PROCEDES MECANIQUES DE PURIFICATION DE L'EAU D’ALIMENTATION

Les procédés mécaniques de la purification de l’eau sont réalisés par la filtration. C’est en somme une application artificielle des moyens naturels contribuant à l’épuration des eaux de surface, toujours contaminées par les déchets de vie humaine et animale. Dans la nature, en effet, l’eau de toute provenance peut, dans certaines conditions, se purifier d'elle-même, en cheminant dans le sol, de la surface à la profondeur ou dans le sens horizontal sous terre. C’est l'exemple idéal de la filtration artificielle. On ne cher- - che même, lorsque l’on institue cette correction de leau qu'à imiter le procédé naturel en suppléant en outre, par quelques artifice, au défaut de temps et de long parcours réalisé le plus souvent dans la nature.

On se propose, par la filtration, de débarrasser l’eau de boisson:

1° Des corps tenus en suspension.

2° De la plus grande partie possible des substances dissoutes, notamment de celles qui, comme les matières organiques, peuvent être d’origine putride. Il va sans dire qu’à notre époque, les micro-organismes étant les plus suspects des éléments en suspension, ce sont eux surtout que les filtres s’efforcent d’arrêter. La destruction vis-à-vis du filtrage entre les bactéries pathogènes et les bactéries banales étant

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impossible à réaliser, les filtres doivent retenir tous les micro-organismes quels qu'ils soient et le meilleur filtre sera celui qui atteindra le résultat le plus exactement.

Au point de vue technique, plutôt que pour l'hygiène, il y a deux sortes de filtration. L’une est adaptée aux besoins de tout un vaste groupe et placée sur le trajet même ou à l’origine d’une distribution d’eau; on l’a justement nommée filtration centrale; l’autre ne sert qu’à de petites collectivités, à des familles, à des groupes mobiles, c’est la filration locale dont nous n’avons pas à tenir compte dans ce travail. ;

Il existe deux grandes variétés de filtres. Les uns sont à sable submergé, les autres à sable non submergé.

Avant d'étudier ces différents filtres, voyons quels sont les principes admis pour la purification de l'eau par la filtration au sable.

Principes admis pour la purification des eaux de surface. — D'après les prescriptions de K. GESUNDHEITSAMT de 1899 (Qualités de l’eau et moyens de correction. par le D' Im- BEAUX, page 463) :

1° Pour apprécier la qualité d’une eau de surface filtrée, il faut considérer les points suivants:

a) L'effet d’un filtre peut être regardé comme suffisant lorsque le nombre des germes ne dépasse pas la limite que l'expérience a montrée pouvoir être atteinte en bonne filtration par l’ouvrage considéré. En règle générale, une bonne eau filtrée ne doit pas avoir, en quittant !c filtre, plus de 100 germes par centimètre cube (Numération après 48 heures; à 20° et en s’aidant de la loupe), de plus, l’eau filtrée né contient plus de colibacilles.

b) L’eau filtrée doit être aussi claire que possible, et en ce qui regarde la couleur, le goût, la température et la com-

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position chimique, ne doit pas être inférieure à l’eau brute.

2° Pour contrôler constamment l'efficacité bactériologique du filtrage, il importe, partout où les moyens le permettent, d'analyser tous les jours, le produit de chaque bassin filtrant. Cet examen quotidien est surtout de première importance dans les conditions suivantes:

a) Après la construction d’un nouveau filtre et jusqu’à ce qu'il fonctionne regulierement;

b) Après chaque remplissage faisant suite à un nettoyage, et au moins pendant 2 jours ou davantage, jusqu’à ce que l’eau filtrée soit devenue de qualité suffisante;

c) Lorsque la pression est montée dans le filtre aux deux tiers et plus, de la hauteur maxima admise pour l’installation; ,

d) Lorsque la pression baisse brusquement;

e) En toutes autres circonstances exceptionnelles, notamment entemps de crue.

3° Pour permettre les recherches bactériologiques nécessaires, chaque bassin filtrant doit être construit de façon qu'on puisse, à tout instant, prélever un échantillon de l’eau qu'il fournit.

4° Pour assurer l’uniformité des recherches bactériologiques, il est conscillable de se servir de gélatine peptonifiée, à l'extrait de viande comme milieu nutritif.

5° Les personnes chargées des analyses bactériologiques doivent être expertes en la matière et appartenir à un laboratoire officiellement reconnu.

6° Quand le produit d’un filtre ne répond plus aux conditions hygiéniques requises, il doit être rejeté tant que de nouvelles analyses bactériologiques n’ont pas prouvé que la cause de trouble a été écartée. Si un filtre ne donne plus, pendant un certain temps, qu’un débit insuffisant, il doit être mis hors de service, jusqu’à découverte et correction de la cause perturbatrice.

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7° Pour pouvoir rejeter une eau insuffisamment filtrée et ne répondant plus aux conditions requises, chaque filtre doit être construit de manière à permettre d'isoler son produit de la canalisation d’eau pure et de l’évacuer.

