TRAITEMENT PRÉALABLE POUR ÉLIMINER LES MATIÈRES EN SUSPENSION
L'expérience prouve qu'avant de soumettre Teau d'égout à un traitement quelconque (épandage ou épuration biologique), il est généralement plus économique de lui enlever, au moyen de grilles ou de cribles, la plus grande quantité possible de matières en suspension (débris de bois, chiffons, papiers, bouchons, etc.).
On doit en séparer aussi avec le plus grand soin les détritus minéraux tels que scories ou mâchefer, sables, déchets métalliques, et il faut prévoir à cet effet des bassins spéciaux dont la capacité sera tout juste sufQsante pour permettre le dépôt des corps lourds, mais non celui des matières organiques entraînées.
Bassins de sédimentation en eau stagnante. — Les expériences de Leeds et de Sheffield ont montré que, pour ce qui concerne le sewage (eau d'égout) de ces deux villes, la stagnation en repos complet pendant deux ou trois heures dans un bassin suffit à le débarrasser des substances solides en suspension et à produire un effluent convenablement décanté.
Mais aucune règle précise ne permet de déterminer sans essais préalables le temps de repos nécessaire pour obtenir partout le même résultat. Certains sewages très concentrés, tels que ceux qui renferment des résidus de brasserie ou de tannerie en forte proportion, exigent une sédimentation prolongée. Dans tous les cas, la séparation des matières en suspension, par cette méthode, impose l'obligation d'enlever les dépôts de chaque bassin après que ceux-ci ont été remplis deux fois.
Bassins de sédimentation en eau courante. — La méthode de sédimentation en eau courante consiste à faire traverser à Teaud'égout un ou plusieurs bassins successifs, dans lesquels
la nappe superficielle seule est en mouvement de translation continue du point d'entrée au point de sortie.
Elle nécessite des nettoyages fréquents (au moins un chaque semaine) ou des dispositifs d'évacuation automatique des boues, pour éviter la fermentation septique de celles-ci.
La durée totale du séjour de l'eau dans le ou les bassins peut varier suivant la composition du sewage, de 4 à 15 heures.
Les bassins de sédimentation, soit en eau stagnante, soit en eau courante, ont Finconvénient de produire de grandes quantités de boues, dont Tenlèvement et la manutention dégagent des odeurs très oflTensives. Les odeurs malsaines sont considérablement réduites par Temploi des septic tanks ou fosses septiques.
Fosses septiques (Septic Tanks). — Les phénomènes de dissolution des matières organiques en suspension dans le sewage sont connus depuis de loitgues années, mais il ne semble pas qu'on se soit préoccupé d'en tirer un parti pratique jusque vers 1897, époque à laquelle M. Cameron, ingénieur municipal A' Exeter, proposa à cette ville l'adoption du septic tank System,
On prétendait alors que le septic tank solutionnait la question des boues parce que toutes les matières organiques en suspension pouvaient y être solubilisées.
On prétendait également que les microbes pathogènes y étaient détruits.
On affirmait enfin que le sewage préalablement fermenté en septic tank était plus facile à purifier par oxydation que le sewage simplement décanté ou traité par les réactifs chimiques précipitants.
On sait aujourd'hui que la première de ces revendications en faveur des septic tanks n'est pas absolument exacte : en fait, toutes les matières organiques ne sont pas solubilisables, et la quantité de ces matières qu'un septic tank peut dissoudre varie suivant les caractères du sewage, suivant la dimension des bassins par rapport au volume traité, et suivant la fréquence des dragages qui y sont effectués.
Le pourcentage des matières organiques dissoutes pour un
séjour de 21 heures est de 58 pour 100 à Sheffieldj de 25 pour 100 à Exeter, de 30 pour 100 à Ilford. Le sewage de celte dernière localité est particulièrement concentré.
On sait également que la seconde revendication relative à la disparition des microbes pathogènes est encore moins justifiée : l'effluent des septic tanks est bactériologiquement au moins aussi impur que le sewage brut.
La troisième est également infirmée par les expériences officielles faites par la Commission à Dorking avec un sewage domestique de concentration moyenne et dans d'autres localités. Ces expériences prouvent que la fermentation septique ne favorise en aucune manière Tépuration subséquente sur lits bactériens.
