fiche technique filtres à sable lent
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1. 1 FIT 2 niveau d eau constant l int rieur du filtre On verse simplement de l eau sur le dessus du dispositif et on recueille l eau trait e la sortie Le dispositif peut tre construit avec du b ton un mat riau relativement disponible et bon march Le volume d eau trait e peut tre de 20 60 litres par jour Il doit tre quip d un couvercle prot geant le filtre de pollutions ext rieures et prot geant la couche biologique du soleil La conduite de sortie de l eau trait e est en poly thyl ne ou vinyle de diam tre compris entre 6 et 9 mm 1 4 3 8 sans pliage qui r duirait le diam tre Le d part de la conduite de distribution se situe raz du fond du filtre 4 2 Choix du sable Le sable concass est le plus recommand il est propre et les grains peu uniformes facilitent le d veloppement du film bact rien Le tamisage et le lavage doivent tre effectu s avec soin Le sable de rivi re peut tre contamin par des pathog nes et contient des mati res organiques par exemple des feuilles des branches Il peut n anmoins tre d sinfect chlore abondamment rinc apr s d sinfection ou soleil avant son utilisation dans le filtre La d sinfection va tuer les pathog nes mais ne supprimera pas toute la mati re organique Le sable de plage contient habituellement du sel des mati res organiques et d autres contaminants qui peuvent polluer l eau filtr e Le sable calcaire n est pas rec2. d veloppement de la couche biologique Lorsque l eau coule travers le filtre l oxyg ne dissous est fourni par son coulement Lorsque l eau ne circule pas l oxyg ne provient de la diffusion de l air L ouvrage doit donc assurer environ 5 cm d eau au dessus du sable pendant les p riodes de pause Cette paisseur d eau assure une bonne diffusion de l air sans risquer de s ass cher par vaporation C est une caract ristique indispensable ce type d ouvrage pour que la couche biologique se d veloppe correctement 1 72 1 1 1 FIT 2 5 Mode d emploi du filtre sable lent familial 5 1 Mise en uvre du filtre Apr s son installation le filtre doit former sa couche biologique qui effectuera le traitement Sans elle le filtre limine environ 30 70 des pathog nes par pi geage m canique et adsorption La couche biologique id ale augmentera l efficacit du traitement jusqu 99 d limination des pathog nes Elle peut mettre jusqu 30 jours pour se former compl tement Pendant ce temps l efficacit d limination et la demande en oxyg ne augmentent proportionnellement au d veloppement de la couche biologique La couche biologique n est PAS visible ce n est pas un gel vert visqueux sur le dessus du sable Le sable de filtration peut prendre une couleur plus sombre mais cela est d aux mati res en suspension pi g es L eau du filtre peut tre utilis e pendant les premi res semaines alors que la couche
3. Oae a a ss Graviers Figure 4 Coupe transversale d un filtre arsenic type Kanchan CAWST 2009 L arsenic est absorb par la rouille sur les clous en fer La rouille et le fer s caillent des clous et sont r cup r s dans le filtre sable La remise en suspension de l arsenic dans l eau serait n gligeable 11 12 JA ET 2 6 Sources CAWST Mai 2010 Manuel du filtre biosable CAWST Ao t 2012 Biosand Filter Construction Manual Tommy NGAI Sophie WALEWYJIK 2003 The arsenic biosand filter abf project design of an appropriate household drinking water filter for rural nepal CAWST 2009 Fiche Technique Traitement et stockage de l eau domicile filtre arsenic Kanchan 12 12
