Eawag News 63f: Un engrais tiré de la bibliothèque
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1. Technology 48 1 47 56 Maurer M Pronk W Larsen T A 2006 Treatment processes for source separated urine Water Research 40 3151 3166 Pronk W Zuleeg S Lienert J Boller M submitted Pilot experiments with electrodialysis and ozonation for the production of a fertilizer from urine Water Science and Technology Accepted for presentation at IWA Advanced Sanitation Conference Aachen 12 13 3 2007 Bonner Agrikulturchemische Reihe Band 21 www ipe uni bonn de BAR BAR_21 pdf D ngerbuch Verordnung 28 02 2001 SR Nummer 916 171 1 www admin ch ch d sr c916_171_1 html 2 3 4 5 6 Eawag News 63f Mars 2007 192. Nombre de toilettes NoMix 56 Nombre d uri noirs sans eau 25 Quantit d urine pro duite l semaine 8000 Capacit des r ser voirs de collecte m 10 Traitement des urines Pr cipitation de Devenir utilisa tion valorisation Tests d efficacit Huber D 13 10 550 Lambertsm hle D 4 2 60 Linz A Logements 88 12 env 2500 Ecole 18 env 1500 Gebers S 25 0 env 700 Understensh jden S 50 0 env 1000 Biblioth que 10 2 100 cantonale B le Campagne CH Eawag CH 39 7 250 Tab 1 Projets de s paration des urines au niveau national et international eau gr ce l ouverture d esprit des politiciens b lois et des auto rit s comp tentes Depuis son inauguration en juin 2005 l urine de pr s de 4000 visiteurs par semaine y est collect e et mise la disposition du pilote de la STEP de Birs pour la fabrication de fertilisant Quatre objectifs doivent tre poursuivis lors du traitement et de la transformation des urines en fertilisant Concentration des l ments nutritifs azote phosphore et potassium Elimination des micropolluants organiques tels que les hor mones et m dicaments gt Innocuit du produit sur le plan sanitaire gt Entreposage de l urine sous la forme stable de solution d ur e ou d ammonium Parmi la multitude de m thodes pour la plupart assez com plexes que l on pourrait envisager 3 voir aussi l article de Max Maurer p 14 le choix a por
3. Un engrais tir de la biblioth que La fabrication d un fertilisant sans danger partir des urines est une grande nouveaut De premiers essais sont actuellement en cours de r alisation partir f Markus Boller ing nieur dirige le d partement de Gestion des eaux urbaines professeur titulaire l EPF de Zurich dans le domaine de l approvisionnement en eau et des technologies de l eau de la biblioth que cantonale de B le Campagne Liestal enti rement quip e de WC NoMix Les urines qui y sont collect es sont trait es pour tre transform es en engrais liquide Mais avant que ce produit fertilisant puisse tre utilis un cer tain nombre d obstacles doivent encore tre surmont s Les projets pilotes r alis s dans les autres pays se trouvent confront s aux m mes types de probl mes Un des objectifs de la s paration des urines est la restitution l agriculture des l ments nutritifs principaux azote phosphore et potassium qu elles contiennent Ces substances nutritives excr t es par l tre humain proviennent des denr es alimen taires L amenuisement progressif des ressources en nutriments notamment en phosphore dont les r serves naturelles seront puis es dans 50 100 ans au rythme actuel d extraction im pose d sormais une gestion durable des l ments fertilisants Au lieu de continuer disperser les nutriments pourtant si pr cieux dans les eaux les airs et les boue
4. e dans le canton de B le Campagne est pr vue pour une dur e de six ans Pendant cette p riode l Eawag souhaite d velopper d autres techniques de traitement l chelle exp rimentale La r cup ration du phosphore par traitement biologique ou par le biais du phosphate ammoniaco magn sien PAM constituent cet gard des perspectives prometteuses Les urines utilis es pour ces exp rimentations proviennent du nouveau b timent de l Eawag le Forum Chriesbach enti rement quip comme la biblioth que cantonale de Liestal de toilettes NoMix Au niveau international comme national on peut s attendre dans les prochaines ann es une forte intensification des recher ches sur les alternatives de traitement et de gestion des eaux us es et sur les nouvelles techniques de traitement et de trans formation des urines Il s agit l d une tendance encourageante car plus l exp rience s enrichira dans ce domaine plus plus il y aura de chances que les nouveaux concepts et les nouvelles tech nologies vont trouver une application grande chelle 00o 1 Lienert J Larsen T A 2006 Considering user attitude in early devel opment of environmentally friendly technology A case study of NoMix toilets Environmental Science amp Technology 40 4838 4844 Lienert J Haller M Berner A Stauffacher M Larsen T A 2003 How farmers in Switzerland perceive fertilizers from recycled anthropogenic nutrients urine Water Science and
