ABSORPTION

Albumine. Peplone. Ammoniaque.

Bioxyde de fer 30,2 59,4 r»,5

Bioxyde de cuivre 10,0 12,0 0,4

Bioxyde de nianfranèse. . . 92.1 89,5 7,i

En traitant les matériaux par l'acide sulfurique pour enlever l'oxyde de fer, la fixation devient beaucoup plus faible.

Pour démontrer l'influence des microbes, Dziet^goivsky a comparé la fixation sans chloroforme avec la fixation en présence de chloroforme. Il a trouvé que celle-ci était beaucoup plus énergique dans le premier cas que dans le second : par exemple, 50 pour 100 d'albumine fixée sans chloroforme et ri pour 100 avec cliloroforme. Ces 11 pour 100 se rapportent évidemmenlàune fixation physico-chimique en dehors de toute action microbienne, et la différence entre les deux fixations, 5() — 11=25 pour 100, ne peut provenir que du travail des microbes (*).

D'ailleurs, en plaçant dans les lits des solutions de peptone stérile, Dzin^zgoivsky a constaté que l'épuration est beaucoup moins intense qu'en présence de microbes et qu'elle s'arrête rapidement. En outre, en réalisant une expérience avec le sucre, (jui n'est pas fixé par les scories, il a vu que l'épuration est nulle en présence de chloroforme, tandis qu'elle atteint 75 pour 100 en l'absence de cet antiseptique.

(•) r)zii:ii/.(iowsKi, (iesundheils Iuffeniair, n" 1 eJ 2, 1ÎM)7.

(-} I/iiifluence de la flore microbienne sera montrée au chapitre suivant : le sulfate d'ammoniaque et l'urée, (|ui, sur les scories stériles, se fixent très peu, ont, au contraire, une grand*' affinité pour les scories peuplées de microbes.

iNOLVELLES CONNAISSANCES SUR L'ÉFUHATION BIOLOGIQUE. 59

Tous ces faits démontrent avec évidence raction de$ microbes et alleslent que la décomposition des matières organiques dans les lits bactériens s'effectue non seulement pendant les périodes d'aération, mais aussi pendant celles d'immersion, au moins pour les substances qui ne sont pas fixées par les scories.

Donc, dans Tépuration bactérienne par les lits de contact, on doit distinguer :

1** Des actions physiques : arrêt des matières en suspension, fixation de certaines matières on solution;

2** Des actions chimiques : formation de combinaisons avec les oxydes do for, de cuivre et de manganèse à la surface des lits et oxydation de certaines substances par voie chimique;

3*' Des actions biologiques, constituées par la fixation, l'absorption ot la désintégration des matières nutritives par les microbes qui peuplent les corps poreux dont les lits sont constitués.

Lorsqu'on se propose de créer une station d'épuration biologique, il est essentiel d'étudier au préalable comment pourront s'exercer ces diverses actions pAj/s/^ue^, chimiques elbioloffiques avec les matériaux dont on veut faire usage et avec l'eau d'égout qu'il s'agit d'épurer.

La nature et la dimension des matériaux qui servent à constituer les lits bactériens, la profondeur et la surface à donner à ces lits, varient nécessairement suivant les exigences de chaque localité.

En règle générale, on doit admettre que le coke d'usines à gaz représente le matériel de choix, en raison de son extrême porosité et de sa résistance à l'effritement. Malheureusement il est trop coûteux. En seconde ligne on choisira les scories ou mâchefers, puis en troisième ligne les briques concassées. S'il n'est pas possible de se procurer économiquement ces matériaux, on s'adressera aux laves, ou, comme pis aller, aux pierres calcaires. On écartera surtout délibérément les pierres dures, compactes, non poreuses, les caillbux roulés, les silex et les graviers siliceux, mais les ardoises pourront être employées dans certaines conditions précisées par Dibdin et sur lesquelles nous reviendrons plus loin.