4. R PUBLIQUE D HAITI DINEPA Direction Nationale de l Eau Potable et de l Assainissement FICHE TECHNIQUE FILTRES SABLE LENT Code 1 1 1 FIT 2 Date de r daction 17 juillet 2012 Version 11 septembre 2013 M Version valid e par le COPIL 1 1 1 FIT 2 Note aux lecteurs Les prescriptions techniques g n rales s appliquent aux op rations r aliser en Ha ti et relevant du champ de comp tence de la Direction Nationale de l Eau Potable et de l Assainissement DINEPA Elles constituent un r f rentiel certaines port e r glementaire nationale technique et sectorielle d autres ayant un r le d information et de support compl mentaire Les documents port e r glementaire nationale technique et sectorielle sont Les Fascicules Techniques indiquant les principes obligatoires et les prescriptions communes une sous th matique technique Les Directives Techniques prescrivant les r gles minimales impos es pour la conception et la r alisation ainsi que la gestion d ouvrages sp cifiques Tout propri taire et ou r alisateur est tenu de respecter au minimum les prescriptions qui y sont indiqu es Toute d rogation devra faire l objet d une autorisation au pr alable et par crit de la DINEPA Les documents ayant un r le d information et de support compl mentaire sont Les fiches techniques et Guides techniques pr sentant ou d crivant des ouvrages ou des actions dans les diff rentes
5. Technique relatif au Traitement de l Eau Domicile 1 1 1 FAT1 pour les recommandations minimales pour l eau de boisson 5 4 Performances et limites d utilisation 5 4 1 Avantages de ce proc d Ce traitement est efficace contre les bact ries Il permet de traiter la turbidit le fer le mangan se ou encore l arsenic Concernant l arsenic un dispositif particulier peut tre ajout au filtre sable Ce dispositif est d crit au 5 4 3 Toutefois si une ressource contient de l arsenic il reste pr f rable de changer de ressource plut t que de choisir ce traitement Aucun intrant n est n cessaire ni lectricit ni produits chimiques l exception du sable n cessaire au renouvellement du support filtrant Les co ts engendr s sont en cons quence tr s faibles L ouvrage s il est en b ton est tr s robuste simple fabriquer localement On peut fabriquer un moule m tallique et produire de nombreux filtres identiques en ciment sans n cessiter de fortes comp tences En outre les b n ficiaires peuvent participer la fabrication des filtres Des appareils pr fabriqu s en mati re plastique existent mais sont plus fragiles et pr sentent donc moins d int r t en Ha ti Son aptitude apporter une am lioration simultan e des qualit s physiques chimiques et bact riologiques de l eau brute repr sente un avantage consid rable par rapport d autres techniques celui d acc der une qualit d eau satis
6. biologique s tablit mais une d sinfection est comme toujours recommand e durant cette p riode 5 2 Utilisation quotidienne Tous les utilisateurs y compris les enfants doivent savoir comment et pourquoi le filtre fonctionne et comment l utiliser et l entretenir Les enfants sont souvent les principaux utilisateurs du filtre Une utilisation appropri e inclut les pratiques suivantes Utiliser le filtre au moins une fois tous les 1 2 jours de pr f rence 2 4 fois par jour Utiliser la m me source d eau chaque jour afin d am liorer l efficacit du traitement Utiliser la meilleure source d eau la moins contamin e disponible plus l eau de source est propre plus l eau trait e le sera La turbidit de l eau de source doit tre inf rieure 50 NTU Si elle est plus trouble il faut la laisser s dimenter ou la filtrer avec un tissu avant de l utiliser dans le filtre biosable Le diffuseur doit toujours tre en place au moment de verser l eau dans le filtre Ne versez jamais d eau directement sur la couche de sable Versez l eau lentement dans le filtre Le couvercle doit toujours tre conserv sur le filtre Une paisseur d eau doit toujours couvrir le sable de 2 5 cm environ mais pas davantage Utiliser un r cipient s par pour la collecte d eau la source Utiliser un r cipient s par pour le stockage s r id alement un bokit quip d un robinet et d un couvercle il doit avoir les qualit s suivantes U
