Exemple du SATESE MAGE 42

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1 LE LAGUNAGE Exemple du SATESE MAGE 42 Rapide état des lieux Perspectives d association avec le procédé Filtre Planté de roseaux

2 LAGUNAGES DU DEPARTEMENT DE LA LOIRE Conception et dimensionnement Principaux résultats de traitement épuratoire Dysfonctionnements ou problèmes d exploitation Les perspectives des lagunages

3 CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT RAPPEL THEORIQUE: extrait du document FNDAE n 22 : 3 bassins, 6 m2/eh pour le 1er et 2,5 m2/eh pour les second et troisième Cloison siphoïde à l arrivée des effluents dans le premier

4 Lagunages du département de la Loire : Une majorité d installations à 2 bassins seulement mais assez proches du dimensionnement global à 11 m2/eh En 2006 (étude MAGE), sur 78 sites : 18 seulement avec 3 bassins 17 dimensionnés entre 5 et 9 m2/eh. Parfois un seul bassin 18 lagunages à 10 m2/eh 23 entre 11 et 12 m2 / EH 20 au dessus de 12 m2/eh

5 Particularités / équipements : Un premier bassin qui n est parfois pas le plus grand (dimensionnement à 6 m2/eh non respecté) compte tenu de la topographie du site Peu de lagunages avec sur profondeur en entrée Des cloisons siphoïdes mais souvent non entretenues et non exploitées Quelques filtres à lentilles d eau

6 PRINCIPAUX RESULTATS DE TRAITEMENT EPURATOIRE Résultats cités dans la littérature : exemple du document (1997) Cemagref Agence LB sur 15 ans de pratique du lagunage Réseaux séparatifs Autres réseaux DCO brut DCO filtré DBO filtré MES NK - N-NH 4 Pt moyenne écart type moyenne ,5 écart type Tous réseaux moyenne générale ,5 Cf "le lagunage naturel : les leçons tirées de 15 ans de pratiques en France" Cemagref, Agence de l'eau Loire Bretagne janv. 1997

7 1/12 8/12 en mg.l-1 DCO : résultats de visites légères du satese MAGE 42 sur un an /1 3/2 10/2 17/2 24/2 3/3 10/3 17/3 24/3 31/3 7/4 14/4 21/4 28/4 5/5 12/5 19/5 26/5 2/6 9/6 16/6 23/6 30/6 7/7 14/7 21/7 28/7 4/8 11/8 18/8 25/8 1/9 8/9 15/9 22/9 29/9 6/10 13/10 20/10 27/10 3/11 10/11 17/11 24/11

8 200 charge en % et nb ann _02juill 55B3_04oct Rejets en DCO au travers de bilans MAGE (étude 2006) DCO moyenne du rejet (mgo2/l) échantillon non filtré années écoulées en 2005 depuis curage ou mise en service DCO 125 mg/l (niv D4) Bilans sur lagunes : rejet moyen en DCO sur 24 h 200 charge DBO5 reçue lors des 24 h (en % de la capacité) CC en DCO (mg O B3_05sept 66_03juill 68_04mai 45_05mai 75_ _05mai 36_04sept 27_04juin 18_ _03avril 11B3_05juill 55B3_07juill 7_ B3_03aout 9_04mai 45_02juill 30B3_ _01juill 22B3_2004 8_06mai 8_02juin Stations

9 200 Charge en % capacité et nb an Rejets en DCO au travers de bilans MAGE (étude 2006) : rendements d élimination logiquement plus faibles que ceux des FPR (DCO algale) années écoulées en 2005 depuis curage ou mise en service rdt sur DCO Bilans sur lagunes : rendements indicatifs d'abattement de la DCO 100 rendement 60% charge DBO5 reçue lors des 24 h (en % de la capacité) Rendements sur DCO 0 69_02juill 55B3_04oct 48B3_05sept 66_03juill 68_04mai 45_05mai 75_ _05mai 36_04sept 27_04juin 18_ _03avril 11B3_05juill 55B3_07juill 7_ B3_03aout 9_04mai 45_02juill 30B3_ _01juill 22B3_2004 8_06mai 8_02juin Stations

10 Constats sur DCO Majorité de résultats DCO au delà des 100 mg/l O2 (visites légères et résultats de bilans 24 heures) Résultats attendus (cf document Cemagref Ag. LB) Cas notamment des rejets très chargés en algues microscopiques Les Filtres Plantés de Roseaux (FPR) apportent un progrès réel sur ce point

11 Phosphore : résultats de visites légères du satese MAGE 42 sur un an : en majorité moins de 8 mg/l Pt en mg.l-1 12 Pt ANA P_PO /1 10/2 24/2 10/3 24/3 7/4 21/4 5/5 19/5 2/6 16/6 30/6 14/7 28/7 11/8 25/8 8/9 22/9 6/10 20/10 3/11 17/11 1/12