La profondeur à donner aux lits de contact est de 1 mètre à

i m. 20 au maximum et leur surface sera calculée d'après cette profondeur, de telle sorte que la capacité utile pour l'eau représentant un peu plus du tiers de la capacité géométrique, chaque mètre cube de coke ou de scories ait à traiter au minimum 250 litres d eau d'égout par période de contact. Théoriquement, on devrait donc pouvoir épurer sur chaque lit de contact 750 litres d'eau par vingt-quatre heures, en trois périodes divisées ainsi qu'il suit :

1 heure de remplissage;

2 heures de plein (contact); 1 heure de vidange;

4 heures d'aération ;

(soit huit heures par période et trois périodes par vingt-qualro heures).

Mais, en fait, il faut tenir compte de ce qu'en marche industrielle les lits perdent à la longue une partie de leur capacité par suite du tassement des matériaux ou par la rétention d'une masse de liquide d'autant plus considérable que les matériaux sont plus Ihis.

D'autre part, les amenées d'eau à la slation d'épuration ne sont jamais régulières. A certaines heures du jour, et surtout de la nuit, les déversements des égouts sont presque insignifiants. Certains lits sont alors exposés à ne se remplir que très lentement ou qu'incomplètement et, s'ils sont desservis par des appareils automatiques, tels que les siphons d'Adams ou autres analogues, dont l'amorçage ne peut s'effectuer qu'au moment où le lit achève de se remplir, il arrive très souvent que les scories ou le coke restent noyés pendant un temps beaucoup trop long. Alors les microbes oxydants et nitrificateurs qui les peuplaient périssent, ou bien ils sont remplacés par une flore microbienne anaérobie dénitrifiante. II en résulte que les résultats d'épuration deviennent 1res défectueux ou même nuls.

Ce fait d'importancecapitaleaéchappé jusqu'ici à la plupart des ingénieurs ou des architectes qui ont construit des lits bactériens de contact. Presque toutes les petites installations qui ont été faites en Franceet en Algérie, au cours de ces dernières années, ont été ainsi établies sans tenir compte des lois

NOLVELLKS CONNAISSAiNCKS SLR LÉPUHATIOX BIOLOGIQUE. 01

biologiques qui devaient présider à leur fonctionnement, et aucun des appareils de remplissage ou de vidange automatiques actueflement préconisés par leurs inventeurs ne permet d observer ces lois avec la rigueur indispensable.

Tous exposent ceux qui les emploient à de cruels déboires. Pour qu'un appareil de ce genre puisse être utilisé, il faudrait qu'il assurât toujours la vidange totaledu lit après deux heures de contact, alors même quece lit n'aurait reçu qu'une quantité d'eau d'égout insuffisante pour le remplir. Il faudrait, en outre, que l'eau ne pût être déversée de nouveau sur le même lit qu'après quatre heures d'aération. Le réglage devrait donc s'effectuer d'après les temps et non d'après les volumes. Jusqu'à présent le problème n'a pas été résolu. C'est pourquoi les seuls lits de contact qui fonctionnent d'une manière satisfaisante sont ceux dont la commande est faite au moyen de vannes manœuvrées à la main.

Outre les dépenses exagérées de main-d'œuvre, rendues de ce chef inévitables, les lits de contact entraînent des frai s relativement élevés de premier établissement. Ils nécessitent, je l'ai déjà dit, la construction de bassins étanches et ceux-ci doivent être pourvus d'un système de drainage capable d'évacuer dans le délai maximum d'une heure toute l'eau admise à chaque période de contact.

Sur ce drainage, il faut encore disposer les scories ou le coke en couches successives de dimensions différentes : les matériaux du fond sont les plus volumineux et ceux de la surface les plus fins.

Or, lorsqu'on remplit le lit avec l'eau d'égout, une grande partie de celle-ci (un cinquième environ en volume) se précipite dans les drains et dans la couche sus-jacente de gros matériaux. Les matières organiques dissoutes qu'elle contient échappent ainsi aux actions physiques, chimiques et biologiques qui ne peuvent s'accomplir qu'à la surface ou dans les porcs des scories ou du coke. Il en résulte que le coefficient d'épurationfinalsetrouve toujours réduitauxquatrecinquièmes seulement de ce qu'il devrait être si toutes les molécules de matière organique pouvaient être fixées et oxydées.

