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EP4363381A1 - Matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées et/ou des eaux pluviales - Google Patents

Matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées et/ou des eaux pluviales

Info

Publication number
EP4363381A1
EP4363381A1 EP22741738.3A EP22741738A EP4363381A1 EP 4363381 A1 EP4363381 A1 EP 4363381A1 EP 22741738 A EP22741738 A EP 22741738A EP 4363381 A1 EP4363381 A1 EP 4363381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
filtration
filter
pieces
wood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22741738.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier ELOY
Matthias DESMOLLES
Jesús VILLALOBOS GARCIA
Amandine COLLIENNE
Cynthia VAN BUGGENHOUT
Alexandre PAULUS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eloy Water SA
Original Assignee
Eloy Water SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from BE20215511A external-priority patent/BE1029541B1/fr
Application filed by Eloy Water SA filed Critical Eloy Water SA
Publication of EP4363381A1 publication Critical patent/EP4363381A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/04—Aerobic processes using trickle filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres
    • B01D39/04—Organic material, e.g. cellulose, cotton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/104—Granular carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/105—Characterized by the chemical composition
    • C02F3/106—Carbonaceous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1242—Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0266—Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials comprising biodegradable or bio-soluble polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1241—Particle diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/166—Nitrites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/001—Runoff or storm water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections

Definitions

  • the present invention relates to a vegetable filtering material intended for the treatment of waste water e ⁇ rainwater comprising cellulose e ⁇ lignin.
  • domestic wastewater includes wastewater from private homes, but also wastewater from small communities such as, for example, a hotel complex, campsite, housing estate, offices, residential buildings, small villages.
  • Rainwater includes polluted meteorite water and water that has run off over more or less permeable surfaces, thus increasing the pollution load.
  • Biodegradable domestic wastewater cannot be directly discharged into a surface hydraulic environment or underground environment, but must first undergo purification treatments whose function is to reduce their polluting nature, a risk factor, so as to enable them to satisfy standards and other regulatory obligations.
  • such a filter comprises: a sealed enclosure intended to be buried, a supply device, an unsaturated filter bed, an emptying device.
  • This mass or filtering bed formed by a filtering material supporting aerobic biomass, simple or composite filtering medium.
  • mass or volume water retention static or dynamic, which defines the capacity of the filtering material to retain an optimal quantity of water while maintaining sufficient aeration, creating thus an environment favorable to the microbial activity that adheres to it, the resistance to mechanical and hydraulic compaction making the filter material more susceptible to clogging and blocking of aeration, e ⁇ will consequently cause a reduction in the efficiency of the filter material over time, the temporal stability of the filtering material, in particular through the content of unstable water-soluble materials involved in degradation, the biologically non-limiting air capacity representing the interstitial space available between particles (macroporosity) of the filtering material.
  • a filtering material is ⁇ adequate if it allows long-term maintenance of the microbial population to obtain a performance compatible with the desired level of treatment, for the usual parameters: COD, DB05, Azo ⁇ e( s), controls for pathogenic contamination.
  • the filtering material be ⁇ inexpensive, abundant, easy to access whatever the given territory, and can be integrated into a sustainable development approach .
  • a filter whose filtering material is prepared from pine bark (EP2976301) provides purification performance in accordance with domestic sanitation regulations. However, its water-soluble matter content is likely to impact its durability.
  • Another filter the filter material of which consists exclusively of loose fibers of hemp shiv (WO20171331), must be replaced too frequently the filter material.
  • a filter whose filter material contains at least one layer of crushed hazelnut shells (EP3008018), a material available in quantity and inexpensive, has completely satisfactory filtration performance.
  • a plastic layer intended for ventilation is added affecting emptying and recycling.
  • the document FR2331515 mentions a support for trickling filters for purifying domestic waste water using carbon of vegetable origin which has a low apparent density e ⁇ having a high hydrophilic power.
  • the manufacturing process for this carbon of hydrophilic vegetable origin by pyrolysis includes a step of treating the wood with sulfuric acid to defibrate it.
  • the document US20160200602 Al describes a hydrophobic porous material based on hydrocarbon-binding lignin and cellulose. This material, advantageously floating, is intended to absorb hydrocarbons, for example in the event of marine pollution, but can also be intended to treat waste water.
  • the material is ⁇ thermally modified at a temperature between 160°C and 260°C and that the wood fibers absorb less water due to the thermal modification e ⁇ in due to hydrophobic additives added to this porous material.
  • the filter materials as described above still have limiting factors and still remain far from the ideal filter medium for certain criteria. Moreover, it is more and more important to enter into a circular economy process implying that the filtering material respects the associated obligations.
  • the object of the present invention is to overcome these drawbacks by providing a filtering material that is inexpensive, abundant, easy to access, ecological and has characteristics of durability and adequate purification characteristics.
  • the present invention provides a plant filtering material, characterized in that it comprises pieces of wood or plant fibers forming a population of pieces, said population of pieces having a distribution of particle faults of between 3 mm and 100 mm, preferably between 3 mm and 50 mm, favorably between 3 mm and 25 mm and said population of pieces being heat-transformed at a temperature between 150° C. and 300° C. forming a population of heat-stabilized pieces, for example a population of roasted pieces.
  • chunks means the firm, for example chips, grains, fibrous organic materials, briquettes, balls or granules.
