Traitement et reutilisation des eaux grises

Transcription

1 Traitement et reutilisation des eaux grises Chris Zurbrugg, Stefan Diener, Antoine Morel Eawag: L Institut de Recherche de l Eau du Domaine des EPF

2 Eaux grises définition et caractéristiques Eaux grises = eaux usées domestiques sans excréments humains (urine et fèces) Elles sont d origine domestique et proviennent de bain, de douche, de lavabo, de machine à laver, de lave-vaisselle, de lessive et d évier, et ne contiennent pas des eaux usées de toilettes Les eaux grises représentent au moins 65% du volume total des eaux usées domestiques Volume 200 l 100 l l Charges DBO (mg/l) g/p/j MES (mg/l) g/p/j PT (mg/l) g/p/j AT (mg/l) g/p/j

3 Caractéristiques principales des eaux grises Salinité moyenne à élevée (jusqu à 2700 us/cm) Risque de salinité si les eaux grises sont réutilisées en régions arides Biodégradabilité moyenne à élevée (rapport DCO/DBO = 1,6 2,9) Dépend du type de détergents utilisés (par ex. des détergents textiles non biodégradables), de la quantité d'huiles, de graisses et de fibres Hygiéniquement dangereuses Les concentrations de coliformes fécaux s élèvent entre 10 7 et 10 8 ufc/100 ml dans les eaux grises provenant de lessive et de douche Les eaux grises sont moins contaminées que les eaux usées de toilettes ou domestiques mixtes, toutefois leur volume est important La contribution à la charge polluante totale est considérable

4 Charges polluantes dans les eaux grises Total daily load, g/p/d L accent sur les eaux usées de toilettes ne permet pas d atteindre l objectif OMD n 7 et le but n 10 (réduire de moitié d'ici 2015 le nombre de personnes sans accès durable à un assainissement adéquat) 53% 47% BOD 5 33% 74% 88% 67% 26% 12% SS Total N Total P Greywater Blackwater Adapté de

5 Situation générale dans les PRFI Traditionnellement, les eaux grises ne jouent qu un rôle secondaire dans les systèmes de gestion d assainissement environnemental Zones urbaines et périurbaines: déversement sans traitement dans les canaux de drainage, rivières, bassins contamination des eaux de surface détérioration des conditions de vie accroissement des risques pour la santé Régions rurales et arides: valorisation des eaux grises non traitées en irrigation, infiltration locale les eaux usées sont perçues correctement comme ressource, bien que: contamination des aliments risque de salinisation et colmatage du sol risque potentiel de contamination des eaux souterraines Mali (photo: Alderlieste) Vietnam (photo: Sandec) Chine (photo: Sandec)

6 Systèmes de gestion des eaux grises Il n existe que des informations restreintes en matière de systèmes de gestion des eaux grises à niveau des ménages ou de voisinage Systèmes s étend de systèmes d évacuation très simples et à faibles coûts (par ex. infiltration locale) aux filières de traitement complexes pour quartier (par ex. filière de filtres plantés à flux vertical et horizontal)

7 L exemple de Djenné, Mali Prétraitement dans un dégraisseur-dessableur Évacuation locale dans des tranchées d infiltration 30 l/p/j Dégraisseurdessableur Infiltration Maniement amélioré, frais de transport réduits (facteur 2,5) Problèmes de colmatage du dégraisseur en raison du manque d entretien. Campagnes de sensibilisation et de formation des utilisateurs afin d atténuer le problème Photos: Alderlieste, Langeveld

8 L exemple de Koulikoro, Mali Les eaux grises de bain/douche traitées dans un dégraisseur-dessableur, un filtre à sable à flux vertical et des jardins irrigués en sous-sol par des eaux grises Dégraisseurdessableur Filtre à flux vertical Jardin d eaux grises Avantage immédiat (augmentation de la production de légumes) a été très apprécié par les utilisateurs Le système a échoué en raison du manque d entretien: les tamis rouillés ont été démontés, le dégraisseur-dessableur n a pas été vidé, le filtre était colmaté et les eaux grises contournées ont entièrement colmaté le jardin Un engagement à long terme des utilisateurs est décisive mais pas facile à assurer Si les utilisateurs ne comprennent pas entièrement le système, celui-ci échouera tôt ou tard Photo: BOATA

9 L exemple de Katmandu, Népal Les eaux grises sont traitées dans une fosse septique, un filtre planté à flux vertical et réutilisées en irrigation, comme eau de toilettes et pour le lavage de voitures Phragmites Fosse septique Filtre planté à flux vertical Réservoir de stockage Efficacité de traitement élevée pendant plusieurs années d exploitation sans graves problèmes opérationnels Autres expériences positives avec des filtres plantés (par ex. Costa Rica, Pérou, Malaisie, Europe, Australie, USA) révèlent que cette technologie est appropriée pour le traitement des eaux grises à niveau des ménages ou du voisinage Restrictions principales: disponibilité de matériaux filtrants appropriés, séchage du filtre avec résidus végétaux, problèmes de colmatage Photos: Shrestha

