COMMUNAUTE DE COMMUNES DU CANTON DE MONTLUEL

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1 COMMUNAUTE DE COMMUNES DU CANTON DE MONTLUEL 85, avenue Pierre Cormorèche BP MONTLUEL Cedex RESEAUX D ASSAINISSEMENT DE CORDIEUX/MONTLUEL ET DE SAINTE CROIX PROPOSITIONS DANS LA REALISATION D'UNE NOUVELLE STATION D EPURATION Avant Projet Station d épuration Page 1 sur 46

2 TABLE DES MATIERES I - INTRODUCTION II RAPPEL DU DIAGNOSTIC DU SYSTEME D ASSAINISSEMENT II.1 Station d Epuration de Ste Croix II.1.1 Présentation du système d assainissement II.1.2 Descriptif de la station d épuration existante II Filière de traitement existante II Base de dimensionnement de la station d épuration existante II Suivi et exploitation II.1.3 Conclusion sur l état et le fonctionnement de la station d épuration existante II.2 Station d Epuration de Cordieux II.2.1 Descriptif de la station d'épuration existante II Filière de traitement existante II Base de dimensionnement de la station d épuration existante II Suivi et exploitation II Conclusion sur l état et le fonctionnement de la station d épuration existante II.3 - Conclusion III DONNEES DE BASE DE LA FUTURE STATION D'EPURATION III.1 Charges entrantes III.1.1 Rappel des informations transmises par les mairies III.1.2 Vidange des systèmes d assainissement autonomes III.1.3 Bilan global et conclusion III.2 Objectifs de traitement III.2.1 Niveau de rejet imposé III.2.2 Domaine de traitement garanti III.3 Contraintes à respecter (Cf Annexe 2) III.4 Lieu d implantation IV ETUDE DE SOLUTIONS POTENTIELLES IV.1 Fillieres potentielles IV.1.1 Traitement par cultures libres Boues activées IV.1.2 Traitement de l eau par lagunage IV.1.3 Traitement par culture fixées Lit Bactérien IV.1.4 Traitement par Lit d infiltration percolaire Page 2 sur 46

3 IV.2 - Conclusions V ETUDE APPRONDIES DE 2 FILLIERES V.1 Station de traitement à base de Bio-disques V.2 Station d épuration à filtres plantés de roseaux VI ANNEXES ANNEXE 1 - Raccordement sur les réseaux d assainissement de la 3CM ANNEXE 2 Contraintes à respecter ANNEXE 3 schéma possible d implantation Page 3 sur 46

4 I - INTRODUCTION Dans le cadre du schéma directeur d assainissement du canton de Montluel et pour faire face à l obsolescence des stations d épuration de Cordieux et de Ste Croix, la 3CM a choisi, après étude comparative de la Maîtrise d œuvre, de traiter les effluents sur le secteur plutôt que de rapporter ces effluents vers le système général d assainissement. L implantation se fera sur le secteur de Ste Croix, à proximité de la station d épuration en place. Actuellement, de grands domaines fonciers sont en vente sur cette commune, intéressant notamment le secteur d implantation considéré par la nouvelle station de traitement envisagée. Aussi, la collectivité a souhaité, au regard des études déjà effectuées, de compléter celles-ci, par des études de filières autres, afin de maîtriser les surfaces foncières à réserver. Dans ce dossier, nous rappèlerons initialement le diagnostic de l assainissement des secteurs de Cordieux / Montluel et de Ste Croix, puis les données de base à prendre en compte. Nous évoquerons ensuite plusieurs types de filières d assainissement potentielles en rapport avec la taille de l ouvrage désiré. Enfin, nous évaluerons les surfaces foncières à réserver en conséquence. Page 4 sur 46

5 II - RAPPEL DU DIAGNOSTIC DU SYSTEME D ASSAINISSEMENT II.1 - Station d Epuration de Ste Croix II.1.1 Présentation du système d assainissement D après le recensement réalisé en 2005, la Commune de Ste Croix comptait 529 habitants. La Population future à l'horizon 2028 de Ste Croix a été estimée à 650 personnes maximum. Le réseau communal compte aujourd hui environ 122 logements raccordés dont un établissement scolaire de 70 élèves, une cantine de 40 rationnaires, un hôtel, trois restaurants, un centre de vacances, une salle polyvalente de capacité d accueil de 100 personnes. Les effluents domestiques et les eaux issues de l hôtellerie et de la restauration sont collectés via un réseau majoritairement séparatif pour ensuite être traités sur une station d épuration. Pour permettre un état des lieux du système d assainissement de la Commune, un Schéma Directeur d Assainissement a été réalisé en Le Schéma Directeur a conclut que l «unité de traitement fonctionnait, bien qu âgée de 25 ans, correctement. D après les bilans réalisés par le SATESE à l époque du Schéma Directeur, les rendements épuratoires étaient dans l ensemble corrects et satisfaisaient aux objectifs de traitement pour ce type d unité. Actuellement, Le SATESE fait, quant à lui, état d une bonne gestion de la station mais fait apparaître le côté vétuste et obsolète de l installation ne permettant pas un traitement compatible avec la réglementation en vigueur. Page 5 sur 46

6 II.1.2 Descriptif de la station d épuration existante II Filière de traitement existante La filière de traitement en place est une filière lit bactérien faible charge d une capacité nominale de 500 EH. L arrivée des eaux s effectue gravitairement jusqu au poste de relevage en amont. Le rejet se fait dans le cours d eau La Sereine. Cette station a été construite en 1979 et, est exploitée par la 3CM depuis Cette filière comprend: - Un dégrillage manuel, - Un décanteur-digesteur, d une surface de 16,8 m 2 et d un volume prévu de 20 m 3 - Un filtre bactérien, d une surface de 50 m 2 et d un volume de matériaux filtrants (pouzzolane) de 100m 3 - Un décanteur secondaire, surface 12,25 m 2 volume prévu 15 m 3 - Un poste de refoulement, dont le débit de pointe à véhiculer est de 18 m 3 /h - Des lits de séchage des boues, d une surface prévue de 56 m2 mais qui ne sont plus utilisés (les boues étant directement pompées dans le décanteur secondaire (clarificateur) ou dans le puisard du décanteur digesteur. Page 6 sur 46

