V.1.2. Le complexe lavoir douche puisard
V.1.2.1. Description
Il s'agit d'une installation destinée à
l'évacuation des eaux usées ménagères ; elle est
composée d'une cabine, d'un lavoir et d'un puisard
relié entre eux par un tuyau en PVC enterré.
La cabine est un édicule servant d'abri à
l'intérieur duquel s'effectue la prise de
douche. Elle comporte 4 murs, une ouverture équipée
de porte et un toit en tôles ondulées.
Le lavoir est une plateforme de forme rectangulaire qui
recueille les eaux usées issues
de la lessive et de la vaisselle.
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
Le puisard est une fosse de forme généralement
cylindrique, couverte par deux dalles hémisphériques et garnie de
moellons
V.1.2.2. Fonctionnement
L'eau versée dans la cabine pendant la douche ou dans
le bac à laver, est acheminée par le tuyau en PVC vers le puisard
qui est un ouvrage de collecte et d'épuration. L'eau usée
stockée dans le puisard est éliminée par infiltration
à travers les parois de la fosse et traitée par filtration
à l'aide des différentes couches de moellons ou cailloux avant de
rejoindre la nappe phréatique. Les avantages du puisard résident
dans ce qu'il participe à la lutte contre la prolifération des
moustiques par l'élimination des eaux stagnantes et permet de
préserver la qualité des eaux souterraines grâce à
des dispositions techniques rationnelles tenant compte des capacités
d'épuration du sol.
Pour des besoins hygiéniques, le complexe doit avoir une
certaine gestion d'exploitation dont :
· l'interdiction de déféquer et d'uriner dans
le lavoir ;
· le lavage de la dalle du puisard après un
nettoyage domestique salissant ;
· le massif filtrant du puisard doit être
périodiquement renouvelé. V.1.2.3.
Dimensionnement
Hypothèses admises
· La taille moyenne du ménage est de 7 personnes;
· le taux moyen d'infiltration latérale du sol
(25 l/m2/j) en moyenne à Fada N'Gourma
· le niveau statique de la nappe phréatique de
9 m estimé à partir des coupes
hydrogéologiques des forages exécutés dans la zone ;
· le taux de rejet 0.8 au Burkina Faso
d'après ( Wethe, 2002)
Nous avons obtenu deux fosses cylindriques identiques avec comme
dimensions : un diamètre de 1.00 m et une profondeur de
2.00 m.
Les groupes cibles de ce type d'ouvrage sont :
- les ménages avec latrines traditionnelles, soit 82 %
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
- les ménages dotés de VIP sans puisard, soit 11
%
- les ménages n'ayant aucune installation, soit 7 %
Le nombre de lavoir-douche puisard à construire est donc 4
118 V.1.2.4. Evaluation quantitative et coût estimatif
Pour évaluer le nombre de complexes nécessaires
pour couvrir la demande au niveau de la ville jusqu'en 2018, nous avons
considéré les critères suivants :
> La proportion des ménages à doter de complexe
lavoir-douche-puisard : 62 % (7 % sans installations et 55 % de latrines
traditionnelles)
> Proportion des ménages à doter d'un ouvrage
d'assainissement d'ici 2018 (7 626) Le nombre de complexes à construire
est donc de 4 729.
Le coût unitaire d'une latrine VIP est de 188 600 FCFA. Le
coût total de latrines Vip à construire s'élève donc
à 891 889 400 FCFA.
V.2. Le traitement des boues
V.2.1. Principe du traitement des boues de
vidange
Certaines caractéristiques des boues de vidange en font
un produit difficile à manier. Les boues de vidange sont trop riches en
polluants pour pouvoir être déversées dans les eaux de
surface, dans la nature, ou traitées comme les eaux usées. Elles
sont trop liquides pour être mises en décharge ou traitées
comme des déchets solides. Elles sont trop riches en pathogènes
pour être directement utilisées pour la fertilisation des
cultures.
La première étape du traitement des boues de
vidange consiste donc en général en une stabilisation des boues
et en une séparation des phases solide et liquide. La fraction liquide
peut ensuite être traitée séparément, en
général avec des techniques de traitement des eaux usées.
La fraction solide subit quant à elle un traitement visant
l'amélioration de ses caractéristiques en vue d'une mise en
décharge ou d'une valorisation agricole. Dans le cas de cette
étude, le traitement des boues sera effectué afin de les offrir
en qualité et quantité aux maraîchers et agriculteurs. Le
traitement des boues de vidange doit donc comprendre
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
différentes étapes au cours desquelles les
techniques disponibles peuvent être combinées de
différentes manières en fonction des contraintes locales et des
objectifs fixés.
