Brevet FR2213910A1 — publié le 19740809

L'invention due @@@ Dr. SEIDEL Käthe a pour objet un procédé pour éliminer les germes pathogènes de l'eau,- en particulier de l'eau usée fortement polluée, à l'aide de certaines espèces de plantes. On sait déjà stériliser l'eau usée, polluée par des germes pathogènes, en la traitant dans des fossés dits "d'oxygénation" ou sur des lits clarificateurs filtrants Ce traitement consiste à faire passer l'eau usée, non traitée, qui arrive dans un fossé en forme d'o, à la faire circuler au moyen de tambours à brosses et à l'enrichir en oxygène. On laisse ensuite sédimenter l'eau dans ces fossés durant un certain laps de temps, puis on la laisse s'écouler à travers une goulotte basculante. Durant la période de sédimentation et d'écoulement, de l'eau non traitée entre dans un fossé jumeau. L'expérience a pourtant montré que la diminution ainsi obtenue du nombre de germes pathogènes dans l'eau es-t insuffisante. En outre, le système d'aération au moyen du tambour à brosses en trame la formation d'une grande quantité de boue dont l'évacua- tion nécessite la mise en oeuvre de dispositifs particuliers sup plémentaires. On sait également éliminer les germes pathogènes de l'eau à 1' aide de filtres imperméables aux bactéries; mais ce procédé ne convient pas pour une installation à l'échelle industrielle en raison des moyens importants nécessaires. L'invention a pour but de fournir un procédé simple, utilisable à n'importe quelle échelle, pour-la stérilisation d'eau, en particulier d'eau fortement polluée par des germes pathogènes. On résout ce problème selon l'invention par un procédé permettant d'éliminer de l'eau les germes pathogènes, lequel procédé consiste à faire passer l'eau renfermant les germes à travers la région des racines d'une plantation constituée de plantes à nodosités bactériennes (Rhizobium leguminosarum), de préférence de l espèce Alnus. L'invention est fondée sur le fait d'expérience que les plantes possédant des nodosités composées de bactéries (Rhizobium) sont capables de tuer des germes pathogènes, comme Escherichia coli, des entérocoques, des Salmonelles et des germes analogues, contenus dans l'eau, quand l'eau à purifier est mise en contact avec les racines de ces plantes. On suppose que cet effet est dfl à l'action des nodosités des racines des plantes qui-sont connues pour leur pouvoir de fixer l'azote. Dans les nodosités des racines il se forme probablement une ou plusieurs substances à effet antibiotique qui sont ensuite transférées à la plante. La plante peut alors céder, elle-m#me, la substance active à l'eau, où elle exerce son action germicide, sur les germes pathogènes.On suppose que la substance active en question est un proche parent de la streptomycine. Parmi les plantes à nodosités bactériennes, on préfère les espaces d'Alnus, en particulier- Alnus glutinosa. Un autre-exem- pie d'une plante appropriée est l'acacia. Il est particulièrement avantageux de planter Alnus glutinosa dans un ou plusieurs fossés peu profonds dont la largeur est calculée de manière-à permettre un contrôle et un entretien faciles des plantations en forme de haie et à enlever facilement les feuilles tombales à l'automne. La durée de séjour de l'eau dans ce fossé est fonction du degré d'infection par les germes pathogènes et fad lement réglable par des moyens très simples. On peut par exemple prévoir dans les fossés des digues-réservoirs de faible profondeur, dans lesquelles l'eau est retenue dans la mesure désirée.Lorsqu'on désire, dans le cas de ~quantités d'eau relativement grandes, obtenir lteffet maximum des plantes, il est recommandé de disposer en parallèle plusieurs fossés peu profonds et de les relier à l'extrémité de sortie par un fossé transversal, à partir duquel l'eau biologiquement purifiée peut alors s'écouler. On obtient des résultats particulièrement avantageux, lorsqu'on utilise Alnus glutinosa en combinaison avec d'autres plantes; les résu-ltats obtenus avec Mentha aquatica (menthe aquatique) et iris pseudacarus (iris jaune)en combinaison avec Alnus glutinosa sont particulièrement avantageux. On utilise donc de préférence ces plantes en combinaison avec Alnus glutinosa. On obtient cependant également de bons résultats avec Alisma plantago (plantain#d'eau), Juncus effusus- (jonc commun), Scirpus lacustris (jonc à lier) et Phragmites communis (roseau commun).