épuration, les dispositifs de traitement par le sol en place tels que les tranchées d’épandage, les dispositifs de traitement par un sol reconstitué tels que les filtres à sable, les filtres compacts, ou encore les dispositifs de filtres plantés.In a known way for sanitation and wastewater treatment, there are different sectors with different devices such as micro-purification stations, treatment devices by the ground in place such as spreading trenches, treatment devices by a reconstituted soil such as sand filters, compact filters, or planted filter devices.

Les microstations d’épuration assurent à la fois le prétraitement des eaux usées dans une fosse toutes eaux, puis son traitement dans différents compartiments. Les microstations d’épuration se composent d’un premier compartiment de prétraitement assurant la séparation des composés solides et liquides contenus dans les eaux usées. Ce premier compartiment joue le rôle d’une fosse toutes eaux. En sortie de ce premier compartiment, on retrouve un effluent liquide. L’effluent liquide est apte à subir un traitement dans une seconde cuve ou compartiment dit « réacteur biologique ». Au sein du réacteur biologique, grâce à la croissance bactérienne en milieu aérobie et/ou anaérobie, l’effluent liquide est dégradé et dépollué de sorte à obtenir une « eau traitée ». Cette dernière peut être rejetée dans la nature. Dans les microstations, le premier compartiment permet de stocker les boues produites lors de la seconde phase de traitement.Small-scale wastewater treatment plants provide both the pre-treatment of wastewater in an all-water pit, then its treatment in different compartments. Small-scale wastewater treatment plants consist of a first pre-treatment compartment ensuring the separation of solid and liquid compounds contained in the wastewater. This first compartment plays the role of an all-water pit. At the outlet of this first compartment, there is a liquid effluent. The liquid effluent is suitable for undergoing treatment in a second tank or compartment called a “biological reactor”. Within the biological reactor, thanks to bacterial growth in an aerobic and/or anaerobic environment, the liquid effluent is degraded and depolluted so as to obtain "treated water". The latter can be rejected in nature. In microstations, the first compartment is used to store the sludge produced during the second phase of treatment.

Les microstations présentent plusieurs désavantages.VSATs have several disadvantages.

En effet, les boues de dégradation produites et accumulées dans la fosse toutes eaux sont odorantes en raison de leur caractère fermentescible. En outre, il est nécessaire de les éliminer régulièrement en effectuant une vidange de maintenance, généralement tous les 6 mois à 4 ans. En général, il est obligatoire d’éliminer les boues de dégradation dès que 30% du volume de stockage de la première cuve est atteint. De plus, une alimentation régulière en eaux usées de la microstation est nécessaire afin que les bactéries aient un apport régulier en nutriments nécessaires à leur croissance, cette croissance étant indispensable pour le traitement des eaux usées. Une longue absence d’approvisionnement en eaux usées nuit au fonctionnement de la microstation. Ainsi, en cas d’absence des habitants d’un bâtiment pour une raison quelconque, la microstation d’épuration peut dysfonctionner par manque d’approvisionnement. La maintenance et l’entretien d’une microstation est chronophage et coûteuse.Indeed, the degradation sludge produced and accumulated in the all-water pit is odorous due to its fermentable nature. In addition, it is necessary to eliminate them regularly by performing a maintenance oil change, usually every 6 months to 4 years. In general, it is mandatory to eliminate the degradation sludge as soon as 30% of the storage volume of the first tank is reached. In addition, a regular supply of waste water to the microstation is necessary so that the bacteria have a regular supply of nutrients necessary for their growth, this growth being essential for the treatment of waste water. A long absence of wastewater supply affects the operation of the microstation. Thus, in the event of the absence of the inhabitants of a building for any reason, the micro-treatment plant may malfunction due to lack of supply. The maintenance and upkeep of a VSAT is time-consuming and expensive.

Pour assainir des eaux usées par exemple d’habitations individuelles, il est également connu d’utiliser des filtres à sable ou des tranchées d’épandage, après prétraitement des eaux usées dans une fosse toutes eaux. Pour assainir par un filtre à sable ou avec des tranchées d’épandage, il est nécessaire au préalable de prétraiter les eaux usées dans une fosse toutes eaux. Cette dernière collecte et retient les eaux usées, puis liquéfie les matières solides pour permettre leur traitement ultérieur dans le filtre à sable ou les tranchées d’épandage, tout en accumulant les matières solides non liquéfiées, de type boues de décantation, et les matières solides flottantes, de type graisse.To clean up wastewater, for example from individual homes, it is also known to use sand filters or spreading trenches, after pretreatment of the wastewater in an all-water pit. To clean up with a sand filter or with spreading trenches, it is necessary to pre-treat the waste water in an all-water tank beforehand. The latter collects and retains wastewater, then liquefies the solids to allow their subsequent treatment in the sand filter or spreading trenches, while accumulating non-liquefied solids, such as settling sludge, and solids. floating, grease-like.

En sortie de la fosse toutes eaux, l’eau prétraitée est conduite vers le filtre à sable pour traitement. L’épuration de l’eau s’effectue grâce aux micro-organismes en croissance dans le filtre à sable. Ce dernier est constitué d’une couche de gravier dans laquelle sont insérés les tuyaux d’épandage et permettant d’assurer la répartition des eaux prétraitées et d’un massif filtrant composé de sable, siège des processus d’épuration. Toutefois, l’utilisation d’un filtre à sable enterré dans le sol comme moyen de filtration pour traiter l’eau génère un risque de colmatage du filtre qui perd alors de son efficacité de fonctionnement au cours du temps. En effet, comme le filtre à sable est directement enterré dans le sol, le manque d’oxygène et l’apport de matière organique au sein du sable entraine un colmatage.At the outlet of the all-water pit, the pretreated water is led to the sand filter for treatment. The purification of the water is carried out thanks to the micro-organisms growing in the sand filter. The latter consists of a layer of gravel in which the spreading pipes are inserted and ensuring the distribution of the pretreated water and a filtering mass composed of sand, the site of the purification processes. However, the use of a sand filter buried in the ground as a means of filtration to treat the water generates a risk of clogging of the filter which then loses its operating efficiency over time. Indeed, as the sand filter is directly buried in the ground, the lack of oxygen and the supply of organic matter within the sand leads to clogging.

De la même manière, en sortie de la fosse toutes eaux, l’eau prétraitée peut être conduite vers des tranchées d’épandage. L’eau prétraitée est épurée par filtration physique du sol et l’action des micro-organismes du sol. Pour avoir une tranchée d’épandage fonctionnelle, il faut répondre à plusieurs critères. Par exemple, il est indispensable :
- que la surface disponible de déploiement des tranchées soit d’au moins de 20 à 30 m²/EH, exprimée en mètres carrés par Equivalents Habitants dits « EH »,
- que les tranchées aient une profondeur de 50 cm à 1 m et que le sol ait des caractéristiques physico-chimiques permettant la croissance des micro-organismes d’épuration, une bonne oxygénation et une perméabilité élevée, afin d’éviter le risque de remontée de l’eau traitée,
- que la profondeur de la nappe phréatique soit supérieure à 1,40 m,
- ou encore, que le terrain présente une pente inférieure à 5% de dénivelé.In the same way, at the outlet of the septic tank, the pretreated water can be led to spreading trenches. The pretreated water is purified by physical filtration of the soil and the action of soil micro-organisms. To have a functional spreading trench, several criteria must be met. For example, it is essential:
- that the available surface for the deployment of the trenches is at least 20 to 30 m²/PE, expressed in square meters per Population Equivalents called "PE",
- that the trenches have a depth of 50 cm to 1 m and that the soil has physico-chemical characteristics allowing the growth of purification micro-organisms, good oxygenation and high permeability, in order to avoid the risk of rising treated water,
- that the depth of the water table is greater than 1.40 m,
- or that the terrain has a slope of less than 5% drop.

Toutes ces conditions empêchent de nombreux bâtiments collectifs ou non collectifs de mettre en place un dispositif de tranchées d’épandage pour traiter leurs eaux usées.All these conditions prevent many collective or non-collective buildings from setting up a system of spreading trenches to treat their wastewater.

Il est à noter que l’unité de mesure des m²/EH correspond à la surface au sol nécessaire au dispositif de traitement pour traiter l’eau polluée générée par une personne vivant dans un habitat.It should be noted that the unit of measurement of m ² /EH corresponds to the floor area required by the treatment device to treat the polluted water generated by a person living in a habitat.

Que ce soit pour les filtres à sable ou les tranchées d’épandage, l’accumulation de boues fermentescibles odorantes dans la fosse toutes eaux est systématique. Ainsi, en plus de chercher à éliminer le dégagement de gaz de fermentation odorants, une vidange des boues est nécessaire de manière fréquente. De plus, un espace de déploiement suffisant au sol, pour installer les filtres à sable ou les tranchées d’épandage est nécessaire pour traiter les eaux usées.Whether for sand filters or spreading trenches, the accumulation of odorous fermentable sludge in the septic tank is systematic. Thus, in addition to seeking to eliminate the release of odorous fermentation gases, frequent emptying of the sludge is necessary. In addition, sufficient deployment space on the ground to install sand filters or spreading trenches is necessary to treat wastewater.

Comme alternative aux filtres à sable ou aux tranchées d’épandage, il est également connu d’utiliser pour le traitement de l’eau des filtres compacts en sortie et en complément d’une fosse toutes eaux.As an alternative to sand filters or spreading trenches, it is also known to use compact filters for water treatment at the outlet and in addition to an all-water pit.

Les filtres compacts fonctionnent majoritairement en milieu aérobie. On entend par filtres compacts des dispositifs disposés en sortie d’une fosse toutes eaux et constitués d’un massif de filtration pouvant être composé de matériaux très variés, organiques, inorganiques ou synthétiques de type filtres à zéolithe, filtres à coco, filtres à laine de roche...Compact filters mainly operate in an aerobic environment. By compact filters is meant devices placed at the outlet of a septic tank and made up of a filtration unit which can be composed of very varied materials, organic, inorganic or synthetic, such as zeolite filters, coconut filters, wool filters Rock...

Les filtres compacts nécessitent une fosse toutes eaux en entrée pour le prétraitement et la décantation. Or la fosse toutes eaux dégage des odeurs nauséabondes dues à la production de gaz de fermentation par les boues qu’il faut éliminer. Ces boues doivent également être vidangées régulièrement.Compact filters require an inlet septic tank for pre-treatment and settling. However, the septic tank gives off nauseating odors due to the production of fermentation gas by the sludge that must be eliminated. This sludge must also be emptied regularly.

Ainsi, la maintenance des filtres compacts est coûteuse et chronophage.Thus, the maintenance of compact filters is costly and time-consuming.

De plus les filtres compacts, notamment ceux comportant un matériau inorganique ou synthétique, nécessitent un changement et un renouvellement du matériau filtrant qui est coûteux. Les matériaux inorganiques ou synthétiques usagés, retirés lors de la maintenance des filtres compacts, posent également des problèmes en terme de gestion et d’un point de vue écologique puisqu’ils ne sont pas biodégradables et non revalorisables.In addition, compact filters, in particular those comprising an inorganic or synthetic material, require changing and renewing the filtering material, which is expensive. Used inorganic or synthetic materials, removed during maintenance of compact filters, also pose problems in terms of management and from an ecological point of view since they are not biodegradable and cannot be recycled.

Contrairement aux dispositifs de traitement par le sol ou par un sol reconstitué, aux filtres compacts ou encore aux microstations, les filtres plantés à écoulement vertical sont capables de réaliser à la fois le prétraitement et le traitement des eaux usées. La technologie des filtres plantés ne nécessite plus l’association avec une fosse toutes eaux. De la même manière, la technologie des filtres plantés ne nécessite pas non plus, comme les microstations, la présence d’un premier compartiment intégré jouant le rôle d’une fosse toutes eaux.Unlike soil or reconstituted soil treatment devices, compact filters or even microstations, planted filters with vertical flow are capable of carrying out both pre-treatment and treatment of wastewater. Planted filter technology no longer requires association with an all-water pit. In the same way, planted filter technology does not require either, like microstations, the presence of a first integrated compartment playing the role of an all-water pit.

