Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil PREAMBULE En général, les rejets des systèmes d'assainissement sur place (OSS) peuvent être une source de pollution pour l'environnement s'ils ne sont pas bien gérés. Ce travail illustre le potentiel de l'infiltration souterraine pour traiter les effluents secondaires d'un nouveau système de vermi-biofiltration sur site appelé Biofil Toilet Technology (BTT). En pratique, l'effluent de la BTT est évacué par infiltration souterraine. L'objectif de la recherche était de déterminer l'élimination possible des contaminants dans la première profondeur de 1,5 m de la colonne de sol. Pour atteindre cet objectif, des colonnes de sol à l'échelle du laboratoire ont été conçues et construites pour le traitement des eaux usées domestiques secondaires des BTT. Quatre colonnes de sol différentes, chacune avec 1,5 m de profondeur de sol (sol sableux-SS, sol loameux-LS, sol argileux-CS, et sol de latérite rouge-RLS) et une cinquième colonne avec un filtre à sable multicouche de 0,45 m ont été construites et caractérisées. Les colonnes ont été alimentées avec l'effluent du BTT et échantillonnées à des ports espacés de 0,3 m, 0,8 m et 1,5 m de profondeur. À l'aide des échantillons, des paramètres tels que la DCO, la DBO5, les MES, le T-N, le NO3-N, le NO2-N, le PO4-P et les microbes indicateurs pathogènes ont été contrôlés. Les colonnes RLS et SS ont efficacement éliminé la DCO, la DBO5 et les MES de l'effluent du BTT en dessous des valeurs indicatives de l'Agence de protection de l'environnement du Ghana (GH EPA). Jusqu'à 99 % de la DCO a été éliminée dans la colonne RLS. Une élimination des agents pathogènes de deux à cinq log a été enregistrée pour les colonnes de sol. Le RLS et le SS se sont avérés très efficaces pour l'élimination des contaminants, jusqu'à 80 % de tous les contaminants étant éliminés à une profondeur de 0,3 m le long des colonnes de sol. Le système d'infiltration souterraine peut donc constituer une technologie prometteuse pour le traitement des effluents de la BTT. L'étude recommande l'incorporation de systèmes d'infiltration au BTT, en particulier dans les zones où la nappe phréatique ou les sols argileux sont élevés. Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 1 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil INTRODUCTION Des filtres biologiques ou des systèmes d'infiltration correctement conçus ont la capacité de réduire de manière significative les concentrations de micro-organismes pathogènes dans les effluents et les paramètres physico-chimiques des eaux usées (Stevik, Aab, Auslanda, & Hanssen, 2004). Le traitement des eaux usées par le sol est devenu un concept crucial pour de nombreuses technologies d'assainissement. Dans ce concept, les eaux usées prétraitées sont autorisées à s'infiltrer dans la zone aérée du sol non saturé où elles sont purifiées par filtration, adsorption, processus chimiques et biodégradation (Nema, Ojha, Kumar et Khanna, 2001). Les technologies d'assainissement sur site (OSS) sont de plus en plus utilisées dans les petites villes, les banlieues et les zones rurales de nombreux pays en développement (Stevik et al., 2004). Au Ghana par exemple, environ 85% des habitants sont desservis par des installations OSS, avec une couverture de 7% seulement pour les réseaux d'égouts des villes d'Accra, Kumasi et Akosombo (Koné & Strauss, 2004). Bon nombre de ces installations OSS - les latrines à fosse - ne sont généralement pas dotées de barrières physiques, telles que des revêtements en béton ou en blocs, entre les excréments stockés et le sol (Van Ryneveld & Fourie, 1997), ce qui peut permettre aux contaminants des fosses de s'infiltrer dans les eaux souterraines. En outre, en raison de : (i) du problème aggravant de l'espace limité dans les zones urbaines ; (ii) de l'inaccessibilité des fosses septiques ; (iii) des déversements occasionnels de toilettes et du rejet aveugle de matières fécales ; (iv) de la longue distance de transport jusqu'aux installations d'élimination ; et (v) de l'escalade des coûts de transport et d'élimination, la menace sanitaire est susceptible d'augmenter et d'affecter la santé publique (Thrift, 2007). La technologie des toilettes Biofil (BTT) est une unité de traitement des eaux noires des ménages et se compose d'une boîte compacte en panneaux de béton mesurant 1,8 m x 0,6 m x 0,6 m (figure 1). Il est installé sous la surface à une profondeur maximale de 0,3 m en fonction du niveau de la nappe phréatique ou de la présence d'un lit de roche. La technologie utilise des processus aérobies pour la décomposition des matières fécales et d'autres composants organiques. Elle dispose d'un filtre en béton poreux (PCF) pour la séparation rapide solide-liquide des eaux noires. Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 2 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil Les solides restent dans la boîte sous forme de résidus et sont décomposés par l'action des digesteurs de déchets et leur interaction avec les microbes. L'effluent après la séparation solide-liquide dans le digesteur est rejeté dans le sol souterrain par un champ de drainage avec le fond du digesteur revêtu (rinçage complet) ou directement avec le fond du digesteur non revêtu (micro-rinçage). Le principal effluent rejeté après le BTT est l'infiltration souterraine (figure). Au-dessus du PCF se trouve du coco qui sert de matériau de charge pour créer un environnement favorable au digesteur principal des déchets (eudrilus euginae). Depuis l'émergence de cette technologie, il existe peu ou pas de littérature sur son mécanisme de traitement et son fonctionnement. I- FONCTIONNEMENT D’UN DIGESTEUR BIOFIL Il s'agit d'un filtre biologique composé d'un milieu de terre imprégné de micro-organismes et de bactéries Bio-zyme respectueux de l'environnement. La technologie Bio fil Digesteur imite la décomposition des sols des forêts et d’autres milieux naturels. Les organismes vivants (micro-organismes et macro-organismes tels que les vers de terre) dans un environnement clos traitent toute matière organique dégradable par le processus naturel de décomposition aérobie. Les eaux usées et les matières fécales pénètrent au sommet du Digesteur bio fil où se produit une séparation rapide des solides et du contenu liquide des déchets. Le Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 3 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil digesteur est essentiellement un filtre biologique composé d’un milieu de sol et de béton perméable. Les bactéries, d’autres organismes dégradent les matières fécales solides. Tous les liquides sont filtrés organiquement à partir du fond du digesteur et drainés dans le sol où la décomposition est plus poussée et finale. D’autres solides (papier hygiénique et tout matériel de nettoyage anal dégradable) sont décomposés et convertis en sol riche et sûr. Lorsque le Digesteur Bio fil est utilisé dans la situation des toilettes à chasse d’eau, l’eau riche en nutriments biologiquement traités est mise à disposition pour un aménagement paysager efficace et l’embellissement de l’environnement Le design est simple, reproductible et abordable. Il fonctionne selon des exigences d’entretien très faibles. Il convient à toutes les conditions du sol, y compris les sols argileux lourds, les lits de roche peu profonds ou exposés et les sols avec des nappes phréatiques élevées. Le digesteur peut être posé au-dessus du sol ou sous le sol en fonction du niveau des eaux souterraines de l’emplacement. Le digesteur fonctionne comme un filtre via: - Séparation rapide des solides et des liquides - Compostage aérobie des solides et - Bio-filtration des eaux usées Pour un effet d'assainissement maximal, le système de toilette Bio fil Micro flush est conçu pour intégrer le lavage des mains. Schéma de principe Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 4 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil II- LES DIFFERENTS MATERIAUX UTILISES C'est un filtre biologique composé d'un milieu de terre infusé avec des microorganismes et des bactéries Bio-zyme respectueux de l'environnement, un panier en plastique poreux, des fibres traitées, des écorces de noix de coco et du béton poreux, un filet de fibres et des bactéries et micro-organismes respectueux de l'environnement pour dégrader les déchets humains. III- LES PRINCIPAUX AVANTAGES DU SYSTEME BIOFIL Bonnes pratiques d’assainissement Bio fil Digesteur est complètement aérobie. Il nécessite un entretien minimum et n’a besoin d’aucune aération mécanique ou électrique de masse solide pour parvenir à la décomposition. Il n’y a pas besoin de contact humain avec les excréments. Aucune odeur ou boue n’est générée dans le système pour attirer les insectes qui propagent des germes. Les considérations de conception du système (digesteur en béton) rendent impossible pour les rongeurs de s’enfouir dans le Digesteur contrairement aux latrines et fosse sceptique conventionnelles. Aménagement minimal des terres Le digesteur de base est (600mm X 600mm X 1800mm) et donc la prise de terre est réduite au minimum Nombre d’utilisateurs Le digesteur typique (600mm X 600mm X 1800mm) peut accueillir 25 utilisateurs dans le réglage micro-flush et 10 utilisateurs lorsqu’il est utilisé comme une unité de chasse d’eau. Ce sont des utilisations typiques moyennes. Il est