Les lits de séchage plantés connaissent un engouement majeure ces dernières années pour le traitement des boues de vidange sur le continent africain.
C’est un procédé de traitement spécifique des boues de station d’épuration répandu en Europe depuis les années 90 et de plus en plus utilisé pour traiter les boues de vidange ou matières de vidange. Les principaux objectifs de ce traitement sont la déshydratation et la minéralisation des boues. Plusieurs phénomènes mécaniques, physiques et biologiques sont impliqués.
Principe de fonctionnement des lits de séchage plantés
Un lit planté est un massif filtrant de sable et de graviers drainé dans lesquels croissent des plantes macrophytes.
Le massif filtrant est constitué de différentes couches de matériaux filtrants de granulométrie croissante de la surface vers le fond du filtre.
Les boues à traiter sont envoyées par bâchée et réparties à la surface du lit où les matières en suspension (MES) s’accumulent pendant que l’eau qu’elles contiennent percolent. Le massif filtrant est donc responsable de la formation du dépôt de boues.
Les macrophytes à favoriser sont des espèces locales adaptées à des conditions environnementales très variables et dotés d’un système racinaire très important comme chez les plantes marécageuses.
Les lits de séchage fonctionnent en alternant période d’alimentation et période de repos afin de favoriser la déshydratation des boues. La conception prend donc en compte la mise en place de plusieurs lits en parallèle.
La déshydratation des boues
La déshydratation des boues est le séchage des boues par élimination de la fraction liquide des boues à traiter. Les boues sont déshydratées aussi bien par percolation à travers le filtre que par évapotranspiration à travers les végétaux.
Le drainage
L’eau contenue dans les boues quant à elles percolent sous l’action des forces de gravité. Le filtrat est collecté et évacué par un réseau de drains qui garnit le fond du lit. Ce fonctionnement favorise la réduction et le séchage des boues stockées sur le lit. L’on comprend que ce drainage a lieu lors des phases
L’évapotranspiration
L’évapotranspiration résulte des deux phénomènes d’évaporation et de transpiration. L’évaporation a un impact sur une faible épaisseur des boues. La transpiration des végétaux elle agit sur toute la profondeur de la couche de boues à travers le système racinaire.
La minéralisation des boues
Les bactéries aérobies présentes dans les boues et dans le massif filtrant minéralisent la matière organique du dépôt de boues. Ce mécanisme participe à la réduction et à la stabilisation des boues.
Conception des lits de séchage plantés
Les paramètres de dimensionnement importants des lits de séchage plantés en milieu tropical (EAWAG) sont:
- La charge surfacique: 60 à 250 kg MS/m2/année en fonction de l’origine et la composition des boues de vidange
- La fréquence d’alimentation: 1 à 3 fois par semaine en fonction de la météo, des matières sèches des boues et des plantes utilisées
- Les périodes de repos: au moins 2 jours par semaine en fonction de la météo, des matières sèches des boues et des plantes utilisées
- la densité des plantes: 4 à 12 plantes/m2 à la mise en route
- L’acclimatation des plantes: mise en route durant la saison des pluies en démarrant avec une alimentation en eaux usées puis les boues de vidange en faisant monter graduellement la charge
- Le faucardage des plantes: jusqu’à 3 fois par an en fonction de la vérité de plante.
Pour des installations fiables, il est nécessaire de considérer également d’autres points importants de l’exploitation. Un spécialiste saura prendre en compte ces paramètres parmi lesquels on peut citer:
- un dégrillage ou dessablage des boues de vidange peut être nécessaire
- un accès suffisant aux lits par des engins doit être prévu pour l’entretien et le curage des boues
- un traitement secondaire pour les percolats est nécessaire s’ils doivent être rejetés ou valorisés
Quelle est l’action des plantes ?
Le système racinaire des macrophytes maintient une bonne perméabilité dans la couche de
boues améliorant ainsi la réduction du volume des boues. Ainsi les boues peuvent s’accumuler durant plusieurs années avant d’être curées et évacuées. Cette longue période d’accumulation favorise d’ailleurs leur minéralisation et une hygiénisation naturelle. Les boues déshydratées peuvent donc être immédiatement utilisées en épandage agricole.
Les racines des végétaux favorisent une oxygénation du massif filtrant permettant ainsi le développement d’un milieu aérobique favorable à la dégradation de la pollution contenue dans les percolats par des bactéries. La qualité des filtrats et le niveau de minéralisation sont ainsi nettement améliorés par rapport à un lit de séchage simple. Un traitement secondaire des percolats peut tout de même être nécessaire en fonction de leur destination.
Avantages des lits de séchage plantés
- Réduction importante du volume de boues par minéralisation naturelle
- Stockage des boues sur plusieurs années
- Facilité de gestion et d’entretien
- Coûts de fonctionnement réduits par rapport aux autres solutions mécaniques ou intensives
- Aucun réactif n’est nécessaire
- Impact limité sur l’environnement par rapport aux autres solutions mécaniques ou intensives
- Aucune nuisance olfactive
- Intégration paysagère discrète
Inconvénients des lits de séchage plantés
- Emprise foncière importante, et d’autant plus que le volume à traiter est important
- Opérations de curages lourdes même si elles sont ponctuelles car nécessitant des engins de chantier (pelles mécaniques)
- Mise en route assez longue pour respecter la phase de montée en charge progressive
- En cas de dysfonctionnement, les nuisances olfactives ne sont pas négligeables
- Faucardage des plantes récurrent
Quand et pourquoi mettre en place un lit de séchage planté?
Les lits de séchage plantés sont préconisés dans ces conditions générales:
- Lorsque le foncier est largement disponible
- Lorsqu’une valorisation agricole des boues est envisageable
- Dans un souci d’impact environnemental réduit
- petits volumes de traitement
Cependant la faisabilité de ce procédé de traitement est à évaluer en fonction de toutes les contraintes liées au projet. Il est nécessaire de faire appel à un spécialiste pour une conception fiable qui pourra garantir un fonctionnement optimal de votre installation.
Maji Solutions proposent différentes études de faisabilité et de conception et saura vous accompagner dans votre projet de traitement des boues sur lits de séchage plantés. Contactez-nous !
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