7. e entretenue si aucun nettoyage du filtre n est mis en uvre par le b n ficiaire non seulement l appareil se colmate et ne 10 12 1 1 1 FIT 2 traite plus l eau mais il peut alors produire de la pollution les bact ries trop nombreuses sont relargu es dans l eau la sortie du filtre Cet entretien et le fonctionnement du filtre n tant pas tr s intuitif on constate souvent une mauvaise utilisation chez les b n ficiaires l appareil devenant alors totalement inop rant L observation de publics ayant b n fici de filtres sable lent en Ha ti 2012 montre un manque important d entretien Dans aucun des cas observ l eau trait e n tait exempte de coliformes dans la majeure partie des cas l appareil produisait m me des bact ries Toutefois les r sultats pr cis nombres dates lieux de cette enqu te ne sont pas connus ce jour rendant incertaine la pr cision de ces r sultats Le filtre sable lent familial doit donc tre compris comme techniquement int ressant mais devant faire l objet d un contr le r gulier dans la p riode suivant sa mise en uvre Cette technique n est donc retenue que dans le cas de publics accompagn s et sensibilis s au fonctionnement l utilisation quotidienne de cet ouvrage Un suivi r gulier doit tre mis en uvre par le service ayant con u les filtres pendant au moins 6 mois Ce traitement ne peut pas assurer une eau bact riologiquement pure
8. entretien de la membrane biologique se font dans des conditions particuli res elle doit toujours tre sous l eau et le flux doit tre continu et lent Il est donc important de dimensionner le filtre en fonction des besoins relation d bit surface et de mettre en place un syst me de r gulation de d bit pour contr ler le niveau et la vitesse de passage de l eau dans le filtre Lorsque ces conditions sont remplies la membrane biologique se d veloppe en 2 3 semaines Le d bit recommand pour le filtre est de 0 6 litre par minute lorsque le r servoir d entr e est plein d eau Si le d bit est plus lev le filtre peut devenir moins efficace pour liminer les agents pathog nes Si le d bit est plus faible l utilisateur peut s impatienter et ne pas utiliser le filtre m me si le filtre fonctionne correctement La granulom trie du sable et son entretien sont donc essentiels 5 3 1 Eau brute utilis e L eau trait e dans un filtre sable lent doit respecter les exigences suivantes L eau utilis e doit tre d une qualit stable et l utilisation du filtre doit tre r guli re Les eaux de ruissellement n entrent pas dans le filtre au risque de colmater le filtre plus rapidement Les eaux contamin es par une pollution dissoute insecticides herbicides m taux lourds polluants industriels chlore ou sel par exemple ne doivent pas tre utilis es dans le filtre 9 12 l A FIT 2 On se r f rera au Fascicule
9. et donc il est demand d utiliser une d sinfection par le chlore apr s la filtration 5 4 3 Adaptation du filtre sable biologique pour le traitement de l Arsenic Le filtre arsenic est une adaptation du filtre biosable Le filtre a t con u pour filtrer l arsenic en plus de permettre un traitement microbiologique de l eau Les informations suivantes proviennent principalement de travaux ayant eu lieu dans diff rents pays fact sheet CAWST 2009 mais leur application concr te en Ha ti n est pas connue ce jour Comme pour le filtre sable biologique le r cipient est rempli de plusieurs couches de sables et graviers nettoy s et tamis s aussi appel es masse filtrante Une couche d eau stagnante de 5 cm reste au dessus de la couche de sable De fa on similaire aux filtres sable lents une couche biologique de microorganismes aussi connue sous le nom de couche biologique ou bio couche se d veloppe la surface du sable ce qui contribue au traitement de l eau Pour retirer l arsenic une couche de clous rouill s est ajout e dans le diffuseur du filtre Le diffuseur est rempli de 5 6 kg de clous en fer non galvanis afin de retirer l arsenic Une couche de briques au dessus des clous emp che le d placement des clous quand l eau est vers e dans le filtre Couvercle Diffuseur audaauss eo Morceaux de briques Claus en fer El R cipient 4 cable fin Tuyau 4 Sable K x
