Brevet FR2945753A1 — publié le 20101126

La présente invention concerne de manière générale le traitement d'effluent en vue de l'évacuation de l'effluent traité dans le sol. L'invention concerne plus particulièrement une installation de traitement d'effluent comportant une unité de filtration équipée d'un lit filtrant. L'invention concerne également une station de traitement comprenant une telle installation de traitement. to Usuellement, pour les installations d'assainissement individuel, les eaux usées domestiques sont, après traitement, évacuées vers une tranchée d'infiltration ménagée à une faible profondeur dans le sol. Ladite tranchée d'infiltration comprend généralement une couche de sable et/ou de gravier, de sorte que l'effluent traité percole à travers le sable et/ou le gravier avant de s'infiltrer dans 15 le sol. Cependant, le rejet des effluents traités dans une telle tranchée d'infiltration génère de nombreux problèmes. En effet, ladite tranchée d'infiltration est ménagée dans le sol à une faible profondeur de sorte que les effluents traités 20 s'évacuent à proximité de la surface du sol. II arrive ainsi que la zone de rejet des effluents soit rapidement saturée, ce qui risque de provoquer des remontées d'effluents en surface et de dégrader l'efficacité de la tranchée de filtration. 25 Il existe également un risque de colmatage de la tranchée d'infiltration si l'effluent rejeté n'est pas suffisamment traité, par exemple lors des mises en route des installations de traitement amont. II est alors nécessaire de détruire une partie du terrain pour retirer la couche de gravier et/ou de sable colmatée. 30 En outre, pour une meilleure infiltration dans le sol, la longueur de ladite tranchée est importante, ce qui constitue une emprise au sol gênante pour d'autres activités. 2 Le but de la présente invention est de proposer une installation de traitement qui permette de traiter l'effluent en vue de l'évacuer dans le sol, en limitant les risques de remontée d'effluent en surface, en particulier pour des sols faiblement poreux. En particulier, un autre but de l'invention est de proposer une installation de traitement permettant de conserver une filtration efficace de l'effluent lorsqu'une zone d'infiltration dans le sol est saturée. to Un autre but de l'invention est de proposer une installation de traitement pour laquelle le problème du colmatage du lit filtrant peut être aisément résolu sans avoir à détruire le terrain dans lequel est enfoui ledit lit filtrant. A cet effet, l'invention a pour objet une installation de traitement d'effluent en 15 vue de l'évacuation dudit effluent traité dans le sol, ladite installation comportant une unité de filtration équipée d'un lit filtrant, caractérisée en ce que ladite installation comprend un bassin de réception de l'effluent filtré, au moins partiellement enterré dans le sol, ledit bassin délimitant une zone tampon dans laquelle l'effluent filtré peut s'accumuler, et en ce qu'au moins une partie de la 20 paroi périphérique du bassin présente des orifices traversants pratiqués à différentes hauteurs de ladite paroi périphérique du bassin, de manière à permettre l'évacuation de l'effluent traité à différentes profondeurs du sol. Une telle conception de l'installation selon l'invention favorise une répartition de 25 l'effluent traité à différentes profondeurs du sol pour tenir compte des contraintes hydrogéologiques de ce sol. En outre, l'emprise au sol d'une telle installation est réduite par rapport aux tranchées d'infiltration de l'état de la technique. 30 En effet, les orifices traversants pratiqués à différentes hauteurs dans la paroi périphérique du bassin permettent à l'effluent récupéré par ce bassin d'être évacué à différentes hauteurs, c'est-à-dire à différentes profondeurs du sol, ce qui permet d'évacuer l'effluent dans différentes zones du sol en cas de5 saturation d'une partie du sol. La remontée en surface de l'effluent, en particulier à travers l'unité de filtration, est évitée, ce qui permet de ne pas dégrader le fonctionnement de ladite unité de filtration. En effet, l'effluent peut s'accumuler dans la zone tampon puis percoler à différentes profondeurs du sol par les orifices traversants pratiqués dans la paroi périphérique. Lorsqu'une telle installation de traitement