7 II Bases de dimensionnement de la station d épuration existante - Nature du réseau : Séparatif - Population raccordée : 500 hab. - Base d apport moyen journalier : 200 L/hab/j - Volume moyen journalier de l effluent domestique de temps sec : 100 m3 - Débit moyen correspondant réparti sur 24h : 4,17 m3/h - Débit diurne réparti sur 14h : 7,14 m3/h - Débit de pointe : 13 m3/h - Charge de pollution : D.B.O 5 : 30 Kg/j soit 300 mg/l - M.E.S.:35 Kg/j soit 350 mg/l II Suivi et exploitation Actuellement, les techniciens en charge des stations de la 3CM passent plusieurs heures par semaine, lors de rondes répétées dans cette station. Leur travail consiste principalement à nettoyer manuellement le dégrilleur (élimination des détritus), récupérer les graisses à l'aide de racloir, nettoyer et déboucher le dispositif d'aspersion (sprinkler). La pouzzolane est grattée régulièrement, des dispositifs de sécurisation des passerelles ont étés mis en place car l érosion est importante par endroit et rendait l accès à la partie supérieure de l ouvrage dangereux. L'entretien des abords de la station est effectué régulièrement. Au cours de son dernier contrôle, le SATESE indique : Etat du génie civil Visite du 18/02/08 Cette unité, vétuste et obsolète, ne permet pas un traitement compatible avec la réglementation en vigueur. Conformité des rejets Remarques sur le fonctionnement de la station Effluents non conformes - La concentration des effluents est normale, - Quelques aménagements et modifications ont été réalisés par le personnel exploitant : réhausse du niveau de by-pass en tête d installation, récupération des refus de dégrillage, récupération des flottants et des graisses en surface du décanteur. - Une extraction plus régulière des boues accumulées au niveau du décanteur-digesteur et du clarificateur doit être faite, - La rotation du dispositif d aspersion est correcte et ceci malgré quelques orifices colmatés, - Le développement satisfaisant du film biologique sur le support du filtre bactérien, - Le grattage de la pouzzolane doit être effectué régulièrement afin d assurer une bonne percolation des effluents au travers le massif bactérien : présence de quelques flaques en surface du garnissage - La limpidité au sein du décanteur secondaire traduit une qualité de traitement médiocre Page 7 sur 46

8 Les résultats analytiques ont été les suivants : Paramètres Unités Visite du 30/08/02 Normes de rejet à respecter Visite du 18/02/ (analyses en cours) DBO sortie mg/l DCO sortie mg/l MES sortie mg/l Analyses ponctuelles DBO entrée mg/l DBO sortie mg/l 4 82 DCO entrée mg/l DCO sortie mg/l MES entrée mg/l MES sortie mg/l NK entrée mg/l 92,3 94 NK sortie mg/l 7,4 46 Limpidité Remarques sur les résultats analytiques - Visite du 30/08/02 - Le rapport de biodégradabilité de l ordre de 1,9 indique une bonne biodégradabilité de l effluent non perturbé par des effluents d origine industrielle. - Les effluents traités sont conformes aux normes de rejet. - Visite du 18/02/08 - Le rapport de biodégradabilité des effluents est d environ 2,5. Ce rapport est cohérent avec la nature des effluents. - L unité de traitement ne parvient apparemment donc plus à satisfaire aux normes de rejet. Page 8 sur 46

9 II.1.3 Conclusion sur l état et le fonctionnement de la station d épuration existante Aspect général Intérieur Etat des bétons Extérieur Etat des parties métalliques et équipements Autres remarques Vétuste Usure du béton liée à l agressivité de l eau Graviers du béton apparents à certains endroits Beaucoup de parties métalliques sont corrodées (chaînes, garde-corps.) Station globalement vétuste. Du fait de sa conception, elle ne remplit pas sa fonction correctement. L aspect général de la station d épuration de Ste Croix est globalement vétuste et obsolète. La conception même de la station ne permet pas de traiter correctement les effluents. De plus, le fait que des restaurateurs non équipés de bacs à graisses soient raccordés sur le réseau engendre la présence de graisses et de flottants à la surface du décanteur-digesteur D une manière générale, la station n a pas résisté aux années. Tout ceci contribue à la nécessité d une réfection de la STEP. Par ailleurs, l absence de stockage des boues secondaires, et l absence d électricité sur site ne permettent pas la mise en place d une pompe de re-circulation entre le décanteur et le digesteur. D où la nécessité d évacuations plus fréquentes, ou des mises en place de procédés de re-circulation avec les moyens du bord alimentés par un groupe électrogène. A noter aussi que la multiplication des évacuations des boues (3 par an) est limitée par les cycles agraires et les intempéries. Page 9 sur 46

10 II.2 - Station d Epuration de Cordieux II.2.1 Descriptif de la station d épuration existante II Filière de traitement existante La filière de traitement mise en œuvre est une station avec lit bactérien faible charge. Cette filière comprend : - Un poste de relèvement, d un débit unitaire théorique de 11,25 m 3 /h - Un dégrilleur automatique courbe, - Un dégraisseur statique, - Un décanteur-digesteur, de 13 m 2 de surface de décatation et de 18 m 3 de volume de décantation - Un lit bactérien faible charge, (pouzzolane) surface = 23,7 m 2 volume = 47,5 m 3 - Un décanteur secondaire statique (clarificateur), de 12,6 m 2 de surface et de 36 m 3 de volume - Un canal de mesure, de dimension 3 x 0,4 x 0,5 m II Bases de dimensionnement de l existant - Nature du réseau : Séparatif - Capacité de traitement : 300 E.H. - Débit journalier nominal : 60 m3/j - Flux polluant journalier nominal : D.B.O5 = 17,1 Kg/j II suivi et exploitation Actuellement, les techniciens en charge des stations de la 3CM passent quelques heures par semaine, lors de rondes répétées dans cette station. Leur travail consiste principalement à nettoyer manuellement le panier de dégrillage du poste de relèvement, (élimination des détritus), des sondes (poires) de niveau commandant les pompes, récupérer les graisses à l'aide de racloir, nettoyer et déboucher le dispositif d'aspersion (sprinkler). La pouzzolane est grattée régulièrement. Un registre sert à consigner les temps de fonctionnement des pompes ainsi que leur consommation d'énergie. L'entretien des abords de la station est effectué régulièrement. Page 10 sur 46