  • thermally stabilized pieces firm means pieces of wood and/or vegetable fibers having undergone a heat treatment of between 150°C and a maximum of 300°C.
  • the heat treatment is ⁇ between 150°C and ⁇ 275°C, even more preferably between 150°C and ⁇ 250°C, between 150°C and ⁇ 240°C, between 150°C and ⁇ 230°C .
  • thermalally stabilized pieces means pieces of wood and/or vegetable fibers having undergone a heat treatment of between 150° C. and 350° C. maximum.
  • the heat treatment is ⁇ between 200°C and ⁇ 350°C, even more preferably between 220°C and ⁇ 330°C, between 230°C and ⁇ 320°C, between 240°C and ⁇ 300°C. .
  • the heat treatment according to the present invention can be roasting.
  • the heat treatment of the plant material according to the present invention has a duration of between 1 hour ⁇ 24 hours, preferably between 1 hour ⁇ 12 hours.
  • the heat treatment of the plant material according to the present invention takes place in an inert atmosphere.
  • the heat treatment is roasting advantageously characterized by (i) a temperature preferably between 200 and 350° C., advantageously between 230 and 300° C., (ii) a controlled atmosphere: vacuum atmosphere or via the presence of an inert gas, (iii) a treatment time of between 30 and 90 minutes, advantageously between 30 and 60 minutes.
  • the roasting according to the present invention is carried out according to a heat treatment process in a rotating drum, a heat treatment process using a double hearth or a multiple hearth or else a heat treatment method in a moving bed.
  • a filtering material comprising pieces of torrefied wood, with or without secondary treatment, according to a particle size distribution of the pieces of torrefied wood as mentioned above has physico-chemical characteristics which make it possible to obtain a low mass water retention, for example less than 10%, to avoid rapid degradation of the material and sufficient for the development of the aerobic biofilm and also has a low percentage of water-soluble material compatible with optimal conservation of the filtering material.
  • the filter material is also in the form of a filter bed, for example with an air capacity favorable to the development of an aerobic biofilm and a very good resistance to hydraulic compaction.
  • the heat-stabilized pieces allow development and maintenance of the bacterial population which allows aerobic digestion of the organic matter in suspension in the wastewater and on the other hand, the heat-stabilized pieces are resistant to hydraulic compaction and allow the preparation of an appropriate filter bed.
  • Torrefied wood is best known as a fuel because it has a high energy value and is therefore increasingly used in the bioenergy sector. Torrefied wood is also increasingly used in furniture, for example for framework, mulch and agricultural mulch, fences, garden furniture, floors, etc...
  • the filter bed formed from the thermally stabilized pieces also has an air capacity suitable for the development and maintenance of the aerobic biofilm.
  • the torrefaction of wood makes it possible to modify the structure of the wood at a lower temperature than pyrolysis, therefore using less energy, which makes this simple process of torrefaction more profitable and ⁇ more ecological compared to the pyrolysis process of wood. aforementioned wood.
  • wood the raw material of torrefied wood
  • the heat-stabilized pieces are ⁇ formed from sawmill, production and cutting waste and thus form a by-product ⁇ for which wastewater treatment becomes another way of recovery. Since wood is an abundant resource in many territories, the filter material according to the present invention is in perfect harmony with an efficient, profitable and ecological circular economy by allowing an industrial application whatever the territory.
  • said heat-stabilized pieces are in particular wood chips, shavings or fibers and other roasted vegetable fibers.
  • chip is understood to mean a body of torrefied wood having a shape defined by three dimensions, for example a thickness, a length and a width, and in which one of the dimensions, for example the thickness, is smaller than the other two dimensions.
  • the heat-stabilized pieces are subjected to a secondary treatment, preferably physical, to modify the surface properties, for example the wettability, the roughness, or the impact resistance.
  • the population of pieces comprises a first population of pieces prepared upstream from a source of wood or plant fibers, for example by grinding or cutting and having a particle size distribution between 3 mm and 10 mm and a second population of pieces having a particle size distribution greater than 10 mm, preferably greater than 12 mm, and preferably less than or equal to 100 mm, of preferably less than or equal to 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm, 50 mm, said filtering material has a mass of the first population greater than that of the second population.
  • the ratio between the mass of the first population of pieces divided by the mass of the second population of pieces is greater than 1, preferably greater than or equal to 1.2 more preferably greater than or equal to 1.4, 1.5, 1.8, 2, 2.5, 3, 3.5, 4.
  • the filtering material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention has a water retention volume capacity of between 5% and 40%, more preferably between 7% and 25% by volume of water. calculated with respect to the volume of a bed of dry matter formed from the filtering material.
  • a volumetric water retention capacity in this range of values makes it possible to have (i) sufficient humidity conservation to maintain the microbial biofilm.
  • the filter material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention has, in the form of a filter bed, an air capacity of between 20 and 70%, preferably between 30 and 60%, between 30 and 50% , between 30 and 40% by volume of air calculated with respect to the volume of a bed of said filtering material.
  • This range of values for the air capacity allows the filter material to be sufficiently aerated, which promotes optimal growth of the microbial biofilm.
  • the thermally stabilized pieces are ⁇ chosen from the group of pieces of beech wood, pine wood, poplar wood, ash, acacia wood, eucalyptus wood, softwood, or plant fibers, and combinations thereof.
  • the thermally stabilized pieces can be made from different sources of organic matter depending on their availability, for example sawmill waste, or plant fibers available in the territory in which the filter material according to the present invention is used.