est raccordée en aval d'une installation d'assainissement d'effluents domestiques, individuels ou collectifs, ou d'une station d'épuration d'eaux usées urbaines ou industrielles, l'unité de io filtration forme un filtre de sécurité permettant au moins en partie de pallier à une défaillance de ladite installation d'assainissement ou de ladite station d'épuration. En particulier, lors d'un (re)démarrage de l'installation d'assainissement amont 15 après une longue période d'inactivité, par exemple dans le cas d'effluent d'une résidence secondaire, l'unité de filtration permet de traiter l'effluent, ne serait-ce que partiellement, le temps que la biomasse du réacteur biologique se reconstitue. 20 Une telle installation selon l'invention favorise ainsi une bonne répartition de l'effluent rejeté dans le sol, en milieu non superficiel. En outre, l'effluent évacué vers le sol est très bien traité. Enfin, lorsque les orifices traversants sont pratiqués sur la circonférence de la 25 paroi périphérique du bassin, l'installation favorise l'évacuation de l'effluent traité suivant différentes orientations ou directions, ce qui améliore la répartition de l'effluent traité dans le sol. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le bassin s'étend autour 30 de l'unité de filtration de telle sorte que ladite zone tampon est ménagée entre la face intérieure de la paroi périphérique du bassin et la face extérieure de la paroi périphérique de l'unité de filtration. Une telle conception de l'installation selon l'invention dans laquelle l'unité de filtration est logée dans le bassin permet de rendre l'installation encore plus compacte. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit lit filtrant est un lit gravitaire, l'unité de filtration étant configurée pour permettre l'évacuation de l'effluent filtré au moins en partie basse de ladite unité de filtration, et l'unité de filtration repose sur la paroi de fond du bassin de telle sorte que la zone tampon affecte une forme annulaire, de préférence circulaire. Ainsi, la zone tampon s'étend autour de l'unité de filtration et sur la circonférence du bassin, ce qui permet de mieux diffuser l'effluent dans le sol, en particulier à 360° autour de l'axe vertical du bassin. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'unité de filtration est formée d'un récipient, tel qu'une cuve, dont la paroi périphérique est de préférence cylindrique, qui loge ledit lit filtrant. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la paroi périphérique du récipient de l'unité de filtration présente sur une partie de sa hauteur, des orifices traversants pratiqués, de préférence sur toute la périphérie du récipient, à différentes hauteurs dudit récipient. Le fait de pratiquer des orifices ou perforations à différentes hauteurs du récipient de l'unité de filtration permet d'améliorer l'évacuation de l'effluent traité, en particulier lorsque la zone tampon entoure ledit récipient. Ainsi, l'effluent continue à être filtré puis évacué dans le bassin, même si les orifices de la partie inférieure de l'unité de filtration sont noyés par l'effluent stocké. Lesdits orifices traversants peuvent être pratiqués dans la paroi périphérique du récipient de l'unité de filtration jusqu'à une partie seulement de la hauteur du lit filtrant. Le fait de ne pratiquer les orifices traversants que sur une partie seulement de la hauteur du récipient, et en particulier une partie seulement de la hauteur du lit filtrant, oblige l'effluent à traverser une épaisseur donnée minimale du lit filtrant avant de pouvoir être évacué par les orifices traversants. Selon encore une caractéristique avantageuse de l'invention, le lit filtrant est logé dans une enveloppe poreuse remplie au moins partiellement de matériaux filtrants et/ou adsorbants. io En cas de colmatage, le lit filtrant peut être aisément remplacé en retirant l'enveloppe poreuse contenant le matériau filtrant et/ou adsorbant, sans avoir à détruire une partie du terrain. Le filtre formé par ladite enveloppe remplie de matériau filtrant et/ou adsorbants est aisément remplaçable. En outre, un éventuel colmatage du filtre peut être détecté par contrôle visuel. 