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Géotube - Filtration

27 Janvier 2020

Organisation ayant mis en oeuvre l'étude de cas

Solidarités International

Localisation

Rakhine
Myanmar (Birmanie)

Principaux objectifs du traitement

Diminution des DBO et DCO
Diminution des pathogènes
Séparation des solides/ liquides
Diminution des Matière en suspension (MES) et matières dissoutes totales (MTD

Coûts d'exploitation par débit réel d'entrée

12 USD/m³

Emprise au sol

0.12m²/personne

Technologies employées

Réacteur anaérobie compartimenté ; Réacteur anaérobie à chicanes (RAC)
Filtre anaérobie
Filtres plantés
Incinération
Infiltration

Débit nominal entrant

35m³/jour

Origine des boues

Latrines à chasse d'eau
Latrines à fosses avec infiltration dans les eaux souterraines
Toilettes publiques

Produits sortants

Effluents
Boues

Contraintes locales

Nappe d'eau affleurante

Niveau de compétences

Spécialiste de la gestion des boues pour la conception
Spécialiste de la gestion des boues pour l'exploitation et la maintenance
Localisation

Rakhine
Myanmar (Birmanie)

Principaux objectifs du traitement
Diminution des DBO et DCO
Diminution des pathogènes
Séparation des solides/ liquides
Diminution des Matière en suspension (MES) et matières dissoutes totales (MTD
Technologies employées
Réacteur anaérobie compartimenté ; Réacteur anaérobie à chicanes (RAC)
Filtre anaérobie
Filtres plantés
Incinération
Infiltration
Origine des boues
Latrines à chasse d'eau
Latrines à fosses avec infiltration dans les eaux souterraines
Toilettes publiques
Produits sortants
Effluents
Boues
Coûts d'exploitation par débit réel d'entrée
12.16 USD/m³
Emprise au sol
0.12m²/personne
Débit nominal entrant
35.00m³/jour
Contraintes locales
Nappe d'eau affleurante
Niveau de compétences
Spécialiste de la gestion des boues pour la conception
Spécialiste de la gestion des boues pour l'exploitation et la maintenance

Information générale

La méthode de stabilisation à la chaux est un processus dans lequel de la chaux hydratée (également connue sous le nom d'hydroxyde de calcium) est ajoutée et mélangée manuellement dans les fosses à l'aide d'une simple pompe mélangeuse.
L'ajout de chaux hydratée élève le pH qui tue les agents pathogènes (micro-organisme causant des maladies) et stabilise les eaux usées, réduisant les odeurs et permettant un traitement ultérieur.
Cela permet aux solides de se déposer au fond de la fosse, l'eau peut alors être séparée et s’écouler en surface. En outre, les solides restants peuvent être séchés et servir comme couverts dans les décharges ou encore être décomposés pour être utilisés plus tard comme engrais.

Cette station repose sur un traitement alliant de la chaux hydratée, des tubes géotextiles (appelés géotubes) et de la filtration.
Dans un premier temps, les boues de vidange sont pompées hors des latrines à fosses à l'aide de pompes à boues mécaniques. Les boues sont vidées dans des barriques avec un mélange de chaux (hydroxyde de calcium : mélange de Ca et OH).
Les boues stabilisées sont ensuite versées depuis les barriques sur un tamis à mailles pour éliminer les déchets solides avant d’être acheminées dans le Géotube.
Un Géotube est constitué d'une membrane perméable qui permet la déshydratation des boues.

Description du contexte d'urgence

La station est localisée sur la zone vallonnée de Unichiprang qui accueille actuellement environ 21 300 réfugiés Rohingyas (selon les données du Situation Report de l’ISCG du 11 mars 2018).
Les réfugiés continuent à affluer en traversant la frontière avec le Bangladesh. En février 2018, on dénombrait 3 236 nouveaux arrivants ce qui porte le nombre à plus de 5 000 réfugiés arrivés en ce début 2018. La population réfugiée est à majorité musulmane.