La Figure 17 donne une vue d'ensemble des processus de traitement
décrits et de certaines combinaisons envisageables.
Figure 17 : Vue d'ensemble des techniques de traitement a faible
coilt des boues de vidange et leurs combinaisons possibles
(Koanda H, 2007)
V.2.2. Analyse comparative des options possibles de
traitement des boues de vidange à Fada N'Gourma
L'option technique choisie pour traiter les boues de vidange
dépend de leurs caractéristiques, des capacités
financières de la Mairie de Fada, des caractéristiques
environnementales, du site d'accueil de station de traitement et enfin des
possibilités offertes pour la valorisation des sous produits (bio
solides déshydratés et effluents traités) du traitement de
ces boues.
Trois options sont possibles et ont déjà
montré leurs preuves en Afrique (Ouagadougou, en zone de climat soudano
sahélien et Accra, en zone tropical humide). Les avantages et les
inconvénients de ces options sont synthétisés dans le
tableau 20 ci-après :
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
Tableau 20 : Evaluation de la simplicite et de la fiabilite des
options possibles
|
Parametres
|
Filtre plante (FP)
|
Lit de sechage (LS)
|
Decanteur + Lagunage (DL)
|
|
Description du procede
|
Deshydratation par percolation et evapotranspiration
Mineralisation et hygienisation des solides par entreposage
prolonge
Filtration et stabilisation biochimique du liquide durant la
percolation
Traitement de finition du percolât dans des bassins de
stabilisation
|
Deshydratation par percolation et evaporation Filtration et
stabilisation
biochimique du liquide durant la percolation Post-traitement
(entreposage ou compostage) des solides pour
1 , .
i'nygiemsation
Traitement de finition du percolât dans des bassins de
stabilisation
pour l'hygienisation
|
Decantation primaire dans des decanteurs
Decantation secondaire et traitement anaerobie dans un bassin
Post-traitement (entreposage ou compostage) des solides
Traitement de finition du percolât dans des bassins de
stabilisation
|
|
Criteres ou
valeurs de dimensionnement
|
Charge massique: 250 kg MS/m2.an
Bassin allonge, L=30m et l= 4- 10m
Surface specifique : 0.006
m2/habt.
Profondeur :-- 3 m
Hauteur = -- 0,50 m
Temps de sejour 4 h
Rendement d'elimination de la matiere seche = -- 80%
MS de la boue epaissie = -- 10-
15%
Taux d'accumulation de boue -- 0.15m3/m3 BV
|
Charge massique: 100 - 200 kg MS / m2 an
Charge hydraulique : 20 -- 30 cm par cycle
Surface specifique : 0.05
m2/habt.
Profondeur :-- 1 m maxi Hauteur = -- 0,30 m
Temps de sejour : 7 -- 14 jours
Rendement d'elimination de la matiere seche = 90%
Rendement
d'elimination de
la DCO = 70 - 90% Rendement d'elimination de N, NH4 = -- 40 -
900%
Rendement d'elimination
des oeufs d'Helminthe = --
100%
|
Delai de chargement: 28 jours (decanteur), 1 an (bassin)
Teneur en MS atteinte dans
des boues decantees: 120 g/l
Elimination des matieres solides dans des decanteurs et filiere
de lagunage: 80%
Profondeur admissible des boues: 50 cm
|
|
Structure
|
2 unites de FP de 100 m2, filtre a gravier et a sable
de 50 cm,
systeme de drainage, plante avec des plantes des marais
Bassin de reception des boues, pompage pour le chargement des
|
5 unites de LS de 50 m2, filtre a gravier et a sable
de 50 cm, systeme de drainage
Bassin de reception des boues et leur pompage vers les unites de
LS
|
2 decanteurs de 40 m2, 150 cm de profondeur, ouvrage
en beton arme, murs a chicanes
1 bassin de sedimentation, 120 m2, 100 cm de
profondeur
|
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
|
unites de FP
Fosse ouverte pour la collecte et le pompage du percolât
|
Fosse ouverte pour la collecte et le pompage du percolât
|
|
|
Mode d'exploitation
|
Chaque unite: chargement continu pendant 4 ans, puis
evacuation des boues
4Vidange des boues une fois tous les 2 ans
|
Chaque unite: chargement pendant 2-3 jours, sechage pendant 10-15
jours, evacuation des boues
4Vidange des boues tous les 2-3 jours
|
Chaque decanteur: 4 semaines de chargement, evacuation du
liquide, 4 semaines de
sechage,
Bassin de vidange des boues une fois par an
|
(source : Wéthé et al, 2007)
Tableau 21 : evaluation de l'efficacite des options de traitement