15 Avantageusement, au moins la partie de la paroi périphérique du bassin qui présente des orifices traversants est entourée d'une couche de graviers à travers laquelle est destiné à percoler l'effluent traité évacué depuis la zone tampon du bassin, avant de s'infiltrer dans le sol. 20 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le bassin est en outre équipé d'une sortie de trop-plein communiquant avec une conduite d'évacuation qui s'étend le long d'une tranchée d'infiltration sensiblement horizontale pratiquée dans le sol et qui est perforée sur au moins une partie de 25 sa longueur pour répartir le trop-plein d'effluent récupéré, le long de ladite tranchée d'infiltration. Une telle sortie de trop-plein permet en particulier d'évacuer le trop-plein lors des remontées ponctuelles ou saisonnières de nappes lorsque l'infiltration en 30 profondeur n'est pas possible. L'invention concerne également une station de traitement comprenant une installation de finition de traitement formée par une installation de traitement 5 telle que décrite ci-dessus, caractérisée en ce que ladite installation de finition de traitement est raccordée en aval d'une installation d'assainissement d'effluents domestiques, individuels ou collectifs, ou d'une station d'épuration d'eaux usées urbaines ou industrielles. Ladite installation d'assainissement ou ladite station d'épuration comprend de préférence un système de traitement primaire configuré pour récupérer et décanter ledit effluent, et un système de traitement secondaire configuré pour dégrader biologiquement l'effluent. L'installation de finition de traitement selon l'invention constitue alors l'étape de traitement tertiaire. io L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe de côté de l'installation de traitement d'effluent dans le sol selon l'invention raccordée à une installation 15 d'assainissement monobloc ; - la figure 2 est une vue en coupe de dessus de l'installation de traitement de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique d'une cartouche de filtration amovible qui forme le lit filtrant de l'installation de traitement selon l'invention ; 20 - la figure 4 est une vue en coupe de côté de l'installation de traitement selon l'invention, raccordée à une installation d'assainissement formée de plusieurs modules. En référence aux figures et comme rappelé ci-dessus, l'invention concerne une 25 installation de traitement 1 d'effluent en vue de l'évacuation dudit effluent traité dans le sol. Ladite installation de traitement comporte une unité de filtration 3 équipée d'un lit filtrant 5. Dans l'exemple illustré aux figures, ladite installation de traitement 1 est 30 raccordée en aval d'une installation d'assainissement 2 d'effluents domestiques, individuels ou collectifs, ou d'une station d'épuration d'eaux usées urbaines ou industrielles. Il doit être noté que par "traitement" on entend, dans l'ensemble du texte, également l'épuration des eaux usées. Ladite installation d'assainissement 2 comprend un système de traitement primaire 21 qui est formé, dans l'exemple illustré aux figures, par un premier décanteur 21 de l'effluent à épurer. Ladite installation d'assainissement 2 comprend en outre un système de traitement secondaire formé d'un réacteur biologique 22 configuré pour recevoir l'effluent issu du premier décanteur 21. Le système de traitement secondaire comprend également un second décanteur 23 en aval du réacteur biologique 22. L'installation d'assainissement 2 peut être également constituée de modules distincts assurant les mêmes io fonctions ou être constituée d'une mini station d'épuration à boues activées. Ladite installation 2 peut être monobloc, comme illustré à la figure 1, ou formée de deux modules séparés comme illustré à la figure 4. L'installation de traitement 1 selon l'invention est alors utilisée pour réaliser un 15 traitement dit tertiaire de l'effluent traité par l'installation d'assainissement 2. Une conduite 11 raccorde l'installation d'assainissement 2 autonome à l'installation de filtration. La conduite 11 s'étend d'une première extrémité située au niveau du second décanteur 23 de l'installation d'assainissement 2 jusqu'à 20 une seconde extrémité opposée débouchant au-dessus de l'unité de filtration 3 en vue de filtrer l'effluent récupéré. L'installation de traitement 1 comprend un bassin 4 de réception de l'effluent filtré, ou filtrat, au moins partiellement