La technologie des filtres plantés à écoulement vertical repose sur la filtration des eaux usées au travers d’un massif filtrant.The technology of vertical flow planted filters is based on the filtration of wastewater through a filter bed.

De manière générale, pour assainir une habitation collective, un dégrillage grossier des eaux usées est nécessaire, ceci avant l’étape de filtration par la technologie des filtres plantés à écoulement vertical au travers du massif filtrant. Le massif filtrant est constitué de granulats inorganiques, de granulométries différentes, dans lesquels se développent des végétaux notamment des roseaux. Le développement d’un réseau dense de rhizomes et racines des végétaux permet de fournir au massif filtrant un excellent support à la biomasse participant au processus d’épuration. Ces végétaux, notamment les roseaux, jouent également un rôle mécanique indirect dans la minéralisation des boues, et favorisent la percolation de l’eau interstitielle en décolmatant la surface du massif filtrant. L’eau interstitielle va être drainée le long des racines vers la base du massif. Les matières solides en suspension sont retenues en surface et s’accumulent progressivement. La filtration de ces matières solides en suspension est assurée par la mise en place de matériaux de granulométrie adaptés pour retenir les matières organiques et inorganiques.In general, to clean up a collective dwelling, coarse screening of the wastewater is necessary, before the filtration stage using the technology of planted filters with vertical flow through the filter bed. The filter bed is made up of inorganic aggregates of different grain sizes, in which plants, especially reeds, grow. The development of a dense network of plant rhizomes and roots provides the filter bed with excellent support for the biomass participating in the purification process. These plants, especially reeds, also play an indirect mechanical role in the mineralization of sludge, and promote the percolation of interstitial water by unclogging the surface of the filter bed. The interstitial water will be drained along the roots towards the base of the massif. Suspended solids are retained on the surface and gradually accumulate. The filtration of these suspended solids is ensured by the installation of materials with a suitable particle size to retain organic and inorganic matter.

Il existe deux types de filtres plantés de roseaux : les filtres plantés à écoulement vertical et les filtres plantés à écoulement horizontal. La technologie des filtres plantés repose sur l’épuration biologique aérobie dans des milieux granulaires fins.There are two types of reed planted filters: vertical flow planted filters and horizontal flow planted filters. Planted filter technology is based on aerobic biological purification in fine granular media.

Que ce soit pour les filtres à écoulement vertical ou horizontal, l’emprise au sol est généralement conséquente, comprise entre 1,5 et 4 m² par EH en fonction des caractéristiques et agencements des filtres. Pour les filtres plantés à écoulement horizontal, une alimentation par des eaux préalablement débarrassées de leurs matières en suspension est nécessaire pour éviter un colmatage du massif filtrant. Cela peut se faire par une fosse toutes eaux, un premier étage de filtre planté vertical, ou encore un décanteur digesteur placé en amont.Whether for vertical or horizontal flow filters, the footprint is generally substantial, between 1.5 and 4 m² per PE depending on the characteristics and layout of the filters. For planted filters with horizontal flow, a supply of water previously freed of suspended matter is necessary to avoid clogging of the filter bed. This can be done by an all-water pit, a first stage of a vertical planted filter, or even a digester settling tank placed upstream.

Quant aux filtres plantés à écoulement vertical, ils sont généralement constitués d’un ou deux étages. Chaque étage comportant au minimum deux massifs filtrants disposés en parallèle, ces derniers fonctionnant en alternance au niveau d’un même étage. On alimente par bâchées en surface l’un ou l’autre des massifs filtrants du premier étage. Ainsi, les eaux usées arrivent en alternance sur l’un ou l’autre des massifs filtrants du 1^erétage, de sorte que l’effluent percole verticalement à travers le substrat du massif filtrant du 1^erétage. En fonction des caractéristiques physicochimiques du massif filtrant du premier étage telles que l’épaisseur et la granulométrie, l’effluent en sortie correspond soit à une eau prétraitée soit à une eau traitée.As for the vertical flow planted filters, they generally consist of one or two stages. Each stage comprising at least two filtering masses arranged in parallel, the latter operating alternately at the level of the same stage. One or the other of the filter beds of the first stage is fed by tarpaulins on the surface. Thus, the waste water arrives alternately on one or the other of the filter beds of the 1 ^st stage, so that the effluent percolates vertically through the substrate of the filter bed of the 1 ^st stage. Depending on the physicochemical characteristics of the filter bed of the first stage, such as the thickness and the granulometry, the effluent at the outlet corresponds either to pretreated water or to treated water.

Si l’effluent en sortie du massif filtrant du premier étage correspond à une eau traitée, un deuxième étage n’est pas nécessaire, et l’eau traitée peut directement être rejetée dans le milieu naturel.If the effluent leaving the filter bed of the first stage corresponds to treated water, a second stage is not necessary, and the treated water can be directly discharged into the natural environment.

Si l’effluent en sortie du massif filtrant du premier étage correspond à une eau prétraitée, un deuxième étage de traitement est nécessaire. Ce deuxième étage comprend également au moins deux massifs filtrants disposés en parallèle qui sont alimentés en alternance par bâchée.If the effluent leaving the filter bed of the first stage corresponds to pretreated water, a second stage of treatment is necessary. This second stage also comprises at least two filter beds arranged in parallel which are fed alternately by tank.

Dans les systèmes de filtres plantés à écoulement vertical, les phases de repos ou d’alternance sont essentielles au bon fonctionnement du système, à sa fiabilité et à sa pérennité au cours du temps. En effet, l’alternance d’alimentation des massifs filtrants disposés en parallèle permet de mettre les massifs filtrants au repos pendant des périodes variant généralement de 3 jours à 1 semaine. La période de repos d’un massif filtrant permet ainsi aux matières en suspension accumulées de sécher et de se minéraliser donc de réduire drastiquement en volume.In vertical flow planted filter systems, the resting or alternating phases are essential for the proper functioning of the system, its reliability and its durability over time. Indeed, the alternating supply of the filter beds arranged in parallel makes it possible to put the filter beds at rest for periods generally varying from 3 days to 1 week. The rest period of a filter bed thus allows the accumulated suspended solids to dry and mineralize, thus reducing drastically in volume.

Toutefois, les filtres plantés à écoulement vertical étant directement alimentés par des eaux usées brutes sans prétraitement préalable, de manière désavantageuse, l’accumulation des matières en suspension a tendance à colmater la surface du massif filtrant si celui-ci est toujours en eau. De plus, les matières en suspension en permanence en eau génèrent des odeurs nauséabondes désavantageuses.However, the vertical flow planted filters being directly fed by raw wastewater without prior pre-treatment, disadvantageously, the accumulation of suspended solids tends to clog the surface of the filter bed if it is still in water. In addition, matter permanently suspended in water generates disadvantageous nauseating odors.

Ainsi, on considère que le taux d’accumulation des matières en suspension sur un filtre à écoulement vertical est de l’ordre de 1 cm/an.Thus, it is considered that the rate of accumulation of suspended solids on a vertical flow filter is of the order of 1 cm/year.

Un curage est donc indispensable pour pérenniser le fonctionnement du système. Celui-ci est préconisé tous les 10 à 15 ans en moyenne.Clearing out is therefore essential to ensure the long-term operation of the system. This is recommended every 10 to 15 years on average.

De plus, comme les phases de repos sont indispensables au fonctionnement des filtres plantés, il est nécessaire d’avoir au moins deux massifs filtrants indépendants entre eux par étage. En conséquence, un espace suffisant de déploiement au sol, ainsi qu’un dispositif permettant d’aiguiller les eaux dans l’un ou l’autre des massifs filtrants est indispensable avec les filtres plantés à écoulement vertical de l’art antérieur.In addition, as the resting phases are essential for the operation of the planted filters, it is necessary to have at least two filter beds independent of each other per stage. Consequently, a sufficient space for deployment on the ground, as well as a device making it possible to direct the water into one or the other of the filter beds is essential with the planted filters with vertical flow of the prior art.

Ainsi, les solutions de l’art antérieur, permettant de traiter les eaux usées, posent plusieurs problèmes ou contraintes :
– la nécessité d’avoir au préalable une fosse toutes eaux ou un dégrillage au moins grossier des eaux usées, avant de pouvoir subir un prétraitement ou un traitement,
– la nécessité d’avoir un déploiement au sol conséquent en terme de surface,
– la nécessité d’avoir un sol présentant des caractéristiques physicochimiques particulières, notamment en termes de nature du sol, dénivelé, surface couverte, profondeur et distance par rapport à la surface de la nappe phréatique,
– la nécessité de faire un curage régulier des boues de stagnation pour le bon fonctionnement et l’entretien, afin d’éviter le colmatage du filtre et les mauvaises odeurs,
– la nécessité d’alterner par des phases de repos les phases de traitement pour éviter le colmatage du filtre dans le cas des filtres plantés ou, au contraire, d’avoir une alimentation régulière et continue en eaux usées pour éviter le colmatage du filtre et pour maintenir une biomasse suffisante par exemple dans le cas d’une microstation.Thus, the solutions of the prior art, making it possible to treat wastewater, pose several problems or constraints:
– the need to first have an all-water pit or at least coarse screening of the waste water, before being able to undergo pre-treatment or treatment,
– the need to have a consistent deployment on the ground in terms of surface area,
– the need to have soil with specific physicochemical characteristics, particularly in terms of the nature of the soil, unevenness, surface covered, depth and distance from the surface of the water table,
– the need for regular cleaning of stagnation sludge for proper operation and maintenance, in order to avoid clogging of the filter and bad smells,
– the need to alternate the treatment phases with rest phases to avoid clogging of the filter in the case of planted filters or, on the contrary, to have a regular and continuous supply of wastewater to avoid clogging of the filter and to maintain sufficient biomass, for example in the case of a microstation.

Toutes ces obligations et contraintes d’ordre technique ne permettent pas de trouver une solution universelle et efficace pour traiter les eaux usées, peu importe la nature du terrain, sans qu’un maintien ou un entretien soit obligatoire, et peu importe la nature des eaux usées ou sa concentration en matières solides.All these technical obligations and constraints do not make it possible to find a universal and effective solution for treating wastewater, regardless of the nature of the ground, without maintenance or maintenance being mandatory, and regardless of the nature of the water. waste or its solids concentration.

C’est pourquoi, il convient de trouver une solution alternative aux solutions existantes d’assainissement des eaux usées qui soit performante, et applicable à un maximum de bâtiments individuels ou collectifs.This is why it is necessary to find an alternative solution to existing wastewater treatment solutions that is efficient and applicable to as many individual or collective buildings as possible.

La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique, en proposant un ouvrage d’assainissement des eaux usées.The purpose of the present invention is to overcome the drawbacks of the state of the art, by proposing a wastewater treatment structure.