Donc, aucun des avantages primitivement attribués aux septic tanks ne peut leur être reconnu. En revanche, il n'est pas douteux que la fermentation septique, comme procédé de traitement préliminaire du sewage, soit, dans certaines circonstances, efficace et ergonomique. Elle assure une décantalion presque parfaite et elle permçt d'éliminer par digestion 30 à 35 pour 100 des matières organiques en suspension dans le sewage brut.
Le fait que Teffluent d'un septic tank contient une quantité appréciable de matières en suspension, indique qu'un nettoyage ou un dragage partiel s'impose. Il est toujours plus recommandable de recourir aux dragages partiels assez fréquents, plutôt qu'à la vidange totale du bassin, afin de ne pas y interrompre la bonne marche des fermentations sepliques. Les dragages seront faits par temps secs et les boues extraites seront, soit évacuées dans des tranchées et recouvertes de terre, soit séchées à la surface du sol et brûlées.
La durée de séjour du sewage en fosse septique est subordonnée aux conditions suivantes :
La décantation ei la solubilisation des matières en suspension doivent être aussi complètes que possible.
Le mélange de la masse doit fournir un effluent de concentration moyenne à peu près constante.
11 est impossible de donner des règles générales à ce sujet, car les qualités que devra présenter le liquide sortant des septic tanks sont variables suivant les circonstances, princi-
paiement suivant la disposition des lits bactériens, suivant la nature et les dimensions des matériaux qui les constituent, etc.
On peut admettre toutefois, comme limite maxima de durée, 2i heures^ et comme limite minima, M heures. La dimension des septic tanks sera donc calculée de manière à retenir le Ilot moyen d'une période de 24 heures en temps sec. On se rappellera, d'autre part, que, plus le séjour du sewage en septic tank est prolongé au delà du délai optimum, plus les odeurs dégagées par Teffluent sont désagréables, et plus difficile est Tépuration subséquente.
La question de savoir si les septic tanks doivent être ouverts ou fermés est résolue de la manière suivante :
Lorsqu'il s'agit d'éviter les odeurs, il est préférable de les couvrir, mais la couverture est le plus généralement inutile et elle peut présenter des dangers par suite de l'accumulation et de l'explosion possibles des gaz.
11 peut quelquefois être avantageux d'interposer, à la sortie des septic tanks^ des bassins de décantation fine (tels que les Dortmund^ comme à Birmingham) pour retenir les matières fines non encore dissoutes, entraînées dans l'effluent. On évite ainsi le dépôt de ces matières à la surface des lits bactériens.
Dans certains cas, il sera recommandable d'ajouter à l'effluent des septic tanks, avant son admission sur les lits bactériens, une très petite quantité de chaux (28 à 33 milligrammes par litre). On pourra alors augmenter considérablemenl le débit des lits bactériens par mètre carré de surface et par jour, et Todeur désagréable de l'effluent septique se trouvera presque supprimée. Toutefois, la Commission n'a pas pu étudier l'influence de cette addition de chaux sur une échelle assez vaste pour formuler une opinion nette sur sa valeur.
A BlackburUy sur les indications du D*" fi. H. Pickhard, on ajoute à l'effluent du septic tank 14 milligrammes de chaux par litre pour faciliter sa nilrificalion.
Précipitation chimique. — Certains sewages qui contiennent des résidus industriels nécessitent un traitement chimi-
que préliminaire et, même lorsqu'il s'agit des eaux-vannes ménagères, il peut être indiqué dans quelques cas d'en séparer les matières solides au moyen de réactifs précipitants, au lieu de recourir à la fermentation septique.
Les réactifs auxquels on peut s'adresser sont :
La chaux;
La chavx et le sulfate ferreux;
La chaux et le réactif alumino-ferrique :
ValuminO'ferrique seul;
UaluminO'ferr'ique avec le sang^ le charbon et f argile {procédé ABC);
Le ferrozone ;
Le sulfate ferrique .
L'acide sulfurique.
Le réactif alumino-ferrique est le plus généralement recommandé lorsqu'il s'agit de traiter les eaux-vannes ménagères.
On peut, d'une manière générale, affirmer que, tant sous le rapport de l'économie que sous celui de l'efficacité, le sulfate ferrique permet d'obtenir les meilleurs résultats. Immédiatement après vient le sulfate ferreux employé avec la chaux, La chaïuc seule est à rejeter, car il en reste toujours trop en solution, sauf lorsqu'il s'agit d'un sewage acide.