enterré dans le sol S. Ledit bassin 4 délimite une zone tampon dans laquelle l'effluent filtré peut s'accumuler en 25 particulier lorsqu'une partie du sol est saturée ou lorsque le sol absorbe lentement l'effluent rejeté. Dans l'exemple illustré aux figures, la paroi périphérique du bassin est cylindrique de section circulaire, mais peut également être de section carrée ou rectangulaire. Par "bassin" on entend ici un réservoir présentant une paroi de fond bordée d'une paroi périphérique qui 30 s'étend sensiblement autour d'un axe vertical. La paroi périphérique 40 du bassin 4 présente, de préférence sur toute sa circonférence, des orifices traversants 41 pratiqués à différentes hauteurs de ladite paroi périphérique 40, de manière à permettre l'évacuation de l'effluent traité à différentes profondeurs du sol. Dans l'exemple illustré aux figures, les orifices traversants 41 sont ménagés dans la paroi périphérique 40 du bassin 4 de manière régulière autour de l'axe du bassin. Lesdits orifices sont ménagés de préférence sur une partie seulement de la hauteur du bassin, avantageusement la partie inférieure. En variante, la paroi périphérique de la cuve 40 peut comporter des orifices to ménagés uniquement à partir d'une certaine hauteur, si par exemple on veut éviter de capter l'eau d'une nappe permanente, située à proximité de la paroi périphérique, à une cote inférieure auxdits orifices. Dans l'exemple illustré aux figures, le bassin 4 s'étend autour de l'unité de 15 filtration 3 de telle sorte que ladite zone tampon est ménagée entre la face intérieure de la paroi périphérique 40 du bassin 4 et la face extérieure de la paroi périphérique 40 de l'unité de filtration 3. En particulier, le bassin 4 de récupération et l'unité de filtration 3 sont 20 dimensionnés de telle sorte que l'unité de filtration 3 puisse reposer au centre de la paroi de fond du bassin 4 en laissant libre entre la périphérie interne du bassin 4 et la périphérie externe de l'unité de filtration 3, un espace annulaire formant ladite zone tampon dans laquelle peut s'accumuler l'effluent traité en sortie de l'unité de filtration, avant de s'évacuer par les perforations de la paroi 25 périphérique du bassin. L'unité de filtration 3 est formée d'une cuve dont la paroi périphérique 30 est de préférence cylindrique de section circulaire (ou encore de section rectangulaire ou carrée), et qui loge ledit lit filtrant 5. Ledit lit filtrant 5 est un lit gravitaire et 30 l'unité de filtration 3 est configurée pour permettre l'évacuation de l'effluent filtré au moins en partie basse de ladite unité de filtration. A cet effet, la paroi périphérique 30 de la cuve présente sur une partie de sa hauteur des orifices traversants 31 pratiqués, de préférence sur toute la circonférence de la cuve, à différentes hauteurs de ladite cuve. Lesdits orifices traversants 31 sont pratiqués dans la paroi périphérique 30 de la cuve depuis la partie inférieure de la cuve, jusqu'à une partie seulement de la hauteur du lit filtrant 5. Le diamètre des orifices traversants 31 pratiqués dans la paroi périphérique 30 de la cuve est de préférence compris entre 10 et 40 mm. Le diamètre des orifices 41 traversants pratiqués à différentes hauteurs de ladite paroi io périphérique 40 est de préférence compris entre 40 et 60 mm. Préférentiellement, comme illustré à la figure 1, ledit lit filtrant 5 est pris en sandwich entre deux couches de graviers, respectivement supérieure 91 et inférieure 92. La couche de gravier supérieure 91 favorise la répartition de 15 l'effluent à travers le lit filtrant et la couche de gravier inférieure 92 favorise la répartition de l'effluent filtré lors de son évacuation par les orifices traversants 31. Le lit filtrant 5 est formé d'une enveloppe poreuse 52 remplie au moins 20 partiellement de matériaux 51 filtrants et/ou adsorbants, de manière à former une "cartouche" de filtration qui peut être aisément remplacée en cas de colmatage du lit filtrant (voir figure 2). On peut prévoir qu'au moins une partie du matériau utilisé pour former le lit 25 filtrant 5 soit apte à réagir physiquement et/ou chimiquement et/ou biologiquement avec l'effluent. Le matériau utilisé est adapté aux caractéristiques de l'effluent à traiter. En particulier, pour traiter un effluent dont la teneur en