11 Au cours de ses derniers contrôles, le SATESE indique : Conformité des rejets Remarques sur le fonctionnement de la station Visite du 24/01/08 - Les performances épuratoires ne permettent pas de restituer un effluent traité conforme aux exigences réglementaires. Effluents non conformes - La concentration des eaux brutes est fortement déséquilibrées, - Les pompes de relevage se bouchent fréquemment, - Les flottants et corps gras sont régulièrement retirés de la surface du décanteur-digesteur, - Assurer une vidange régulière des boues accumulées au sein du décanteur-digesteur, - Le roulement de l asperseur rotatif a été changé : la rotation de l ensemble est très satisfaisant - La vitesse de rotation de l ensemble demeure néanmoins très faible lorsque l asperseur est uniquement alimenté par les pompes de relevage - Très bon développement de la zooglée en surface du garnissage du filtre bactérien - Répartition homogène de l effluent sur toute la surface du massif bactérien - Vidanger le piège à fines en sortie du lit bactérien Page 11 sur 46

12 Les résultats analytiques ont été les suivants : Paramètres Unités Visite du 10/10/07 Visite du 24/01/08 Normes de rejet à respecter 2010 (analyses en cours) DBO sortie mg/l DCO sortie mg/l MES sortie mg/l Analyses ponctuelles DBO entrée mg/l DBO sortie mg/l DCO entrée mg/l DCO sortie mg/l MES entrée mg/l MES sortie mg/l NK entrée mg/l 133,4 82,8 NK sortie mg/l 16,3 69,4 Limpidité cm Temps moyen journalier Relevage 1 h/j 3,5 3,2 Relevage 2 h/j 3,5 3,1 Recirculation des boues h/j - 4,3 Remarques sur les résultats analytiques - La limpidité relevée au cœur de l ouvrage de clarification est médiocre et traduit une mauvaise qualité de traitement - La limpidité au sein de l ouvrage de clarificatiorn est médiocre et traduit une qualité de traitement moyenne - II Conclusion sur l état et le fonctionnement de la station d épuration existante Aspect général Intérieur Etat des bétons Extérieur Etat des parties métalliques et équipements Autres remarques Vétuste Non visible Fissures apparentes Fissures apparentes indiquant le mauvais état du génie civil Station globalement vétuste et ne remplissant pas sa fonction correctement. Page 12 sur 46

13 L aspect général de la station d épuration de Cordieux est globalement vétuste et obsolète. La conception même de la station ne permet pas de traiter correctement les effluents. On note la présence importante de graisses et de flottants à la surface du décanteur-digesteur. Les bétons n ont pas bien résistés aux années. Des fissures ont été constatées sur les parties extérieures visibles de certains ouvrages comme le décanteur digesteur montrant la nécessité d une réfection. Page 13 sur 46

14 II.3 - Conclusion Considérant la vétusté des ouvrages, la Maîtrise d œuvre a exposé à la 3CM, après étude comparative de plusieurs tracés et choix techniques : Soit le raccordement de Cordieux sur Ste Croix puis le raccordement au réseau intercommunal au niveau de la commune de DAGNEUX. Soit le raccordement de Cordieux sur Ste Croix et création d une nouvelle station d épuration à proximité de la Station existante. N.B L analyse du coût de raccordement au réseau intercommunal vous est proposé en Annexe 1 Après Etude du dossier, la collectivité a délibéré par la création d une nouvelle unité de traitement sur la Commune de Ste Croix. Page 14 sur 46

15 III - DONNEES DE BASE DE LA FUTURE STATION D EPURATION III.1 Charges entrantes Les charges et les volumes à traiter par temps sec sont inhérents : - Aux activités domestiques, - Aux activités industrielles, (aucune activité industrielle n'a été recensée sur Cordieux) - Aux eaux claires parasites (volumes uniquement). L objectif est d appréhender les charges de pointes susceptibles d arriver à la station d épuration, dans la configuration actuelle et future (volume, débit ). Ce sont elles qui définiront les limites du dimensionnement. III.1.1 Rappel des informations transmises par les mairies Ste Croix : Population : 525 habitants en personnes en situation future (28 maisons individuelles) 208 logements - 85 logements non raccordables (assainissement autonome) 1 logement éventuellement raccordable 122 logements raccordés Sur les 122 logements raccordés, il y a un établissement scolaire de 70 élèves, une cantine de 40 rationnaires, un hôtel, trois restaurants, un centre de vacances et une salle polyvalente de 100 personnes maximum, 6 logements raccordés sont considérés comme générant une activité industrielle. Les estimations à long terme (2028) fournies par le rapport final du Schéma Directeur d Assainissement réalisé par CEBTP ont tenu compte de l évolution de la population, des activités industrielles, de restauration et d hôtellerie. L'estimation des effluents domestiques à traiter a été évaluée en conséquence. Les Eaux claires parasites dues à un réseau de collecte des eaux usées de type pseudo séparatif ne sont pas négligeables sur Ste Croix. Le Schéma Directeur a mis en évidence que le débit d ECP sur Ste Croix est très élevé de l ordre de 0,9 l/s soit un volume journalier d eau claire de 78 m 3 /j. La Commune n ayant pas de programme de travaux en cours pour éliminer ces intrusions d eaux parasites, la suite de l étude a pris en compte que le débit d ECP sera le même à terme. Cordieux : Population : 289 habitants en personnes estimées dans le futur 182 logements dont 20 en assainissement autonome et non raccordable Aucune activité industrielle n est recensée sur Cordieux En ce qui concerne les eaux claires parasites, aucune étude n a été faite. III.1.2 Vidanges des systèmes d assainissement autonomes Une précision s impose quand aux problème des matières de vidanges : Les stations d épuration peuvent éventuellement recevoir les matières de vidange issues des curages des systèmes d assainissement autonomes (fosse étanche ou fosses toutes eaux). Ces matières fortement chargées en pollution ne peuvent pas être admises directement sur la filière biologique mais doivent être réceptionnées, prétraitées et stockées avant leur restitution vers cette filière. D après les informations des mairies, 86 logements sont en assainissement autonome sur la Commune de Ste Croix soit, en considérant un ratio de 2,6 habitants par logement, 225 habitants et une vingtaine de logements en assainissement autonome sur Cordieux, soit environ 35 habitants. Néanmoins, dans le cadre présent : compte-tenu de la taille prévue de la future station de Ste Croix et de la création d un dépotage sur la Station Principale de capacité égale à E.H de Nièvroz, aucun plan ne sera prévu pour les matières de vidange. Page 15 sur 46

