La sélection d'une combinaison appropriée de technologies d'assainissement n'obéit pas uniquement à des considérations techniques. Elle est influencée par une multitude de facteurs contextuels et de sujets transversaux. Notre sélection présente une solution transversale et les données essentielles qui doivent être prises en compte lors du choix des traitements et de conception d’un système d’assainissement. Il faut également prendre en compte le cadre réglementaire, la consommation du système et le nombre de personnes à bord. D’autres sujets importants sont les caractéristiques spécifiques des zones aquatiques, les considérations de conception résistante et équitable, la gestion des boues, la promotion de l'hygiène et l'utilisation des produits d'hygiènes.

Le mystère autour d'un essai d'un système de traitement sur les petits bateaux de location à "Biofiltre à micro-organismes" ou à "Bioréacteur à membrane" nous donne pas de réponse. L'ensemble des systèmes rassemblés sur ce site ne correspond pas à nos besoins soit par prix, soit par taille, soit parce qu'ils sont adaptés aux navigations en eau salée ou parce l'usage de produit chimique ne correspond pas à notre conception du respect de l'environnement.

Nous savons qu'il est interdit de rejeter des eaux usées non traitées dans l'environnement mais la réglementation et les dernières études du Centre d’Études Techniques Maritimes et Fluviales nous donnent des réponses pour choisir notre dispositif de traitement selon notre activité.

Nous rentrons dans la catégorie des bateaux de plaisance avec comme objectif de rejet "Qualité eau de baignade" et nous retenons la solution d'un traitement à bord :

1. Traitement amont : (1b) Broyage des eaux noires et grises,
2. Traitement aval : (3A, 3B, 3C) Traitement biologiques aérobies.

La conception des sanitaires de notre bateau dispose d'un Sanibroyeur Plus qui réceptionne l'eau grise de la douche et du lavabo en plus des eaux noires des toilettes et les rejettent directement à l'extérieur. Le manque de place ne nous permet pas l'installation d'un modèle de toilette sèche. La place disponible dans la salle des machines ne nous permet pas d'installer un système de traitement des eaux usées de moyenne ou de grande contenance. Nous disposons de 3 cuves d'eaux potables et nous pourrions en sacrifier une pour stocker les eaux usées mais le manque d'équipement sur nos canaux ainsi que le prix ne nous encouragent pas à choisir cette option.

Considérations sur la conception

Les procédés biologiques sont efficaces pour éliminer les matières solubles, colloïdales et particulaires. Le réacteur peut être conçu pour assurer la nitrification et la dénitrification biologiques, ainsi que l’élimination du phosphore. La conception doit se baser sur une estimation précise de la composition et du volume des eaux usées. L’efficacité du traitement peut être gravement compromise si le réacteur est sous- ou surdimensionné. En fonction de la température, le temps de rétention des matières solides dans le réacteur varie de 3 à 5 jours pour l’abattement de DBO, et de 3 à 18 jours pour la nitrification. Les boues excédentaires doivent être traitées afin de réduire leur teneur en eau et en matières organiques et d’obtenir un produit stabilisé pouvant être valorisé ou mis en décharge.

Matériaux

En général, un réacteur biologique peut être construit en béton, en ciment, en acier ainsi qu’en fibre de verre, en PVC et peut être préfabriqué. Les aérateurs sont en acier inoxydable ou en plastique et la membrane est en caoutchouc. Il existe aussi des membranes céramiques, polymères et composites. Le matériau utilisé a un impact sur la propension à l’encrassement dans les bioréacteurs à membrane immergée.

On peut utiliser plusieurs méthodes pour assurer le brassage et l’aération des eaux usées, par exemple en injectant de l’air ou de l’oxygène dans la cuve ou bien en utilisant des aérateurs de surface. Les micro-organismes oxydent le carbone organique des eaux usées pour produire de nouvelles cellules, du dioxyde de carbone et de l’eau. Les bactéries aérobies sont les organismes les plus répandus, mais des bactéries facultatives peuvent être présentes en même temps que des organismes de niveau supérieur. La composition exacte dépend de la conception du réacteur, de l’environnement et des caractéristiques des eaux usées. Plusieurs semaines sont nécessaires pour que les micro-organismes se développent et assurent la stabilité du processus biologique. Les flocs (agglomérations de particules de boues) qui se forment dans la cuve aérée sont éliminés dans la cuve secondaire, qui est un clarificateur à décantation gravitaire. Les boues excédentaires sont partiellement digérées et récupérées pour alimenter le processus biologique. Un système d’épuration biologique est relativement moins consommateur d’énergie qu’un système à filtration

Réacteur biologique

Compartiment dans lequel s’effectue la dégradation de la matière organique par les bactéries.

Le décanteur primaire est une technologie de traitement des eaux noires et des eaux grises. Il est conçu pour éliminer les solides en suspension par sédimentation. La décantation se produit lorsque les matières solides les plus lourdes se déposent au fond du bassin pour créer une boue ou lorsque les matières solides plus légères, comme les graisses ou les huiles, flottent à la surface de l'eau pour créer une écume. Plus de 70% des matières solides sont décantées dans la zone de décantation primaire.