  • the filtering material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention has, in the form of a vertical filtering bed, an initial volume and a resistance to degradation when it forms a bed of filtering material measured by a percentage settlement average lower than 10%, preferentially lower than 5%, more preferentially lower than 3%, even more preferentially lower than 2%, in a favorable way lower than 1% compared to the initial volume, after 56 days at least.
  • a very low average compaction percentage ensures good conservation of the porosity of the filtering material without risk of clogging and/or without reducing the purification performance of the filtering material.
  • the filtering material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention has a water-soluble matter content of between 1 and 10%, preferably between 2 and 6% by weight relative to the weight of filter material. Indeed, such a percentage of water-soluble matter in the filtering material allows good conservation of the filtering material.
  • the filtering material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention has a hydrophilicity, in which the hydrophilicity of the filtering material is determined by a contact angle between a drop of water and the surface.
  • filter material less than 90°, preferably less than 60°, 50°, advantageously less than 45°, 30°, 20°, 10°.
  • the drop of water is absorbed by the filter material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention.
  • the filter material according to the present invention has a polar surface. Unlike hydrophilicified G, hydrophobicity characterizes materials which have no interaction with water because they consist of an apolar surface.
  • the classic method for evaluating the hydrophobicity e ⁇ of hydrophilicified G is done ⁇ by the so-called contact angle method.
  • a drop of water is placed on a surface, the angle formed between the drop of water and the surface is measured. This ⁇ angle characterizes the degree of hydrophobicity/hydrophilicity of the surface.
  • An angle between 90° and 180° characterizes a hydrophobic surface, the higher the angle es ⁇ (e ⁇ approaches 180°), the greater the hydrophobicity of the surface es ⁇ .
  • the filtering material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention preferably comprises a content of thermally stabilized pieces forming a primary material of between 20 and 100%, preferably between 30% and 100%, more preferably between 40% and 100%, between 50% and 100%, between 60% and 100%, between 70% and 100%, between 80% and 100% by weight relative to the weight of filtering material and possibly one or more additional filtering materials acting as hydrodynamic or structural correctives in order to provide complete control of the primary material, said one or more additional filtering materials being able to be chosen from the group of Xylit, crushed nut shells, pyrolyzed wood, biochar or agrichar , raw wood ⁇ , e ⁇ vegetable fibers and their combinations.
  • a filtering material comprising the primary material and one or more other types of compounds can be advantageous depending on the availability of the different types of compounds, in such a way as to use, depending on the given territory, locally available compounds to form the filter material mixture.
  • the filtering material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention preferably comprises a content of thermally stabilized pieces forming a primary material of between 20 and 100%, preferably between 30% and 100%, plus preferably between 40% e ⁇ 100%, between 50% e ⁇ 100%, between 60% e ⁇ 100%, between 70% e ⁇ 100%, between 80% e ⁇ 100% by volume relative to the volume of filter material e ⁇ possibly one or more additional filtering materials to act as hydrodynamic or structural correctives in order to provide complete control of the primary material, said one or more additional filtering materials being able to be chosen from the group of Xylit, crushed nut shells, pyrolyzed wood, biochar or agrichar, burnt wood ⁇ , and ⁇ vegetable fibers and their combinations.
  • the filtering material intended for the treatment of wastewater and rainwater according to the present invention forms a filtering bed comprising (i) a mixture of different filtering materials or (ii) a plurality of layers of filtering materials formed of a first, second, and possibly third, fourth and fifth layers depending on the direction of water flow (fluidic direction of filtration). More particularly, the filter bed is ⁇ characterized by a superposition of layers of filtering material in which the water to be filtered first passes through the first layer, then the second layer, and possibly the third, fourth and fifth layer.
  • the first layer is ⁇ composed of a first filter material
  • the second layer is ⁇ composed of a second filter material
  • the third, fourth and fifth layer are ⁇ composed of a third, fourth e ⁇ fifth filter material.
  • the first, second, and possibly third, fourth and fifth filtering material are all identical or all different.
  • at least one layer of the filter bed consists of a different filter material compared to the filter material of the other layers of the filter bed.
  • the filter material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention forms a filter bed comprising at least one layer of pieces of wood thermally stabilized by a first heat treatment of between 60% and 100% , preferably between 65% e ⁇ 100%, between 70% e ⁇ 100%, between 75% e ⁇ 100%, advantageously between 80% e ⁇ 100% by weight relative to the weight of the filter bed e ⁇ at least one layer additional filtering materials that can be chosen from the group of Xylit, crushed nut shells, pyrolyzed wood, biochar or agrichar, raw wood ⁇ , e ⁇ vegetable fibers e ⁇ their combinations.
  • the filter material intended for the treatment of waste water and rainwater according to the present invention forms a filter bed comprising at least one layer of pieces of wood thermally stabilized by a first heat treatment of between 60% and 100% , preferably between 65% e ⁇ 100%, between 70% e ⁇ 100%, between 75% e ⁇ 100%, advantageously between 80% e ⁇ 100% by weight relative to the weight of the filter bed e ⁇ at least one layer pieces of wood thermally stabilized by a second heat treatment.
  • the first heat treatment and the second heat treatment are different.
  • the pieces of wood intended to be thermally stabilized by a first heat treatment its ⁇ identical to pieces of wood intended to be thermally stabilized by a second heat treatment.