- Dans le cas d'une combinaison d'Alnus glutinosa avec une ou plusieurs des autres espèces de plantes susmentionnées, on procède avantageusement en mettant l'eau polluée d'abord en contact avec Alnus glutinosa et en la réunissant ensuite avec l'autre ou les autres espèces de plantes.Dans le cas de plusieurs fossés parallèles plantés d'Alnus glutinosa, on peut réaliser avantageusement ce mode opératoire en plantant dans le fossé transversal Mentha aquatica seule ou ensemble avec Iris pseudacarus. Dans cette combinaison, Mentha aquatica agit en éliminant, d'une façon particulièrement efficace, les germes restants, tandis qu'iris pseudacarus se distingue spécialement par une efficacité persistant durant toute l'année qui assure meme durant les saisons froides, c'est-à-dire défavorables, l'élimination certaine des germes. Un autre avantage de ce dispositif réside dans le fait que les petites feuilles de Mentha aquatica, qui sont difficiles à éliminer de l'eau, sont faciles à enlever, lorsque l'installation comporte, à la suite de fossés parallèles, un fossé transversal. A cet égard, la combinaison avec Scirpus lacustris se révèle particulièrement avantageuse dans tous les cas où il s'agit d'éviter absolument une polit on secondaire par des feuilles et des brins d'herbes, Dans le cas d'une teneur particulièrement élevée en Salmonelles, on préfère la combinaison d'Alnus glutinosa avec Alisma plantago, dans laquelle cette dernière plante se révèle d'une efficacité à peine inférieure à celle de Mentha aquatica. Pour éliminer les germes -patiiogènes de l'eau, l'utilisation d'un seul procédé selon l'invention convient parfaitement; mais, du fait que l'eau à purifier est constituée souvent d'uns eau usée dont le degré de pollution est très--élev4, il est avanta- gueux d'installer en amont un dispositif d'épuration habituel On combine à cet effet l'installation selon l'inventiom de préférence avec une installation comportant-un fossé d'oxygénation, quinoa bien pour effet de réduire rapidement des degrés élevés de pollution, mais qui, à lui tout seul, est incapable d'éliminer la te-- neur résiduaire en germes pathogènes. L'exemple suivant, non limitatif, décrit l'invention avec plus de détails: EXEMPLE. A. Purification au moyen du fossé d'oxygénation (selon l#at actuel de la technique). On fait passer les eaux usées d'un hpital, comportant une station d'isolement, #ans une installation d'épuration à fossé d'oxygénation, agencée de la façon suivante: On fait passer l'eau usée, non traitée qui arrive, dans un fossé en forme d'O, on la met en mouvement à l'aide de tambours à brosses et on l'enrichit en oxygène. On laisse sédimenter l'eau dans ce fossé durant i heure, puis on l'évacue dans l'espace d'une heure à travers une goulotte basculante et on laisse couler durant ces temps de sédimentation et d'évacuation de l'eau non traitée dans un fossé jumeau. Les deux fossés en forme d'O sont reliés entre eux par un fossé transversal de manière à éviter le danger d'un débordement. En amont de ce dispositif se trouvent des plate-bandes à boue. L'eau "purifiée" par ce traitement est, à la sortie du fossé d'oxy génation, encore fortement chargée de germes pathogènes, comme le montrent les nombres (moyennes par ml) de certains germes polluants caractéristiques, indiqués dans le tableau suivant à titre d'indication:: Escherirhia