Le réacteur biologique

• Aérobie : Adjectif qualifiant les milieux ou les processus dans lesquels, ou au cours desquels l’oxygène est présent et joue un rôle.
  • Culture fixe : Procédé de traitement biologique, dans lequel les bactéries sont «cultivées» sur un média filtrant plongé dans un milieu aéré.

Le clarificateur : bassin de décantation destiné à éliminer les dernières boues encore présentes dans l’effluent avant son rejet au milieu naturel.

Il est très difficile dans un bateau qui n'a pas été étudier avec un système de filtration de loger un système d'épuration des eaux usées, il faut donc faire avec la place que l'on dispose et la solution que l'on peut adapter à notre bateau nous permet de mettre en fonction un réacteur de 300 litres correspond à ce que propose Nautiflore.

Sur ce modèle

• Un cuve en acier à 3 compartiments
• Dimensions : 100x50x60 cm de 300 litres
• Pompe électrique
• Média filtrant
• Filtre à charbon
• Volume : 250 litres utiles
• Un sac de concentré de bactéries

En fabriquant un bac en acier nous restons sur un produit adapté à la place disponible pour réaliser la filtration et la décantation avant rejet en milieu naturel. Nous avons fabriqué une cuve à 3 compartiments et installé un tuyau sous le substrat pour nous permettrent d'envoyer par aération l'oxygène avec clapet antiretour pour la dégradation des matières à traiter. Une grille placée dans l'aérateur va nous servir de séparateur du substrat de pouzzolane d'une granulométrie de 15/25, un tuyau ouvert en fond de cuve va nous permettre de récupérer les surplus de boues du décanteur et de l'aérateur, une fois par mois grâce à une vanne nous permettra une vidange des boues et une fois par an une purge totale de la fosse par le nable de pont, sur le dessus deux prises d'air avec filtre à charbon pour la ventilation primaire ce qui permet d'obtenir une bonne évacuation des effluves.

Broyeur auto amorçant, utile pour vider les réservoirs des eaux usées. Ouverture d'entrée 38 mm, de sortie 25 mm.

Nous allons améliorer ce système avec une pompe pour envoyer de l'air dans le bac aérobie, de tuyaux de circulation pour faire circuler et évacuer l'air vers l'extérieur équiper d'un filtre à charbon pour les odeurs.

Pour un 250 litres, une pompe de 100 à 200 litres/heure sera largement suffisante.

Le principe est de pomper environ 1 heure et de stopper 1 demi-heure :

• Si les nitrates augmentent, il faut augmenter la durée d’arrêt de la pompe.
• Si les nitrites diminuent, il faut augmenter l’oxygénation soit en augmentant le bullage dans le bac, soit en augmentant la durée de pompage.

Les bactéries aérobies demandent une grande quantité d’oxygène immédiatement assimilable. La filtration biologique dégrade l’ammoniaque, les nitrites, en consommant de l’oxygène. Le logement des pompes à air AquaForte V-série est fait en alliage d’aluminium de haute résistance. Elles sont très faciles à manipuler et ont une faible consommation d’énergie, et elles sont aussi très silencieuses. Elles disposent d'un haut débit et pression grâce à la double chambre à air. Convient pour une utilisation continue. Équipé d’un réglage progressif le volume d’air peut être ajusté comme souhaité.
Aquaforte Hi-Flow V-20 :

• Capacité à 1 m de profondeur : 9 L/min
• Sonorisation : 40 dB
• Consommation : 15 W
• Poids : 3.9 kg/
• Garantie: 1 an

Filtre anti-odeur pour tuyaux de diam. 19 mm et 16 mm

Pompe de relevage pour rejeter l'eau traitée vers l'extérieur

Contrôle des performances de nettoyage et de la fonction de la station

À moins que d’autres règlements aient été émis par les autorités locales, les performances de nettoyage de la station doivent être vérifiées aux intervalles suivants :

• Quotidienne : inspection visuelle de la station pour prévenir les fuites,
• Hebdomadaire : ouverture des vannes des trois réservoirs pour éviter l'accumulation des boues,
• Mensuel : ajout du concentré bactérien si l'eau dans la pompe de relevage n'est pas claire,
• Annuel : inspection de toutes les parties de la station et des raccords des tuyaux pour vérifier l’ajustement serré et les fuites, ouverture si possible du couvercle d’inspection et contrôle de la formation des boues,
• Occasionnel : vidange et rinçage complet à l'eau claire, avec des intervalles plus courtes, en cas de blocage ou de problèmes de pompage.

Une période de démarrage de 6 à 9 mois est nécessaire pour atteindre la pleine capacité de traitement, car la biomasse anaérobie à croissance lente doit d’abord s’établir sur le média filtrant. Pour réduire le temps de démarrage, le filtre peut être inoculé avec des bactéries anaérobies, par exemple en pulvérisant le média filtrant avec des boues de fosse septique ou un sac de concentré de bactéries. Lorsque l’efficacité diminue, le filtre doit être nettoyé en faisant un gros apport d'eau claire ou en retirant et en nettoyant le média.
Les boues d'épuration ne doivent pas être rejetées à la mer ou dans la rivière dans les zones où le déversement des excréments est interdite (zones interdites, zones protégées, distance de la rive moins de 12 milles nautiques).