10 L exemple de Ein Al Beida, Jordanie Les eaux grises sont traitées dans un bassin de sédimentation et dans deux filtres anaérobies. Elles sont ensuite réutilisées pour l irrigation d oliviers et de cultures fourragères (irrigation goutte à goutte) Bassin de sédimentation Filtre anaérobie Réservoir de stockage Amortissement en moins de 3 ans (augmentation de la production de cultures, réduction des factures d eau) Force motrice principale: génération de revenus, sécurité alimentaire plus élevée Autres expériences positives avec les filtres anaérobies: en Palestine, au Sri Lanka et au Brésil Restrictions principales: faible élimination des matières nutritives et germes infectieux, quelques agents de surface ne sont pas biodégradables sous conditions anaérobies (par ex. le sulfonate linéaire d'alkylbenzène, LAS) Photo: INWRDAM

11 Résultats Un contrôle à la source est essentiel afin d éviter des problèmes opérationnels: Par ex. substituer les produits dangereux par des produits favorables à l environnement (tels que les produits à base de sodium par des savons et détergents à base de potassium) Par ex. éviter la décharge d huiles et de graisses Requiert un changement de comportement de chaque membre de la famille L éducation et la formation des utilisateurs est décisive Un entretien inapproprié des unités de prétraitement est souvent la cause d un système défaillant Les systèmes septiques (fosse septique, bassin de sédimentation, réacteur à chicanes (baffle) sont plus solides Les filtres à sable ne se prêtent pas pour le prétraitement Les dégraisseurs-dessableurs sont souvent sous dimensionnés Les tamis et les filtres simples sont efficaces et bon marché, toutefois il sont souvent retirés et pas remplacés

12 Résultats (cont.) Traitement secondaire: surtout des systèmes à biofilm attaché Filtre anaérobie (combiné avec l irrigation) Filtre à sable à flux vertical (lit d infiltration-percolation) Filtre planté (humification des boues) Les systèmes de lagunage, la filtration sur membranes ou autres systèmes de pointe sont rarement utilisés dans les PRFI Le colmatage des systèmes filtrants est le problème opérationnel le plus répandu Sous dimensionnement Étape de prétraitement inefficace Manque d azote Photo: Harindra Corea, E.J. Photo: Harindra Corea, E.J.

13 Résultats (cont.) La valorisation des eaux grises traitées n est pas toujours pratiquée Les régions avec une pénurie d eau et des services médiocres d approvisionnement en eau (par ex. en Moyen-Orient, en Afrique subsaharienne), mettent l accent sur la valorisation agricole des eaux grises traitées. Dans les régions avec une abondance d eau douce, la valorisation des eaux grises n est pas consideré prioritaire. Celles-ci sont donc infiltrées localement ou déversées dans les cours d eau avoisinants. Risque de salinisation des sols Un contact direct avec les parties comestibles doit être évité pas d irrigation par sprinkler, la meilleure alternative: irrigation par infiltration

14 Résultats (cont.) L irrigation goutte à goutte et des systèmes de paillage (mulching) en tranchées sont les plus appropriés (en sous-sol ou à proximité de la surface) Une alternative lors de petits volumes d eaux grises et de sols inadaptés pour l agriculture: des jardins verticaux Irrigation goutte à goutte Système de «mulching» en tranchées Jardin vertical (Afrique du Sud) Photos: Mofoke Paillis: mélange de feuilles, bois, paille, Permet la distribution uniforme des eaux grises dans les tranchées ou autour des arbres Requiert uniquement un prétraitement

15 Résultats (cont.) Principal facteur de réussite: avantage direct pour les utilisateurs (sécurité alimentaire plus élevée, génération de revenus, réduction des factures d'eau) Une exploitation et un entretien inadéquat sont les causes principales d un système défaillant La formation et la sensibilisation des utilisateurs est essentielle Des systèmes exigeant un minimum d exploitation et d'entretien devraient être favorisés La tendance à remplacer les systèmes modifiés (par exemple filtres à sable) par des systèmes plus naturel utilisant des matériaux alternatifs (paillis, par exemple) Photos: Adendorff

16 Points d interrogation Informations restreintes sur les produits chimiques utilisés à niveau des ménages dans les PRFI Le matériel conventionnel de filtration est coûteux et pas toujours disponible. L aptitude des matériaux alternatifs de filtration devrait être étudiée (PET, par exemple) Compréhension déficitaire des effets à long terme des composés non biodégradables (par ex. les fibres textiles synthétiques, détergents) et autres polluants sur sols et plantes Compréhension déficitaire du risque de pollution des eaux souterraines (par des germes infectieux, du phosphore, des polluants persistants) Le système de paillage en tranchées est très prometteur, toutefois il n existe pas d expériences à long terme (ou elles ne sont pas documentées) Le manque d azote dans les eaux grises pose un problème stratégies d atténuation (sources alternatives d azote, l urine par exemple)?

17 Je vous remercie de votre attention Le rapport final sera disponible sur le site web de Sandec: Nous sommes toujours intéressés à des cas documentés (base de données électroniques sur des études de cas) Photos: Haridra Corea Photo: Dallas S.