ÉPURATION DES EAUX D^ALIMENTATION

des sources artificielles par l’emploi combiné de moyens mécaniques et de phénomènes biologiques.

Filtres à sable. — Le filtrage au sable qui constitue aujourd’hui un procédé vraiment pratique pour la filtration des eaux des grandes agglomérations est en usage à Londres, Berlin, Hambourg, communes de la banlieue parisienne, et même Paris lorsque l’eau de source fait défaut en été, Nantes, etc.

La constitution des filtres à sable est à peu près partout la même.

Ce sont d’immenses bassins profonds de 2“,50 dans lesquels on dispose généralement 0“,40 de gros cailloux à la base — au dessus 0“,50 de gravier et de sable grossier et l’on recouvre d’une couche de 0“,60 de sable fin, quartzeux et exempt de calcaire; de sorte que l’ensemble de la masse du filtre composée de couches de cailloux et de graviers de grosseur décroissante, en partant du bas, mesure en tout i“',50 d’épaisseur.

Pour mettre le filtre en train, on fait d’abord arriver de l’eau pure de bas en haut très lentement jusqu’à ce qu’elle dépasse un peu la couche de sable fin, puis on arête l’arrivée de bas en liant; et l’on fait ensuite arriver l’eau à filtrer par le haut, en ayant soin d’en régler l’arrivée de façon qu’il y ait toujours 1 mètre d’eau audessus du sable. On attend vingt-quatre à quarante-huit heures, puis on ouvre les robinets du bas et on laisse la filtration se faire assez lentement pour que l’eau mette environ six heures à traverser le filtre.

Pendant les premières heures et même les premiers jours, l’eau est plus trouble après avoir traversé le filtre à sable qu’avant l’opération. Elle devient ensuite plus claire, mais en général la pureté laisse à désirer

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pendant la première semaine et le filtre ne devient réellement utile qu’après qu’il s’est développé sur sa partie supérieure une membrane assez fragile, grouillante de vie, formée de débris divers, mais surtout de bactéries formant feutrage. C’est cette membrane à laquelle il ne faut pas toucher pendant la période utile qui constitue le véritable filtre et qui arrête les germes et le limon. Le sable n’est donc, en réalité, qu’un support et un régulateur de vitesse.

Quand la marche de la filtration se ralentit, on râcle la surface du filtre en enlevant le moins possible de sable sous-jacent visqueux et épurateur; car sans cela la filtration serait illusoire. Çn effet, le sable le plus pur filtre très mal, car il s’y établit toujours de petits canaux où l’eau et les germes circulent en toute liberté.

On admet qu’un filtre à sable en bon état de fonctionnement ne doit pas laisser passer plus de 100 germes par centimètre cube.

Pendant son fonctionnement, un filtre à sable passe donc par un premier état pendant lequel il donne beaucoup d’eau et beauboup de microbes ; dans un deuxième état, il donne assez d’eau et peu de microbes; enfin dans un troisième, il fournit très peu d’eauetpeut dévenir dangereux si l’on tente d’augmenter le débit en forçant la pression qui peut alors crever la membrane filtrante.

L’intervalle entre les deux nettoyages est d’autant plus court que l’eau est plus sale et plus impure, et elle varie entre seize jours (Berlin) et quarante-huit jours (Zurich)* On doit en compter huit en plus pour arriver à la période utile.

Le rendement des filtres à sable varie de 2 à 6 mètres cubes d’eau en vingt-quatre heures par mètre carré de

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surface filtrante, suivant que l’eau est plus ou moins trouble avant de pénétrer dans lesfdtres.

A tous les points de vue, il y a donc intérêt à livrer aux filtres à sable de l’eau préalablement décantée ou dégrossie par un procédé quelconque.

On a également remarqué que les filtres couverts nécessitaient des nettoyages moins fréquents dans la proportion de 7 contre 9.

Dans la filtration par le sable, on doit donc s’efforcer : 1" de bien régler la vitesse de filtration; 2» de lutter contre le colmatage, tout en conservant le lit filtrant, et enfin d augmenter le coefficient d’épuration.

