Performances épuratoires et risques


La qualité des effluents traités par filtres plantés de roseaux permet d’atteindre les normes fixées par l’arrêté du 22 juin 2007.On note que les performances épuratoires  de cette technique sont meilleures que sur la majorité des stations françaises conventionnelles.

Concentration eaux traités (mg/l)

DBO5

DCO

MES

NK

PT

Moyenne

12,8

52

12,8

77,3

4,4

Minimum

3,8

23

3,8

28,2

0,85

Maximum

58

180

58

97,2

10,8

Ecart type

10,6

32,4

10,6

0,2

2,6

IC 95%

[5,7-94,1]

[33,3-70,7]

[7,8-29,8]

[65,6-89]

[2,8-6,1]

Rendement épuratoire (%)

DBO5

DCO

MES

NK

PT

Moyenne

89,5%

82,9%

86,6%

77,3%

31,5%

Minimum

64,6%

50,9%

61,1%

28,2%

7,6%

Maximum

97,4%

92,5%

98,5%

97,3%

64,0%

Ecart type

0,08

0,11

0,10

0,20

0,17

IC 95 %

[84,8-94,1]

[76,8-89]

[80,8-89]

[65,6-89]

[20,7-42,4]

Source : agence de l’eau

La DBO5

Le rendement obtenu sur la flore bactérienne dépend des conditions d’aérobiose dans les bassins verticaux. Les rendements peuvent être supérieurs à 98% dans des conditions où l’oxygène dissous est non limitant et les températures favorables  (>8°C)

La matière en suspension

De très bon rendement ont été obtenus sur les matières en suspension (MES), il se situe entre 60 et 87 %  (fonction de la granulométrie du support minéral.)

Les différentes formes d’azotes

La nitrification est élevé dans les filtres verticaux 77% en moyenne mais est  plus limité dans les filtres horizontaux (inférieur à 7 %).Le processus de nitrification est fortement ralentie pour des températures inférieures à 8 °C .La dénitrification est quasi nulle dans les filtres verticaux et dépend des conditions d’anaérobiose et de temps de séjours dans les bassins horizontaux.

Le phosphore

L’élimination du phosphore par phyto-épuration est faible, en effet l’absorption par les plantes représente 10% maximum du P total et l’adsorption sur le support minéral est quasi nul en raison de l’emploi de minéraux siliceux. 30 % de phosphore ont été retiré en moyenne  après traitement par filtre plantés de macrophytes  dans les différentes recherches menées sur le sujets (en particulier par le  National Space Technology Lab ).

Les virus

L’efficacité  de suppression des virus dans les systèmes d’épurations sur lits de macrophytes a été testé à Santee, Californie. Un indicateur de la pollution virale (MS-2 bactériophages) a été utilisé. Les résultats démontrent que  98,3 pour cent  des virus ont été  supprimé. D’autres études ont été menés venant confirmer l’efficacité de ce type de technique sur les virus (en moyenne supérieur à 95 %)

Les éléments  traces métalliques

L'élimination ou plutôt la rétention  des ETM dans les stations de phyto-épuration est attribué à la précipitation et aux phénomènes d'adsorption. Les recherches menées sur le sujet montrent une efficacité moyenne pour le cuivre, le zinc, le cadmium et le sélénium, de respectivement, 99, 97, 99 et 60 %. La précipitation est renforcée par le  métabolisme particulier des cellules d'algues qui appauvrissent  les niveaux de CO2 dissous et augmentent le pH.

Les composés organiques de synthèse

Les eaux usées municipales contiennent  des concentrations variables de composés organiques de synthèse. La persistance de ces composés toxiques est très importante   et s’accumulent dans  la chaînes alimentaires en raison de leur liposolubilité. Un hydrocarbure peut être éliminé suivant différents mécanismes: biologiques, chimiques, photochimiques, et par des procédés physico-chimiques tels que  l'absorption et la sédimentation. L’adsorption des  hydrocarbures  par la matière organique  et les particules d'argile présente dans le système de traitement  est considéré comme le mécanisme physico-chimiques principal mis en jeu dans les système de phyto-épuration

La mesure des hydrocarbures éliminés par phyto-épuration est indiquée ds le tableau

 

 

                   Concentration (pg/L)

Paramètre

Eaux usées non traitées

FPR

Benzène

2

Non détecté

Toluène

6,3

Non détecté

Ethylbenzène

3,3

Non détecté

Chlorobenzène

1,1

Non détecté

Chloroforme

4,7

0,3

Chlorodibromométhane

5,7

Non détecté

1,1,1-Trichloroéthane

4,4

Non détecté

Tétrachloroéthylène

4,7

0,4

Phénol

6,2

1,2

Butylbenzyl phthalate

2,1

0,4

Naphthalane

0,7

0,1

1,4-Dichlorobenzène

1,1

Non détecté

Diéthyl phthalate

0,8

0,2

Isophorone

0,3

0,1

Source : Giger et Roberts (1999)

 

Conclusion

Les retours d’expériences sur le territoire concernant l’efficacité épuratoire des stations par filtres plantés de macrophytes sont encore peu nombreux.  Toutefois 3 points ont une incidence majeure sur l’efficacité épuratoire :

-Le temps de séjour

-Les conditions d’aérobiose/anaérobiose

-La température de l’eau des bassins

 

Les risques sanitaires inhérents aux systèmes

Les pathogènes

Les pathogènes  ne posent pas de problème de contamination dans les eaux souterraines et de contamination par transmission par aérosols. En effet les bassins sont imperméables grâce aux géo-membranes. S'appuyant sur plusieurs études sanitaires, le personnel en contact  avec  les microorganismes en aérosol provenant  des procédés  de phyto-épuration ne présentent  pas d’infection  ou maladies relatives à ces contacts.

Les Parasites

Des recherches ont été menées sur la transmission de parasites aux  animaux et à  l'homme par le biais d'épandage des eaux usées municipales. Une étude importante achevé à la station de phyto-épuration de Saint-Ange au Texas,  a indiqué que les parasites n'augmentent pas chez les bovins en contact avec la station  sur  la période d’étude. Ces résultats sont similaires à ceux rapportés plus tôt en Pologne et l'Australie.

Les bactéries

Le  botulisme aviaire (Clostridium botulinum) produit en condition anaérobie est un des principaux risques inhérents à ce système. Le contrôle de cet agent pathogène est effectué de façon naturelle lorsque les bassins horizontaux sont bien dimensionnés.

Les germes de contamination fécale peuvent être une source d’infection lors des opérations de maintenance par contacts direct. Il est donc nécessaire de respecter les règles d’hygiène (port de gants, combinaisons etc.)