8° Une bonne installation doit comporter une surface filtrante largement calculée et une réserve suffisänte, afin que la vitesse de filtration reste modérée et soit proportionnée aux conditions locales et à la qualité de l’eau brute.

9° Chaque filtre doit pouvoir se régler directement et on doit pouvoir contrôler la quantité et les caractères de son produit, ainsi que sa perte de charge: il doitê pouvoir être vidé seul, complètement.

10° La vitesse de filtration doit pouvoir être établie pour chaque filtre au taux qui résulte des conditions les plus favorables, elle doit être régulière et à l’abri de toute variation ou interruption brusque. Dans ce but, on doit avoir des réservoirs capables de parer aux variations horaires de la consommation pendant la journée.

Les filtres doivent être agencés de manière à ne pas être influencés dans leur travail, par les variations du niveau du réceptable des eaux filtrées.

12° La perte de charge due à la filtration ou l’accroissement de pression sur les filtres ne doit jamais devenir assez grande pour produire des ruptures de la couche supérieure filtrante (membrane) la limite à laquelle la surélévation de pression doit s'arrêter, doit être fixée dans chaque cas par l’étude bactériologique.

13° Chaque partie de la surface d’un filtre doit être également et absolument comme les autres.

14° Les parois d’un filtre doivent être étanches et l’on doit éviter que l’eau brute du dessus puisse se frayer un chemin quelconque pour gagner les drains d’eau filtrée. L'épaisseur de la couche de sable doit être assez grande

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pour ne jamais être réduite par le nettoyage au-dessous dé 0 m. 50 et on doit, autant que possible, rester au-dessus de cette limite et avoir O0 m. 40.

Ces principes généraux étant vus d’une façon rapidé, voyons l'étude des différents systèmes de filtres connus.

A) Fütre à sable submergé.

Le filtre à sable submergé est ainsi appelé parce qu’il est constitué par une surface filtrante au-dessus de laquelle se trouve constamment, à tout moment, une couche d’eau destinée à être filtrée.

Il en existe deux variétés, suivant que le filtre est lent ou rapide:

a) Filtre à sable submergé lent.

Les filtres à sable submergé lent ont été préconisés par SIMPSON (1829) pour l’eau de la Tamise. C’est le filtre anglais. L’eau, lorsqu’eile est trop souvent trouble, doit être dégrossie par l'intermédiaire d’une préfiltration préalable.

Les filtres de SIMPSON sont constitués par de grands bassins rectangulaires de 2.000 à 3.000 mètres cubes. Ils sont cimentés latéralement. A leur partie inférieure se trouvent des drains destinés à canaliser l’eau filtrée vers un réservoir. Au-dessus des drains se trouvent les éléments propres du filtre, représentés de bas en haut par de gros cailloux, de petits cailloux, du gravier, puis du sable fin. La couche supérieure avec laquelle l’eau est constamment en contact est représentée par du sable fin.

Ce sable ne doit pas être du sable quelconque; en particulier, il ne doit pas être calcaire. Il sera quartzeux ou diluvien.

L’épaisseur totale de l’ensemble des éléments du filtre est de 1 m. 20 à 2 m. 40. La hauteur totale du sable doit être de 0 m. 60 à 1 m. 20.

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Chaque bassin filtrant sera indépendant des autres pour faciliter le nettoyage.

Il faut que l’eau ne coule par le long des parois du filtre sans passer à travers ses éléments. Pour cela, des systèmes spéciaux sont installés, qui ne permettent pas aux drains de la partie inférieure de recevoir l’eau non filtrée, et les drains seront mis eux-mêmes à une certaine distance, 1 mètre, des parois latérales.

Avant de fonctionner, le filtre doit être rempli de bas en haut par de l’eau déjà filtrée et par la suite, la filtration elle-même se fera de haut en bas.

Le filtre lent doit donner 2 mètres cubes à 3 mètres cubes d’eau filtrée par 24 heures et par mètre carré de surface.

On doit rejeter les premières eaux, parce que le filtre n’est pas mûr. Pour qu’il mürisse, on attend un certain temps, et le filtre est mûr lorsqu’à la surface du sable il s’est formé une membrane dite bilogique. Cette membrane est constituée par une couche mince d’algues, de microbes, de zooglées, etc.

Cette formation de Ia membrane sera plus ou moins longue, et son rôle a été très discuté. On pensait autrefois, que les graviers ne servaient que de support à la membrane. En réalité, un filtre bien fait ne contenant que du sable fin, sans membrane biologique peut être un très bon filtre; il y a en effet, de la part du sable, des phénomènes d’adsorption qui font que les germes s’y accolent.

On a remarqué qu’après un certain temps de filtration, le débit du filtre diminue. C’est qu’à ce moment là la membrane s’est épaissie considérablement, il faut alors nettoyer le filtre.

Pour décroûter un filtre des ouvriers marchent sur des planches très larges et avec des râteaux ils enlèvent la couche superficielle. On est ainsi appelé à faire le décroûtage