10. faisante sans rajouter d autres tapes dans le processus de purification Plusieurs projets ont permis la distribution de filtres semblables aupr s de nombreux b n ficiaires en Ha ti Si l efficacit du traitement est forte sur les bact ries son effet sur les virus et vibrions chol ra n est pas mesur en Ha ti ce jour 5 4 2 Des limites pr judiciables Une eau trop turbide pourrait colmater le filtre il est d conseill d utiliser un filtre lent lorsque la turbidit moyenne est sup rieure 20 NTU Une turbidit de 150 200 NTU peut tre acceptable mais sur quelques jours seulement sous peine de colmatage rapide La couche biologique est responsable du traitement Elle doit tre active pour que le proc d ait un effet Dans les deux trois premi res semaines d utilisation la couche biologique n est pas encore d velopp e et elle n est pas op rante L eau issue de ce filtre n est pas utilisable ce stade L alimentation en eau doit tre continue et ne pas permettre au filtre de s ass cher Par ailleurs sous certaines circonstances climat qualit de l eau brute une prolif ration de certains types d algues peut provoquer un colmatage rapide du lit filtrant et par cons quent poser des probl mes d exploitation Couvrir les filtres aide r soudre ce probl me si la prolif ration prend place dans la couche d eau surnageante Par la suite cette couche poursuit son d veloppement et doit donc tr
11. ill e dans le pr sent document 5 12 1 1 1 FIT 2 4 Principe de fonctionnement des filtres sable lent 4 1 Description du dispositif Mmmiiz gt lt amm 4 77 158mm P gt er p pes Oo Ve 20mm _ 1 z dl Fe nr 50 mm E B A d lf 4 AE Ip a A Sp cifications de concepti f n D bit volem trique 400 Nres Meura ire D bit 04 litresminuts 5 4 Volume du r servoir 12 Wires Volume entre les grains de sable 12 litres 543 mm 7 J Protondeur feau en surface 5 cm 21 47 IL A p j p Ci Alf al Ai ai ai ii PE O f h j rs 4 50 mm ATT BE mm 267 Y yx 22 mm 87 gt 306 mm 127 gt Figure 3 Mat riaux constituant un filtre sable lent Source CAWST Mai 2010 Manuel du filtre biosable Le filtre sable lent est en g n ral un r servoir d une hauteur d un peu moins d un m tre et de largeur et profondeur d environ 30 cm rempli de sable lt 0 7 mm Une plaque poreuse dite diffuseur est plac e au dessus du sable pour emp cher tout creusement de la couche biologique quand on ajoute de l eau L eau s coule travers du sable fin Le bas du filtre est compos d une couche de sable grossier 0 7 6 mm et d une couche de graviers plus grossiers 6 mm 12 mm Un tuyau en PVC remonte jusqu la hauteur du haut de la couche de sable afin de maintenir le 6 12 1 1
12. n couvercle solide et bien ajust Un robinet ou une petite ouverture Une base stable pour qu il ne bascule pas Durable et r sistant Ne doit pas tre transparent pas voir au travers Facile nettoyer Stocker l eau trait e hors sol dans un endroit ombrag dans la maison Stocker l eau trait e loin de petits enfants et des animaux Boire l eau trait e dans les plus brefs d lais de pr f rence le m me jour L eau doit toujours pouvoir couler hors du filtre NE PAS brancher un robinet ou un raccord au tuyau Brancher le tuyau de sortie pourrait augmenter le niveau d eau dans le filtre ce qui peut tuer la couche biologique en raison du manque d oxyg ne Mettre un raccord ou autre chose sur le tuyau de sortie peut galement siphonner ou drainer l eau dans le filtre abaissant le niveau d eau sous le sable et s chant le filtre bu EEEE 8 12 1 1 1 FIT 2 NE PAS conserver d alimentation l int rieur du filtre Certains utilisateurs veulent conserver leur nourriture sur le diffuseur parce que c est un endroit frais L eau dans la partie sup rieure du filtre est contamin e ce qui va galement contaminer les aliments De plus la nourriture attire les insectes dans le filtre L eau filtr e devrait toujours tre d sinfect e pour assurer une plus grande qualit 5 3 Entretien et maintenance Les pi ces fragiles plastiques notamment sont coul es dans le b ton il n y a donc pas de risque de casse de