16 III.1.3 Bilan Global et conclusion En zone rurale, la consommation spécifique d'un habitant est estimé à 150 l/hab.j. Les ratios de pollution standards d'origine domestique par EH, retenus pour l'étude sont les suivants : - DBO 5 : 60 g/eh - DCO : 120 g/eh - MeST : 90 g/eh - NTK : 15 g/eh - Pt : 4 g/eh Récapitulatif des volumes et charges à traiter sur Ste CROIX et Cordieux Le tableau suivant résume les volumes et charges à prendre en compte sur la Nouvelle station d épuration : Paramètres unités Situation future horizon 2028 Situation future horizon 2028 Station Commune Ste Croix Cordieux Charges hydrauliques maximales Volume sanitaire domestique m3/j 57 52,5 109,5 Volume industriel m3/j 13 / 13 Volume sanitaire total m3/j 70 52,5 122,5 Volume d eaux parasites moyen hors industriel m3/j 78 Pas d étude 78 Volume total m3/j ,5 201 Débit moyen m3/h 6,2 2,2 8,4 Débit de pointe m3/h 15,7 10,3 26 Débit maximal admissible m3/h 12 6,6 18,6 Charges polluantes maximales Domestique E.H Industrielle E.H. 175 / / Total E.H DCO Kg/j DBO5 Kg/j MeST Kg/j NTK Kg/j 8,5 5,3 13,8 Pt Kg/j 2,2 1,4 3,6 Nota : Evaluation du nombre d équivalent-habitant (valeur arrondie) par rapport au paramètre DBO 5. CONCLUSION : La future station d épuration sera construite sur la base de 1000 E.H Page 16 sur 46

17 III.2 Objectifs de traitement III Niveau de rejet imposé Nous proposons pour la station d épuration regroupant les Communes de Ste Croix et de Cordieux le suivi de l arrêté du 22 juin 2007 fixant les prescriptions techniques minimales relatives aux ouvrages de collecte et de traitement des eaux usées d une capacité comprise entre 200 et EH). La réglementation en vigueur pour les ouvrages de traitement par voie biologique exige les performances minimales suivantes : - rendement minimal 60% sur la DBO 5 ou la DCO, - un rendement minimal de 50% sur les matières en suspension, - ou concentration maximale de l effluent traité de 35 mg/l pour la DBO 5. La circulaire du 17 février 1997 définit, en complément, des niveaux de rejet minima pour les stations relevant du régime de déclaration. Ces niveaux de rejet correspondent aux performances accessibles par les traitements modernes adaptés aux petites collectivités et qui garantira aux communes d excellentes performances de traitement. Les propositions de normes de rejet devront être incluses dans les projets d étude effectués lorsque la filière d assainissement sera clairement établie. De plus, ces propositions de normes de rejet devront faire l objet d une validation de la police de l eau au moment de l établissement du dossier loi sur l eau. III Domaine de traitement garanti Les conditions d application seront celles définies dans le fascicule 81, relatif à la conception d installations d épuration d eaux usées. Les concentrations imposées nécessitent que les effluents soit aptes à la dégradation par voie biologique, à savoir : - La concentration moyenne en azote organique soluble non dégradable est inférieure à 3 mg/l, - Un talon dur en DCO inférieur à 40 mg/l, - la teneur moyenne en azote ammoniacal de l azote total est inférieure ou égale à 70%, - La teneur moyenne journalière en matières volatiles des matières en suspension est inférieure ou égale à 65 %, - Le TAC de l effluent est supérieur à 350 mg / l exprimé en CaCO 3, - Le rh de l effluent est supérieur à 18. Il conviendra par ailleurs de vérifier auprès de la police de l eau si le cours d eau «La Sereine» ne relève pas d un milieu sensible. Page 17 sur 46

18 III.3 Contraintes à respecter Ce sont : Les contraintes environnementales générales - Maintien en fonctionnement des stations d épuration durant les travaux - Minimisation de l ensemble des nuisances Les contraintes réglementaires de traitement - Eaux résiduaires urbaines - Boues - Sous-produits Les contraintes géologiques Les contraintes d accès et de circulation Le Phasage des travaux et les contraintes pour la construction Les contraintes Sécurité - Santé Ces contraintes sont explicitées en annexe 2 Page 18 sur 46

19 III.4 Lieu d implantation Le lieu d implantation retenu est proche de la station d épuration existante. Considérant l implantation de la canalisation actuelle d amenée des eaux usées, la station pourrait se situer sous la Route Départementale, en évitant une implantation en bord de rivière (risque d expansion de crue). Les terrains fonciers pouvant être acquis par la 3CM sont de type agricole. Cette acquisition devra être modérée et sur deux niveaux altimétriques dans le cas du choix d une filière de traitement à filtres plantés de roseaux. La préférence ira en faveur d une installation sur le plateau supérieur en dessous de la route départementale, en évitant le plateau inférieur potentiellement submersible. Page 19 sur 46

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21 IV - ETUDE DES SOLUTIONS POTENTIELLES Différents types de filières sont accessibles pour le niveau de capacité désiré (1000 E.H) Document CEMAGREF Nous présentons ci-après plusieurs types de filières accessibles. Page 21 sur 46

22 IV.1 Fillières potentielles IV.1.1 Traitement par culture libre Boues activées C est le type même de station qui existe actuellement à Nièvroz 1. Traitement primaire :A raison de plusieurs grammes par litre, les micro-organismes évoluent dans une solution maintenue en agitation et alimentée en oxygène par brassage ou insufflation. 2. Traitement secondaire : décantation Elle permet de recueillir sous forme de boues les matières polluantes agglomérées par les micro-organismes. 3. Traitement tertiaire :Les eaux épurées sont parfois rejetées au milieu naturel après un traitement secondaire sauf : o o o lors de l'utilisation de l'eau à des fins industrielles ou agricoles lorsque la protection du milieu naturel est nécessaire pour un usage spécifique des prises d'eau situées en aval sont protégées. Différentes méthodes peuvent être utilisées :la désinfection : appliquée dans le cas d'un milieu récepteur sensible (zone de baignade ou de conchyliculture,...) car une épuration classique n'élimine pas la pollution bactériologique (chlore ou ultraviolet). le traitement de l'azote et du phosphore : il sert à lutter contre l'eutrophisation. La filière boues activées nécessite une extraction des boues du clarificateur vers un silo (stockage) ou vers des lits de séchage (déshydratation). Page 22 sur 46