possible des boues de vidange
(source : Wéthé et al, 2007)
|
Parametres
|
Filtre plante (FP)
|
Lit de sechage (LS)
|
Decanteur + Lagunage (DL)
|
|
Qualité physique des solides
|
Masse initiale de matiere seche dans les boues : 3 %
Teneur en eau: 70%
Reduction importante du
volume
Basse teneur en eau et solides faciles a manier (palletables)
|
Masse initiale de matiere seche dans les boues: 4,5 %
Teneur en eau: 60 %
Basse teneur en eau et solides faciles a manier (palletables)
|
Masse initiale de matiere seche dans les boues: 14 %
Teneur en eau: 85 %
(-) Teneur en eau trop elevee
|
|
Qualite hygienique des solides
|
Reutilisation sans risques sans post-traitement
|
Reutilisation sans risques sans post-traitement
|
Reutilisation avec risques sans post-traitement
|
|
Qualite de l'effluent
liquide
|
Risque de non respect des normes de rejet
Respect des criteres de q-ualite prescrits si traitement de
finition
|
Risque de non respect des normes de rejet
|
Risque de non respect des normes de rejet
|
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
Tableau 22 : Evaluation des coilts de la mise en oeuvre et
d'exploitation des options possibles
|
Parametres
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Filtre plante (FP)
|
Lit de sechage (LS)
|
Decanteur + Lagunage (DL)
|
|
Besoin en terrain
|
Surface necessaire : 200 m2
|
Surface necessaire : 250m2
|
Surface necessaire :200 m2
|
|
Investissem
ent
|
239 200 $
|
24,350 $
|
24,100 $
|
|
Exploitati on
|
1,400 $/an
|
2,010 $/an
|
6,180 $/an
|
(source : Wéthé et al, 2007)
V.2.3. Option finale retenue
De ce qui précède, il ressort que l'option de
traitement des boues de vidange qui correspond au contexte
socioéconomiques, climatiques et environnemental de la ville de Fada
sera une combinaison des lites de séchage avec une filière
classique de traitement des lixiviats par lagunage.
V.2.3.1. Les lits de séchage non plantés
Le lit de séchage constitue la première
étape du processus de traitement des boues de vidange à
l'entrée de la station. Il jouera le rôle d'épaississement
et de déshydrations des boues, contribuant ainsi à la
séparation de la partie liquide (par évaporation ou par
percolation du liquide - percolât) de la partie solides
(biosolides).
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
Figure 18 : Schema d'une station avec lits de sechage (Philippe
R., 2008)
r2- Couche de boues vidangées (25cm)
r2- Couche de sable - 5/7 (20cm)
r2- Couche de gravier - 10/15 (20cm) Qr Couche de
gravier - 20/30 (30cm) r2- Drains de lixiviats/ percolât
Légende
Figure 19 : schema de principe du lit de sechage des boues de
vidange
Contribution a la gestion durable et de valorisation des boues
de vidange dans la ville de Fada N'Gourma au Burkina Faso :
analyse critique
du potentiel de l'offre et de la demande et propositions des
stratégies
Les mécanismes de transformation et d'élimination
des polluants, qui s'opèrent dans les lits de séchage sont les
suivants :
- les matières solides en suspensions
sédimentent et s'infiltrent à travers les substrats de sables et
de graviers et sont drainés à partir des canalisations
réalisées en saignées dans le radier inférieur ;
- les matières organiques solubles se dégradent
grâce à l'action microbienne en situation anaérobie ou
aérobie ;
- l'azote se dégrade selon le processus
d'ammonification, de nitrification ou de dénitrification biologique ; il
s'élimine également par absorption à travers le massif
filtrant (de sable etd e gravier) ou par volatilisation de l'ammoniac ;
- les agents pathogènes s'éliminent par
sédimentation, par prédation ou par les effets des radiations
dues aux UV.
V.2.3.2. Les bassins de stabilisation
L'agencement des bassins, en série, comporte deux
étapes :
- 2 bassins anaérobie pour rabattre les fortes charges
organiques des boues de vidange ;
- 1 bassin facultatif, en aval du bassin anaérobie, pour
finaliser l'abattement des polluants organiques et entamer la dissolution des
germes pathogènes ;
- 2 bassins de maturation pour assurer la désinfection
des effluents en respect des
normes en vigueur au Burkina Faso pour le rejet et la
réutilisation en agriculture.
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