Description du processus de traitement

Non précisé

Évaluation et conception (faisabilité)

Les latrines mises à la disposition des réfugiés sont latrines à fosses simples. Les fosses sont vidées environ toutes les 4 à 8 semaines en fonction du nombre d'utilisateurs.
Sur le terrain vallonné de Cox’s Bazaar, le transport des boues est difficile et prend du temps. Des opérateurs procèdent à la vidange des fosses à l'aide d'une pompe Oxfam (pompe à boues à membrane Atalanta Pelican 351 avec moteur diesel Lombardini 15LD225) d'une capacité d'environ 10 min pour une fosse de 500 L.
Les boues sont transportées dans un fût de 50 L attaché à un poteau et transportées conjointement par deux vidangeurs (transport manuel, voir photos ci-dessous). Le traitement à la chaux est réalisé dans des fûts de 50 L. Préalablement à la collecte et au transport des boues de vidange, 15 g / l de chaux (CaOH2, 2 kg par fût) sont ajoutés aux fût vides.

Les boues fécales des latrines à fosse sont éliminées de différentes manières : manuelle à l'aide de seaux, pompée manuellement à l'aide d'une pompe submersible et pompage avec des pompes Oxfam dédiées aux déchets / boues, ce qui facilite le mélange de la chaux et des boues fécales. La vidange avec des sceaux est utilisée là où il est difficile d’accéder avec la lourde pompe Oxfam. La chaux crée un environnement hautement alcalin, ce qui entraîne l'inactivation des agents pathogènes et stabilise les boues (si l'environnement alcalin de pH> 12 est maintenu pendant au moins 1 heure).
Les boues sont versées depuis les fûts vers un tamis (pour éliminer tout déchet solide) puis dans le Géotube. Le temps pendant lequel le lixiviat filtre dans la partie sableuse de l'unité de filtration doit encore être déterminé.
Les unités de filtration primaires sont constituées de trois couches de média filtrant. La couche inférieure est de 17 cm de gravier grossier d’un pouce, la deuxième couche est de 14 cm de gravier de taille moyenne ½ pouce, recouverte d’une couche de 20 cm de sable de 2,5 FM approprié pour la filtration.
Après cette phase de filtration, le liquide s'écoule à travers un tuyau de 6 pouces installé sous le média de filtration et s'écoule par gravité vers une unité de filtration secondaire composée d'une couche de 20 cm de gravier de taille moyenne ½ pouce.
A l’issue de cette phase de traitement seconde, l’effluent est rejeté dans l’environnement. Le Géotube et l'unité de filtration primaire sont protégés par un toit pour empêcher l'eau de pluie de pénétrer dans le système.
La partie solide des boues fécales est retenue dans le Géotube puis est vidangée après un temps à déterminer. Les Géotubes sont à usage unique et doivent être remplacé après avoir été vidé.
Pour le stockage, deux options sont prévues dépendamment des caractéristiques finales des boues. Le premier est l'élimination directe des boues séchées restantes sur un terrain situé à proximité et le second est l'incinération des boues séchées avec un équipement de base. Le système a été développé et conçu par le conseiller technique en assainissement de Solidarités International en coordination avec le groupe de travail technique sur la gestion des boues de vidange du Cluster WASH. Il existe un risque de contamination des eaux souterraines par les effluents de rejet, c'est pourquoi la technologie doit être placée à une distance sûre des forages, des puits et d'autres sources d'eau potable.

Construction

Les infrastructures permanentes n’étant pas autorisées par le gouvernement, les installations WASH doivent pouvoir être démantelées et l’utilisation de matériaux de construction tels que des briques ou du ciment n’est pas acceptée dans le contexte de Cox’s Bazaar.
Les Géotubes sont fabriqués à partir d'un matériau de membrane qui est soit un matériau tissé ou non tissé. L'équipe du projet a initialement testé la membrane non tissée car elle est facilement disponible au Bangladesh. Il était par ailleurs anticipé que l'expédition du matériau tissé prendrait beaucoup de temps (photos des matériaux ci-dessous).
Cependant, les tests réalisés sur les membranes tissées conduisent à recommander ce choix dans si elles sont disponibles. Les matériaux non tissés ont été principalement utilisés à des fins de déshydratation et ont été moins utilisés pour le traitement des boues. Les autres matériaux nécessaires sont tous disponibles sur le marché local, tels que : sable, gravier, ciment, tuyaux de drainage, bambou, toiture, bâches et matériaux de construction.
Une unité de géotextile coûte environ 60 USD et a la capacité de traiter 60m3 de boues. La station a été conçue pour répondre aux besoins d’urgence des réfugiés. Elle sera donc désinstallée lors de la sortie du contexte d’urgence.

