Traitement des effluents vinicoles par lits plantés de roseaux
Traitement des effluents vinicoles par lits plantés de roseaux
Principe
La présence des végétaux induit de façon indirecte un certain nombre de mécanismes favorisant l’épuration : maintien de la structure du massif, apport d’oxygène dans le milieu filtrant et développement de la flore bactérienne. Parallèlement la présence des plantes empêche la matière organique retenue en surface de former une croûte imperméable qui gênerait l’infiltration des eaux.
Les tiges, par leurs oscillations, sous l’effet du vent maintiennent à leur base un anneau libre qui facilite la circulation hydraulique dans le massif et réduit le colmatage.
Les plantes aquatiques, et particulièrement les roseaux, possèdent un tissu particulier permettant le transfert d’oxygène depuis les parties aériennes (tiges et feuilles), vers les parties souterraines : il est libéré au niveau des jeunes racines dans le film aqueux entourant le « chevelu racinaire ». Les bactéries épuratrices présentes à proximité de ces racines sont ainsi mieux alimentées en oxygène. Pour les filtres horizontaux, immergés en permanence, l’apport d’oxygène par ce biais est très largement inférieur à celui permis par l’alimentation par bâchées.
Mise en oeuvre
L’exploitation des capacités épuratoires des massifs filtrants plantés peut être mise en oeuvre de deux façons :
- Figure 1 : principe d’un lit planté vertical
- Soit par infiltration de l'eau verticalement dans des sols plantés de macrophytes et généralement drainés (filtre à flux vertical ou filtre vertical).
Le lit à flux vertical (figure 1) est un sol artificiel constitué de plusieurs couches de matériaux granulaires superposées dans lequel se développent les rhizomes. Pour favoriser l’oxygénation du filtre, les eaux à traiter sont injectées de manière séquentielle dans un réseau d'épandage placé à la surface du massif. Le réseau d'alimentation se trouvant en charge à chaque bâchée, l'effluent est réparti de façon régulière, évitant ainsi la formation de zones de saturation.
Les effluents percolent par gravité jusqu’à des drains au fond du bassin et sont ainsi évacués en partie basse du système.
Le temps de séjour assez court et l’alimentation par bâchées préviennent la saturation, permettent l’aération du massif et favorisent les phénomènes de dégradation aérobies. - Soit par circulation de l'eau dans la rhizosphère des macrophytes par cheminement horizontal sous la surface du sol (filtre à flux horizontal ou filtre horizontal).
Le lit à flux horizontal (figure 2) est un sol artificiel dont les granulométries sont échelonnées en barrières filtrantes selon un vecteur horizontal. Les eaux à traiter, injectées à l'une des extrémités du lit filtrant, pénètrent horizontalement dans la structure puis sont évacuées par drainage à l'autre extrémité.
L’alimentation est, en général, réalisée en continu, de manière à saturer en permanence les matériaux et à favoriser les phénomènes de dégradation anaérobie.
La seule aération possible est une faible aération de surface, complétée par le transfert d’oxygène au travers de la tige des roseaux.
- Figure 2 : exemple de lit planté horizontal (Source : CCR Ingegnerio)
Traitement de finition des effluents de cave
La plupart des dispositifs de lits plantés de roseaux assurent le traitement d’effluent dont la teneur en DCO est proche de 1 gramme par litre pour atteindre les normes de rejets qui varient selon les régions de 100 à 300 grammes par lit. Le lit planté est généralement disposé en aval d’un bassin aérobie ou éventuellement d’un dispositif anaérobie associant selon les cas une épuration de 80 à 95% pour atteindre un niveau proche de 1 gramme de DCO par litre. Dans ce cas, parallèlement au traitement de finition, le lit planté peut parallèlement assurer une dégradation des boues du dispositif biologique amont.
- Traitement des effluents vinicoles par lits plantés de roseaux
Traitement des effluents par recirculation
Le potentiel de biodégradation limité d’un lit planté (environ 1 gramme de DCO/litre), peut être surmonté par une recirculation de l’effluent à partir d’un bassin tampon de stockage (sans aération). Ainsi, l’effluent est progressivement épuré au cours des percolations successives sur le dispositif (32 m³ d’effluent pour une surface de 27 m² de lit planté de roseaux).
Des essais réalisés dans une petite cave de la région Bordelaise ont permis de montrer la faisabilité de ce dispositif.
Selon le niveau de DCO de départ, l’épuration peut être obtenue dans un délai de 2 à 4 semaines.
Ce type d’application fait actuellement l’objet d’un projet de développement industriel.
Conclusion :
Les lits plantés qui s’inspirent des écosystèmes de milieux humides, s’intègrent dans la diversité des dispositifs de traitement des effluents de cave et de pulvérisation.
La conception rustique, la simplicité de gestion, la faible consommation énergétique, la valorisation paysagère sont autant d’arguments qui intéressent les professionnels désireux de développer des démarches durables vis-à-vis des effluents de cave.
Le traitement de finition ou la gestion des boues des dispositifs issus du traitement des effluents domestiques est largement développé. Des développements plus novateurs (recyclage, traitement direct sur zéolitite) offrent des perspectives intéressantes pour l’avenir. Concernant les effluents de pulvérisation, cette technique doit faire l’objet de recherches complémentaires pour optimiser sa conception afin de gérer notamment l’accumulation de Cuivre et de Soufre.
- Lit planté de roseaux pour le traitement des effluents vinicoles