Ainsi, ledit ouvrage d’assainissement des eaux usées de l’invention comporte :
- des moyens d’introduction des eaux usées,
- un dispositif de préfiltre sur matériau lignocellulosique, ce dispositif de préfiltre, d’une part, est configuré pour transformer les eaux usées en eaux prétraitées et, d’autre part, comporte une cuve de prétraitement étanche et close, qui est alimentée en eaux usées par les moyens d’introduction des eaux usées, et qui internalise des composés lignocellulosiques et des micro-organismes aérobies,
- des moyens d’évacuation des eaux prétraitées qui sont configurés pour évacuer les eaux prétraitées en dehors du dispositif de préfiltre,
- au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical, qui est configuré pour transformer les eaux prétraitées en eaux traitées, qui est disposé en série et positionné en aval dudit dispositif de préfiltre, qui est alimenté en eaux prétraitées par les moyens d’évacuation des eaux prétraitées,
- ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical comporte, d’une part, des moyens de répartition des eaux prétraitées, qui sont positionnés dans le prolongement desdits moyens d’évacuation des eaux prétraitées et qui sont alimentés par ces moyens d’évacuation des eaux prétraitées, et, d’autre part, un massif filtrant, qui est surmonté par les moyens de répartition des eaux prétraitées, et qui constitue un milieu de culture d’espèces végétales semi-aquatiques,
- ledit massif filtrant comporte au moins trois couches de minéraux dont une couche filtrante qui est localisée en partie supérieure du massif filtrant, une couche de transition qui est surmontée par la couche filtrante, et une couche drainante qui est surmontée par la couche de transition et qui est localisée en partie inférieure du massif filtrant,
- des moyens de drainage des eaux traitées, sur lesquels débouche la couche drainante, et qui sont configurés pour drainer les eaux traitées en dehors dudit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical.Thus, said wastewater treatment structure of the invention comprises:
- means of introduction of waste water,
- a prefilter device on lignocellulosic material, this prefilter device, on the one hand, is configured to transform the waste water into pretreated water and, on the other hand, comprises a sealed and closed pretreatment tank, which is supplied with water waste by the means of introduction of waste water, and which internalizes lignocellulosic compounds and aerobic microorganisms,
- pretreated water evacuation means which are configured to evacuate the pretreated water outside the prefilter device,
- at least one planted filter device with vertical flow, which is configured to transform the pretreated water into treated water, which is arranged in series and positioned downstream of said prefilter device, which is supplied with pretreated water by the discharge means pretreated water,
- said planted filter device with vertical flow comprises, on the one hand, means for distributing the pretreated water, which are positioned in the extension of the said means for discharging the pretreated water and which are fed by these means for discharging the water pretreated, and, on the other hand, a filter bed, which is surmounted by the means for distributing the pretreated water, and which constitutes a culture medium for semi-aquatic plant species,
- said filtering bed comprises at least three layers of minerals including a filtering layer which is located in the upper part of the filtering bed, a transition layer which is surmounted by the filtering layer, and a draining layer which is surmounted by the transition layer and which is located in the lower part of the filter bed,
- Means for draining the treated water, onto which the draining layer opens, and which are configured to drain the treated water out of said at least one planted filter device with vertical flow.

De plus, selon d’autres caractéristiques de l’invention, l’ouvrage d’assainissement comporte :
- la couche filtrante consiste en une couche de sable de granulométrie comprise entre 0 et 6 mm,
- la couche de transition consiste en une couche de gravillons de granulométrie comprise entre 2 et 10 mm,
- la couche drainante consiste en une couche de graviers grossiers de granulométrie comprise entre 10 et 40 mm.In addition, according to other characteristics of the invention, the sanitation structure comprises:
- the filter layer consists of a layer of sand with a grain size between 0 and 6 mm,
- the transition layer consists of a layer of gravel with a grain size between 2 and 10 mm,
- the draining layer consists of a layer of coarse gravel with a grain size between 10 and 40 mm.

Plus spécifiquement, l’ouvrage de l’invention comporte :
- la couche filtrante présente une épaisseur comprise entre 20 et 50 cm,
- la couche de transition présente une épaisseur comprise entre 5 et 15 cm,
- la couche drainante présente une épaisseur comprise entre 10 et 20 cm d’épaisseur.More specifically, the work of the invention comprises:
- the filter layer has a thickness of between 20 and 50 cm,
- the transition layer has a thickness of between 5 and 15 cm,
- the draining layer has a thickness between 10 and 20 cm thick.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, que la couche filtrante et/ou la couche de transition et/ou la couche drainante se compose(nt) de matières minérales majoritairement siliceuses, non calcaires lavées et roulées.According to a preferred embodiment of the invention, the filtering layer and/or the transition layer and/or the draining layer consist(s) of predominantly siliceous, non-calcareous washed and rolled mineral materials.

Selon un autre mode de réalisation de l’ouvrage d’assainissement de l’invention, ledit massif filtrant comporte, au-dessus de ladite couche filtrante, une couche de protection sanitaire recouvrant en partie au moins lesdits moyens de répartition des eaux prétraitées.According to another embodiment of the sanitation structure of the invention, said filter bed comprises, above said filter layer, a sanitary protection layer covering at least in part said means for distributing the pretreated water.

Avantageusement, lesdits moyens d’introduction des eaux usées consistent en un tuyau dont l’extrémité de sortie, alimentant la cuve de prétraitement, est positionnée au-dessus de la surface supérieure des composés lignocellulosiques à une distance en hauteur comprise entre 30 et 60 cm.Advantageously, said wastewater introduction means consist of a pipe whose outlet end, supplying the pretreatment tank, is positioned above the upper surface of the lignocellulosic compounds at a height distance of between 30 and 60 cm. .

Selon un mode préférentiel de réalisation de l’ouvrage d’assainissement de l’invention, lesdits moyens d’introduction des eaux usées et/ou lesdits moyens d’évacuation des eaux prétraitées comprennent une pompe de relevage ou un ouvrage de chasse.According to a preferred embodiment of the sanitation structure of the invention, said means for introducing waste water and/or said means for discharging pretreated water comprise a lifting pump or a flushing structure.

Selon l’invention une autre caractéristique de l’invention, les composés lignocellulosiques au sein de la cuve de prétraitement se présentent sous la forme d’un assemblage de plaquettes en matériau lignocellulosique d’épaisseur comprise entre 30 et 60 cm.According to the invention, another feature of the invention is that the lignocellulosic compounds within the pretreatment tank are in the form of an assembly of plates of lignocellulosic material with a thickness of between 30 and 60 cm.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, lesdits moyens de répartition des eaux prétraitées consistent en une rampe de répartition, de préférence un drain en forme de H ou en forme de I ou en forme de U, posée directement sur la couche filtrante.According to another embodiment of the invention, said means for distributing the pretreated water consist of a distribution ramp, preferably an H-shaped or I-shaped or U-shaped drain, placed directly on the filtering layer. .

De manière avantageuse, pour améliorer le processus de traitement des eaux usées, selon une autre caractéristique particulière de l’invention, ladite cuve de prétraitement, internalisant des composés lignocellulosiques et des micro-organismes aérobies, comporte en outre des lombrics.Advantageously, to improve the wastewater treatment process, according to another particular characteristic of the invention, said pretreatment tank, internalizing lignocellulosic compounds and aerobic microorganisms, further comprises earthworms.

La présente invention concerne également un procédé d’assainissement des eaux usées mis en œuvre par l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention dans lequel :
- on alimente directement en eaux usées ladite cuve de prétraitement à l’aide des moyens d’introduction,
- on filtre et on minéralise les matières en suspension des eaux usées au sein de ladite cuve de prétraitement jusqu’à l’obtention d’une eau prétraitée en fond de cuve de prétraitement,
- on récupère, au fond de ladite cuve de prétraitement, lesdites eaux prétraitées dans des moyens d’évacuation,
- on transfère lesdites eaux prétraitées directement sur le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical à l’aide des moyens d’évacuation,
- on traite lesdites eaux prétraitées par passage au travers dudit massif filtrant jusqu’à obtention des eaux traitées,
- on draine lesdites eaux traitées en dehors du massif filtrant et du dispositif de filtre plantés à écoulement vertical,
- on dirige lesdites eaux traitées vers le milieu naturel ou vers un réseau de recyclage des eaux domestiques.The present invention also relates to a process for the purification of wastewater implemented by the purification structure 1 of the invention in which:
- wastewater is fed directly into said pretreatment tank using the introduction means,
- the suspended solids of the waste water are filtered and mineralized within said pretreatment tank until pretreated water is obtained at the bottom of the pretreatment tank,
- one recovers, at the bottom of said pretreatment tank, said pretreated water in discharge means,
- the said pretreated water is transferred directly to the filter bed of the planted filter device with vertical flow using the evacuation means,
- said pretreated water is treated by passing through said filtering mass until treated water is obtained,
- the said treated water is drained outside the filter bed and the filter device planted with vertical flow,
- Said treated water is directed to the natural environment or to a domestic water recycling network.

La présente invention concerne également l’utilisation de l’ouvrage d’assainissement des eaux usées de l’invention comme épurateur d’eau.The present invention also relates to the use of the wastewater treatment structure of the invention as a water purifier.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées, dans lesquelles :Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description which will follow of the non-limiting embodiments of the invention, with reference to the appended figures, in which:

la figure 1 représente schématiquement une vue de profil en coupe de l’ouvrage d’assainissement des eaux usées selon un mode de réalisation préférentielle de l’invention. FIG. 1 schematically represents a sectional side view of the wastewater treatment structure according to a preferred embodiment of the invention.

la figure 2 représente schématiquement une vue de profil en coupe du dispositif de préfiltre sur matériau lignocellulosique selon le mode de réalisation de la figure 1, FIG. 2 schematically represents a cross-sectional side view of the prefilter device on lignocellulosic material according to the embodiment of FIG. 1,

la figure 3 représente schématiquement une vue du dessus du dispositif de préfiltre sur matériau lignocellulosique de la figure 2, FIG. 3 schematically represents a view from above of the prefilter device on lignocellulosic material of FIG. 2,

la figure 4 représente schématiquement une vue de profil en coupe du dispositif de filtre planté à écoulement vertical de la figure 1, FIG. 4 schematically represents a cross-sectional side view of the vertical flow planted filter device of FIG. 1,

la figure 5 représente schématiquement une vue du dessus du dispositif de filtre planté à écoulement vertical de la figure 5. Figure 5 schematically shows a top view of the vertical flow planted filter device of Figure 5.

En référence à ces dessins, la présente invention concerne un ouvrage d’assainissement 1 des eaux usées EU, tel que visible par exemple sur la figure 1. Ledit ouvrage d’assainissement 1 est avantageusement enfoui dans le sol, au moins en partie, pour conserver un aspect esthétique.With reference to these drawings, the present invention relates to a wastewater treatment structure 1 EU, as seen for example in Figure 1. Said sanitation structure 1 is advantageously buried in the ground, at least in part, to maintain an aesthetic appearance.

Selon un premier mode de réalisation, ledit ouvrage d’assainissement 1 comporte un dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 positionné en amont d’au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.According to a first embodiment, said sanitation structure 1 comprises a prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 positioned upstream of at least one vertical flow planted filter device 3.

Selon un autre mode de réalisation, visible sur la figure 1, ledit ouvrage d’assainissement 1 est constitué d’un dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 positionné en amont d’un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.According to another embodiment, visible in Figure 1, said sanitation structure 1 consists of a prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 positioned upstream of a vertical flow planted filter device 3.

Selon l’invention, ledit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 est configuré pour transformer les eaux usées EU en eaux prétraitées EP.According to the invention, said prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 is configured to transform EU wastewater into pretreated EP water.

De la même manière, ledit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est configuré pour transformer les eaux prétraitées EP en eaux traitées ET.In the same way, said at least one vertical flow planted filter device 3 is configured to transform the pretreated water EP into treated water ET.

Selon l’invention, le dispositif de préfiltre 2 et, le ou les dispositif(s) de filtre(s) planté(s) à écoulement vertical 3, sont disposés en série, les uns à la suite des autres, et sont tous de préférence enfouis dans le sol.According to the invention, the prefilter device 2 and the vertical flow planted filter device(s) 3 are arranged in series, one after the other, and are all of preferably buried in the ground.

En d’autres termes, ledit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est disposé en série dudit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22. Ledit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est positionné également en aval dudit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22, tel que visible sur la figure 1.In other words, said at least one vertical flow planted filter device 3 is arranged in series with said prefilter device 2 on lignocellulosic material 22. Said at least one vertical flow planted filter device 3 is also positioned downstream of said prefilter device 2 on lignocellulosic material 22, as seen in Figure 1.

En fonction des caractéristiques topographiques du terrain, telles que le dénivelé, ledit dispositif de préfiltre 2 est alimenté en eaux usées EU:
– soit gravitairement dans le cas d’un terrain en pente présentant une pente d’au moins 2 à 3% ;
– soit par un moyen de relevage, tel que, par exemple, une pompe de relevage.Depending on the topographic characteristics of the terrain, such as the unevenness, said pre-filter device 2 is supplied with EU waste water:
– either by gravity in the case of sloping ground with a slope of at least 2 to 3%;
– either by a lifting means, such as, for example, a lifting pump.

Tel que visible sur la figure 2, ledit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 comporte des moyens d’introduction 4 des eaux usées EU.As seen in Figure 2, said prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 comprises means 4 for introducing wastewater EU.