13. ommand Il serait dissous par leau et ne jouerait plus son r le de support bact rien 4 3 Principes du traitement Les agents pathog nes et les mati res en suspension sont limin s par un processus biologique et physique qui se produisent la fois dans la couche biologique et dans le lit de sable Ces processus comprennent le pi geage m canique ladsorption attraction et la consommation par les bact ries Pi geage m canique les s diments les kystes et les parasites sont retenus dans les espaces entre les grains de sable Au fil du temps les espaces se r duisent et la taille des particules retenues est de plus en plus petite dans la partie sup rieure du lit de sable Le filtre peut liminer certains compos s inorganiques et mati res dissoutes lorsque ceux ci ont form des complexes de plus grosse taille Adsorption Les virus se collent sur les parois des grains de sable par liaison chimique on parle d adsorption Une fois fix s ils sont consomm s par les bact ries ou sont inactiv s par les produits chimiques antiviraux produits par les organismes dans le filtre Certains compos s organiques sont galement adsorb s dans le sable et donc limin s de l eau Pr dation Les micro organismes au sein de la couche biologique consomment les bact ries et autres agents pathog nes pr sents dans l eau offrant ainsi un traitement bact riologique tr s efficace L oxyg ne dissous est indispensable au
14. ose ban ni ce ii ape Deuiarens 5 4 Principe de fonctionnement des filtres sable lent n nnnononnnennnnonnennsnnenrsnrerenrsrrorrsrrerrsrreresrrerene 6 l DESETPtIOn AU AIS DOS dr ne css ne ete nues 6 42 COX OU SAPIN sd nee nes dead du feat T Ao PHACIDeS AUTAL M NE ES SR RS a a E T 5 Mode d emploi du filtre sable lent familial ss 8 Sk M Secene Uve GUMIT S SR RS NE tte lite 8 52 US AON AUOIICI NNE morrena ads en rocade detente anis Ge ne detente eme a 8 S9 ENT N EMNAIMeNANCS us man tetes nine tt en en dU rien 9 dl au DUte USSR nn ne enr ee den ta 9 5 4 Performances et limites d utilisation 10 5 4 1 Avantages de Ce DOC ne nee tn nn een ac cet steel oue 10 5 4 2 D s limites pr JUdICIabDl s sis nn nr ce Red recente eau 10 5 4 3 Adaptation du filtre sable biologique pour le traitement de l Arsenic 11 GC OOUE oa eat de eu dan diode tarestisees tennis need E 12 3 12 1 1 1 FIT 2 1 Contexte Rappel La turbidit UNT ou NTU est l unit n ph lom trique ou unit de turbidit Elle mesure l aspect trouble ou transparent d une eau Si le filtre sable lent semble tre une solution rev tant de nombreuses qualit s son application en conditions r elles d utilisation par les b n ficiaires est in gale L objet du pr sent document est de r sumer les caract ristiques de ce mode de traitement Les recommandations concernant le traitemen
15. ranulom trie du sable doit tre homog ne et de taille effective d10 0 95 mm Son homog n it est importante on tol rera pour le mat riau passant par le tamis dont l ouverture est gale 66 de celui des d10 repr sentent au maximum 1 m m et les particules ne passant pas par le tamis dont l ouverture est gale 180 de celui des d10 repr sentent au maximum 5 4 12 1 1 1 FIT 2 S il est efficace pour r duire la turbidit son impact sur la bact riologie est faible nul Il ne sera utilis qu en pr traitement d autres m thodes de d sinfection chloration bullition 3 Filtre sable lent Figure 2 Filtres sable familiaux en b ton mod le de Pure Water for Ha ti Le filtre sable lent galement appel biosand filter soit filtres bio sable ou filtre sable biologique est utilis pour le traitement de l eau potable et ne doit pas tre confondu avec les proc d s de biofiltration utilis s en puration des eaux us es Cette technologie existe galement pour le traitement collectif de l eau potable Il se caract rise par le d veloppement de bact ries qui vont consommer la pollution pour se nourrir cest ce que l on nommera la couche biologique ou schmutzdecke Le niveau de l eau tant maintenu constant l int rieur du filtre la couche biologique se d veloppe et grossit sur la premi re paisseur du sable C est cette technique de filtration lente qui est d ta