Malheureusement, on demande trop souvent aux filtres artificiels de débiter rapidement de grandes quantités d’eau sur des surfaces réduites ; ce qui est juste le contraire de la filtration naturelle qui opère lentement par petites quantités et par grandes masses; et on arrive ainsi à livrer à la consomma tion de l’eau clarifiée, mais non épurée.

Le Comité consultatif d’Hygiène de France admet le filtrage par le sable conduit et surveillé scientifiquement. Il va meme jusqu à 1 imposer à certaines sources douteuses captées dans les conditions antihygiéniques que nous avons longuement développées.

Filtres mécaniques à grands débits du système H. Desrumaux. Nous avons vu, a propos de la description des filtres à sable, que la masse plus ou moins compacte de la matière filtrante ne joue toujours que le rôle passif de simple support, le filtre actif véritable étant constitué par le feutrage superficiel qui se forme à la surface de la couche filtrante.

Partant de cette observation que la matière inerte sous-jacente du filtre — en l’espèce, le sable — n’exerce par elle-même aucune action au point de vue de la purification bactériologique, elle est remplacée avantageusement dans les filtres mécaniques par du silex de carrière^ concassé en petits fragments anguleux, de grosseur voulue, dont la masse, incomparablement plus perméable que le sable, se prête merveilleusement, par surcroît, en raison de sa texture même, à la formation de la pellicule organique clarifiante et stérilisante.

Lorsque les eaux à purifier sont chargées, comme c’est le cas le plus général, de matières organiques en dissolution et en suspension, ou quand elles sont contaminées par des éléments épidémiques, on leur fait subir un léger traitement préalable qui complète très efficacement l’action biologique par la coagulation des matières organiques et le collage des germes nuisibles.

Le coagulant employé, dans ue cas, est le sulfate d'alumine à la dose de 20 à 30 grammes par mètre cube. Ce sel, en présence du carbonate de chaux qui se trouve dans toutes les eaux naturelles, se décompose en formant une très faible quantité de sulfate de chaux soluble qui s’ajoute à celui que l’eau en général contient déjà, et met en liberté, l’alumine qui se combine avec les matières organiques pour produire un précipité insoluble, floconneux, qui englobe les particules solides en même temps que la presque totalité des micro-organismes. En somme, le sulfate d’alumine, sel inoffensif par lui-même, se trouve par surcroît entièrement éliminé, de sorte qu’il ne laisse après lui, à la suite de son action, aucun élément nouveau susceptible d’altérer ou modifier le goût de l’eau.

Quant à l’efficacité du traitement, en ce qui concerne

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la purification bactériologique, elle a été démontrée par un grand nombre d’expériences et surtout par les remarquables travaux faits, en 1896 et 1897, par M. Fuller à Louisville (Kentucky, Etats-Unis], à la suite desquels un grand nombre de villes d’Amérique ont adopté ce procédé de traitement pour la correction des eaux de lacs ou de rivières distribuées à leurs habitants.

Il résulte des observations publiées que la réduction des bactéries peut atteindre jusqu’à 99 0/0.

Comparé aux autres modes de stérilisation : par Xozone^ les protoxydes^ le fer métallique^ les compose's oxygénés du chlore, etc. — le procédé par coagulation est tout à la fois : économique, simple et sûr. De plus, il se règle à volonté, exige peu de surveillance et ne réclame, pour toute main-d’œuvre, que celle nécessaire au chargement journalier du produit coagulant dans les réservoirs prévus à cet effet et disposés pour le distribuer automatiquement, en proportion voulue, dans la masse de l’eau envoyée à la batterie de filtres.

Mais la coagulation préalable ne limite pas son action à parfaire simultanément la stérilisation et la clarification ; elle a encore pour effet, et comme grand avantage d’accélérer la vitesse de la filtration et d’augmenter par suite le rendement pratique des filtres dans une proportion presque invraisemblable.

Alors que les filtres à sable n’ont généralement qu’une vitesse de filtration maximum de 10 centimètres cubes par heure, ce qui correspond approximativement à un débit de 2 mètres cubes 1/2 par vingt-quatre heures et par mètre carré de surface filtrante, les filtres à grand débit du système Desrumaux, débitent aisément 50 fois plus, soit journellement 125 mètres cubes par mètre carré de surface filtrante.

