Le principe de fonctionnement est basé sur les propriétés épuratrices des biocénoses aquatiques (bactéries, faune et flore) : la dégradation des polluants repose sur le métabolisme des bactéries (comme pour une station d’épuration classique) mais ici, les éléments minéraux produits sont absorbés par les végétaux. Le développement de ces derniers est régulé par la faune aquatique.
Il existe deux types de filtres à roseaux : ceux dont l’écoulement se fait horizontalement et les filtres à écoulement vertical.
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Pour les filtres plantés à écoulement vertical, ce sont des excavations, étanchées du sol, remplies de couches successives de gravier ou de sable de granulométrie variable selon la qualité des eaux usées à traiter. L’effluent brut est alors réparti directement, sans décantation préalable, à la surface du filtre. |
Dans les filtres à écoulement horizontal, le massif filtrant est quasi-totalement saturé en eau. L’effluent est réparti sur toute la largeur et la hauteur du lit et s’écoule dans un sens principalement horizontal au travers du substrat. |
Source :
Cemagref
Source : Cemagref
Il existe différentes contraintes dont les principales sont la pression foncière, le relief et les caractéristiques du sol en fond de filtre.
Tout d’abord, la surface nécessaire à un filtre dépend du type d’écoulement et de la concentration initiale en DBO5 : plus la concentration augmente, plus les surfaces sont importantes pour atteindre le rendement espéré.
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Le dimensionnement des
filtres verticaux a été établi empiriquement en définissant les
charges organiques acceptables soit 20 à |
Dans le cas des filtres
horizontaux, différentes variables sont prises en compte, déterminées
à partir de nombreuses observations ; on retiendra que |
Le
rôle des périodes de repos est de réguler l’accroissement de la biomasse
dans les massifs filtrants, de restaurer le stock d’oxygène dans les
interstices libres à l’air et de favoriser la minéralisation des dépôts
après leur ressuyage afin de réduire les risques de colmatage.
Pour le relief, le dénivelé requis n’est pas très important entre le point d’alimentation de la station et l’aval :
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3 à |
1 ou |
De plus la pente du fond du lit doit permettre de vidanger complètement le filtre sans toutefois provoquer l’assèchement des racines au niveau de la sortie.
Au niveau du type de sol, le procédé s’est développé à l’origine en utilisant du sol en place. Si celui-ci est argileux, l’étanchéité naturelle peut être atteinte par simple compactage. Dans le cas contraire, la présence d’une géo membrane imperméable est nécessaire.
- les eaux usées collectées par le tout à l’égout ou utilisant une fosse septique classique sont dirigées vers la station d’épuration
- elles subissent, dans un bassin de décantation, un prétraitement nécessaire pour séparer les éléments solides en suspension ou en flottation de l’eau et qui pourraient constituer une gène pour les traitements ultérieurs : c’est le dégrillage, le dessablage et le déshuilage. Le dégrillage consiste à retenir les gros déchets solides au moyen de grilles à barreaux verticaux ; sont ainsi éliminés les bois, plastiques, papiers, bouteilles, feuilles. Le dessablage est de plus en plus associé au déshuilage. Le sable se dépose dans le fond de l’ouvrage et est raclé. Les huiles et les graisses en principe flottent car leurs densités sont inférieures à celle de l’eau ; la récupération s’effectue dans une zone de tranquillisation.
[http://step.ouvaton.org/eau5.htm]
Une chasse automatique permet une alimentation séquentielle du filtre en eaux décantées. Le système de mise en charge permet de maintenir le niveau d’eau près de la surface du sable de façon à préserver une réserve hydrique suffisante pour les roseaux en période sèche.
- Il y a alors rétention de l’eau et filtration à travers le sable ; l’effluent va subir différents mécanismes épuratoires :
Une filtration des matières en suspension plus ou moins poussée suivant la granulométrie du milieu ;
Une dégradation biologique par la flore bactérienne développée sur le support et les rhizomes ;
Des transformations chimiques suivant les caractéristiques minérales du support mis en place. [CEMAGREF]
- L’évacuation se fait par un drain placé à l’extrémité opposée du lit, au fond et enterré dans une tranche de pierres drainantes. Ce tuyau est relié à un siphon permettant de régler la hauteur de surverse et de contrôler le rejet.