16. s conduites ou des robinets Les filtres sont tr s lourds 70 75 kg et ne doivent donc pas tre d plac s apr s leur installation L entretien est n cessaire lorsque le d bit du filtre devient trop faible soit environ une fois par mois L eau s coule de plus en plus lentement au fur et mesure qu on l utilise Lorsque le traitement devient trop lent il faut nettoyer et ou remplacer le sable Pour nettoyer le filtre la surface du sable doit tre agit e ce qui remet en suspension les particules retenues lors de la filtration L eau sale peut alors tre facilement jet e en utilisant un petit r cipient Le processus peut tre r p t autant de fois que n cessaire pour retrouver le d bit souhait La fr quence de cet entretien d pend de la quantit et la qualit de l eau ayant travers le filtre en particulier la turbidit de cette eau La sortie le couvercle et le diffuseur doivent tre nettoy s r guli rement Si on peut nettoyer le couvercle ou l ext rieur du filtre avec un d tergent il ne faut pas employer de d sinfectant sur le sable cela rendrait inop rant le fonctionnement du filtre biologique Le sable devra tre renouvel en partie une fois par an Il s agit d enlever les premiers centim tres de sable 2 5 cm puis remettre le filtre en fonctionnement Lorsque l paisseur du lit filtrant est r duite 60 cm il faut recharger le filtre en rajoutant du sable propre Le d veloppement et l
17. t de l eau domicile se trouvent dans le Fascicule Technique portant sur le Traitement de l eau domicile 1 1 1 FAT1 2 Le filtre sable de pr traitement Figure 1 Traitement et stockage s r de l eau domicile dans les situations d urgence Croix Rouge Le filtre sable et le filtre sable lent ne doivent pas tre confondus leurs principes de fonctionnement et leurs effets de traitement sont tout fait diff rents L objet du pr sent paragraphe est le filtre sable utilis comme un pr traitement Celui ci sert extraire les mati res en suspension les plus volumineuses de l eau C est donc principalement un abattement de la turbidit qui est vis par effet de tamisage des impuret s contrario le filtre sable lent fonctionne sur un traitement biologique cf chapitre suivant Le filtre utilis comme pr traitement pour r duire la turbidit est tr s simple mettre en uvre Mais seul il ne permet qu un traitement sommaire de l eau Il s agit d un r cipient souvent un simple bac de b ton pourvu d un robinet ou d un moyen de vidange rempli d une couche de graviers plut t fins et d une couche beaucoup plus importante de sable On verse l eau traiter sur le dessus et il suffit de la recueillir au bas du r cipient Le sable utilis aura de pr f rence une teneur en silice la plus lev e possible viter les sables calcaires et tre de pr f rence roul que concass La g
18. th matiques Les mod les de r glements d exploitation ou de gestion Les mod les de cahiers des clauses techniques particuli res utilisables comme cadres type pour les ma tres d ouvrages et concepteurs Divers types de mod les de documents tels que proc s verbaux des phases de projet mod les de contrat ou de r glement contr le de bonne ex cution des ouvrages etc Ces documents ayant un r le d information et de support compl mentaire sont compatibles avec la r glementation impos e et peuvent pr ciser la compr hension des techniques ou fournir des aides aux acteurs Le pr sent r f rentiel technique a t labor en 2012 et 2013 sous l gide de la DINEPA par l Office International de l Eau OlEau gr ce un financement de l UNICEF D p t l gal 13 11 443 Novembre 2013 ISBN 13 978 99970 51 02 8 Toute reproduction utilisation totale ou partielle d un document doit tre accompagn e des r f rences de la source par la mention suivante par exemple extrait du r f rentiel technique national EPA R publique d Ha ti Fascicule technique directives techniques etc 2 5 1 DITT projet DINEPA OIEau UNICEF 2012 2013 Illustrations page de garde Source CAWST The Centre for Affordable Water and Sanitation Technology www cawst org 2 12 AA ENT 2 sommaire e CONEXE SES RC RAR RS a E a 4 2 kLefitre a sabede preratemeNn nessen NRA en start aninei tie te den dec 4 2 FUGA Sape ISA ele ae d
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