11 est vrai qu’un pareil rendement nécessite des dispositions spéciales en prévision du nettoyage rapide des filtres, afin de leur assurer un fonctionnement régulier.

Ce nettoyage s’opère par un renversement de courant d’eau à travers la matière filtrante, combiné avec un Jabourage mécanique de la surface du silex, d’où le nom de « filtres mécaniques » sous lequel les « filtres à grands débits » sont plus communément désignés.

Pour éviter la contamination de la matière fdtrante, M. Desrumaux emploie comme eau de nettoyage, de Veau filtrée^ dont il provoque le retour en sens inverse dans les filtres au moyen d’une disposition dispensant de pompes et de réservoirs supérieurs et permettant de laver les couches de silex aussi souvent et aussi longtemps qu’il convient, sans jamais risquer de les souiller.

Ozone. — La stérilisation en grand des eaux par l’ozone n’est pas encore résolue pratiquement. Tous les microbes seraient tués à l’état végétatif et à l’état de spores, et la matière organique serait brûlée. Les expériences de Lille gagneraient à être répétées sur des eaux moins pures. D’après quelques essais que j’ai effectués sur ce mode de stérilisation, j’ai bien constaté une absence de culture dans les ensemencements effectués avec l’eau au sortir des appareils; mais la même eau recueillie dans des flacons stérilisés, laissée pendant quatre jours à la température du laboratoire, n’était plus du tout stérile. Il y avait donc eu simplement paralysie momentanée, mais non destruction absolue.

En poussant plus loin l’ozonisation, on arriverait sans doute à des résultats plus satisfaisants; mais, en attendant, il y a lieu de montrer une certaine réserve.

L’ozone est en outre d’un prix beaucoup trop élevé; et

ÉPURATION DES EAUX d’a LIMENTATION 329

on ne peut agir que sur de Teau préalablement clarifiée par un procédé quelconque.

Epuration domestique. — Pour les moyennes et petites épurations, on emploie quelquefois la chaleur, et le plus souvent la filtration par les bougies de porcelaine dégourdie et porcelaine d’amiante (Maillé).

a) Par chaleur. — L’ébullition de l’eau donne des résultats certains au point de vue de la destruction des microbes pathogènes; mais l’eau ainsi obtenue est souvent trouble, plus ou moins désagréable au goût par perte d’oxygène et d’acide carbonique ; et enfin elle demande un certain temps pour se refroidir, et l’homme n’attend pas pour boire.

Par l’emploi d’appareils sous pression (stérilisateurs Vaillard-Desmaroux), on est arrivé à supprimer une partie de ces inconvénients, et à livrer assez rapidement une eau ayant conservé son goût d’origine. Ces appareils efficaces, robustes et de petit volume, sont surtout indiqués pour casernes, hôpitaux, lycées, postes coloniaux, et en général pour toutes les agglomérations de faible importance.

L’appareil qui donnera satisfaction aux hygiénistes et au public, sera celui qui, d’une façon absolument pratique, stérilisera l’eau rapidement par la chaleur, la rafraîchira ensuite également rapidement, et enfin la filtrera pour lui donner une belle limpidité et une aération convenable ; et tout cela dans des conditions économiques acceptables.

En attendant, dans les ménages, on peut continuer à faire bouillir l’eau dans des casseroles bien étamées, et à la laisser refroidir au contact de l’air, en la fouettant un peu pour lui permettre de dissoudre une partie des gaz

atmosphériques que la chaleur lui a fait perdre, ce qui la rendra moins lourde et indigeste.

11 n’y a pas à se préoccuper des dépôts de carbonates terreux que l’ébullition détermine dans certaines eaux; car la richesse en sels d’une eau bouillie, est toujours suffisante pour l’alimentation.

b) Par bougies filtrantes, — Ce mode d’épuration domestique est actuellement très répandu. Il donne toujours de l’eau sensiblement améliorée quand les appareils sont bien surveillés. On en fait en porcelaine dégourdie, terre d’infusoires et amiante. Tous ces filtres sont efficaces, et on doit donner la préférence aux plus faciles à nettoyer.

Il faut toujours rejeter les bougies qui présentent des fêlures. On s’en assure en les plongeant dans une éprouvette remplie d’eau, et en soufflant par l’ouverture.