12 Phosphore : quelques résultats de bilans 24 h du satese MAGE 42 (étude 2006) : rendements plutôt entre 40 et 70 % Bilans sur lagunes : rendements pour l'abattement du Phosphore total 100 rdt sur Pt années écoulées en 2005 depuis curage ou mise en service charge DBO5 reçue lors des 24 h (en % de la capacité) rendement 60% 200 Rendements sur nombre d'année Charge DCO en % de cap B B B B3 22B3 11B B3 23 Stations

13 Rejets NTK et NH4 : résultats de visites légères du satese MAGE 42 sur un an en mg.l-1 NTK en mg.l-1 70 NH4 en mg.l /1 3/2 10/2 17/2 24/2 3/3 10/3 17/3 24/3 31/3 7/4 14/4 21/4 28/4 5/5 12/5 19/5 26/5 2/6 9/6 16/6 23/6 30/6 7/7 14/7 21/7 28/7 4/8 11/8 18/8 25/8 1/9 8/9 15/9 22/9 29/9 6/10 13/10 20/10 27/10 3/11 10/11 17/11 24/11 1/12 8/12

14 125 Rejets NTK et NH4 : résultats moyens de visites légères du satese MAGE 42 de 2001 à 2005 : majorité de valeurs entre 15 et 30 mg/l NTK NTK Charge et résultats sur NTK Charge org. en % NTK 30 "haut" NTK 15 "bas" Charge DBO5 e NTK en mg B B B B B B Stations 0

15 NTK : quelques résultats de bilans 24 h du satese MAGE 42 (étude 2006) : rendements plutôt entre 50 et 70 % pouvant être considérés comme des rendements sur NGL Bilans sur lagunes : rendements d'abattement sur NTK 100,0 rdt sur NTK années écoulées en 2005 depuis curage ou mise en service rendement 60% charge DBO5 reçue lors des 24 h (en % de la capacité) 200 rendements sur NTK et nb an 75,0 50,0 25,0 charge DCO reçue en % cap , B B B B3 22B3 11B B3 23 Stations

16 DYSFONCTIONNEMENTS OU PROBLEMES D EXPLOITATION Impacts des rejets de lagunages Déséquilibres biologiques Lentilles d eau / Filtres à lentilles Curage et épandage des boues de lagunes

17 Impacts des rejets sur les milieux récepteurs : eaux vertes (DCO des algues)

18 Autre exemple d un rejet de lagunage sur un petit cours d eau : impact local de la charge biologique du rejet

19 Impact du rejet de la lagune : en amont un fond à graviers et cailloux nets, en aval du rejet, présence de film biologique

20 En amont du rejet : pierres «propres» Faune invertébrée «d eau pure» En aval : couvertures biologiques sur les pierres et faune invertébrée plus tolérante

21 Déséquilibres biologiques Plusieurs sites du département 42 connaissant des crises dystrophiques (eau rouges) avec fermentations sources d odeurs pour le voisinage Le plus souvent en lien avec une couverture du premier bassin par les lentilles d eau

22 Invasions de Lentilles d eau Entrainent des conditions d anaérobiose et des émissions d odeurs

23 Pas de solutions simples pour récupérer les lentilles et les valoriser en épandage : pourtant un potentiel fertilisant Paramètre Valeurs analyse Lentilles d eau Humidité %PB 94,9 Matière sèche % PB 5,1 Rapport C/N (total) 6,8 5 à 12 Carbone organique % MS 41,0 Matière organique % MS 82, 0 P2O5 total g/kg MS 19,5 40 à 60 K20 total g/kg MS 34,2 Moins de 10 Mg O total g/kg MS 6,3 Ca O total g/kg MS 33,3 40 à 80 Azote total g/kg MS 60,5 30 à 90 Azote ammoniacal g/kg MS 11,5 Azote nitrique g/kg MS <0,1 Azote organique g/kg MS 48,9 Composition moyenne De boue d épuration épandue en France *

24 Lutte anti lentilles d eau : les canards? L implantation de canards ne semble pas constituer «le» remède garanti efficace contre la prolifération des lentilles

25 Les filtres à lentilles Les opérations manuelles d enlèvement des lentilles d eau à l aide de filets flottants sont fastidieuses et difficiles à organiser. Un dispositif statique dit filtre à lentilles, peut être installé en sortie de lagune : les lentilles restent piégées sur le sable et l effluent percole au travers de drains sous-jacent avant de rejoindre le milieu récepteur

26 Principe du filtre à lentilles

27 Filtres à lentilles : dans le département 42 une minorité d installation dotées d un filtre avec utilisation régulière

28 Curage et épandage des boues de lagunes Le stock de boues accumulées dans les bassins pèse sur les capacités de traitement et participe aux nuisances occasionnelles (phases avec odeurs) Trop souvent le curage des lagunes n a pas été anticipé par la collectivité (pas de provision pour financer l opération lourde qu est le curage et son étude préalable)

29 Opérations de curage :de nombreuses difficultés avec les opérateurs Conflit sur le volume de boues à curer : l entreprise revendique l enlèvement d un volume de boues beaucoup plus important que celui déterminé par la bathymétrie satese Difficultés pour assurer une bonne mesure des quantités de matières sèches et fertilisants épandus («justesse?» des prélèvements avant et pendant l opération)