matière en suspension (MES) est supérieure à un seuil donné, on peut prévoir que le lit filtrant soit formé de sable. Dans le cas où l'effluent à 30 traiter présente une demande chimique en oxygène (DCO) supérieure à un seuil donné, du charbon actif peut être utilisé pour former le lit filtrant. Ledit matériau utilisé pour former le lit filtrant peut encore comprendre des agrégats tels que de la pouzzolane ou encore des broyats de type PUNR (Pneus Usagés 2945753 io Non Réutilisables). Le lit filtrant peut aussi être formé de plusieurs de ces matériaux, répartis en différentes couches ou mélangés de façon homogène. Avantageusement, au moins la partie de la paroi périphérique 40 du bassin 4 s qui présente des orifices traversants 41 est entourée d'une couche de graviers 93 à travers laquelle est destiné à percoler l'effluent traité évacué depuis la zone tampon du bassin 4, avant de s'infiltrer dans le sol. La couche de graviers 93 permet de favoriser la répartition de l'effluent dans le Io sol. Ladite couche de graviers qui s'étend autour de la paroi périphérique du bassin s'étend sur la hauteur de perforation de la paroi périphérique de manière à former une zone de transition d'évacuation de l'effluent avant qu'il ne s'infiltre dans le sol. La présence d'une telle enveloppe de graviers 93 évite également que les orifices traversants pratiqués dans la paroi périphérique du bassin ne 15 soient colmatés par la terre du sol. Comme illustré à la figure 1, le bassin 4 est en outre équipé d'une sortie de trop-plein communiquant avec une conduite d'évacuation 6, située au-dessus des orifices traversants 41 pratiqués dans la paroi périphérique 40 dudit bassin, 20 c'est-à-dire en partie supérieure du bassin. La conduite d'évacuation 6 s'étend le long d'une tranchée d'infiltration 94 sensiblement horizontale pratiquée dans le sol. Ladite conduite d'évacuation 6 est perforée sur au moins une partie de sa longueur pour répartir le trop-plein d'effluent récupéré, le long de ladite tranchée d'infiltration 94. 25 Il peut être également prévu de disposer une colonne de pompage 7 associée à un système de pompage pour permettre de prélever l'effluent traité accumulé après filtration dans la zone tampon. L'effluent traité récupéré via la colonne de pompage 7 peut être utilisé par exemple pour l'arrosage. On peut également 30 prévoir d'appliquer un traitement UV ou tout autre traitement antibactérien à l'effluent traité récupéré par pompage de manière à détruire les bactéries éventuellement encore présentes dans ledit effluent. Avantageusement, une colonne de prélèvement 8 s'étend sensiblement verticalement à travers le lit filtrant de l'unité de filtration de manière à pouvoir prélever des échantillons d'effluent à différentes hauteurs du lit filtrant. La colonne ou puits de prélèvement est formée par un tube creux perforé latéralement de manière à recueillir une partie de l'effluent filtré à différentes profondeurs du lit filtrant, afin de vérifier par exemple le degré de colmatage du lit filtrant. Avantageusement, la tête 11A de la conduite 11 de raccordement de l'installation d'assainissement 2 à l'installation de traitement 1, qui débouche en partie supérieure de l'unité de filtration 3 est démontable de manière à pouvoir retirer aisément la "cartouche" formant le lit filtrant 5. Comme illustré à la figure 1, le bassin enterré dans le sol comprend un couvercle 42 de type regard qui affleure à la surface du sol de manière à permettre un accès direct aisé à l'unité de filtration, en particulier pour pouvoir extraire si besoin la "cartouche" formant lit filtrant 5. L'installation de traitement 1 selon l'invention peut fonctionner sans apport d'énergie (hormis le pompage facultatif, par exemple pour l'arrosage) et est ainsi adaptée comme installation de traitement tertiaire d'unités d'assainissement individuelles dont elle constitue un complément avantageux. Le volume de la zone tampon est dimensionné en fonction de l'utilisation prévue de l'installation de traitement et peut correspondre par exemple à environ six jours de fonctionnement, pour une famille d'environ six personnes, de l'installation primaire et secondaire à laquelle l'installation de traitement selon la présente invention est raccordée. En variante, on pourrait également prévoir que l'installation de traitement 1 30 selon l'invention fonctionne de manière autonome sans prétraitement amont, en fonction de la qualité des effluents en entrée. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS1. Installation de traitement (1) d'effluent en vue de l'évacuation dudit effluent traité dans le sol, ladite installation comportant une unité de filtration (3) 5 équipée d'un lit filtrant (5), caractérisée en ce que ladite installation (1) comprend un bassin (4) de réception de l'effluent filtré, au moins partiellement enterré dans le sol, ledit bassin (4) délimitant une zone tampon dans laquelle l'effluent filtré peut s'accumuler, 10 et en ce qu'au moins une partie de la paroi périphérique (40) du bassin (4) présente des orifices traversants (41) pratiqués à différentes hauteurs de ladite paroi périphérique (40) du bassin, de manière à permettre l'évacuation de l'effluent traité à différentes profondeurs du sol. 15 2. Installation de traitement (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bassin s'étend autour de l'unité de filtration de telle sorte que ladite zone tampon est ménagée entre la face intérieure de la paroi périphérique (40) du bassin (4) et la face extérieure de la paroi périphérique (40) de l'unité de filtration (3). 20 3. Installation de traitement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit lit filtrant (5) est un lit gravitaire, l'unité de filtration (3) étant configurée pour permettre l'évacuation de l'effluent filtré au moins en partie basse de ladite unité de filtration, 25 et en que l'unité de filtration (3) repose sur la paroi de fond du bassin (4) de telle sorte que la zone tampon affecte une forme annulaire, de préférence circulaire. 4. Installation de traitement (1) selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisée en ce que l'unité de filtration (3) est formée d'un récipient, tel qu'une cuve, dont la paroi périphérique est de préférence cylindrique, qui loge ledit lit filtrant (5). 13 5. Installation de traitement (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que la paroi périphérique (30) du récipient de l'unité de filtration présente sur une partie de sa hauteur, des orifices traversants (31) pratiqués, de préférence sur toute la périphérie du récipient, à différentes hauteurs dudit récipient. 6. Installation de traitement (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits orifices traversants (31) sont pratiqués dans la paroi périphérique (30) du récipient de l'unité de filtration jusqu'à une partie seulement de la hauteur du lit filtrant (5). 7. Installation de traitement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le lit filtrant (5) est logé dans une enveloppe poreuse (52) remplie au moins partiellement de matériaux (51) filtrants et/ou adsorbants. 15 8. Installation de traitement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins la partie de la paroi périphérique (40) du bassin (4) qui présente des orifices traversants (41) est entourée d'une couche de graviers (93) à travers laquelle est destiné à percoler l'effluent traité évacué 20 depuis la zone tampon du bassin (4), avant de s'infiltrer dans le sol. 9. Installation de traitement (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bassin (4) est en outre équipé d'une sortie de trop-plein communiquant avec une conduite d'évacuation (6) s'étendant le long 25 d'une tranchée d'infiltration (94) sensiblement horizontale pratiquée dans le sol et étant perforée sur au moins une partie de sa longueur pour répartir le trop-plein d'effluent récupéré, le long de ladite tranchée d'infiltration (94). 10. Station de traitement comprenant une installation de finition de traitement 30 formée par une installation de traitement (1) conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite installation de finition de traitement est raccordée en aval d'une installation d'assainissement (2) d'effluents domestiques, individuels ou collectifs, ou d'une station d'épuration 10 15 d'eaux usées urbaines ou industrielles, ladite installation d'assainissement (2) ou station d'épuration comprenant de préférence : - un système de traitement primaire (21) configuré pour récupérer et décanter ledit effluent, - un système de traitement secondaire (22) configuré pour dégrader biologiquement l'effluent.