On doit également surveiller les joints en caoutchouc, et surtout désinfecter les bougies au moins une fois par semaine, en les faisant bouillir pendant un quart d’heure dans l’eau.

On peut aussi les nettoyer à la brosse pour enlever les boues glaireuses, les traiter ensuite par une eau chaude, à 1 pour 1.000 de permanganate de potasse, ou de bisulfite de soude ou d’aldéhyde formique; mais, en temps normal, l’eau bouillante suffit.

A la pression ordinaire, une bougie débite environ 10 litres par vingt-quatre heures. En augmentant la pression, on augmente le débit; mais les filtrations rapides sont moins sûres.

La théorie de l’épuration des eaux par les bougies de porcelaine, est la même que celle par le sable,; car il est évident que l’étroitesse des pores des bougies est bien insuffisante pour empêcher les microbes de passer.

ÉPURATION DES EAUX d’aLIMENTATION 331

Les premiers sont d’abord retenus par adhésion contractée avec les parois, et il se forme bientôt âla surface de la bougie et dans tous les canaux , une pellicule analogue à la membrane filtrante des filtres à sable.

Ici encore il est donc logique de rejeter la première eau filtrée.

L’usage des filtres domestiques est beaucoup plus répandu à l’étranger que chez nous. En Angleterre on trouve la plupart de nos filtres; et comme ils sont bien entretenus, ils y donnent de bons résultats.

Stérilisation par procédés chimiques. — La stérilisation des eaux d’alimentation par procédés chimiques, est en général assez mal accueillie ; cependant, les procédés proposés jusqu’ici sont très nombreux, et souvent efficaces; mais ils sont toujours un peu suspects, parce qu’ils peuvent introduire dans l’eau des sels étrangers à sa constitution chimique.

Les procédés Anderson et Howatson sont quelquefois employés pour l’épuration en grand.

Dans le premier on trouve un épurateur rotatif chargé de boulets ou de rognures de fer dans lequel passe l’eau en se chargeant de sels ferreux. On la conduit ensuite dans des bassins filtrants où le fer s’oxyde et se précipite en collant l’eau dont on termine l’épuration en la filtrant sur sable et gravier.

Dans le procédé Howatson, l’eau est filtrée sur l’oxyde de fer magnétique et le silex.

Le peroxyde de obtenu par l’action de l’acide sul-

furique sur le chlorate de potasse, donne de l’eau stérile avec la dose de peroxyde de chlore produite par 2 grammes de chlorate de potasse pour 1 mètre cube d’eau.

Les permanganates stérilisent bien l’eau; mais ils la

rendent alcaline et en absorbent l’acide carbonique libre. Si on en a ajouté un excès, on peut l’enlever facilement par la braise de boulanger.

Le permanganate de chaux est préférable à celui de potasse ; car il est plus oxydant et n’introduit pas dans 1 eau un sel étranger à sa constitution. 11 est inutile de dépasser la dose de 20 milligrammes par litres.

h'alun est très employé en Chine, Cochinchine et Tonkin pour clarifier l’eau des fleuves. L’opération consiste à y ajouter de 0»‘‘,20 à 0^^50 de ce produit par litre et à agiter vigoureusement à l’aide d’un bambou jusqu’à formation d’un précipité gélatineux qui en gagnant le fond forme une sorte de collage constitué par des matières terreuses, des débris divers et même une partie des germes contenus dans l’eau.

Au Tonkin, j’ai remarqué que les eaux alunées, bouillies et filtrées s’altéraient très vite et qu’il fallait les renouveler chaque jour.

Dans ces régions, l’ébullition de l’eau avec une petite quantité de thé donne toujours les meilleurs résultats, et on ne manque jamais d’y recourir en temps d’épidémie. L’ébullition tue tous les microbes pathogènes qui, pour la plupart, n’ont pas d’endospores ; et le thé par son tannin et son huile essentielle, agit sur les toxines et diastases diverses dissoutes dans l’eau en modifiant leur nature et en atténuant leurs propriétés nuisibles.

Déplus, en stimulant les fonctions digestives, le thé favorise la défense de l’organisme.

Dans tous les cas le résultat est indéniable, et devrait être plus employé en France pour enrayer la marche des épidémies d’origine hydrique.