donc clair que le digesteur peut tolérer une utilisation plus lourde. Convivialité environnementale Étant donné que les tuyaux de digesteur et d’effluents sont toujours installés au-dessus de la nappe phréatique, la contamination de l’eau est complètement éliminée. Les déchets sont traités dans des conditions aérobies complètes, éliminant l’odeur et la pollution atmosphérique. Le système élimine la possibilité d’assainissement et de Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 5 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil nettoyage coûteux du site (comme dans le cas d’une défaillance des fosses septiques / VIP) Économies d’eau portatives L’eau bio filtrée du digesteur est idéale pour l’aménagement paysager dans le cas des toilettes à chasse d’eau Atténuation de l’impact sur la santé, Les dangers d'un assainissement dangereux comprennent des maladies comme le choléra, la dysenterie, la gale et les vers intestinaux, et la pollution de l'environnement. Les toilettes Bio fil sont bien ventilées, bien éclairées et répondent aux besoins spécifiques des groupes d'utilisateurs. L'abus des toilettes et la défécation en plein air sont souvent évités. L'intérieur carrelé facilite le nettoyage des toilettes. Le digesteur constitue une barrière complète contre les insectes vecteurs qui propagent les maladies. Atténuation de l’impact écologique Le système élimine la contamination de l’eau souterraine et de surface et de l’air. Il a le potentiel de réduire les émissions de gaz à effet de serre grâce à l’évitement des émissions de méthane directement dans l’atmosphère. Avantages environnementaux, sociaux et technologiques Le système est technique, économique, social et environnemental adapté à une utilisation dans toutes les situations, en particulier lorsque: L'approvisionnement en eau est un problème: Puits sur place ou cours d'eau sur la propriété où le danger de pollution de ces sources par le ruissellement des déchets et des effluents est réel La propriété est située dans une zone touchée par la sécheresse chronique La propriété a un approvisionnement limité en eau douce Le service est un problème: Pas d'égout, pas d'eau Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 6 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil Pas de service de transport septique La propriété est un problème: Conditions de sol défavorables (sites rocheux argileux / solides) Mauvais drainage, nappe phréatique élevée Situations d'utilisation faible ou saisonnière des installations sanitaires Zone surpeuplée / petit espace terrestre Conçu en Afrique pour l'Afrique, Bio fil s'appuie entièrement sur des fabricants locaux et des matériaux locaux. Il est excellent en termes de performances, abordable et reproductible. IV- DIGESTEUR BIOFIL POUR LES TOILETTES MODERNES Lorsque le digesteur Bio fil est utilisé dans les bureaux à domicile et autres propriétés commerciales pour le traitement des déchets septiques, il remplace totalement les fosses septiques traditionnelles. Il peut être installé au-dessus du sol ou enterré selon les conditions de l'eau souterraine. Toute la plomberie à l'intérieur du bâtiment reste inchangée. Pour les toilettes situées au rez-de-chaussée, nous recommandons que les cuvettes de WC à siphon en P soient utilisées dans les zones avec des nappes phréatiques élevées ou dans les zones où l'installation du digesteur Bio fil devra être au-dessus du sol. Fosse sceptique Digesteur Bio fil Pollution des eaux souterraines Aucune pollution Cout de réalisation et de Très faible vidange élevé Pas idéale pour les zones Convient à tous les boisées milieux Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 7 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil V- DIGESTEUR BIOFIL POUR LES TOILETTES AUTONOMES BIOFIL (toilettes sèches) 5.1- considérations de conception Le système de toilette autonome Bio fil se compose du digesteur et d'une super structure avec un siège robuste en microfibre, un lavabo et des intérieurs carrelés. La conception garantit des intérieurs bien éclairés avec de la lumière naturelle. Les unités sont préfabriquées et sont généralement installées dans les deux jours Les unités autonomes peuvent être utilisées comme unités de chasse d’eau et de micro flush. Trou accroupi VIP TCM 5 .2- Avantages relatifs VIP Vs. Digesteur Bio fil VIP BIOFIL Le système devient rapidement La décomposition se produit dans des anaérobie libérant le sulfure conditions aérobies. AUCUNE émission d’hydrogène avec ses problèmes de gaz odorant associés d’odeur La pollution des eaux souterraines se L'eau souterraine n'est pas affectée; L'eau produit. Ne convient pas aux zones est dirigée vers les sols