Lesdits moyens d’introduction 4 alimentent en eaux usées EU ledit dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22.Said introduction means 4 supply waste water EU to said prefilter device 2 on lignocellulosic material 22.

Lesdits moyens d’introduction 4 sont configurés pour injecter les eaux usées EU, au fil de l’eau lorsque l’alimentation est gravitaire ou à volume constant et en contrôlant le débit lorsque l’alimentation est réalisée au moyen d’une pompe de relevage, au sein d’une cuve de prétraitement 21.Said introduction means 4 are configured to inject the wastewater EU, over the course of the water when the supply is by gravity or at constant volume and by controlling the flow rate when the supply is carried out by means of a lift pump , within a pretreatment tank 21.

Les moyens d’introduction 4 consistent par exemple en une canalisation d’entrée reliée au réseau des eaux usées EU d’une habitation collective ou individuelle.The means of introduction 4 consist for example of an inlet pipe connected to the EU wastewater network of a collective or individual dwelling.

Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d’introduction 4 peuvent également être munis de dispositifs « brise jet » et de plaques anti-affouillement permettant de garantir la bonne répartition des eaux usées EU sur le matériau lignocellulosique 22.According to a particular embodiment, the means of introduction 4 can also be fitted with "jet breaker" devices and anti-scouring plates making it possible to guarantee the proper distribution of the waste water EU on the lignocellulosic material 22.

Selon un autre mode de réalisation particulier, les moyens d’introduction 4 des eaux usées EU comprennent une pompe de relevage ou un ouvrage de chasse.According to another particular embodiment, the means 4 for introducing the waste water EU comprise a lifting pump or a flushing structure.

Avantageusement, ladite cuve de prétraitement 21 est étanche et close, de sorte à éviter l’émanation d’odeurs nauséabondes.Advantageously, said pretreatment tank 21 is sealed and closed, so as to avoid the emanation of nauseating odors.

De manière avantageuse, ladite cuve de prétraitement 21 est enfouie dans le sol, de sorte à garder l’esthétique du terrain et pour qu’elle ne soit pas visible par les utilisateurs.Advantageously, said pretreatment tank 21 is buried in the ground, so as to maintain the aesthetics of the terrain and so that it is not visible to users.

Telle que visible sur la figure 2, la cuve de prétraitement 21 comporte un ou plusieurs moyens d’ouverture 23, de type couvercle à dévisser. Ces moyens d’ouverture 23 permettent à un opérateur d’accéder à l’intérieur de la cuve 21 en cas de besoin. Ces moyens d’ouverture 23 sont accessibles à la surface du sol.As seen in Figure 2, the pretreatment tank 21 comprises one or more opening means 23, of the lid type to be unscrewed. These opening means 23 allow an operator to access the inside of the tank 21 if necessary. These opening means 23 are accessible on the ground surface.

Par exemple, les moyens d’ouverture 23 permettent à un opérateur de retirer tout ou une partie du matériau lignocellulosique 22 contenu à l’intérieur de la cuve 21, pour les revaloriser en tant que compost.For example, the opening means 23 allow an operator to remove all or part of the lignocellulosic material 22 contained inside the tank 21, to recycle them as compost.

Selon l’invention, ladite cuve de prétraitement 21 est remplie de matériau lignocellulosique 22.According to the invention, said pretreatment tank 21 is filled with lignocellulosic material 22.

Plus spécifiquement, ledit matériau lignocellulosique 22 comporte des composés lignocellulosiques qui consistent en un amas de plaquettes de bois.More specifically, said lignocellulosic material 22 comprises lignocellulosic compounds which consist of a cluster of wood chips.

De préférence, l’amas de matériau lignocellulosique 22 a une épaisseur comprise entre 30 et 60 cm. Selon l’invention, la taille de chacune des plaquettes de bois est comprise entre 20 à 100 mm de long maximum, au-delà la filtration de l’eau n’est pas efficiente.Preferably, the heap of lignocellulosic material 22 has a thickness of between 30 and 60 cm. According to the invention, the size of each of the wooden chips is between 20 and 100 mm long maximum, beyond which the filtration of the water is not efficient.

Ainsi, la cuve de prétraitement 21 contenant un mélange de plusieurs plaquettes de bois, sous forme de plaquettes de 2 à 10 cm, est un milieu aéré idéal pour la croissance des micro-organismes aérobies. Ces derniers permettent notamment la minéralisation des matières solides contenues dans les eaux usées EU et le processus de compostage.Thus, the pretreatment tank 21 containing a mixture of several wood chips, in the form of 2 to 10 cm chips, is an ideal aerated medium for the growth of aerobic microorganisms. These allow in particular the mineralization of solid matter contained in EU wastewater and the composting process.

L’usage des plaquettes de bois en tant que matériau lignocellulosique 22 a pour avantage d’être éco-responsable car le bois est un composé 100% biodégradable et renouvelable.The use of wood chips as a lignocellulosic material 22 has the advantage of being eco-responsible because wood is a 100% biodegradable and renewable compound.

En plus des composés lignocellulosiques 22, la cuve de prétraitement 21 comporte et internalise des micro-organismes aérobies. Ces derniers ont une croissance qui se fait dans un milieu aérobie, c’est-à-dire en présence d’oxygène.In addition to the lignocellulosic compounds 22, the pretreatment tank 21 contains and internalizes aerobic microorganisms. The latter grow in an aerobic environment, that is to say in the presence of oxygen.

Une croissance en milieu aérobie des micro-organismes a pour avantage d’éviter les mauvaises odeurs et les dégagements de gaz à effet de serre, éléments que l’on pourrait avoir par exemple avec des produits de fermentation dans des conditions de croissance anaérobie, comme dans une fosse toutes eaux par exemple.Aerobic growth of micro-organisms has the advantage of avoiding bad odors and the release of greenhouse gases, elements that could be had, for example, with fermentation products under anaerobic growth conditions, such as in a septic tank for example.

Au sein de la cuve de prétraitement 21, la croissance des micro-organismes aérobies, sur les composés lignocellulosiques 22 en présence des eaux usées EU, permet une minéralisation de la matière organique.Within the pretreatment tank 21, the growth of aerobic microorganisms, on the lignocellulosic compounds 22 in the presence of the EU waste water, allows mineralization of the organic matter.

On entend par le terme « minéralisation » la transformation des composés organiques complexes présents dans les eaux usées EU en composés minéraux simples.The term "mineralization" means the transformation of complex organic compounds present in EU wastewater into simple mineral compounds.

Les composés minéraux simples présentent l’avantage d’être assimilables par les végétaux, notamment les roseaux et d’être solubles dans les effluents liquides traversant la cuve de prétraitement 21 de haut en bas. Les composés minéraux simples se retrouvent dans les eaux prétraitées EP en sortie de cuve de prétraitement 21.Simple mineral compounds have the advantage of being assimilable by plants, in particular reeds, and of being soluble in the liquid effluents passing through the pretreatment tank 21 from top to bottom. The simple mineral compounds are found in the pretreated water EP at the outlet of the pretreatment tank 21.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, en plus des micro-organismes à croissance aérobie, ladite cuve de prétraitement 21 peut comporter des lombrics capables de se développer sur le matériau lignocellulosique 22, notamment à la surface des plaquettes de bois.According to a particular embodiment of the invention, in addition to aerobic growing microorganisms, said pretreatment tank 21 may include earthworms capable of growing on the lignocellulosic material 22, in particular on the surface of the wood chips.

La présence des lombrics a pour effet d’accélérer le processus de minéralisation. En effet, les lombrics permettent de dégrader les matières solides contenues dans les eaux usées EU, mais également d’aérer, par leur déplacement à la surface des plaquettes de bois, le milieu de croissance des micro-organismes aérobies.The presence of earthworms has the effect of accelerating the mineralization process. Indeed, earthworms make it possible to degrade the solid matter contained in EU wastewater, but also to aerate, by their movement on the surface of the wood chips, the growth medium of aerobic microorganisms.

En effet, le mouvement des lombrics dans la cuve, provoque une aération qui augmente la proportion d’oxygène accessible pour les micro-organismes aérobies. Une augmentation de l’oxygène, accessible pour les micro-organismes aérobies, augmente la cinétique de croissance microbienne au sein de la cuve de prétraitement 21, d’où une amélioration du processus de minéralisation des composés organiques complexes contenus dans les eaux usées EU. De plus, les lombrics se nourrissent de la matière organique déposée à la surface du matériau lignocellulosique 22 et la minéralisent directement. La présence des lombrics rend plus efficient le processus de minéralisation par les micro-organismes aérobies.Indeed, the movement of earthworms in the tank causes aeration which increases the proportion of oxygen accessible to aerobic micro-organisms. An increase in oxygen, accessible for aerobic microorganisms, increases the kinetics of microbial growth within the pretreatment tank 21, resulting in an improvement in the process of mineralization of the complex organic compounds contained in the wastewater EU. In addition, the earthworms feed on the organic matter deposited on the surface of the lignocellulosic material 22 and mineralize it directly. The presence of earthworms makes the process of mineralization by aerobic microorganisms more efficient.

Selon une autre spécificité de l’invention, telle que visible sur la figure 2, afin d’aérer davantage l’environnement à l’intérieur de la cuve de pré-traitement 21, le dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 comporte également des moyens d’aération 24.According to another specificity of the invention, as seen in Figure 2, in order to further ventilate the environment inside the pre-treatment tank 21, the prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 also comprises means of ventilation 24.

Par exemple, les moyens d’aération 24 consistent en des cheminées d’aération telles que visibles sur la figure 2, qui sont avantageusement connectées au moyen d’évacuation des eaux prétraitées 5.For example, the aeration means 24 consist of aeration chimneys as seen in Figure 2, which are advantageously connected to the pretreated water evacuation means 5.

La présence des moyens d’aération 24 au sein de la cuve 21 permet de garantir l’environnement aérobie nécessaire au développement microbien à croissance aérobie et au processus de minéralisation.The presence of the aeration means 24 within the tank 21 makes it possible to guarantee the aerobic environment necessary for the microbial development with aerobic growth and for the mineralization process.

En d’autres termes, les matières solides contenues dans les eaux usées EU, arrivant au sein de la cuve de prétraitement 21, vont s’accumuler au cours du temps à la surface du matériau lignocellulosique 22, c’est-à-dire des plaquettes de bois, puis se minéraliser.In other words, the solid matter contained in the wastewater EU, arriving within the pretreatment tank 21, will accumulate over time on the surface of the lignocellulosic material 22, that is to say wood chips, then mineralize.

Il est à noter que selon l’invention, au sein de la cuve de prétraitement 21, le processus de minéralisation aérobie des matières solides contenues dans les eaux usées EU est avantageusement assimilable à un processus de compostage.It should be noted that according to the invention, within the pretreatment tank 21, the process of aerobic mineralization of the solid matter contained in the wastewater EU is advantageously comparable to a composting process.

Le matériau lignocellulosique 22 a pour rôle de filtrer et retenir les matières solides contenues dans les eaux usées EU. Ces matières solides retenues à la surface du matériau lignocellulosique 22 vont ensuite être minéralisées par les micro-organismes aérobies.The lignocellulosic material 22 has the role of filtering and retaining the solid matter contained in the waste water EU. These solid materials retained on the surface of the lignocellulosic material 22 will then be mineralized by the aerobic microorganisms.

Ainsi, le dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 permet d’effectuer un dégrillage des matières solides présentes dans les eaux usées EU.Thus, the prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 makes it possible to screen the solid matter present in the EU wastewater.

Ainsi, selon l’invention, le dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 agit comme un séparateur de phase pour les eaux usées EU entrantes. En effet, les matières solides restent en surface des plaquettes de bois, tandis que les constituants dissous des eaux usées EU vont percoler vers le fond de la cuve de prétraitement 21. Les constituants des eaux usées EU, minéralisés par les micro-organismes, débouchent sur des moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP.Thus, according to the invention, the prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 acts as a phase separator for incoming EU wastewater. In fact, the solid matter remains on the surface of the wood chips, while the dissolved constituents of the EU waste water will percolate towards the bottom of the pretreatment tank 21. The constituents of the EU waste water, mineralized by the micro-organisms, emerge on evacuation means 5 of the pretreated water EP.