30 Opérations de curage : les interventions satese MAGE 42 pour s efforcer de réduire les difficultés Sensibilisation chaque année depuis 2007 des communes où l opération de curage serait opportune (en lien avec la Mission de suivi des épandages et les services de l Etat) Elaboration depuis 2006 d un cahier des charges pour l étude préalable et les modalités de réalisation de l épandage. But : apporter des garde fou

31 LES PERSPECTIVES DES LAGUNAGES Contexte actuel marqué par la quasi exclusivité du procédé Filtre Planté de roseaux pour les projets de stations d épuration des petites collectivités (moins de 1000 EH) Or les tolérances des FPR aux excès hydrauliques ne sont pas illimitées

32 L intérêt de conserver les bassins de lagunage existants a côté du nouveau filtre planté de roseaux Ces bassins existent Ils apportent une meilleure tolérance aux excès hydrauliques en acceptant les eaux d orage déversées en tête de FPR Les travaux d élimination des eaux claires et eaux pluviales nécessitent en effet des tranches de travaux importants, coûteux et dont les effets ne sont souvent pas à la hauteur des objectifs prévus dans les diagnostics assainissement (ces travaux gardent toutefois tout leur intérêt lorsqu ils peuvent être engagés par la collectivité)

33 FPR + Lagune, les attentes : un traitement FPR poussé en temps sec (sauf sur N et P) et un traitement dégradé de temps de pluie (rejet des lagunes) plus favorable que les déversements directs au milieu naturel 2 installations récentes (2009) dans le 42 : LENTIGNY Bourg : FPR de 950 EH avec lagune (second bassin conservé du lagunage antérieur) recevant les eaux du déversoir d orage. LE BESSAT : FPR de 900 EH avec lagunage antérieur de la commune intégralement conservé avec ses 2 bassins >> traitement tertiaire de temps sec (piégeage P?) et traitement des eaux d orages

34 Regard de sélection : rejet FPR au ruisseau (à g.) Rejet à la lagune (à droite) Lagune 3300 m2 LENTIGNY : FPR 950 EH Rejet dans lagune de 3300 m2 2eme étage FPR N OU Directement au ruisseau récepteur 1er étage FPR (regard de sélection) Postes de relevage alim FPR 1 Et alim FPR2 Arrivée réseau d eau usée Regard d entrée déversoir d orage et départs de canalisations vers la lagune Echelle indicative 1/ 775

35 LENTIGNY : Un bilan 24 h réalisé en décembre 2009 EAU BRUTE Paramètres [ mg/l ] kg/j DBO ,4 DCO ,8 MES ,3 NH 4 (N) 31,2 3,7 NTK 42,0 4,9 NO 2 (N) 0,0 0,0 NO 3 (N) 0,2 0,0 NGL 42,2 5,0 Pt 5,2 0,6 PO 4 (P) 3,6 0,4 ph 7,45 EAU TRAITEE FPR EAU TRAITEE LAGUNE Paramètres [ mg/l ] g [ mg/l ] DBO DCO MES 5 9 NH 4 (N) 7,3 7,3 NTK 7,0 8 NO 2 (N) 0,2 0,3 NO 3 (N) 23,9 17,6 NGL 31,1 25,8 Pt 4,5 3,44 PO 4 (P) 4,5 3,2 ph 6,8 7,45

36 LENTIGNY : principaux constats du bilan 24 h de décembre 2009 (en conditions froides) La lagune ne dégrade pas le rejet du FPR sur les paramètres de pollution carbonée Elle permet même un complément d abattement sur NGL (mais rejette toutefois des nitrates : 77 mg/l 23,9 mg/l N-NO3) Un bilan 24 h attendu en été pour apprécier l apport ou non de la lagune

37 FPR + Lagune du BESSAT FPR 900 EH Lagune 1 : 1500 m2 + capacité bassin d orage traversier de 300 m3 Lagune 2 de 1460 m2

38 LE BESSAT : bilan 24 h MAGE réalisé en juin 2009 : résultats de l ensemble de la filière FPR + lagune en temps sec : résultats très satisfaisants sur l ensemble des paramètres

39 Bilan 24 H du Bessat : tableau de traitement par le FPR seul; la lagune dégrade assez peu le rejet FPR sur les paramètres de pollution carbonée (DCO, DBO5, MES) et permet d augmenter le rendement d élimination sur NGL (40 % par le FPR seul et 80 % par l ensemble de la filière

40 Points d interrogations : Performance de la combinaison retenue FPR filière complète + lagune (trait. DVO + trait tertiaire optionnel) par rapport à celles de systèmes avec lagune intercalée entre FPR? Possibilités de rétention du phosphore dans le lagunage associé au FPR? Confirmation d un gain réel sur l abattement du NGL? Comment convaincre davantage de collectivités de privilégier ces solutions extensives (FPR en plus de lagune existante) nécessitant des ressources foncières?

41 Merci de votre attention