23 IV.1.2 Traitement de l eau par lagunage. Principe La technique de l'épuration des eaux usées par lagunage consiste à faire circuler lentement un effluent (prétraité) dans une succession de bassins (appelés lagunes) peu profonds. Au cours de ce cheminement, la dégradation de la matière organique est assurée principalement par des micro-organismes aérobies (qui ont besoin d'oxygène pour vivre). L'oxygène nécessaire à l'activité de ces micro-organismes provient d'une part de l'agitation de la surface de l'eau par le vent, d'autre part et surtout, de la photosynthèse d'algues microscopiques (appelées microphytes) qui, en présence du soleil et de chaleur, absorbent le gaz carbonique dissous dans l'eau et rejettent de l'oxygène. Le développement de petits crustacés (daphnies par exemple), principalement en périodes chaudes et dans des bassins peu chargés, contribue à la clarification de l'eau. Enfin, le rayonnement ultra violet du soleil détruit de nombreux germes pathogènes et assure une certaine décontamination de l'effluent. La dégradation de la matière organique s'accompagne d'une sédimentation des matières décantables de l'effluent. Il se forme ainsi des boues qui se développent au fond des bassins, où l'oxygène ne parvient plus. La dégradation se poursuit alors sous l'action de bactéries anaérobies (qui n'ont pas besoin d'oxygène pour vivre). Il y a alors fermentation, marquée par des dégagements de gaz et la minéralisation des boues. Dimensionnement : Il faut compter 10 à 12 m2/eh soit m2 + dépendances donc environ 1,5 Hectare Ce type de filière présente plusieurs inconvénients vis à vis de l implantation potentielle : o La surface consommée est importante sur les terrains agricoles. o La proximité du lit mineur de la Sereine (expansion de crues pouvant déstabiliser les berges). o Drainage obligatoire sous bâchées. Page 23 sur 46

24 IV.1.3 Traitement par culture Fixée sur lit Bactérien C est le type même de station existante actuellement sur Ste Croix Principe : Il s'agit d'un procédé utilisant une culture bactérienne fixée sur un support (pouzzloane, cailloux, matières plastiques), qui grâce à l'oxygène de l'air, va pouvoir biodégrader la matière organique présente dans les effluents. Afin d'éviter un colmatage rapide du support de la culture bactérienne, il est nécessaire d'effectuer des opérations de prétraitement spécifique et adaptées à ce type de filière (dégrillage, dessablage, dégraissage et décantation primaire). Ainsi, après avoir subit ce pré-traitement, l'effluent va être acheminé dans un décanteur digesteur. Ce dernier, constitué d'un traitement aérobie (décanteur) et anaéorobie (digesteur), assure à la fois le dépôt des particules en suspension contenues dans les eaux usées et la digestion de la fraction organique ainsi accumulée. Ensuite, l'effluent transite par le lit bactérien au moyen d'un sprinkler, où, sous l'action de bactéries aérobies va avoir lieu une minéralisation de la matière organique encore présente. Les boues restantes dans l'effluent seront ensuite séparées de l'eau traitée dans in clarificateur. Une recirculation d'une partie de cette eau vers le décanteur digesteur est nécessaire pour maintenir des conditions d'auto-curage et de dilution des effluents bruts. On réalise également une recirculation des boues (boues secondaires) vers le digesteur, où, après décantation, elles seront extraites pour subir un traitement approprié. Ce système peut être perturbé par des variations de débit et de charge polluante concernant les effluents à traiter. Une station d'épuration à lit bactérien avec décanteur digesteur permet le traitement d'une charge de pollution comprise entre 100 et 3000 équivalents par habitant. Nota : Rappelons que l absence de recirculation des boues du clarificateur vers le décanteur digesteur est un problème majeur actuellement sur la Step actuelle (due à l absence d installation électrique). Rappelons également que compte tenu des apports graisseux importants liés à l activité des restaurants du village, ceci apporte à ce type de traitement un risque majeur de colmatage du Lit bactérien (phénomène observé dans la station actuelle. Autres Inconvénients : Coût d'investissement élevé. Ne supporte pas les variations de débit et de concentration des effluents Nécessite un entretien fréquent des ouvrages (main d'oeuvre importante) Page 24 sur 46

25 IV.1.4 Lit d infiltration percolaire Cette filière de traitement comporte en premier lieu une décantation primaire de type décanteur-digesteur (ou fosse toutes eaux pour les plus petites installations). L'eau décantée traverse ensuite un massif de sable d'une hauteur minimum de 70 cm, sur lequel les bactéries épuratrices se développent. Le sable a également un rôle de filtration. En général, la surface filtrante est répartie sur trois lits distincts de manière à aménager des rotations sur l'alimentation en eaux usées de ces ouvrages. En effet, il est nécessaire de procéder à des périodes de repos du massif filtrant, de façon à assurer une réoxygénation. La surface totale nécessaire peut varier en fonction de la nécessité de couvrir en herbe ou non les lits de sable. Nota : La proximité de la riviére et la hauteur géométrique disponible est rédhibitoire pour ce type de filière. Page 25 sur 46

26 IV.1 Conclusions Plusieurs types de filières de traitement des eaux sont accessibles sur la commune de Ste Croix. Néanmoins, en considérant les contraintes d implantation, de consommation d espace (terrains à acquérir), et en considérant également les risques techniques dus à l implantation proche du cours d eau La Sereine, seules certaines filières restent potentiellement acceptables : Parmi celles-ci, nous étudierons 2 solutions classiques et biologiques : o o La plus compacte, celle proposée par le cabinet d étude, constituée de disques biologiques avec tamis rotatif, décanteur digesteur et décanteur lamellaire. Une de ces stations existe déjà à Pizay, et semble donner satisfaction. La plus extensive retenue, fait appel à une conception plus récente, et les 2 stations que nous avons visité semble tenir leur promesses quand à leur rendement et à leur intégration dans le paysage des petites communes qui ont adopté ce type de filière :Step à filtres plantés de roseaux. NB : Step visitées : FRANCHELEINS (01) 1000 E.H et AMBERIEUX en DOMBES (01) 1900 E.H Les deux évaluations permettront à la collectivité d apprécier les surfaces minimales et maximales à réserver pour établir son projet sans préjuger de la filière retenue. Page 26 sur 46