Opération et maintenance

Le fonctionnement et la maintenance globaux du système sont simples. Le traitement à la chaux hydratée nécessite un baril pour préparer le mélange de chaux (par exemple un baril en plastique de 50 L). Pour une répartition uniforme de la chaux hydratée dans les boues, un mélange constant est nécessaire (manuellement ou avec une pompe de mélange).
Un recours important à la main d’œuvre est nécessaire, en particulier pour le transport des boues des latrines jusqu’à la station de traitement.
Sur le terrain, le responsable du programme et l'équipe d'assainissement (superviseurs, agents) sont en charge de la mise en œuvre et du suivi. Une exploitation et une maintenance quotidiennes spécifiques sont effectuées par des entrepreneurs locaux de vidange qui gèrent le transport des boues vers le site où se trouve la station.

Le système ne nécessite pas d'énergie. Les coûts de la chaux hydratée, du géotextile et du matériau filtrant (sable, ciment, gravier) disponibles localement sont relativement peu coûteux. Les salaires sont très bas. Cependant, en raison du terrain vallonné, le transport des matériaux ajoute un coût et du temps supplémentaires à la mise en œuvre et doit être pris en compte. Dans le cadre d'une gestion appropriée des risques pour la santé, les coûts des équipements de protection individuelle et de la formation du personnel doivent être pris en compte. En raison des risques potentiels pour la santé lors de la manipulation de la chaux et de l'élimination des boues déshydratées, le processus nécessite un personnel formé respectant les protocoles de santé et de sécurité et portant un équipement de protection individuelle (EPI) approprié.

Un lavage et une désinfection quotidiens de tous les équipements utilisés sont nécessaires. La chaux hydratée est une poudre corrosive pour la peau, les yeux et les poumons. Par conséquent, un EPI adéquat doit être porté lors de la manipulation de la chaux hydratée pour éviter une irritation des yeux, de la peau, du système respiratoire et du système gastrique et intestinal. La protection contre le feu et l'humidité doit également être assurée. La chaux est un matériau alcalin qui réagit fortement avec l'humidité. Les travailleurs doivent être soigneusement formés pour suivre les protocoles de santé et de sécurité. Les boues entrantes et déshydratées du Géotube contiennent des agents pathogènes ; par conséquent, les travailleurs doivent être équipés d'un EPI approprié. Il n'y a pas d'installations de lavage disponibles. Le site est protégé par une clôture et un drainage est mis en place.

Leçon apprise

Il est primordial d’informer la communauté des risques avant de procéder à la vidange des boues. Les usagers et leurs enfants doivent être conscients de la nécessité de garder une distance de sécurité pendant les opérations. Les usagers peuvent être inclus dans les activités de promotion à l’hygiène. Des mesures de sensibilisation supplémentaires sont nécessaires pour éviter que les latrines à fosse ne soient utilisées pour les déchets solides. L'EPI doit être porté et une formation du personnel concerné est nécessaire pour garantir la sécurité et le bon fonctionnement du processus de traitement.

Cette technologie est appropriée pour la stabilisation des boues de vidange dans la phase aiguë d'une urgence et peut être mise en œuvre rapidement lorsque des géotextiles adéquats et la chaux de bonne qualité (CaOH2) sont disponibles.
L'infrastructure n'est pas permanente. Lorsque des terres sont disponibles, la capacité de la station peut facilement être augmentée en augmentant le nombre de fûts, de tubes géotextiles et de lits d'infiltration.
Ce processus de traitement est efficace pour réduire le volume des boues (par déshydratation), ce qui est particulièrement important lorsque les boues doivent être transportées ailleurs pour être utilisées ou éliminées.

Forces

- Faible complexité et coût de la station
- Infrastructure non permanente
- Mise en œuvre rapide
- Possibilité d'augmenter la capacité de la station en ajoutant de nouveaux tubes de géotextile et des unités de filtration
- Possibilité de construction avec les matériaux locaux si des géotextiles sont disponibles

Faiblesses

Fichiers de projet partageables

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