Tous ces inconvénients ont forcément conduit les ingénieurs sanitaires et leurs collaborateurs les bactériologistes, à cher-

m KPLHATION DES EALX IVKCiOl T.

clier une méthode (répuration biologique irune application plus sûre et plus simple. Celte méthode existe aujourd'hui et il ne paraît guère possible de la rendre plus parfaite qu'elle ne Test déjà. Les hygiénistes anglais, qui Tout employée les premiers, lui ont donné le nom de perco/atiny syslem et nous rappelons : procédé d épuration par liLs bactériens percolateurs.

Ce procédé consiste à recevoir l'eau d'égout — toujours préalablement débarrassée de matières en suspension par fermentation en fosse septique ou par décantation convenable — dans des appareils distributeurs qui la répartissent en pluie ou en nappes minces, et par intermittences, à la surface d'un lit bactérien.

Le lit bactérien dont il est fait alors usage n'a plus besoin d'être encastré entre des murs de maçonnerie étanches. On peut lui donner la forme d'un simple tas de scories, de coke ou de pierres concassées, reposant sur une sole imperméable, de béton ou d'argile. Il n'est pas nécessaire non plus de classer les matériaux par ordre de grosseur. Il suffit de les débarrasser dépoussières par un bon lavage et de les disposer en talus sur 1 '",50 à 2'", 50 de hauteur. Leur dimension moyenne ne doit guère dépasser 5 à 2r) millimètres. On a tout avantage à les employer assez lins, pourvu que l'air circule facilement dans toute la masse.

Le seul point délicat du système consiste à assurer une distribution aussi égale et régulière que possible de l'eau à la surface du lit, à des intervalles assez rapprochés pour que le rendement soit maximum, et assez éloignés pour que les substances organiques fixées sur les matériaux aient le temps de s'oxyder.

On y parvient actuellement à l'aide de dispositifs variés, les uns très compliqués, très coûteux, et donnant des résultats d'épuration presque parfaits ; les autres plus économiques et plus simples, permettant d'obtenir néanmoins une épuration largement satisfaisante.

Parmi les premicMS, dont l'emploi n'est guère recommandable que pour les petites installations, se classent les tourniquets hydrauliques ou sprinklers, les disfi^ibuleurs rotatifs, les gouttières à renversement automatique.

Nous avons déjà vu qu'il existe un grand nombre de

NOL'VELLKS CONNAISSANCES SUU L'KPUHATION HIOLOGIOUE. 03

modèles de ces appareils mécaniques, tous plus ingénieux les uns que les autres.

Parmi les seconds, qui sont applicables aux installations urbaines importantes, et à Tépuration des eaux résiduaires d'industrie, où l'on cberche à donner simplement satisfaction aux règlements sur la pollution des rivières avec le minimum de dépenses de main-d'œuvre et d'entretien, il en est deux surtout qu'on peut considérer comme excellents :

L'un est constitué par les simples siphons de chasses automatiques, du type d'Adams^ de Geneste-Herschrr-Doulton ou de Parenty^ que nous avons longuement étudiés ailleurs et qui déversent par inlerjuittences, dans une série de caniveaux placés à la surface du lit, une quantité toujours égale de liquide. C'est ce système qui est appliqué à Lille, à la station expérimentale de la Madeleine : Tépuration qu'il fournit est très satisfaisante et il ne nécessite aucune dépense d'entretien ni de main-d'œuvre.

L'autre emploie, pour distribuer Teau également par intermittences, à la surface des lits, les dispositifs de becs pulvérisateurs verticaux j)lacés de distance en distance en quinconces. Ces becs restent à demeure sur des canalisations en fer ou en fonte qui reçoivent le liquide à épurer sous une pression d'environ 1"',50 à 2 mètres. Ce mode de répartition est, sans conteste, le plus parfait, mais on peut lui reprocher d'être assez coûteux et d'être gênant pour le voisinage, parce que les mauvaises odeurs que dégage l'eau d'égout pulvérisée se répandent au loin jusqu'à 4 ou 500 mètres, parfois davantage.