27 V - ETUDE DE DEUX FILIERES Les paragraphes précédents ont permis de définir, pour les Communes de Ste Croix, et de Cordieux : - L état des stations existantes, - Les charges polluantes à prendre en compte en situations actuelle et future. L audit et le suivi du SATESE montrent que ces unités de traitement sont vétustes et obsolètes et sans possibilité d amélioration. Elles doivent par conséquent être abandonnées au profit de deux solutions envisageables : - Création d'une nouvelle station d épuration répondant à la réglementation en vigueur sur la commune de Sainte Croix, - Raccordement de la commune de Cordieux à celle de Ste Croix pour un traitement des effluents sur la nouvelle station d épuration. En tenant compte des flux et des volumes définis précédemment pour chaque commune, les bases de dimensionnement retenues sont les suivantes : - Station d épuration commune de E.H. pour les Communes de Ste Croix et de Cordieux (sur la Commune de Ste Croix) ; En revanche, ces bases de dimensionnement ne prennent pas en compte le dépotage des matières de curage et de vidange. Celles-ci devront conserver leur voie d élimination actuelle. Etant donné que les stations sont obsolètes, il n est pas envisagé de récupérer des ouvrages existants. Dans le cadre de ce diagnostic, nous avons considéré que la nouvelle station d épuration sera implantée sur le site de station actuelle et éventuellement sur les parcelles adjacentes (à valider par les communes). V.1 - Nouvelle station d épuration à base de Biodisques Les effluents à traiter étant constitués essentiellement d effluents biodégradables, la filière d épuration fera classiquement appel aux techniques dites biologiques pour l élimination de la pollution carbonée et azotée. La solution proposée pour garantir les niveaux de rejet exigés par la réglementation est une filière de traitement «biologiques» qui sera constituée de : disques biologiques avec tamis rotatif, décanteur digesteur et décanteur lamellaire. Cette solution a pour principal avantage sa compacité permettant de construire ce type de station en lieu et place des ouvrages existants (phasage des travaux à prévoir) sans acquisition de terrain supplémentaire. De plus les critères suivants ont été intégrés à l étude : Fiabilité et pérennité de la filière, Facilité et coût d exploitation, Rusticité du procédé, Qualité du traitement et sécurité, Intégration paysagère. Page 27 sur 46

28 Présentation générale de la filière de traitement L ensemble de la filière de traitement qui vous est proposée est décrite dans la figure suivante : Effluent brut Dégrilleur automatique Dégraisseur Décanteur/Digesteur Soutirage des boues Disques biologiques Décanteurs lamellaires Canal de comptage Rejet Cette technique utilise le principe de l'épuration par décantation primaire puis biologique sur culture fixée : - le premier étage est constitué d un décanteur permettant le traitement d environ 30% de la pollution entrée station et le stockage des boues primaires et secondaires, - le second étage est constitué d un traitement biologique, - le dernier étage de clarification assure la décantation des boues et le rejet par surverse de l eau épurée. Un prétraitement compact par tamis à vis assurera une séparation préalable des déchets grossiers en tête de traitement. Le canal de comptage en aval de la filière permettra d effectuer un contrôle des effluents avant rejet dans le milieu naturel. Chaque étape du traitement sera développée en détail dans la suite de ce document. Page 28 sur 46

29 Dégrillage Le type de traitement retenu nécessite l installation d un dégrillage relativement performant. Il est donc prévu que la station d épuration soit protégée par un dégrilleur automatique (entrefer 25 mm) situé au niveau de l arrivée des eaux brutes. Destiné à la séparation des corps flottants et compacts, le tamis permet d'améliorer le traitement primaire des eaux résiduaires, en éliminant les éléments non-biodégradables. Les refus de dégrillage seront ensachés pour faciliter l exploitation et prévenir toute nuisance olfactive. Le fonctionnement du dégrilleur sera cadencé sur horloge. Le coffret électrique permettant le fonctionnement du dégrilleur sera situé à proximité de l appareil. Dégraisseur : Compte tenu de la présence de graisses notamment sur Ste Croix, il est prévu de mettre en place un dégraisseur statique afin de permettre la rétention d une partie des graisses contenues dans les eaux usées. Pour assurer cette fonction, la surface de l ouvrage sera approximativement de 8 m² La filière de traitement retenue est une filière de traitement biologique. Compte tenu de la capacité de la station et de sa localisation, ce type de traitement est bien adapté, une attention particulière sera portée à l intégration paysagère. Ce type de station permettra d atteindre sans problème le niveau de rejet préconisé avec une très bonne fiabilité de traitement. Décantation primaire (décanteur - digesteur) : Cet ouvrage a les fonctions suivantes : - il permet la décantation des particules facilement décantables présentes dans l eau brute, - il permet la décantation des boues secondaires recirculées depuis le clarificateur en fin de traitement, - il permet le stockage et le traitement de l ensemble des boues de la station par digestion (réduction notoire du volume de boue). Il a été retenu un stockage semestriel des boues primaires et secondaires. Performances attendues : - Pourcentage d élimination des MES = 50 % - Pourcentage d élimination de la DBO 5 = 30 % Pour assurer cette fonction, le volume de l ouvrage sera approximativement de 90 m 3. Le volume total de digestion variera entre 48 et 120 m 3 en fonction de la capacité de la station. Page 29 sur 46

30 Traitement biologique : Le traitement principal sera assuré par épuration biologique et permettra d atteindre les normes de rejets imposées. Pour cela, des disques biologiques peuvent mis en œuvre. Cet étage pourra être constitué d un module de biodisques qui représentera une surface de traitement de m² pour la station commune (puissance nécessaire de 1,5 à 4 kw). Décantation lamellaire : L avantage de cette filière est de pouvoir implanter l intégralité des ouvrages sur le site actuel. Pour cela, nous proposons d installer un ouvrage de séparation de type «décantation lamellaire» qui permet un gain de surface important par rapport à une décantation classique. Son efficacité est assurée par le maintien d une vitesse ascensionnelle relativement faible (0,4 m/h environ) et un temps de séjour limité. La surface de cet ouvrage sera de environ de 72 m² pour la station commune à Ste Croix. Page 30 sur 46