  • the first heat treatment is roasting.
  • the filtering material intended for the treatment of domestic wastewater and rainwater forms a filtering bed comprising: one or more layers of said filtering material superimposed over a predetermined height, in which said one or more layers comprise said first population of pieces and/or said second population of pieces, of the same filtering material, - or even 2 layers of the same filtering material separated by a thin or membrane layer of another filtering material, single layer or mixture, said membrane layer of low height which can be continuous or not e ⁇ representing for example 10% of the total volume, or even a layer of simple filtering material incorporating another filtering material in a mixture, in a small percentage for example 10%.
  • the present invention also relates to a purification tank intended for the treatment of waste water.
  • the purification tank intended for the treatment of waste water comprises: - a waste water settling chamber arranged to allow the solids in suspension to sediment in a lower zone of the settling chamber, e ⁇ comprising at least one waste water inlet e ⁇ at least one clarified water outlet, a filtration enclosure comprising at least one clarified water inlet, in fluid communication with said at least one clarified water outlet of said settling enclosure, e ⁇ at least one filtered water outlet, between which extends a filter bed comprising the filtering material according to the invention, said bed of filtering material having an upstream face and a downstream face in a fluidic filtration direction.
  • clarified water designates waste water at least partially purified of its suspended solids.
  • fluid direction of filtration designates a direction of water flow through the bed of filtering material between said at least one clarified water inlet and said at least one filtered water outlet.
  • the water displacement vectors through the bed of filter material can be vertical, horizontal or oblique.
  • a purification tank comprising an upstream settling chamber and a downstream filtration chamber makes it possible to reduce the load of organic matter and suspended solid matter in the wastewater fou ⁇ by avoiding clogging of the filtering material.
  • the settling chamber also allows a degradation of organic matter using the metabolism of anaerobic bacteria
  • said at least one clarified water inlet of the filtration enclosure is ⁇ located in a vertically or horizontally upper zone of said filtration enclosure e ⁇ said at least a filtered water outlet is located in a lower zone of said filtration enclosure.
  • the fluid communication between said filtration chamber and said settling chamber is carried out through a clarified water distributor which comprises a plurality of outlets of clarified water, the clarified water outlets distribusan ⁇ said clarified water in a plurality of positions on the upstream face ⁇ of the filter bed.
  • a clarified water distributor which comprises a plurality of outlets of clarified water, the clarified water outlets distribusan ⁇ said clarified water in a plurality of positions on the upstream face ⁇ of the filter bed.
  • the purification tank intended for the treatment of waste water comprises a means for distributing the clarified water, located downstream of the distributor, and comprising a supply device.
  • a tilting trough ⁇ will further promote a good distribution of the clarified water on the filter bed.
  • the purification tank intended for the treatment of waste water comprises at least one aeration system arranged to supply oxygen in the filtration enclosure to allow aerobic digestion by a bacterial population distributed over the filtering material.
  • said settling chamber and said filtration chamber have walls made of a material which is inert with respect to corrosion.
  • the bed of filter material has an upper filtration surface of between 1 m 2 and 15 m 2 , more preferably between 2 m 2 and 10 m 2 and has a height filtration bed preferably between 30 cm and 1 m, more preferably between 80 cm and 95 cm, preferably 90 cm.
  • a filtration surface combined with such a filtration height allows filtration of a volume of waste water corresponding to current domestic use.
  • the filter bed preferably comprises a primary material but said filter bed can ⁇ also comprise at least one additional filter material chosen for example from the group of Xylit, hulls crushed nuts, pyrolyzed wood, biochar or agrichar, burnt wood ⁇ , e ⁇ plant fibers, said filter material e ⁇ said material in particular additional filter being arranged in a mixture or in more or less thick superimposed layers according to the fluidic direction of filtration.
  • additional filter material chosen for example from the group of Xylit, hulls crushed nuts, pyrolyzed wood, biochar or agrichar, burnt wood ⁇ , e ⁇ plant fibers, said filter material e ⁇ said material in particular additional filter being arranged in a mixture or in more or less thick superimposed layers according to the fluidic direction of filtration.
  • the present invention also relates to a process for purifying waste water in a purification tank.
  • the process for purifying wastewater in a purification tank according to the present invention comprises a settling zone e ⁇ a filtration zone comprising a filter bed of filter material according to the present invention, said filter bed having an upstream face ⁇ filter bed e ⁇ a downstream face of the filter bed in a fluidic direction of filtration, said method comprising the steps of:
  • the process for purifying wastewater according to the present invention comprises additional filtration of the filtered water before discharge into a surface medium by a filtration device comprising said filtering material according to the present invention and/or additional filtration at the using a filter trench comprising said filter material according to the present invention.
  • the filtered water has a biochemical oxygen demand, BODs, of less than or equal to 35 mgC .H, preferably less than or equal to 20 mgC . H, favorably less than or equal to 10 mgC .H.
  • the waste water has an initial ammonium ion content and the filtered water has an ammonium ion content reduced by at least 50%, preferably at least 60%, favorably at least 70% relative to the initial ammonium ion content of the wastewater.
  • the present invention also relates to a process for purifying rainwater and/or runoff water.
  • the process for purifying rainwater and/or runoff water comprises the steps of: collection of rainwater and/or runoff water, first filtration of rainwater and/or runoff water runoff forming prefiltered water freed from macro-waste, filtration of said prefiltered water by a first rainwater filtration device comprising said filtering material according to the present invention to give filtered water, collection of the filtered water in a water tank of rain.