Selon l’invention, les moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP sont configurés pour évacuer les eaux prétraitées EP en dehors du dispositif de préfiltre 2.According to the invention, the means 5 for evacuating the pretreated water EP are configured to evacuate the pretreated water EP outside the prefilter device 2.

En d’autres termes, les eaux usées EU qui ont subi le processus de minéralisation et la filtration par gravité au sein de la cuve de traitement 21, seront qualifiées et nommées eaux prétraitées EP. Ainsi, lesdites eaux prétraitées EP ne comportent que des composés minéraux simples assimilables par les plantes.In other words, the EU wastewater which has undergone the mineralization process and gravity filtration within the treatment tank 21 will be qualified and named EP pretreated water. Thus, said EP pretreated waters contain only simple mineral compounds that can be assimilated by plants.

Avantageusement, avec l’ouvrage 1 de l’invention, il est possible de récupérer l’excédent de matières solides à la surface du matériau lignocellulosique 22. La récupération peut se faire en ouvrant les moyens d’ouverture 23 de la cuve de prétraitement 21. L’excédent de matières solides est re-valorisable et 100% naturelle. Par exemple, l’excédent de matières solides est utilisable en tant que compost pour le jardin.Advantageously, with the work 1 of the invention, it is possible to recover the excess solid matter on the surface of the lignocellulosic material 22. The recovery can be done by opening the opening means 23 of the pretreatment tank 21 Excess solid matter is reusable and 100% natural. For example, excess solids can be used as compost for the garden.

De plus, les plaquettes de bois étant également un matériau biodégradable et compostable, celles-ci vont subir un processus de minéralisation au cours du temps, au même titre que la matière organique solide issue des eaux usées EU. Il est possible de les récupérer avec, à leur surface, les matières solides minéralisées, pour les utiliser en tant que compost. Ceci a pour avantage de faciliter l’entretien et l’exploitation de l’ouvrage d’assainissement 1. Ainsi, l’ouvrage d’assainissement de l’invention 1, au travers de son dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22 permet une valorisation des boues et du matériau lignocellulosique 22 lui-même en compost réutilisable.In addition, as wood chips are also a biodegradable and compostable material, they will undergo a process of mineralization over time, in the same way as solid organic matter from EU wastewater. It is possible to recover them with, on their surface, the mineralized solid matter, to use them as compost. This has the advantage of facilitating the maintenance and operation of the sanitation structure 1. Thus, the sanitation structure of the invention 1, through its prefilter device 2 on lignocellulosic material 22 allows a recovery of the sludge and the lignocellulosic material 22 itself into reusable compost.

Selon l’invention, la distance, nommée « revanche », séparant la surface supérieure du matériau lignocellulosique 22 de la bouche de sortie des moyens d’introduction 4 des eaux usées EU présente une hauteur « h » comprise entre 30 et 60 cm, telle que visible sur la figure 2.According to the invention, the distance, called "freeboard", separating the upper surface of the lignocellulosic material 22 from the outlet mouth of the means 4 for introducing the waste water EU has a height "h" of between 30 and 60 cm, such as seen in Figure 2.

Ainsi, la revanche de 30 à 60 cm permet une répartition uniforme des eaux usées EU à la surface du matériau lignocellulosique 22. Ainsi, dans l’ouvrage d’assainissement 1, la distance séparant, la canalisation d’entrée des eaux usées EU dans la cuve de prétraitement 21, avec la surface supérieure du matériau lignocellulosique 22 est à prendre en considération pour la pérennité de l’ouvrage.Thus, the freeboard of 30 to 60 cm allows a uniform distribution of the EU waste water on the surface of the lignocellulosic material 22. Thus, in the sanitation structure 1, the distance separating the EU waste water inlet pipe in the pretreatment tank 21, with the upper surface of the lignocellulosic material 22 is to be taken into consideration for the durability of the structure.

En effet, une bonne répartition des eaux usées EU en surface améliore le processus de minéralisation par les micro-organismes aérobies et le processus de séparation entre les phases solides et liquides des eaux usées EU.Indeed, a good distribution of EU wastewater on the surface improves the process of mineralization by aerobic microorganisms and the process of separation between the solid and liquid phases of EU wastewater.

En outre, la revanche de 30 à 60 cm, constituant un espace d’accumulation pour la matière organique, permet d’éviter le phénomène de colmatage du matériau lignocellulosique 22 au sein de la cuve de prétraitement 21. En effet, la revanche permet de créer un jet d’eaux usées EU en surface du matériau lignocellulosique 22 qui va aérer les eaux usées et remuer le dépôt de boues pouvant se former sur la couche supérieure du matériau lignocellulosique 22, de sorte à éviter qu’il ne s’agglomère, tout en apportant de l’oxygène par un déplacement physique et des remous en surface.In addition, the freeboard of 30 to 60 cm, constituting an accumulation space for the organic matter, makes it possible to avoid the phenomenon of clogging of the lignocellulosic material 22 within the pretreatment tank 21. Indeed, the freeboard makes it possible to create a wastewater jet EU on the surface of the lignocellulosic material 22 which will aerate the wastewater and stir up the sludge deposit that may form on the upper layer of the lignocellulosic material 22, so as to prevent it from agglomerating, while providing oxygen through physical movement and surface eddies.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP consiste en un tuyau de drainage.According to a particular embodiment of the invention, the evacuation means 5 of the pretreated water EP consists of a drainage pipe.

Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, ledit tuyau de drainage est en PVC, avec un diamètre supérieur ou égal à 100 mm, ledit tuyau est parcouru de fentes ayant pour rôle de collecter les eaux prétraitées EP. Les moyens d’évacuation 5 permettent de collecter les eaux prétraitées EP en fond de cuve de prétraitement 21.According to a preferred embodiment of the invention, said drainage pipe is made of PVC, with a diameter greater than or equal to 100 mm, said pipe is traversed by slots whose role is to collect the pretreated water EP. The evacuation means 5 make it possible to collect the pretreated water EP at the bottom of the pretreatment tank 21.

Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, lesdits moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP comprennent une pompe de relevage ou un ouvrage de chasse, de sorte à contrôler le volume et le débit d’entrée des eaux prétraitées EP alimentant le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.According to a particular embodiment of the invention, said means 5 for discharging the pretreated water EP comprise a lifting pump or a flushing structure, so as to control the volume and the inlet flow rate of the pretreated water EP supplying the vertical flow planted filter device 3.

Selon l’invention, les moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP débouchent directement sur le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.According to the invention, the means 5 for evacuating the pretreated water EP lead directly to the planted filter device with vertical flow 3.

Selon un premier mode de réalisation, si le dénivelé du terrain le permet, le transport des eaux prétraitées EP par les moyens d’évacuation 5 se fait par gravité ou par un dispositif de chasse hydraulique.According to a first embodiment, if the elevation of the ground allows it, the transport of the pretreated water EP by the evacuation means 5 is done by gravity or by a hydraulic flushing device.

Selon un second mode de réalisation, en cas de terrain d’inclinaison insuffisante, le transport des eaux prétraitées EP par les moyens d’évacuation 5 se fait à l’aide d’une pompe de relevage. Ladite pompe de relevage permet de transporter les eaux prétraitées EP directement vers le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 unique, ou vers le premier dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 qui se trouve dans la série.According to a second embodiment, in the event of insufficient inclination of the terrain, the transport of the pretreated water EP by the evacuation means 5 is done using a lifting pump. Said lifting pump makes it possible to transport the pretreated water EP directly to the single vertical flow planted filter device 3, or to the first vertical flow planted filter device 3 which is in the series.

En effet, l’ouvrage d’assainissement 1 des eaux usées EU comporte, en aval du dispositif de préfiltre 2, ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.
Selon la présente demande, l’écoulement des eaux à traiter se fait d’amont en aval de l’ouvrage d’assainissement 1.Indeed, the wastewater treatment structure 1 EU comprises, downstream of the prefilter device 2, said planted filter device with vertical flow 3.
According to the present application, the flow of water to be treated is from upstream to downstream of the purification structure 1.

La nature des eaux change entre l’amont et l’aval. En effet, en amont on a des eaux usées EU brutes c’est-à-dire à l’entrée du dispositif de préfiltre 2. De la même manière, entre l’amont et l’aval, c’est-à-dire entre le dispositif de préfiltre 2 et le premier dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3, on a des eaux prétraitées EP. Puis, pour finir en aval on a des eaux traitées ET qui se trouvent en sortie du dernier dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.The nature of the waters changes between upstream and downstream. Indeed, upstream we have raw EU wastewater, that is to say at the inlet of the prefilter device 2. In the same way, between upstream and downstream, that is to say between the prefilter device 2 and the first vertical flow planted filter device 3, there is pretreated water EP. Then, to finish downstream, we have treated water ET which is at the outlet of the last planted filter device with vertical flow 3.

De la même manière et comme visible sur la figure 1, la nature des dispositifs que comporte l’ouvrage d’assainissement 1 change entre l’amont et l’aval. En effet, en amont on a toujours le dispositif de préfiltre 2 et en aval on a au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.In the same way and as can be seen in Figure 1, the nature of the devices comprising the sanitation structure 1 changes between upstream and downstream. Indeed, upstream there is always the prefilter device 2 and downstream there is at least one planted filter device with vertical flow 3.

Selon l’invention, ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3, tel que visible sur la figure 5, comporte des moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP en sortie des moyens d’évacuation 5.According to the invention, said planted filter device with vertical flow 3, as seen in Figure 5, comprises means 12 for distributing the pretreated water EP at the outlet of the evacuation means 5.

Selon un mode de réalisation préférée, lesdits moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent en une série de drains ou de buses de répartition recouvrant en partie et selon une disposition homogène la surface supérieure du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.According to a preferred embodiment, said means 12 for distributing the pretreated water EP consist of a series of drains or distribution nozzles partially covering and in a homogeneous arrangement the upper surface of the vertical flow planted filter device 3.

Ainsi, selon l’invention, les moyens de répartition 12 répartissent les eaux prétraitées EP à la surface du massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.Thus, according to the invention, the distribution means 12 distribute the pretreated water EP on the surface of the filter bed of the planted filter device with vertical flow 3.

On entend par le terme « massif filtrant » du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3, le milieu de culture et de croissance des espèces végétales semi-aquatiques 13 permettant le traitement et la filtration complète des eaux prétraitées EP.The term "filtering bed" of the planted filter device with vertical flow 3 is understood to mean the medium for the culture and growth of the semi-aquatic plant species 13 allowing the treatment and complete filtration of the pretreated water EP.

Par exemple, lesdites espèces végétales semi-aquatiques 13 peuvent être des roseaux communs de type Phragmitesaustralis, des carex appartenant à la famille des Cyperaceae, des iris des marais par exemple de type Irispseudacorus, des salicaires par exemple du type Lythrumsalicaria, des baldingères du type Phalarisarundinaceaou un mélange aléatoire de toutes ces espèces.For example, said semi-aquatic plant species 13 may be common reeds of the Phragmites australis type, sedges belonging to the Cyperaceae family, marsh irises, for example of the Iris pseudacorus type, loosestrife, for example of the Lythrum salicaria type, baldingeres of the Phalaris arundinacea type or a random mixture of all these species.

Selon l’invention, les espèces végétales semi-aquatiques 13, telles que visibles sur les figures 1, 4 et 5, forment un réseau racinaire permettant un drainage vertical des eaux prétraitées EP au sein du massif filtrant. Ce réseau et tissu racinaire forme des galeries dans le massif filtrant.According to the invention, the semi-aquatic plant species 13, as visible in Figures 1, 4 and 5, form a root network allowing vertical drainage of the pretreated water EP within the filter bed. This network and root tissue forms galleries in the filter bed.

Ces galeries permettent d’apporter de l’oxygène aux bactéries aérobies de la rhizosphère et accentuent encore le processus de minéralisation.These galleries bring oxygen to the aerobic bacteria of the rhizosphere and further accentuate the mineralization process.