31 Récapitulatif Bilan financier (évaluation) Pour la station de Ste Croix Les montants prévisionnels des investissements (estimés en mai 2008, ré-évalué de 0,2%/an) sont présentés ci-après, la précision des coûts annoncés correspond à celle d une étude préliminaire. Ces montants s entendent hors acquisition foncière éventuelle, sujétions particulières, honoraires de maîtrise d œuvre, contrôle technique, coordonnateur sécurité et sous réserve des conclusions de l étude géotechnique. Récapitulatif postes STEP commune de Ste Croix et Cordieux (1 000 E.H.) H.T. 1/ travaux préparatoires / dégrillage / dégraisseur statique / Décanteur digesteur / Traitement biologique / Décanteur lamellaire / Canal de comptage / démolition (*) / Aménagement du site / Divers (canalisations, armoire électrique ) / Mise en service et essais de garanties TOTAL HT ( Etude de Ré-évaluation 2%/an) après ré-évaluation Coût / EH 671 (*) Hors évacuation de produits amiantés L emprise au sol nécessaire pour ce type de station d épuration est de l ordre de 200 à 500 m². Nota : En variante, si la Commune peut trouver de la réserve foncière, la solution «traitement sur lits plantés de roseaux» peut être proposer. Pour indication, il faut compter pour un traitement classique de ce type, hors contraintes de sol, hors sujétions particulières, hors démolition, sans contraintes spécifiques, etc., environ 500 / EH pour une emprise au sol nécessaire de environ 5 m²/e.h. Page 31 sur 46

32 V.2 - Nouvelle station d épuration à base de Filtres plantés de roseaux Présentation générale de la filière de traitement La filière se compose de: Une arrivée des eaux brutes associée à un déversoir d'orage un canal de comptage un dégrillage Un poste de refoulement associé à un dégraisseur statique afin de permettre la rétention d une partie des graisses contenues dans les eaux usées. Un siphon auto-amorçant Un regard de répartition Deux étages de filtres plantés de roseaux de traitement (étage 1) et de traitement et finition (étage 2) Le premier étage est constitué de 3 surfaces bâchées identiques L'alimentation du premier étage se fait en alternance par bâchée (programmable ex: tous les 3 jours) Le second étage placé en contrebas du premier peut être constitué de 2 surfaces identiques bâchées. Entre les 2 étages de lits de roseaux, plusieurs ouvrages peuvent être mis en place. Ainsi de l'amont vers l'aval un regard de collecte, un ouvrage de siphonage(2é siphon auto-amorçant) et un regard de répartition. Après l'étage N 2 de roseaux se trouve un regard de collecte et de prélèvement et un second canal de comptage le rejet peut se faire soit dans un bassin de rétention ouvert sur la rivière, soit directement dans la rivière. Principe du traitement Le procédé biologique à cultures fixées sur supports fins est basé sur la percolation de l'eau usée au travers de massifs filtrants colonisés par des bactéries qui vont assurer les processus épuratoires. A la différence des lits d'infiltration, les filtres plantés de roseaux peuvent être alimentés directement par les eaux usées brutes (sans décantation préalable, et après un simple dégrillage voire dégraissage). Ceci est possible car le roseau a un important système racinaire qui se développe dans le massif filtrant avec autour de ces rhizomes, un milieu favorable à la croissance bactérienne: ce qui permet d'obtenir de bonnes performances sur les MES et la DBO5. Les filtres plantés de roseaux comportent 2 étages en série, chacun étant en général constitué de plusieurs filtres en parallèle. Après le passage du dégrillage, l'effluent brut est distribué au premier étage de manière successive à la surface des filtres plantés de roseaux, en alternant d'un massif à l'autre (par différents types de système d'alimentation, notamment par bâchée). Le premier étage est constitué de graviers reposant sur une couche draînante ouverte sur l'extérieur par des cheminées d'aération. L'eau usée est ensuite répartie sur les massifs filtrants du deuxième étage par des techniques variant selon les concepteurs. Les graviers du second étage sont beaucoup plus fins (sable), ils complètent le traitement en assurant la nitrification des composés azotés. L'eau épurée est ensuite rejetée à la rivière. Page 32 sur 46

33 Les Photos qui suivent ont été prises avec la permission de Mr MELAY Responsable Technique de la mairie de AMBERIEUX-EN DOMBES. Arrivée des eaux brutes et déversoir d'orage Canal de comptage entrée step (Venturi) Dégrilleur + Poste de refoulement + dégraisseur Page 33 sur 46

34 Les filtres plantés de roseaux: Ce sont des bassins creusés d'une profondeur de 80 cm environ, bâchés: leur étanchéité est indispensable. Ils sont constitués de couches gravillonnaire de granulométrie différente: Dispositif de Bâchée Couche filtrante (gravier fin de diamètre de 2 à 8 mm) Couche de transition (granulométrie de diamètre de 3 à 20 mm) Couche drainante (granulométrie de diamètre de 20 à 40 mm) 1er Etage de traitement 2 éme étage de traitement 40 cm Couche filtrante sable alluvionnaire siliceux De 10 à 20 cm De 10 à 20 cm Couche de transition (granulométrie de diamètre de 3 à 20 mm) Couche drainante (granulométrie de diamètre de 20 à 40 mm) De 30 à 60 cm De 10 à 20 cm De 10 à 20 cm Page 34 sur 46

35 Vue d ensemble des 2 lits de filtration (Ambérieux en Dombes) Entrée Step 1ér Lit de filtration 2 nd lit de filtration Dénivellé Dispositif d arrosage du second lit : (commune de Francheleins 01) Page 35 sur 46