  • the term “rainwater tank” means a management structure allowing the storage, buffering and/or regulation of rainwater.
  • the process for purifying rainwater and/or runoff water according to the present invention is in addition to the treatment of domestic wastewater, for example on the plot by filtration incorporating at least one filtering medium (primary material) and other additives intended to: the capture of particles having run off, the extraction of target pollutants, for example heavy metals, micropollutants, PAHs, pathogens and other toxic substances.
  • filtering medium primary material
  • target pollutants for example heavy metals, micropollutants, PAHs, pathogens and other toxic substances.
  • the following treatment devices are mentioned: filters or cartridges down the gutter, to deal with more or less contaminated roof effluents, particulate capture and filtration channels, to support garage access, shallow soil infiltration interface to improve or maintain permeability, incorporation of a partially organic filtering Ii ⁇ at valley level, trench or water garden.
  • the first filtration step and the filtration step are carried out in the same device.
  • the filtered water collected in the rainwater tank is ⁇ (i) discharged into the surface environment and/or (ii ) reused in domestic installations and/or (iii) discharged through a permeable trench.
  • the filtered water collected in the rainwater tank is ⁇ filtered by a second rainwater filtration device comprising said filtering material according to the present invention before being (i) rejected in the superficial environment and/or (ii) reused in domestic installations and/or (iii) evacuated by a filtering trench.
  • the present invention also relates to a waste water purification system.
  • the wastewater purification system according to the present invention comprises: at least one purification tank according to the present invention, at least one additional water treatment device chosen from the group comprising: a T-shaped filter, a filtration, a filter trench, a degreasing tank, a screening system, an infiltration surface by percolation, and their combinations, in which said at least one additional water treatment device is ⁇ integrated upstream ⁇ and/or downstream of said at least one purification tank or in which said at least one additional water treatment and/or storage device is ⁇ separate and ⁇ positioned upstream ⁇ and/or downstream of said at least one tank purification.
  • the present invention also relates to a rainwater and/or runoff water purification system.
  • the rainwater and/or runoff water purification system comprises: at least one water treatment device chosen from the group comprising: a filtration cartridge, a filtering trench, a degreasing tank, a screening system, a percolation infiltration surface, and their combinations, at least one additional water treatment device chosen from the group comprising: a T-shaped filter, a filtration cartridge, a filtering trench, a tank purification tank, a degreasing tank, a screening system, an infiltration surface by percolation, and their combinations, at least one storage and/or buffering and/or water regulation device chosen from the group comprising for example a rainwater tank, in which said at least one water treatment device and/or said at least one additional water treatment device comprises the filtering material according to the present invention, in wherein said at least one water treatment device and/or said at least one additional treatment device is ⁇ integrated upstream and/or downstream of thedi ⁇ at least one device for storing and/or buffering and/or regulating water, or in which said
  • Figure 1 shows a photograph of pieces of torrefied wood as filter material according to the present invention.
  • Figure 2 is ⁇ a cross-sectional schematic representation of several filter beds comprising pieces of torrefied wood.
  • Figure 3 is ⁇ a schematic sectional representation of a purification tank according to the present invention.
  • Figure 4 shows the water and air volume retention capacities of a filter bed of different filter materials.
  • Figure 5 shows the average hydraulic settlement of an 80 cm filter bed according to the present invention compared to the average hydraulic settlement of a type of pine bark filter bed over the same height.
  • Figure 6 shows the content of water-soluble materials of filter materials according to the present invention in comparison with different comparative filter materials.
  • FIG. 7 shows an experimental temporal evolution of the nitrate concentration of water filtered by a filter bed of filter materials according to the present invention in comparison with filter beds of different comparative filter materials.
  • Figure 8 shows a schematic representation of a dwelling comprising a waste water disposal system using the filter material according to the present invention.
  • Figure 8 illustrates a waste water treatment system according to the present invention.
  • FIG 9 shows an alternative wastewater treatment system to the wastewater treatment system shown in Figure 8.
  • Figure 10 shows the positioning on a parcel layout plan of filter bed kits, filter cartridges or interfaces, for the treatment of rainwater that has flowed over any surface.
  • Figure 10 shows a stormwater and/or runoff water purification system according to the present invention.
  • FIG 11 shows an alternative stormwater and/or runoff water treatment system to the wastewater treatment system shown in Figure 10.
  • Figure 12 shows an alternative stormwater and/or runoff water treatment system to the wastewater treatment system shown in Figure 11 .
  • FIG. 13 shows an alternative stormwater and/or runoff water treatment system to the wastewater treatment system shown in Figure 12.
  • Figure 14 shows an experimental time course on
  • Figure 1 shows torrefied wood pieces obtained by a torrefaction process as described in US10526543, and either from Saniflor A or from LMK Energy B.
  • To form the torrefied wood pieces burnt wood ⁇ es ⁇ d first crushed and ⁇ cut. This wood bru ⁇ crushed is ⁇ then pre-dried to less than 15% humidity before undergoing the roasting process.
  • the shaped torrefied wood is then classified according to its size, for example by sieving to retain pieces of torrefied wood with a grain size mainly between 3 mm and 100 mm.
  • this raw wood is chosen from a group of pieces of beech wood, pine wood, poplar wood, ash wood, acacia wood, eucalyptus wood, softwood, or other plant fibers and combinations thereof.