Ainsi, au sein du massif filtrant, les bactéries aérobies de la rhizosphère dégradent la matière organique résiduelle contenue dans les eaux prétraitées EP en composés simples. Ces composés simples sont assimilables directement par les espèces végétales semi-aquatiques 13.Thus, within the filter bed, the aerobic bacteria of the rhizosphere degrade the residual organic matter contained in the EP pretreated water into simple compounds. These simple compounds are directly assimilable by semi-aquatic plant species 13.

Par exemple, lesdits composés simples consistent en des nutriments tels que du phosphore ou de l’azote mais également en des molécules carbonées.For example, said simple compounds consist of nutrients such as phosphorus or nitrogen but also of carbon molecules.

Selon une particularité de l’ouvrage d’assainissement 1 des eaux usées EU de l’invention, ledit dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est constitué d’un seul massif filtrant destiné à traiter les eaux prétraitées EP en provenance du dispositif de préfiltre 2. En effet, l’ouvrage d’assainissement 1 des eaux usées EU de l’invention comporte un filtre planté à écoulement vertical 3 qui a pour vocation de traiter finement et complètement les eaux prétraitées EP. Le filtre planté à écoulement vertical 3 ne nécessite qu’un seul massif filtrant pour traiter les eaux prétraitées EP et non pas deux massifs filtrants disposés en parallèle fonctionnant en alternance comme dans l’art antérieur.According to a feature of the wastewater treatment structure 1 EU of the invention, said planted filter device with vertical flow 3 consists of a single filter bed intended to treat the pretreated water EP coming from the prefilter device 2. In fact, the wastewater treatment structure 1 EU of the invention comprises a planted filter with vertical flow 3 which is intended to finely and completely treat the pretreated water EP. The vertical flow planted filter 3 requires only one filter bed to treat the pretreated water EP and not two filter beds arranged in parallel operating alternately as in the prior art.

En effet, la configuration de l’ouvrage d’assainissement 1 est telle qu’il n’est pas nécessaire, pour éviter un colmatage à la surface du massif filtrant, d’avoir deux massifs filtrants sur un même étage alimenté en alternance avec des eaux à traiter.Indeed, the configuration of the sanitation structure 1 is such that it is not necessary, in order to avoid clogging at the surface of the filter bed, to have two filter beds on the same stage supplied alternately with water to be treated.

Contrairement aux dispositifs de filtres plantés à écoulement vertical existants, l’ouvrage d’assainissement 1 permet de dissocier structurellement dans deux dispositifs, communiquant entre eux, la phase de prétraitement et la phase de traitement des eaux usées.Unlike the existing vertical flow planted filter devices, the sanitation structure 1 makes it possible to structurally dissociate in two devices, communicating with each other, the pretreatment phase and the wastewater treatment phase.

Ainsi, de manière avantageuse, la phase de prétraitement, notamment le traitement des matières solides ne se fait pas dans le même dispositif, ce qui permet de récupérer les boues pour les valoriser en compost sans avoir besoin de stopper le fonctionnement du système.Thus, advantageously, the pre-treatment phase, in particular the treatment of solids, does not take place in the same device, which makes it possible to recover the sludge in order to convert it into compost without having to stop the operation of the system.

Selon l’invention, l’ouvrage d’assainissement 1 peut fonctionner en continu sans qu’il y ait un risque de colmatage du massif filtrant.According to the invention, the sanitation structure 1 can operate continuously without there being any risk of clogging of the filter bed.

Selon un autre avantage de l’invention, les odeurs nauséabondes ne sont pas présentes avec l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention car la cuve de prétraitement 21 est étanche et close, et il n’y a pas de fermentation de la matière organique mais une minéralisation ne dégageant pas ou peu d’odeur.According to another advantage of the invention, nauseating odors are not present with the sanitation structure 1 of the invention because the pretreatment tank 21 is sealed and closed, and there is no fermentation of the organic matter but mineralization giving off little or no odour.

De plus, comme le massif filtrant ne traite que des eaux prétraitées EP, une phase de repos n’est pas nécessaire pour éviter un colmatage du massif, tout comme l’obligation d’avoir deux massifs en parallèle fonctionnant en alternance.In addition, as the filter bed only treats pretreated EP water, a rest phase is not necessary to avoid clogging of the bed, as is the obligation to have two beds in parallel operating alternately.

Avec l’ouvrage d’assainissement 1, la surface de déploiement au sol en m²du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 nécessaire est réduite par rapport à un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 pour traiter un même volume d’eaux usées EU.With the sanitation structure 1, the deployment area on the ground in m ² of the planted filter device with vertical flow 3 necessary is reduced compared to a planted filter device with vertical flow 3 to treat the same volume of water worn EU.

De la même manière, avec l’ouvrage d’assainissement 1, le curage de la surface du massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 n’est plus nécessaire, car la matière organique solide arrive sur le massif filtrant sous la forme de composés minéraux simples assimilables par les végétaux.In the same way, with the sanitation structure 1, the cleaning of the surface of the filter bed of the planted filter device with vertical flow 3 is no longer necessary, because the solid organic matter arrives on the filter bed in the form simple mineral compounds assimilated by plants.

Selon un premier mode de réalisation de l’invention, le massif filtrant est non étanche, ce qui permet aux eaux traitées ET de s’infiltrer directement dans le sol par le fond du massif filtrant. Dans ce cas, le sol participe également en partie au traitement et à l’épuration de l’eau. Toutefois, ce premier mode de réalisation est soumis aux contraintes du site, telles que la perméabilité du sol, la présence à proximité ou non de la nappe phréatique, la réglementation locale en terme d’assainissement des eaux.According to a first embodiment of the invention, the filter bed is not sealed, which allows the treated water ET to infiltrate directly into the ground through the bottom of the filter bed. In this case, the soil also participates in part in the treatment and purification of water. However, this first embodiment is subject to the constraints of the site, such as the permeability of the soil, the presence near or not of the water table, the local regulations in terms of water purification.

Selon un mode préférentiel de réalisation visible sur les figures 1, 4 et 5, le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est étanche, c’est-à-dire qu’il ne communique pas directement avec le sol. Ainsi, il est possible de récupérer en fond du massif filtrant les eaux traitées ET.According to a preferred embodiment visible in Figures 1, 4 and 5, the filter bed of the vertical flow planted filter device 3 is sealed, that is to say it does not communicate directly with the ground. Thus, it is possible to recover ET treated water at the bottom of the filter bed.

La récupération des eaux traitées ET est réalisée par exemple à l’aide de moyens de drainage 7 des eaux traitées ET. Lesdits moyens de drainage 7 sont configurés pour drainer les eaux traitées ET en dehors dudit au moins un dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.The ET treated water is recovered for example using ET treated water drainage means 7 . Said drainage means 7 are configured to drain the treated water ET out of said at least one vertical flow planted filter device 3.

Un massif filtrant étanche permet de pouvoir recycler les eaux traitées ET. Par exemple, les eaux traitées ET, en sortie des moyens de drainage 7, peuvent être utilisées comme eaux domestiques dans l’habitation ou encore comme eaux d’arrosage d’un jardin ou autres. Ainsi, les moyens de drainage 7 des eaux traitées ET permettent de les collecter, par exemple au sein d’un réseau de drain pour, soit les réutiliser en alimentation d’une chasse d’eau, soit les rejeter dans le milieu naturel.A sealed filter bed makes it possible to recycle ET treated water. For example, the treated water ET, at the outlet of the drainage means 7, can be used as domestic water in the dwelling or even as watering water for a garden or other. Thus, the drainage means 7 of the treated water ET make it possible to collect it, for example within a drain network in order to either reuse it to supply a flush, or discharge it into the natural environment.

Le massif filtrant permet un traitementin-situdes eaux prétraitées EP en provenance du dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22.The filter bed allows in-situ treatment of the pretreated water EP coming from the prefilter device 2 on lignocellulosic material 22.

Plus spécifiquement, selon l’invention, ledit « massif filtrant » est un substrat minéral, qui comporte au moins trois couches superposées de minéraux de granulométrie, de nature, et d’épaisseurs différentes.More specifically, according to the invention, said "filtering bed" is a mineral substrate, which comprises at least three superimposed layers of minerals of different grain size, nature, and thickness.

Telles que visibles sur la figure 1 et la figure 4, ces trois couches de minéraux sont superposées de la surface du sol vers le fond du filtre planté dans cet ordre :
- une couche filtrante 8,
- une couche de transition 9,
- une couche drainante 10.As seen in Figure 1 and Figure 4, these three mineral layers are superimposed from the soil surface to the bottom of the planted filter in this order:
- a filter layer 8,
- a transition layer 9,
- a draining layer 10.

Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, ledit massif filtrant est constitué de trois couches de minéraux dont une couche filtrante 8 en partie supérieure surmontée d’une couche de transition 9, cette dernière surmontant elle-même une couche drainante 10 localisée en partie inférieure du massif filtrant.According to a particular embodiment of the invention, said filtering mass consists of three layers of minerals including a filtering layer 8 in the upper part surmounted by a transition layer 9, the latter itself surmounting a draining layer 10 located in lower part of the filter bed.

Selon un mode préférentiel de réalisation, la couche filtrante 8 consiste en une couche de sable de granulométrie comprise entre 0 et 6 mm.According to a preferred embodiment, the filter layer 8 consists of a layer of sand with a particle size between 0 and 6 mm.

Ladite couche filtrante 8 est la couche de traitement des eaux prétraitées EP, la granulométrie fine des grains de sable permet de retenir les particules fines restantes dans les eaux prétraitées EP. Le sable constitue un support de culture fixé. En effet, les bactéries se développant autour des grains de sable et autour des racines des espèces végétales semi-aquatiques 13 assurent le traitement affiné des eaux prétraitées EP.Said filtering layer 8 is the layer for treating the pretreated water EP, the fine particle size of the grains of sand makes it possible to retain the fine particles remaining in the pretreated water EP. Sand is a fixed growing medium. Indeed, the bacteria developing around the grains of sand and around the roots of the semi-aquatic plant species 13 ensure the refined treatment of the pretreated water EP.

Avantageusement, l’épaisseur totale de la couche filtrante 8 est comprise entre 20 et 50 cm, elle varie selon les caractéristiques physicochimiques du sable. Une épaisseur de couche filtrante 8 entre 20 et 50 cm permet le traitement complet des eaux prétraitées EP par les micro-organismes aérobies de la rhizosphère.Advantageously, the total thickness of the filter layer 8 is between 20 and 50 cm, it varies according to the physicochemical characteristics of the sand. A thickness of filtering layer 8 between 20 and 50 cm allows the complete treatment of the pretreated water EP by the aerobic microorganisms of the rhizosphere.

De manière avantageuse, la couche filtrante 8 se compose de sable. Ledit sable de la couche filtrante 8 est constitué de matières minérales qui sont majoritairement siliceuses, non calcaires, de manière à assurer sa pérennité au cours du temps. En effet, les eaux entrant dans le massif filtrant peuvent présenter un pH acide. Cette acidité peut entrainer au cours du temps un risque d’altération des matières minérales en particulier si elles sont de nature calcaire. En d’autres termes, le sable de la couche filtrante 8 peut s’altérer au contact des eaux prétraitées EP pouvant présenter un pH acide. C’est pourquoi, il est préférable d’utiliser un sable non calcaire moins friable, plus stable, au contact d’une eau acide.Advantageously, the filter layer 8 consists of sand. Said sand of the filtering layer 8 consists of mineral materials which are mainly siliceous, not calcareous, so as to ensure its durability over time. Indeed, the water entering the filter bed can have an acid pH. This acidity can lead over time to a risk of alteration of mineral materials, particularly if they are calcareous in nature. In other words, the sand of the filtering layer 8 can deteriorate in contact with the pretreated water EP which may have an acid pH. This is why it is preferable to use non-calcareous sand that is less friable and more stable in contact with acidic water.

De plus, les matières minérales calcaires ont tendance à se compacter dans le temps en devenant imperméable d’où un risque de colmatage de la couche. C’est pourquoi, l’utilisation d’un sable calcaire pour la couche filtrante 8 est déconseillé afin d’éviter son colmatage.In addition, calcareous mineral materials tend to compact over time by becoming impermeable, hence a risk of clogging of the layer. This is why the use of calcareous sand for the filter layer 8 is not recommended in order to avoid its clogging.