5. ement d un cadre juridique pour les produits fertilisants base d urine en g n ral Les conditions remplir sont les suivantes Comparaison du potentiel fertilisant avec celui d engrais clas siques dans le cadre d essais en plein champ portant galement sur les possibilit s d utilisation en agriculture biologique gt D claration et composition chimique du produit Mode d emploi du produit gt Preuve de la qualit hygi nique irr prochable du produit gt Preuve de l absence de micropolluants en dessous du seuil de d tection L Institut de recherche de l agriculture biologique FiBL bas Frick a tudi le potentiel de fertilisation de l Urevit sur le ma s d ensilage Les r sultats montrent que l Urevit constitue un engrais tout fait valable La croissance obtenue tait en effet maximale que les plantes aient t fertilis es avec de l Urevit ou avec du nitrate d ammonium Dans les deux cas elle tait signifi cativement plus lev e que celle obtenue avec du purin de bovins Par contre le rendement de r colte tait de 13 plus lev avec le nitrate d ammonium Cette diff rence est probablement due une perte d ammonium l air lors de l application de l Urevit Une optimisation des m thodes d application permettra certainement d obtenir des rendements comparables ceux livr s par le nitrate d ammonium Profiter du temps imparti L tude pilote de traitement et de transformation de l urin
6. es et de virus de m me que par une teneur l g rement moindre en mati re organique Comme dans la plupart des pays europ ens la mise sur le march d un engrais base d urine est ici aussi soumise autori sation L Ordonnance sur le livre des engrais de 2001 6 distingue en effet diff rentes classes de fertilisants les engrais min raux simples et compos s ou base d ur e sont consid r s comme sans danger et peuvent tre mis en circulation sans proc dure d autorisation Une annonce est par contre obligatoire pour les engrais organiques et les engrais de ferme tels que les purins et les coulages de silos tandis qu il est totalement interdit d utili ser les engrais base de farine de viande d os ou de sang Pour tous les autres engrais ne figurant pas explicitement sur la liste des engrais la demande d homologation passe par une proc dure d autorisation C est par exemple le cas des urines humai nes et des produits qui en sont d riv s Dans le cadre de cette proc dure le demandeur doit apporter la preuve de l innocuit du nouveau produit pour l homme la faune et l environnement et d montrer que la qualit des denr es alimentaires produites ne s en trouve pas alt r e L Office f d ral de l agriculture a entre temps attribu une autorisation provisoire de mise en circulation de l engrais Ure vit En parall le des d marches ont t engag es pour l ob tention d une autorisation globale et l tabliss
7. ment Traitement biologique 1 chacun hommes femmes La s paration des urines l tranger Les efforts de l Eawag pour restaurer les cycles de nutriments au niveau des commu naut s urbaines ne constituent pas un cas isol sur le plan inter national En effet des activit s d un ordre similaire sont gale ment en cours depuis plusieurs ann es en Su de en Allemagne en Autriche et en Hollande Tab 1 Parmi elles plusieurs projets d crits dans la litt rature font appel une technologie de type NoMix A l origine les solutions s paratrices souvent con ues pour les zones rurales ne se souciaient pas de la qualit de l urine collect e ce qui en permettait une utilisation aussi simple que di recte Ces temps sont r volus les micropolluants contenus dans Tab 2 Composition de l urine brute et de l Urevit engrais liquide labor dans la station pilote de traitement des urines premiers r sultats Param tre Urine brute Urevit pH 8 7 9 1 Conductivit uS 150 Carbone organique dissous COD g l 1 2 3 0 3 5 Demande chimique en oxyg ne DCO g 07 1 3 6 10 Azote total g l 8 0 12 Ammonium g l 2 9 11 Phosphore total g l 0 18 0 65 Potassium g l 1 4 5 7 Magn sium g l 0 008 Calcium g l 0 020 Sodium g l 1 6 6 5 Chlorures g l 3 0 15 Sulfates g l 0 7 2 5 les urines sont aujourd hui au c ur des d bats Ainsi des essais de fertilisation de cultures r alis s
8. r cemment avec de l urine non trait e concentr e appliqu e forte dose ont montr que les substances ind sirables s accumulaient dans le sol et dans les plantes dont elles limitaient m me la croissance 5 Le risque li aux micropolluants ne doit donc pas tre sous estim il occupe actuellement une place centrale dans les efforts de d veloppe ment de techniques ad quates de stockage et de traitement des urines Par ailleurs les recherches se concentrent de plus en plus sur les propri t s fertilisantes des diff rentes formes de produits obtenues Divers projets r alis s en Su de d montrent que les pos sibilit s de r utilisation de l urine collect e sont d cisives pour la motivation de la population installer et utiliser les toilettes s paratrices Ainsi les toilettes de ce type install es d s 1995 dans la ville de Bj rnsby ont d tre nouveau remplac es par des toilettes classiques Des d faillances techniques et l absence de concept pour une valorisation agricole sans danger des produits de la collecte expliquent cet chec De l urine au fertilisant Le fertilisant Urevit produit par le pilote de traitement install la STEP de Birs est une solution nutritive dont les propri t s diff rent fortement du produit d ori gine Tab 2 Il pr sente une concentration quatre fois plus lev e que l urine en N P K et autres min raux et se caract rise par une absence de micropolluants de bact ri