  • Figure 2 illustrates a section of a filter bed comprising a filter material.
  • the filter bed comprises, for example, pieces from which the population is chosen.
  • a loose, random arrangement of the pieces creates porosity, a plurality of interstitial spaces, which promotes the development of a bacterial biofilm and a flow of clarified water through the filter bed.
  • FIG. 2A illustrates a section of a filter bed composed solely of pieces of torrefied wood 1 .
  • FIG. 2B illustrates a section of a filter bed comprising, starting from the top downwards: a first layer of pieces of torrefied wood 1, a second layer comprising pieces of a second filtering material 2 making it possible to correct or improve the properties of the material 1 according to the use of the device, this material having properties complementary to the pieces of torrefied wood, advantageously as an option a third layer of pieces of torrefied wood, e ⁇ advantageously a fourth layer comprising pieces of a third filtering material 3, defined in the same way as filter material 2.
  • the pieces of torrefied wood are ⁇ torrefied wood chips.
  • Figure 2C illustrates a section of a filter bed comprising pieces of torrefied wood 1, pieces of a second filter material 2 previously presented in Figure 2B, e ⁇ pieces of a third filter material 3 which are distributed randomly over the height and/or the width and/or the length of the filter bed.
  • the filter bed comprises a filter material but it can also comprise at least one additional material, as for example illustrated in FIG. 2B and 2C by the second filter material and the third filter material, chosen for example from the Xylit group, crushed shells of roasted or unroasted nuts, pyrolyzed wood, burnt wood ⁇ , e ⁇ roasted or unroasted plant fibres, said filtering material e ⁇ said additional filtering material being arranged as a mixture or in superposed layers .
  • Figure 2D illustrates a section of a filter bed comprising a main material, population of pieces of torrefied wood, incorporating a thin intermediate layer, representing a percentage of the total height of the bed advantageously between 5 and 20%, having functions complementary, in particular hydrodynamic by slowing down the percolation speeds (for example a layer comprising pieces of a third filtering material 3).
  • the filter material comprises a population of pieces.
  • said population of pieces comprises a first population of pieces having a distribution of particle sizes between 3 mm e ⁇ 10 mm e ⁇ a second population of pieces having a distribution of particle sizes greater than 10 mm e ⁇ less than or equal at 100 mm, said filtering material has a mass of the first population greater than that of the second population.
  • the arrows 4 in FIG. 2 illustrate the average displacement vectors illustrating levels of water displacement through the filter material.
  • these water displacement vectors 4 through the filtering material can be vertical, horizontal according to different clarified water inlet positions and filtered water outlet positions.
  • the fluidic direction of filtration is ⁇ the sum of these different vectors of water movement through the filtering material.
  • this fluidic direction, for this vertical filter model is substantially oriented from the top of the filter bed to the bottom of the filter bed.
  • the filter material according to the present invention has certain chemical, physical and nesting or biological fixation properties. Indeed, the filtering material advantageously has a water retention capacity by volume of, for example, between 7% and 25% by volume of water relative to the quantity of dry matter of the filtering material.
  • the filtering material in the form of a filtering bed is also advantageously defined by an air capacity of between 30 and 40% by volume of air calculated with respect to the volume of a bed of dry matter formed from the filtering material.
  • the filtering material according to the present invention also preferably has a compressive strength when it forms a bed of filtering material measured by an average percentage of settlement of less than 5% relative to the initial volume of a bed of dry matter formed. filter material.
  • the filtering material also advantageously has a water-soluble material content of between 2 and 10% by weight relative to the weight of filtering material.
  • the filtering material according to the present invention comprises a content of pieces of torrefied wood of, for example, between 20 and 100%, more preferably between 50% and 100%, between 80% and 100% by weight relative to to the weight of filter material.
  • FIG. 3 illustrates a sectional view of the purification tank 5 intended for the treatment of waste water according to the present invention.
  • This ⁇ e purification tank 5 comprises a settling chamber 6 and ⁇ a filtration chamber 7 having walls 8 made of an inert or resistant material with respect to corrosion such as concrete, or a polymer such as polyethylene or polypropylene.
  • the settling chamber 6 e ⁇ the filtration chamber 7 is ⁇ separated by a wall 9.
  • the purification tank 5 is ⁇ also provided with a first opening system 10 allowing access to the chamber decantation 6 e ⁇ of a second opening system 11 allowing access to the filtration enclosure 7.
  • the decantation enclosure 6 comprises a waste water inlet 12 e ⁇ an outlet for clarified water at the through a filter 13.
  • a pipe 14 is ⁇ connected to the filter 13 providing fluid communication between the settling enclosure 6 and the filtration enclosure 7.
  • the filtration enclosure 7 comprises a distributor 15 connected to the pipe 14
  • the dispenser 15 is attached to an upper wall of the filtration enclosure 7 using fasteners 16 and 16'.
  • the distributor 15 also has a clarified water inlet 17.
  • the filtration enclosure 7 also has a filtered water outlet 18, between which extends a filter bed 19 comprising the filter material according to the present invention.
  • the filtration enclosure 7 also comprises a means for distributing the clarified water, located downstream of the distributor 15 e ⁇ comprising for example a tilting trough ⁇ (not shown in FIG. 3).
  • Said distribution means comprises a plurality of outlet orifices 20, 20' which end in pipes 21, 21' to be discharged onto the filter bed 19.