De préférence, la couche filtrante 8 est lavée/roulée. En d’autres termes, les matières minérales constituant la couche sont lavées c’est-à-dire qu’elles sont débarrassées de leurs impuretés et en particulier des particules fines pour éviter une contamination de l’eau que l’on cherche à traiter et un colmatage du massif par ces mêmes impuretés. En outre, les matières minérales constituant la couche sont roulées, c’est-à-dire que les grains sont arrondis grâce à un processus d’érosion par l’eau. Contrairement à des grains avec des arrêtes saillantes, une couche de matière minérale avec des grains arrondis qui sont roulés permet de favoriser le processus de filtration.Preferably, the filter layer 8 is washed/rolled. In other words, the mineral materials constituting the layer are washed, that is to say they are freed of their impurities and in particular of fine particles to avoid contamination of the water that one seeks to treat. and clogging of the solid mass by these same impurities. In addition, the mineral materials constituting the layer are rolled, that is to say that the grains are rounded thanks to a process of erosion by water. Unlike grains with protruding edges, a layer of mineral matter with rounded grains that are rolled helps to promote the filtration process.

Tel que visible sur la figure 4, en dessous de la couche filtrante 8, le massif filtrant comporte une couche de transition 9. La couche de transition 9 est indispensable pour maintenir structurellement le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3.As seen in Figure 4, below the filter layer 8, the filter bed includes a transition layer 9. The transition layer 9 is essential to structurally maintain the filter bed of the vertical flow planted filter device 3.

Plus spécifiquement, la couche de transition 9 est indispensable pour éviter que le sable de la couche de filtration 8 ne soit en contact avec la couche drainante 10 définie ultérieurement. La couche de transition 9 n’a donc pas d’effet en tant que telle dans le traitement des eaux prétraitées EP, mais un effet sur le maintien de la structure du massif filtrant.More specifically, the transition layer 9 is essential to prevent the sand of the filtration layer 8 from coming into contact with the draining layer 10 defined later. The transition layer 9 therefore has no effect as such in the treatment of pretreated water EP, but an effect on maintaining the structure of the filter bed.

En d’autres termes, la couche de transition 9 permet uniquement le passage des effluents liquides vers la couche drainante 10. La couche de transition 9 permet de retenir la couche filtrante 8 afin que le sable ne se retrouve pas au niveau de la couche drainante 10 au fur et à mesure du passage des eaux prétraitées EP.In other words, the transition layer 9 only allows the passage of liquid effluents towards the draining layer 10. The transition layer 9 makes it possible to retain the filtering layer 8 so that the sand does not end up at the level of the draining layer. 10 as the pretreated water EP passes.

Selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention, la couche de transition 9 présente une épaisseur comprise entre 5 et 15 cm et consiste en un mélange de gravillons de granulométrie compris entre 2 et 10 mm.According to a preferred embodiment of the invention, the transition layer 9 has a thickness of between 5 and 15 cm and consists of a mixture of gravel with a grain size of between 2 and 10 mm.

De la même manière et pour les mêmes raisons que susmentionné, la couche de transition 9 est également de préférence faite de matières minérales siliceuses, non calcaires, avec des grains lavés et roulés.In the same way and for the same reasons as mentioned above, the transition layer 9 is also preferably made of siliceous mineral materials, not calcareous, with washed and rolled grains.

Telle que visible sur la figure 4, en dessous de la couche de transition 9 et constituant le fond du massif filtrant, on retrouve la couche drainante 10.As seen in Figure 4, below the transition layer 9 and constituting the bottom of the filter bed, there is the draining layer 10.

La couche drainante 10 a pour rôle de drainer les eaux traitées ET afin de les collecter vers les moyens de drainage 7 tels que visibles sur la figure 1 et sur la figure 4. La couche drainante 10 débouche donc sur les moyens de drainage 7.The draining layer 10 has the role of draining the treated water ET in order to collect it towards the drainage means 7 as seen in Figure 1 and in Figure 4. The draining layer 10 therefore opens onto the drainage means 7.

Les eaux traitées ET peuvent être rejetées dans le milieu naturel ou encore récupérées pour un recyclage, par exemple pour arroser le jardin ou alimenter des dispositifs d’habitation à usage domestique de type chasse d’eau des toilettes après un traitement complémentaire de désinfection.ET treated water can be discharged into the natural environment or recovered for recycling, for example to water the garden or supply residential devices for domestic use such as toilet flushing after additional disinfection treatment.

Selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention, la couche de drainage 10 présente une épaisseur comprise entre 10 et 40 cm d’épaisseur, de préférence entre 10 et 20 cm d’épaisseur et consiste en des graviers grossiers de granulométrie comprise entre 10 et 40 mm.According to a preferred embodiment of the invention, the drainage layer 10 has a thickness of between 10 and 40 cm thick, preferably between 10 and 20 cm thick and consists of coarse gravel with a grain size of between 10 and 40mm.

De la même manière et pour les mêmes raisons que susmentionnées, la couche de drainage 10 est également de préférence faite de matières minérales siliceuses, non calcaires, avec des grains lavés et roulés.In the same way and for the same reasons as mentioned above, the drainage layer 10 is also preferably made of siliceous mineral materials, not calcareous, with washed and rolled grains.

Selon une spécificité de l’invention, les moyens d’évacuation 5 des eaux prétraitées EP débouchent directement et se confondent avec les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP, de sorte que le dispositif de préfiltre 2 communique directement avec la partie supérieure du massif filtrant, à proximité de la surface du sol, que comporte le dispositif de filtre planté à écoulement 3.According to a specific feature of the invention, the means 5 for discharging the pretreated water EP open directly and merge with the means 12 for distributing the pretreated water EP, so that the prefilter device 2 communicates directly with the upper part of the mass. filtering, close to the surface of the ground, that comprises the planted filter device with flow 3.

Selon l’invention, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP sont positionnés dans le prolongement desdits moyens d’évacuation 5. Plus spécifiquement, ces moyens de répartition 12 sont alimentés par ces moyens d’évacuation 5.According to the invention, the distribution means 12 of the pretreated water EP are positioned in the extension of said evacuation means 5. More specifically, these distribution means 12 are supplied by these evacuation means 5.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les moyens de répartition 12 consistent par exemple en un drain simple posé à la surface de la couche filtrante 8.According to one embodiment of the invention, the distribution means 12 consist for example of a simple drain placed on the surface of the filtering layer 8.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent en une rampe de forme en H ou en U posée à la surface de la couche filtrante 8 de sorte à répartir uniformément sur le massif filtrant les eaux prétraitées EP.According to a preferred embodiment of the invention, the means 12 for distributing the pretreated water EP consist of an H-shaped or U-shaped ramp placed on the surface of the filtering layer 8 so as to distribute uniformly over the filtering mass the EP pretreated water.

Selon un premier mode de réalisation, l’alimentation en eaux prétraitées EP consiste en une alimentation gravitaire. Dans ce cas, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent en des tuyaux de type PVC présentant un diamètre minimum de 100 mm, afin d’éviter une obstruction du tuyau et un manque de fluidité.According to a first embodiment, the supply of pretreated water EP consists of a gravity supply. In this case, the distribution means 12 of the pretreated water EP consist of PVC-type pipes having a minimum diameter of 100 mm, in order to avoid obstruction of the pipe and a lack of fluidity.

Selon un second mode de réalisation, l’alimentation en eaux prétraitées EP consiste en une alimentation par pompe de relevage et sous pression. Dans ce cas, les moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP consistent, de préférence, en des tuyaux de type PVC pression présentant un diamètre minimum de 50 mm, afin d’éviter une obstruction du tuyau et un manque de fluidité.According to a second embodiment, the supply of pretreated water EP consists of a supply by lifting pump and under pressure. In this case, the distribution means 12 of the pretreated water EP preferably consist of pressure PVC type pipes having a minimum diameter of 50 mm, in order to avoid obstruction of the pipe and a lack of fluidity.

Selon un mode de réalisation particulier de l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention, et tel que visible sur la figure 1 et sur la figure 4, au-dessus de ladite couche filtrante 8, le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 peut comporter en outre une couche de protection sanitaire 11.According to a particular embodiment of the sanitation structure 1 of the invention, and as visible in Figure 1 and in Figure 4, above said filter layer 8, the filter bed of the planted filter device vertical flow 3 may further comprise a sanitary protection layer 11.

Ladite couche de protection sanitaire 11 a pour rôle de recouvrir au moins en partie lesdits moyens de répartition 12 des eaux prétraitées EP, de sorte à les maintenir en position contre la couche filtrante 8. La couche de protection sanitaire 11 permet également d’éviter aux personnes non habilitées, par exemple aux enfants, d’avoir accès aux moyens de répartition 12 et d’être en contact avec les eaux prétraitées EP.The function of said sanitary protection layer 11 is to at least partially cover said means 12 for distributing the pretreated water EP, so as to keep them in position against the filtering layer 8. The sanitary protection layer 11 also makes it possible to prevent unauthorized persons, for example children, to have access to the distribution means 12 and to be in contact with the pretreated water EP.

De plus, la couche de protection sanitaire 11 permet également de dissimuler visuellement les moyens de répartition 12, de sorte que le dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 reste esthétique en ne montrant que les espèces végétales semi-aquatiques 13.In addition, the sanitary protection layer 11 also makes it possible to visually conceal the distribution means 12, so that the vertical flow planted filter device 3 remains aesthetically pleasing by showing only the semi-aquatic plant species 13.

Même si la couche de protection sanitaire 11 n’est pas obligatoire et n’a pas de rôle fonctionnel dans la filtration et le traitement des eaux prétraitées EP, elle présente un intérêt pour la mise en œuvre de l’ouvrage d’assainissement 1.Even if the sanitary protection layer 11 is not mandatory and has no functional role in the filtration and treatment of pretreated water EP, it is of interest for the implementation of the sanitation structure 1.

Selon un mode préférentiel de réalisation de l’invention, la couche de protection sanitaire 11 présente une épaisseur comprise entre 10 et 20 cm, et consiste en des graviers grossiers de granulométrie compris entre 10 et 40 mm.According to a preferred embodiment of the invention, the sanitary protection layer 11 has a thickness of between 10 and 20 cm, and consists of coarse gravel with a particle size of between 10 and 40 mm.

La présente invention concerne également un procédé d’assainissement des eaux usées mis en œuvre par l’ouvrage d’assainissement 1 dans lequel :
- on alimente directement en eaux usées (EU) ladite cuve de prétraitement (21) à l’aide des moyens d’introduction (4),
- on filtre et on minéralise les matières en suspension contenues dans les eaux usées (EU) au sein de ladite cuve de prétraitement (21) jusqu’à l’obtention d’une eau prétraitée (EP) en fond de cuve de prétraitement (21),
- on récupère, au fond de ladite cuve de prétraitement (21), lesdites eaux prétraitées (EP) dans des moyens d’évacuation (5),
- on transfère lesdites eaux prétraitées (EP) directement sur le massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3) à l’aide des moyens d’évacuation,
- on traite lesdites eaux prétraitées (EP) par passage au travers dudit massif filtrant jusqu’à obtention des eaux traitées (ET),
- on draine lesdites eaux traitées (ET) en dehors du massif filtrant et du dispositif de filtre planté à écoulement vertical (3),
- on dirige lesdites eaux traitées (ET) vers le milieu naturel ou vers un réseau de recyclage des eaux domestiques.The present invention also relates to a process for the purification of wastewater implemented by the purification structure 1 in which:
- wastewater (EU) is fed directly to said pretreatment tank (21) using the introduction means (4),
- the suspended solids contained in the waste water (EU) are filtered and mineralized within said pretreatment tank (21) until pretreated water (EP) is obtained at the bottom of the pretreatment tank (21 ),
- one recovers, at the bottom of said pretreatment tank (21), said pretreated water (EP) in evacuation means (5),
- the said pretreated water (EP) is transferred directly to the filter bed of the vertical flow planted filter device (3) using the evacuation means,
- said pretreated water (EP) is treated by passing through said filtering mass until treated water (ET) is obtained,
- the said treated water (ET) is drained outside the filter bed and the planted filter device with vertical flow (3),
- Said treated water (ET) is directed to the natural environment or to a domestic water recycling network.