Quel que soit celui de ces divers systèmes au(]uel on donne la préférence, le mécanisme de l'épuration est idenlique dans tous les cas. Au lieu de rester en contact avec les matériaux du lit bactérien, Feau traverse le lit percolateur en s'égouttant lentement dans toute sa masse, et les périodes d'intermittence doivent être réglées de manière h permettre à l'air d'y pénétrer largement partout. Les phénomènes de fixation et d'oxydation de la matière organique dissoute, au lieu de se succéder, comme dans les lits de contact, s'y accomplissent presque simultanément, et on ne risque jamais de noyer les microbes en les privant trop longtemps d'oxygène, comme cela arrive dans les lits de contact dont l'immersion se pro-

6i EPURATION DES EALX D'EGOUT.

longe accidenlellement au delà du délai normal de deux heures.

Indépendamment de ces avantages très appréciables de sécurité et d'économie par suppression presque totale de surveillance et de main-d'œuvre, les liis percolateurs permettent d'épurer, par mètre carré de surface et par jour, un volume d'eau au moins double et souvent triple de celui qu'il est possible de traiter sur les lits à double contact. On parvient aisément à leur faire débiter, en marche industrielle, de 10 à 15 000 mètres cubes par hectare et par jour, soit un volume de liquide cent fois plus considérable que les meilleurs champs d'épandage agricole.

L'épuration n'y est pas aussi parfaite, surtout au point de vue de la réduction du nombre des germes microbiens, mais le liquide qui s'en écoule ne renferme ni ammoniaque, ni matières organiques putrescibles, ce qui est incontestablement suffisant dans la plupart des cas

On ne serait fondé à exiger davantage et à parachever l'épuration sur un filtre à sable par exemple, ou sur des champs de culture, que s'il s'agissait de déverser les eaux biologiquement épurées dans une rivière ou un (leuve, en amont d'une prise d'eau servant à l'alimentation d'une ville. Or, cette circonstance ne peut se présenter que très exceptionnellement.

Nous ne croyons d'ailleurs pas qu'il soit raisonnable d'imposer aux municipalités ou aux établissements industriels l'obligation de rendre aux rivières ou aux fleuves une eau plus pure que celle qu'on peut leur emprunter. Et si nous avions à rédiger un cahier des charges relatif à la création d'une station d'épuration urbaine, les seules conditions que nous y inscririons, en ce qui concerne l'eau épurée, seraient les suivantes :

1^ Que cette eau soit assez limpide pour permettre de lire à travers une éprouvette à fond de glace à faces parallèles les caractères d'imprimerie dits (< gaillarde » sous une épaisseur de 10 centimètres;

î'' Qu^elle soit inodore et imputrescible même après six jours de conservation à Vêtuve à 30*^ en flacon bouché à rémeri;

5° Quelle ne présente aucune toxicité pour les poissons;

NOUVELLES CONNAISSANCES SUR L'ÉPLUATION BlOLOGIOLK. 05

4** Enfin, cjuapj'ès son mêlanye avec Veau de la rivière ou du fleuve qui la reçoit, la teneur en yermes du cours d\'au ne soit pas sensiblement plus élevée à 5(M) mètres du point de déversement tfuen amont de celui-ci,

II nous paraît incontestable que, si les lois (jue l'on prépare actuellement sur la police sanitaire des cours d'eau posent ainsi nettement le problème à résoudre, les municipalités el les industriels trouveront, dans les procédés récents d'épuralion biologique par li's de contact ou par lits percolateurs, les moyens les plus simples, les plus pratiques et les plus économiques, de donner satisfaction à nos légitimes exigences d'hygiénistes et de citoyens intéressés à la sauvegarde de la saille publique.

Camietti:. — in.