  • the waste water enters the settling chamber 6 via the waste water inlet 12.
  • the settling chamber 6 is ⁇ arranged to allow the suspended solids to settle in a lower zone 22 of the settling chamber 6.
  • the clarified liquid phase leaves the settling chamber 6 through the filter 13 e ⁇ then arrives in the distributor 15 through the pipe 14 surmounting the distributor 15.
  • the pipe 14 allows the entry of clarified water into the filtration tank 7.
  • the filtration enclosure 7 comprising said bed of filtering material 19 has an upstream face e ⁇ a downstream face in a fluid direction of filtration, in stages.
  • the fluidic direction of filtration is ⁇ the sum of the displacement vectors 4 of the water through the filtering material.
  • the entry of clarified water through pipe 14 into the filtration enclosure is ⁇ located in an upper zone of said filtration enclosure 7 and said outlet of filtered water 18 is ⁇ located in a lower zone of said filtration enclosure 7.
  • the fluid communication between said filtration enclosure 7 and said settling enclosure 6 is ⁇ carried out through a clarified water distributor 15 which comprises a plurality of clarified water outlets 20, 20 'e ⁇ 21, 2G, the clarified water outletsdistribusan ⁇ said clarified water in a plurality of positions at the upstream face ⁇ of the filter bed. Said clarified waters pass through the filter bed 19 according to the fluidic direction of filtration to give filtered waters. The filtered water is then evacuated through the filtered water outlet 18.
  • the purification tank 5 also comprises at least one pipe for supplying a gas (not shown in FIG. 3) containing oxygen arranged to supply oxygen to the filtration enclosure 7 to allow aerobic digestion by a bacterial population distributed over the bed of filtering material 19.
  • the bed of filtering material 19 has a filtration surface of between 2 m 2 and ⁇ 10 m 2 .
  • said solid matter in suspension which has sedimented in the lower zone 22 of the settling chamber 6 is ⁇ evacuated from the settling chamber 6 in a predetermined manner at regular intervals.
  • the filtered water has a biochemical oxygen demand, BODs, of less than or equal to 20 mgC.H.
  • BODs biochemical oxygen demand
  • the waste water has an initial ammonium ion content and the filtered water has an ammonium ion content reduced by at least 70% relative to the initial ammonium ion content of the waste water.
  • Raw wood ⁇ from sawmill waste is ⁇ cut beforehand before drying into pieces with a grain size ranging from 3 mm to 10 cm, preferably in elongated form ⁇ This cut wood is then dried at a temperature of 80°C to obtain a dried cut wood with a moisture content of 15% or less.
  • the wood After drying, the wood is roasted at a gradually increasing temperature, for example, up to 240°C e ⁇ for 60 minutes in a reducing atmosphere.
  • the pieces of roasted wood are then sieved using a sieve to collect pieces with a grain size between 3 mm and 100 mm.
  • These pieces of torrefied wood are ⁇ separated into a first population of pieces having a grain size between 3 mm e ⁇ 10 mm and a second population of pieces having a grain size greater than 10 mm and ⁇ less than or equal to 100 mm.
  • Example 2 Preparation of a filter bed comprising pieces of torrefied wood according to the present invention
  • An experimental filter bed comprising the pieces of torrefied wood obtained in Example 1 is ⁇ placed in the experimental filtration enclosure.
  • This filter bed has a diameter of 200 mm and a bed height of 480 mm.
  • This filter bed comprises 3.15 kg of dry matter of pieces of torrefied wood, of which 70% by mass corresponds to the first population of pieces and 30% by mass corresponds to the second population of pieces. The first and the second population of pieces are mixed in bulk throughout the volume constituting the filter bed.
  • a tes ⁇ pilot according to the present invention having a volume of 15 dm 3 e ⁇ a filter bed according to example 2 has a wastewater treatment capacity defined by a nominal daily organic load of 150 lj-UEH 1 e ⁇ a nominal daily hydraulic flow of 3.6 I (litre) per day (lj-').
  • the term "EH” means "population equivalent”.
  • This test pilot ⁇ makes it possible to obtain filtered water at the outlet of the filtration enclosure with a nominal daily organic load less than or equal to 35 mg/le ⁇ a suspended solids content less than or equal to 30 mg/l or preferably concentrations close to 20mg/l.
  • the volumetric water retention capacities of the materials indicated in Table 1 were compared by applying 23 I of water for 23 dm 3 of filter material in the form of a bed of 2.875 dm 2 over a height of 0.8 m .
  • a filter bed was immersed in a predetermined volume of water for 24 hours. The filter bed is then drained until no more water flows from the filter bed (stable mass of water in a collection tank on a scale). A determined volume of filtration material (less than 5 dm 3 ) saturated with water was then recovered, which was then placed in an oven at 110° C. for 12 h. The quantity of water retained by the filtration material is ⁇ obtained by subtracting the mass of material after drying in an oven (110°C, 12h) from the initial mass of waterlogged material (after draining) e ⁇ carried per unit volume of filtration material.
  • Figure 4 illustrates the volumetric water retention capacity of a filter bed made up of pieces of torrefied wood from Saniflor (Ex 4.1) or LMK Energy (Ex 4.2), coconut coir (Ex 4.3), pine bark (Ex 4.4), hazelnut shells (Ex 4.5).
  • Figure 4 shows the volumetric water retention capacity of the filter bed represented as a function of the column height (see also standard NF EN 13041).