36 Plantation Dispositif d arrosage des plants Dispositif de distribution (Ambérieux en dombes) Pompes Page 36 sur 46

37 Principales étapes de la filière de traitement 1èr Etage Rétention des matières en suspension apportées par les eaux brutes Oxydation des Matières organiques et Nitrification partielle 2é Etage Affinage de la dégradation de la matière organique, nitrification complète, Affinage MES. Les végétaux développent un réseau important de racines le vent favorisant le décolmatage en surface, favorise l'apparition de nouvelles pousses. La densité des végétaux toujours croissante permet le maintient de la perméabilité en profondeur. La filière est une filière biologique, ce sont les tiges des roseaux qui forment le support bactérien, les racines, elles, servent au maintien du milieu en aérobiose partielle (apport d'oxygène) DBO5, DCO, Nitrates et dans une moindre mesure Phosphates, servent au développement des végétaux Les Objectifs garantis par l'office international de l'eau pour ce type de traitement des eaux usées DBO5 < 25 mg/l DCO < 125 mg/l On peut faire une moyenne des rendements observés après un filtre planté de roseaux à écoulement vertical: Dispositif de distribution efficacité de l'élimination de la pollution carbonée: Bonne DBO5 90% 10 mg/l et DCO 85% 40 mg/l efficacité de l'élimination de la pollution en MES: Très Bonne 90% 10 mg/l efficacité de l'élimination dela pollution azotée en NK: Bonne 85% 5 mg/l efficacité de l'élimination de la pollution azotée en NGL: Médiocre 45% 30 mg/l efficacité de l'élimination de la pollution phosphorée: Acceptable 40% 4 mg/l efficacité de l'élimination bactérienne (E.Coli): Correcte 1 à 3 unités log Entretien des stations à filtre planté de roseaux Faucarder les roseaux avec évacuation des fanes Entretien des bassins (désherbage, remplacement des roseaux,...) Entretient des abords de la station Vérification et nettoyage des regards Entretien du dégrilleur Dans le cas des filtres plantés de roseaux, les boues sont stockées dans les lits. Un curage des lits aura lieu périodiquement (environ tous les 10 ans). Quelques critères intégrés à l'étude. Bonnes performances en abattements de DBO5, DCO, MES et NK, Faible coût d investissement, Facilité d exploitation, Gestion simplifiée des boues Très bonne intégration paysagère, Faible consommation d énergie Page 37 sur 46

38 DIMENSIONNEMENT: SURFACE TOTALE DES FILTRES: elle est estimée entre 2,0 et 2,5 m2/e.h Surface du 1 ér Etage : 1,2 à 1,5 m 2 /E.H (sur 3 Lits) Surface du 2 nd Etage : 0,8 à 1 m 2 /E.H (sur 2 Lits) Autres données intéressantes: Hauteur de lame d'eau moyenne journalière: 0,15 m/j Hauteur de lame d'eau maximale journalière: 0,90 m/j Vitesse de répartition de l'eau: 0,6 m/s Temps de séjour = 1h Concernant la Plantation: 4 à 6 plants par m2 les végétaux filtrants sont de type Phragmites australis / communis, l'idéal étant la plantation au printemps, pour info, le prix du godet est de 1,5 à 2 Euros HT (livré et planté) Accumulation de boues = 10 à 15 mm /an SIMULATION : Calcul de surface de terrain nécessaire à la Step de 1000 E.H de Ste Croix - Surface du 1 ér Etage : 1,5 x 1000 = 1500 m 2 soit 3 lits de 500 m 2 - Surface du 2 nd Etage : 1 x 1000 = 1000 m 2 soit 2 lits de 500 m 2 - Surface totale des lits = 2500 m 2 - Considérant les contraintes de niveau altimétrique des 2 lits, de l espace nécessaire à l installation des ouvrages annexes (local électrique postes de refoulement, canaux de comptage, dispositifs de distributions, regards de répartition, voiries pour l entretien, clotures), multiplions la surface calculée par 1,5 - Surface estimée de l ouvrage à 2500 x 1,5 = 3750 m 2 - Notons que la surface du terrain appartenant actuellement à la commune de Ste Croix (site actuel) = 1331 m 2 Données économiques Non officielles (car prises sur le panneau signalétique de la STEP) TRAITEMENT DES EAUX USEES PAR FILTRES PLANTES DE ROSEAUX COMMUNE D'AMBERIEUX EN DOMBES 1900 EQUIVALENT HABITANTS Mise en Service: Juillet 2008 Montant Global de l'opération (Etude et travaux) = Euros H.T Commune d'ambérieux en dombes = Euros H.T Conseil Général = Euros H.T Agence de l'eau = Euros H.T La STEP d Ambérieux en Dombes (1900 E.H) a eût un coût de Euros HT soit 475 Euros/H Par similitude sur ce type de taille et compte tenu d une revalorisation de 2% l an, le coût d une STEP de 1000 E.H serait de 495 Euros/H hors coût d acquisition foncière et pour une configuration et des contraintes d implantation simililaires. Le Tout sous réserve d études néotechniques. Autres renseignements: SINBIO Rhône Alpes Bureau d'étude Agence rhône-loire 81 route de Bordeaux VAUGNERAY Tél: Page 38 sur 46

39 VI - DISPOSITIFS ET EQUIPEMENTS COMMUNS AUX 2 FILIERES VI Dispositif de contrôle autosurveillance Mesures des débits : Vu la capacité des ouvrages (charge traitée >12 kg/j/dbo 5), la station choisie devra être équipée de canaux de comptage permettant la réalisation aisée de bilan 24h. Les caractéristiques de l organe permettant le comptage (déversoir en minces parois, venturi ) seront adaptées aux débits à mesurer et justifiées. Les canaux seront équipés d une échelle limnimétrique et/ou millimétrique permettant de caler facilement le débitmètre. VI Equipements divers Le site de Ste Croix sera raccordés au réseau électrique et au réseau d eau potable et si possible raccordé au réseau télécom.(télésurveillance) Matériaux : L ensemble des équipements (barres de guidages des pompes de relevage ) et des canalisations (rampes de distribution, porte rampe ) sera réalisé de préférence en inox (attention cependant car des actes de vandalismes = vol d inox ont été signalé sur la step d Ambérieux en dombes). Local : Un local technique spécifique du même type que celui existant à Pizay peut être envisagé en fonction des installations (notamment électriques) prévues. Clôture et portail : Le site sera entièrement clôturé par un grillage acier de hauteur 2 m (y compris le chemin d accès). Un portail grande largeur (3 à 4m) métallique permettra l accès au site. Eclairage : Le site disposera le l éclairage extérieur au niveau principalement du dégrilleur. Voiries : Les voiries permettront l accès à l ensemble des ouvrages afin d assurer les opérations d entretiens courantes (nettoyage, entretien des espaces verts) et exceptionnelles. Cette voirie sera réalisée de la manière suivante : - Mise en place d un géotextile - Mise en place d une couche de 0/100 d e = 20 cm - Mise en place d une couche de 0/31,5 d e = 15 cm Page 39 sur 46