9. rer l absence de contamination par les micro polluants L exp rience acquise dans le cadre des d bats sur la valorisation agricole des boues d puration nous a enseign Martin Koller FiBL qu une utilisation d urine non trait e serait absolument impensa ble en Suisse L extraction des substances ind sirables constitue donc une premi re tape indispensable m me si le traitement et la transformation des urines s en trouvent techniquement tr s alourdis Traitement et transformation des urines un terrain vierge sur le plan de la technique des proc d s Pour engager le pro cessus d autorisation et pour d montrer qu il tait techniquement possible de produire un engrais sans danger partir des urines l Eawag a lanc un projet pilote de traitement des urines sur le site de la station de traitement des eaux pollu es STEP Birs Birsfelden dans le canton de B le Campagne A l aide d une technique de proc d d velopp e l Eawag un engrais liquide y est fabriqu en conditions r elles partir d urine L urine utilis e provient de la nouvelle biblioth que cantonale de Liestal qui a pu tre enti rement quip e de toilettes NoMix et d urinoirs sans Le nouveau produit base d urine Urevit est il un bon engrais L intensit du vert des feuilles ici de ma s d ensilage est l un des crit res d valuation employ s Eawag News 63f Mars 2007 17 Recherches actuelles Lieu GTZ Eschborn D
10. s par le biais des stations d pu ration pour les y perdre irr m diablement il s agit maintenant de progresser vers un recyclage aussi complet que possible de ces l ments fertilisants la mani re des pratiques ancestrales de valorisation des excr tions animales Mais de nombreux obsta cles se dressent sur la voie d un tel progr s En effet il faut tout d abord que cette id e de recyclage fasse son chemin et finisse par s imposer aussi bien sur le plan politique et conomique que technique et cologique avant de pouvoir tre appliqu e avec succ s dans la pratique Un fertilisant base d urine doit tre exempt de micropol luants Nos tudes ont montr que la population tait plut t ouverte la technologie NoMix Dans sa majorit elle affirme pouvoir s accommoder de toilettes s paratrices 1 et les agri culteurs suisses ne sont pas oppos s l utilisation d un engrais base d urine 2 cf article de Judit Lienert p 8 La condition pos e est cependant que le fertilisant propos soit efficace bon march sans risque sanitaire et exempt de micropolluants orga niques tels que les r sidus m dicamenteux et les hormones De fortes exigences ont galement t exprim es par les autorit s charg es de l agriculture Non content de prouver son efficacit de fertilisation l engrais base d urine doit subir une proc dure d autorisation pr voyant notamment des essais de laboratoire destin s d mont
11. t sur une lectrodialyse suivie d une ozonation pour le pilote de traitement de l urine de la STEP de Birs Ces deux techniques n ont jamais t employ es dans le domaine de l assainissement communal Elles ont t d ve lopp es dans les laboratoires de l Eawag jusqu atteindre une bonne applicabilit pratique et sont actuellement test es grande chelle dans le cadre du projet pilote L article de Wouter Pronk p 20 livre des informations plus d taill es sur la conception et le fonctionnement du pilote de traitement 4 L objectif principal de notre projet pilote est de r aliser partir d un cas d tude des instruments techniques utilisables pour fermer les cycles des l ments nutritifs et de montrer aux experts aux autorit s et la population tout le potentiel qui r side dans la r cup ration des nutriments partir des urines Les r sultats obtenus jusqu pr sent sont encourageants et pr parent le terrain pour le d ve loppement des techniques alternatives dans l assainissement 18 Eawag News 63f Mars 2007 struvite stripping essais de plein de NH3 champ 0 9 Pr cipitation de stru Fertilisation de vite pr cipitation de cultures sulfate d ammonium 4 Aucun Agriculture 16 Aucun R seau d assainis 6 sement SX 315 Stockage de 6 mois Agriculture Stockage de 6 mois Agriculture 17 Electrodialyse Tests d efficacit ozonation Recherche d veloppement de nouvelles techni ques de traite
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