Selon le procédé de l’invention, ledit réseau de recyclage des eaux domestiques consiste par exemple en un réseau de circulation des eaux traitées (ET) vers l’habitation de type tuyauterie permettant de faire fonctionner une chasse d’eau de toilettes après un traitement complémentaire de type désinfection ou encore un tuyau d’arrosage.According to the method of the invention, said domestic water recycling network consists for example of a network for circulating treated water (ET) to the dwelling of the pipe type making it possible to operate a toilet flush after treatment additional disinfection type or a garden hose.

Selon la présente invention, ledit ouvrage d’assainissement 1 est utilisable en tant qu’épurateur d’eau, plus spécifiquement comme épurateur des eaux usées EU domestiques en eaux traitées ET destinées à être rejetées dans un environnement naturel ou à être recyclées dans un circuit de réseau d’eau domestique pour certains usages réglementés.According to the present invention, said sanitation structure 1 can be used as a water purifier, more specifically as a purifier of domestic EU wastewater into treated water AND intended to be discharged into a natural environment or to be recycled in a circuit domestic water network for certain regulated uses.

Ainsi, l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention a pour vocation de traiter directement les eaux usées EU en sortie d’une habitation, sans qu’il soit nécessaire d’avoir une fosse toutes eaux dégageant des odeurs nauséabondes ou un dégrillage préalable avant traitement.Thus, the purpose of the sanitation structure 1 of the invention is to directly treat EU waste water at the outlet of a dwelling, without it being necessary to have an all-water pit giving off nauseous odors or a screen. prior to treatment.

En effet, l’ouvrage d’assainissement 1 permet de transformer directement et à lui seul, les eaux usées EU en eaux prétraitées EP puis en eaux traitées ET. Le processus de transformation et de traitement des eaux peut se faire de manière continue, sans qu’il soit nécessaire d’avoir des phases de repos de filtration du massif filtrant du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3. En effet, une alimentation en continu du dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 est possible car le risque de colmatage de la surface supérieure du massif filtrant alimenté uniquement avec des eaux prétraitées EP est nul. De la même manière une alimentation en continu du dispositif de préfiltre 2 ne pose aucun problème de colmatage du préfiltre.Indeed, the sanitation structure 1 makes it possible to transform directly and on its own, EU wastewater into EP pretreated water and then into ET treated water. The water transformation and treatment process can be carried out continuously, without it being necessary to have rest phases for filtering the filtering mass of the vertical flow planted filter device 3. Indeed, a supply of continuous operation of the vertical flow planted filter device 3 is possible because the risk of clogging the upper surface of the filter bed fed only with pretreated water EP is zero. In the same way, a continuous supply of the prefilter device 2 poses no problem of clogging of the prefilter.

Le processus de transformation et de traitement des eaux peut également se faire de manière discontinue, sans qu’il y ait un problème de perte d’efficacité de l’activité de filtration du dispositif de préfiltre 2 ou de stagnation des matières organiques en surface du massif filtrant du dispositif de filtre planté 3. En effet, comme l’ouvrage d’assainissement est autonome dans son fonctionnement, qu’un curage en surface n’est pas nécessaire, une alimentation en discontinu en eaux usées EU ne génère pas de dysfonctionnement dans le traitement de l’eau.The water transformation and treatment process can also be done discontinuously, without there being a problem of loss of efficiency of the filtration activity of the pre-filter device 2 or of stagnation of organic matter on the surface of the filtering mass of the planted filter device 3. Indeed, as the sanitation structure is autonomous in its operation, surface cleaning is not necessary, a discontinuous supply of EU wastewater does not generate any malfunction in water treatment.

En outre, comparé aux dispositifs existants pour assainir les eaux, notamment aux dispositifs de filtres plantés à écoulement vertical existants, l’ouvrage d’assainissement de l’invention nécessite une surface de déploiement au sol moindre.In addition, compared to existing devices for purifying water, in particular to existing vertical flow planted filter devices, the purification structure of the invention requires a smaller deployment surface on the ground.

En effet, la surface de déploiement au sol pour un dispositif de traitement des eaux usées peut s’exprimer en m²/EH dit « mètre carré par Equivalent Habitant ».In fact, the deployment surface on the ground for a wastewater treatment system can be expressed in m ² /EH called “square meter per inhabitant equivalent”.

L’unité de mesure des m²/EH correspond à la surface au sol nécessaire au dispositif de traitement pour traiter l’eau polluée générée par une personne vivant dans un habitat. Les m²/EH permettent de dimensionner le dispositif de traitement de l’eau et traduit la charge hydraulique et organique produite par une personne sur une journée. En France, un Equivalent Habitant dit EH correspond à environ 150 Litres d’eaux usées par jour avec une charge de pollution standard de 60 g de demande biochimique en oxygène sur 5 jours et 120 g de demande chimique en oxygène.The unit of measurement of m ² /EH corresponds to the surface area required by the treatment device to treat the polluted water generated by a person living in a habitat. The m ² /EH make it possible to size the water treatment device and translates the hydraulic and organic load produced by a person over a day. In France, a Population Equivalent PE corresponds to approximately 150 Liters of wastewater per day with a standard pollution load of 60 g of biochemical oxygen demand over 5 days and 120 g of chemical oxygen demand.

Alors que les dispositifs de filtres plantés à écoulement vertical de l’art antérieur nécessitent 1,2 à 2 m²/EH ainsi qu’au moins deux massifs filtrant par étage alimentés en alternance, l’ouvrage d’assainissement 1 ne nécessite que 0,5 à 1 m²/EH pour son dispositif de filtre planté à écoulement vertical 3 et de 0,25 à 1 m²/EH pour le dispositif de préfiltre 2 sur matériau lignocellulosique 22. Ainsi, l’ouvrage d’assainissement 1 selon l’invention permet de diminuer les m²/EH nécessaires pour le traitement des eaux usées EU par rapport aux dispositifs de traitement des eaux usées EU de l’art antérieur.While the vertical flow planted filter devices of the prior art require 1.2 to 2 m ² /pe as well as at least two filter beds per floor fed alternately, the sanitation structure 1 requires only 0 .5 to 1 m ² /EH for its vertical flow planted filter device 3 and from 0.25 to 1 m ² /EH for the prefilter device 2 on lignocellulosic material 22. Thus, the sanitation structure 1 according to the invention makes it possible to reduce the m ² /PE necessary for the treatment of EU waste water compared to the EU waste water treatment devices of the prior art.

De plus, l’ouvrage d’assainissement 1 de l’invention permet de s’affranchir d’une fosse toutes eaux, d’une étape de dégrillage préalable des matières organiques, d’une étape de curage du massif filtrant pour le dispositif de filtre planté à écoulement vertical, de la mise en place d’un système d’alimentation par alternance, d’un système de contrôle du débit d’eau et volume d’eau entrant et des conditions physicochimiques du sol.In addition, the sanitation structure 1 of the invention makes it possible to dispense with an all-water pit, a step of preliminary screening of organic matter, a step of cleaning the filtering mass for the device of planted filter with vertical flow, the establishment of an alternating supply system, a system for controlling the flow of water and volume of incoming water and the physicochemical conditions of the soil.

L’ouvrage d’assainissement 1 selon l’invention consiste donc en une solution de traitement des eaux usées à la fois efficace, simple, fiable et écologique permettant d’avoir du compost valorisable pour le terrain.The sanitation structure 1 according to the invention therefore consists of a waste water treatment solution that is at the same time effective, simple, reliable and ecological, making it possible to have recoverable compost for the land.

Claims

Sanitation structure (1) for wastewater (EU) characterized in that it comprises:
- Introducing means (4) of waste water (EU);
- a prefilter device (2) on lignocellulosic material (22), this prefilter device (2), on the one hand, is configured to transform waste water (EU) into pretreated water (EP) and, on the other hand , comprises a sealed and closed pre-treatment tank (21), which is supplied with waste water (EU) by the means (4) for introducing the waste water (EU), and which internalizes lignocellulosic compounds and aerobic microorganisms ;
- evacuation means (5) of the pretreated water (EP) which are configured to evacuate the pretreated water (EP) outside the prefilter device (2);
- at least one vertical flow planted filter device (3), which is configured to transform pretreated water (EP) into treated water (ET), which is arranged in series and positioned downstream of said prefilter device (2), which is supplied with pretreated water (EP) by the evacuation means (5) of the pretreated water (EP),
- said planted filter device with vertical flow (3) comprises, on the one hand, means (12) for distributing pretreated water (EP), which are positioned in the extension of said means for discharging (5) pretreated water (EP) and which are fed by these evacuation means (5) of the pretreated water (EP), and, on the other hand, a filter bed, which is surmounted by the distribution means (12) of the pretreated water (EP ), and which constitutes a culture medium for semi-aquatic plant species (13),
- said filtering mass comprises at least three layers of minerals including a filtering layer (8) which is located in the upper part of the filtering mass, a transition layer (9) which is surmounted by the filtering layer (8), and a draining layer (10) which is surmounted by the transition layer (9) and which is located in the lower part of the filtering mass;
- drainage means (7) for the treated water (ET), onto which the draining layer (10) emerges, and which are configured to drain the treated water (ET) outside of the said at least one planted filter device with vertical flow (3).

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to the preceding claim, characterized in that:
- the filter layer (8) consists of a layer of sand with a grain size between 0 and 6 mm,
- the transition layer (9) consists of a layer of gravel with a grain size between 2 and 10 mm,
- the draining layer (10) consists of a layer of coarse gravel with a grain size between 10 and 40 mm.

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that:
- the filter layer (8) has a thickness of between 20 and 50 cm,
- the transition layer (9) has a thickness of between 5 and 15 cm,
- the draining layer (10) has a thickness of between 10 and 20 cm thick.

Sewerage structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that the filtering layer (8) and/or the transition layer (9) and/or the draining layer ( 10) is made up of mainly siliceous, non-calcareous washed and rolled mineral matter.

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that the said filtering mass comprises, above the said filtering layer (8), a sanitary protection layer (11 ) partially covering at least said distribution means (12) of the pretreated water (EP).

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that the said means (4) for introducing the waste water (EU) consist of a pipe, the end of which outlet, feeding the pre-treatment tank (21), is positioned above the upper surface of the lignocellulosic compounds at a height distance of between 30 and 60 cm.

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that the said means for introducing (4) the waste water (EU) and/or the said means for discharging ( 5) pre-treated water (EP) includes a lifting pump or a flushing device.

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that the lignocellulosic compounds within the pretreatment tank (21) are in the form of an assembly of plates in lignocellulosic material with a thickness of between 30 and 60 cm.

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that the said means (12) for distributing the pretreated water (EP) consist of a distribution ramp, preferably a H-shaped or I-shaped or U-shaped drain, placed directly on the filter layer (8).

Sanitation structure (1) for waste water (EU), according to any one of the preceding claims, characterized in that the said pretreatment tank (21), internalizing lignocellulosic compounds and aerobic microorganisms, further comprises earthworms.

Process for the purification of wastewater implemented by the purification structure 1 according to any one of the preceding claims, in which:
- Waste water (EU) is fed directly to said pretreatment tank (21) using the introduction means (4);
- the suspended solids of the waste water (EU) are filtered and mineralized within said pretreatment tank (21) until pretreated water (EP) is obtained at the bottom of the pretreatment tank (21),
- one recovers, at the bottom of said pretreatment tank (21), said pretreated water (EP) in discharge means (5),
- the said pretreated water (EP) is transferred directly to the filter bed of the vertical flow planted filter device (3) using the evacuation means,
- said pretreated water (EP) is treated by passing through said filtering mass until treated water (ET) is obtained,
- the said treated water (ET) is drained outside the filter bed and the planted filter device with vertical flow (3),
- Said treated water (ET) is directed to the natural environment or to a domestic water recycling network.

Use of the wastewater (EU) purification structure (1), according to any one of Claims 1 to 8, as a water purifier.