supérieurs où les Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 8 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil rurales où l'approvisionnement en eau est activités microbiennes sont les plus obtenu presque exclusivement à partir de actives. Les nutriments sont éliminés par sources d'eau souterraine la décomposition des bactéries du sol Risque de déversement du contenu de la Digesteur conçu au-dessus du sol et ne fosse lors des inondations. contenant généralement pas plus d'une semaine de contenu non décomposé dans le digesteur Détails spéciaux requis pour contrôler les Pas nécessaire - pas de problème d'odeurs odeurs et les mouches dans une latrine ou d'insectes KVIP Ne convient pas à tous les types de sols - Convient à tous les types de sols esp. sols rocheux Les moustiques ont tendance à se Système largement sec et ne reproduisant reproduire dans les fosses pas les moustiques Les toilettes sentent mauvais lorsque l'eau Conçu pour la propreté. Une séparation se lave dans la fosse pendant les périodes rapide du liquide et des solides se produit de pluie ou lorsque l'eau propre se lave à tout moment dans la fosse. Toujours un problème dans les cultures où l'eau pour le nettoyage anal est la norme. La fosse se remplira éventuellement de Les boues doivent être traitées avant boues de vidange et devra être fermée d'être réutilisées ou éliminées. Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 9 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil pendant plus d'un an pour une décomposition complète des déchets avant que le contenu ne soit déterré pour être réutilisé. Deux fosses sont toujours prévues pour chaque siège pour permettre une utilisation continue Aucune accumulation de boues. Pas Les résidus solides peuvent être besoin de vider immédiatement utilisés comme fumier VI- INCONVENIENTS POTENTIELS ET MAINTENANCE Le digesteur Bio fil est un système aérobie et ne doit jamais être soumis à des inondations. Dans de nombreux cas, le digesteur doit être installé au-dessus du niveau du sol et toujours au-dessus du plus haut niveau de la nappe phréatique. Lorsqu'il est utilisé comme unité de rinçage, le blocage de la conduite d'effluent peut être un problème. Cela se manifestera généralement par des inondations ou une réduction du taux de vidange du digesteur. Le système est facilement restauré lorsque le blocage est corrigé. Lorsqu'il est utilisé comme système de micro flush, ce problème ne se pose pas. VII- LES DIFFERENTES ETAPES A SUIVRE POUR REALISER UNE FOSSE BIO DIGESTEUR 1- Analyse du terrain pour déterminer la profondeur à laquelle le digesteur doit être enterré 2- Construction du digesteur (en maçonnerie ou avec des dallettes préfabriquées) suivant la sortie des tuyaux des différents WC et du dispositif de filtrage et d’évacuation 3- Préparation du dispositif de traitement biologique de la matière fécale à l’intérieur du digesteur Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 10 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil 4- Fermeture du digesteur à l’aide d’une dallette préfabriquée avec des bouchons de visite et de réservations pour l’aération 5- Travaux de finition VIII- LES MATERIAUX UTILISES POUR LE DISPOSITIF DE TRAITEMENT BIOLOGIQUE DES TOILETTES BIOFIL 123456- Le gravier concassé La fibre traiteur ou filet La fibre des noix de cocos (ou du filasse) Du grillage Du charbon Le bio enzyme CONCLUSIONS Plus connu sous le nom des filtres biologiques et de composteurs, la technologie Biofil multi-facettes emploie des méthodes simples pour gérer à la fois les déchets liquides et solides. Le système des toilettes Biofil assure une séparation rapide des solides et des liquides, la décomposition aérobie des solides et la bio filtration des eaux usées. De manière significative, le système simple et compact sur le site de traitement des déchets organiques combine de façon unique les avantages du système de chasse d’eau et celles des toilettes à compostage. Ce qui empêche le contact humain avec les excréments et en même temps engendre des sous-produits à des fins agronomiques. Le système de la fosse septique traditionnelle est rempli d’eau et nécessite la vidange un certain nombre de fois et ça coûte cher. Mais ce système est capable de contourner ce problème. La finalité des travaux de l’inventeur est d’apporter une solution africaine à certains des défis environnementaux que connaît son continent Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 11 Commentaires et conception du WC bio digesteur bio fil QUELQUES PHOTOS DE MISE EN ŒUVRE DU BIO DIGESTEUR Document écrit par Gautier ZIGGAR. Formateur Génie civil au Lycée d’enseignement technique de Lomé Page 12