Quels que soient les réactifs choisis, ceux-ci (sauf la chaux) seront employés en solutions et en quantités variables suivant les volumes d'eau d'égout à traiter. Toutefois, dans les petites stations d'épuration, comme ce réglage est très difficile, on trouvera plus commode et plus économique de faire traverser au sewage un panier ou un bassin contenant les réactifs à l'état de blocs solides. La chaux sera utilisée sous forme de lait de chaux, car, à l'état d'eau de chaux, elle nécessiterait un volume énorme de réactif à mélanger au sewage.
En moyenne, on doit admettre que le coût du traitement chimique s'élève à T'^OO pour 1000 mètres cubes de sewage.
Or, 1000 mètres cubes d'eaux- vannes ménagères produisent approximativement 546 kilogrammes de boues {pesées à l'état sec); et si nous envisageons un sewage qui contient 0,55 pour 1000 de matières en suspension (auxquelles il faut ajouter 0,05 pour 1000 provenant du réactif), en admettant qu'il reste dans l'effluent précipité et décanté 0,025 pour 1000
de matières en suspension, nous trouvons que le traitement chimique préliminaire séparera :
Tandis que le traitement par fermentation en «ép/ic tank du même sewage domestique élimine au moins par digestion 50 pour 100 des matières totales en suspension, et en admettant qu'il reste 0,10 pour 1000 de ces matières dans Teffluent, on trouve que la quantité moyenne de boues laissées dans le septic tank est de
soit 0,145 au lieu de 0,375 pour 1000.
Et comme les boues contiennent environ 90 pour 100 d'eau, on voit que la quantité de ces boues humides à extraire devient par 1000 mètres cubes :
Avec la décantation chimique 3844 kg.
Avec les seplic tanks 1454 kg.
On a constaté, d'autre part, que, pour enterrer en sillons 1000 tonnes de boues humides par an (à 90 pour 100 d eau), il faut pouvoir disposer de 4000 mètres carrés déterre de qualité moyenne. Les surfaces nécessaires pour une station d'épuration ayant à traiter 1000 mètres cubes de sewage par jour, seront donc respectivement :
Avec la décantation chimique 1401 kg. =5521 m^
Avec les septic tanks 530 kg. = 2112 m*.
Deux hommes seront indispensables pour effectuer, dans le premier cas, le travail des tranchées; tandis qu'un seul suffira dans le second.
Les calculs de la Commission ont permis d'établir comme suit le coût respectif du traitement préliminaire par 1000 mètres cubes, en additionnant tous les frais de réactifs chimiques, de manutention de boues, de curage des bassins et les charges diverses, telles que location de terres, amortissement des constructions de bassins, etc. :
Avec la décantation chimique 6027 fr.
Avec les septic tanks 3405 fr.
Avec la décantation continue simple (sans précipitation chimique ni sepa'c /an/e 3109 fr.
Et le coût lolal de chaque système de traitement (y compris les charges de location cl d'amortissement) est toujours pour 1000 mètres cubes par jour
Coût total Coût total
par an. par 1000 mètres cubes.
Pour la décantation chimique. . . 10.082 fr. 27 fr. 62
Pour les seplic tanks ouverts . . . 7.608 fr. 23 fr. 77
Pour la décantation continue simple (sans précipitation chimique ni septie tanks) 8.399 fr. 22 fr. 96
Les conclusions qui précèdent sont basées sur un très grand nombre d'expériences. On peut les considérer comme exactes.
Le choix du mode de traitement préliminaire à adoplerdans telle ou telle circonstance sera donc basé sur les conditions économiques locales et sur la nature des eaux d'égout. Lorsqu'il s'agira d'un sewage particulièrement concentré ou contenant des résidus industriels en abondance, on s'adressera à le précipitation chimique. Par contre, lorsqu'on aura affaire à un sewage de concentration moyenne ou faible, la fermentation en septic tank ou la simple sédimentation ron^/nw^ sera indiquée.
Dans tous les cas, il est essentiel de n admettre sur les lits bactériens d^ épuration qu un liquide ne contenant plus ou presque plus de matières en suspension et celles-ci doivent être d^autani plus soigneusement éliminées que le matériel employé à la construction des lits d'oxydation est plus fin.