coli Entérocoques Salmonelles A la sortie hiver environ 2000 50 - 1000 ' 350 - 500 du fossé en O été environ 35000 560 - 15000 5000 dans la boue -(mai-octobre > 30 000 - 50 000 4000 - 50 000 8 000 -50000 dans la partie liquide de la boue (mai-octobre) 20 000 - 25 000 800 - 10 000 6 000 -10 000 B.Purification par le procédé selon l'invention. On utilise l'installation représentée schématiquement sur la figure 1 du dessin annexée. Quatre fossés parallèles de faible profondeur et de section en V à branches faiblement inclinées, présentant une largeur d'environ 1 m et une longueur d'environ 30 m, sont reliés du côté de l'arrivée par un fossé d'arrivée 1 et du côté de sortie par un fossé-collecteur 4. Dans les fossés 2, on a disposé en forme de haie des plantes d'Alnus glutinosa 3.-Dans le fossé-collecteur 4, on a planté des deux côtés Mentha aquatica 5 et Iris pseudacarus 6. Chacun des fossés parallèles 2 comporte quatre digues-réservoirs 7 équidistantes. Dans le fossé d'arrivée et de distribution 1, on fait cou- ler l'eau usée, décrite plus-en détail avec ses impuretés dans l'exemple A, telle qu'el#le sort de l'installation à fossé d'oxygénation. A la sortie du fossé-collecteur 4, on a trouvé au cours d'une année, à peu près les nombres de germes résiduaires suivants:: Date Température E.coli Entérocoques Salmonelles de de l'air de l'eau ~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~ 19.1. + 4 - 3 30 25 30 E 7 6 10 S 29.6. 12,5 16,2 720 50 0 E 7 20 0 S 15.7. 15,0 8,0 100 35 6 E 80 6 0 S 23.7. 17,0 14,5 350 56 5 E 30 0 o S 30.9. 22,0 13,0 700 ? 500 E 15 2 3 S 9.9. 26,0 15,0 3000 300 150 E 15 2 0 S 1212 8,0 9,0 22 50 50 E 1 6 1 S E = Entrée S = Sortie La longueur sur laquelle on effectue les mesures est de 4 m seulement. En utilisant une longueur plus grande, on ptut réduire le nombre de germes pratiquement jusqu'à zéro. Les valeurs sus indiquées font apparaître que le procédé selon l'invention permet de réduire le nombre de germes à des valeurs très faibles. Les dépenses pour l'entretien de l'installation selon l'invention sont extrêmement faibles, car cet entretien se limite pratiquement à l'enlèvement, en automne, des feuilles tombées. Une caractéristique particulièrement surprenante de l'installation selon l'invention,consiste en ce que, m mue durant les saisons froides, son efficacité est excellente. Comme il va de sci et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. -REVENDICATIONS 1.- Procédé pour éliminer les germes pathogènes de l'eau,lequel procédé est caractérisé par le fait qu'on fait passer l'eau,polluée par des germes, à travers la région des racines d'une plantation constituée de plantes à nodosités bactériennes. 2.- Procédé selon la revendication 1,caractérisé par le fait qu'on utilise des plantes de l'espèce Alnus. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu#on utilise des espèces d'Alnus-~n #combinaison arec Mentha aquatica, Iris pseudacarus, Alis#a plantago, Juncus effusus, Scirpus lacustris ettou Phragmites cownunis. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on dispose des espèces d'Alnus dans au moins. un fossé peu profond. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que liteau est retenue dans le fossé par des digues-réservoirs. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que plusieurs fossés peu profonds sont disposés parallèlement les uns aux autres et reliés par un fossé transversal . Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on laisse pousser dans le fossé transversal Mentha aquatica ouf et Iris pseudacarus. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'on commence par faire passer l'eau à stériliser à travers une installation de clarification habituelle. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'on installe en amont de l'installation selon l'invention une installation de clarification à fossé d'oxygénation.