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CONCEPTION D'UNE FOSSE BIO FIL

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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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 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
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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
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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.
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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
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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
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QUELQUES PHOTOS DE MISE EN ŒUVRE DU BIO DIGESTEUR
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