  • the filtering materials used in Examples 4.1, 4.2 and 4.5 show a lower and less variable water retention volume capacity than the filtering materials used in Examples 4.3 and 4.4.
  • a filter bed consisting of coconut coir (Ex 4.3) and pine bark (Ex 4.4) shows a higher volume water retention capacity compared to pieces of roasted wood (Ex 4.1 and 4.2) and hazelnut shells (Ex 4.5).
  • Each black bar in Figure 4 represents an average over 3 experimental measurements.
  • Example 5 Comparison of the hydraulic settlement of the filter bed formed by different filter materials
  • FIG. 5 illustrates the percentage of hydraulic settlement for the filter material of Example 4.1 and Example 4.4.
  • a filter bed made of a type of pine bark (Ex 4.4) is more susceptible to granular arrangement reorganization (settlement) than a filter bed made of pieces of torrefied wood ( Ex 4.1).
  • Pieces of torrefied wood are particularly resistant to hydraulic settlement because they have a high compressive strength following their torrefaction.
  • Figure 5 shows for examples 4.1 and 4.2 an average of the percentage of hydraulic settlement of 3 experimental measurements and a standard deviation corresponding to each average.
  • Figure 6 shows the water-soluble content of different filter materials as shown in Table 1.
  • the pieces of torrefied wood (Ex 4.1 and 4.2) have a percentage of water-soluble matter of 3 to 3.5%, which is relatively low and allows good preservation of the filtering material.
  • a filter material made of coir (Ex 4.3) has a percentage of water-soluble matter of 13%, which is higher.
  • Filtering materials rich in water-soluble materials are preferably used as a mixture in low proportion for use with, for example, torrefied wood.
  • Figure 6 shows for each example an average of the water-soluble matter content of 3 experimental measurements e ⁇ a standard deviation corresponding to each average.
  • Example 7 Temporal evolution of the production of nitrates by the aerobic biomass contained in the filter bed formed of different filter materials
  • a filter bed made up of pieces of torrefied wood makes it possible to obtain filtered water with an increased concentration of nitrates after 5 weeks of treatment compared to the filter bed made up of coir coconut (Ex 4.3) or pine bark (Ex 4.4).
  • the production of nitrate ions (NO3 ⁇ ) by nitrification is ⁇ the result of the transformation of ammonium ions. It is ⁇ ensured by aerobic bacteria.
  • the presence of nitrification is ⁇ an indication of good biological health of the filter, well aerated, and of efficient degradation of nitrogen NH4.
  • Figure 7 shows for each example, e ⁇ at each week, an average of the nitrate ion content of 3 experimental measurements e ⁇ a standard deviation corresponding to each average.
  • a filter bed comprising “fine” torrefied wood pieces (Ex. 4.1) rapidly exhibits excellent nitrification, which quickly stabilizes.
  • This ⁇ th fine grain size of the pieces of torrefied wood makes it possible to correct the problem of the reduction of suspended matter.
  • This ⁇ reduction in suspended solids is ⁇ in fact greater when the grain size of the torrefied pieces of wood is ⁇ greater.
  • Pine bark (Ex 4.4) presented problems in the treatment of suspended solids linked to an invasion of parasites (springtails). This observation supports the need for a material that is resistant and less palatable to pests.
  • the plant filtering material according to the present invention was placed in a filtration device, a filtration cartridge, and/or a filtering trench downstream of an on-site sanitation device.
  • Figure 8 shows a wastewater treatment system for a dwelling 8.0 comprising: (i) a pipe system 8.5, (ii) a non-collective sanitation device 8.1, (iii) a filtration device 8.21 comprising the filter material according to the invention, (iv) a device for discharging waste water into the surface medium 8.3, (v) an infilfrafion device, infilfrafion trench, 8.4 comprising the plant filter material according to the invention 8.22.
  • the non-collective sanitation device 8.1 comprises a purification tank according to the present invention
  • the filtration device 8.21 is ⁇ a filtration cartridge placed in the pipe system 8.5.
  • the direction of flow of waste water from dwelling 8.0 is ⁇ indicated by the black arrows in figures 8 e ⁇ 9.
  • Figure 9 is an alternative embodiment of the residential sewage disposal system 8.0 of Figure 8 where the plant filter material according to the present invention is not present in the infiltration trench 8.4.
  • Example 9 System for purifying rainwater and/or runoff using the plant filtering material according to the present invention for rainwater from an impermeable surface such as a roof
  • the plant filter material according to the present invention was placed in one or more filtration devices, one or more filter cartridges, and/or a filter trench upstream ⁇ and/or downstream a management structure (rainwater tank) allowing storage, buffering and/or regulation of rainwater.
  • a management structure rainwater tank
  • Figure 10 shows a system for purifying rainwater and/or runoff water from a dwelling 8.0 comprising: (i) a pipe system 8.5, (ii) a device for eliminating macrodechefs 10.1, (iii) a rainwater tank 10.2, (iv) a rainwater recovery device 10.3 associated with a pump 10.4, (v) a device for discharging waste water (in this ⁇ example rainwater) into the surface environment 8.3, (vi) an infiltration device, infiltration trench, 8.4 comprising the plant filtering material according to the invention 8.22.
  • An infiltration device such as a filter cartridge comprising the vegetable filtering material according to the present invention is ⁇ placed upstream ⁇ 8.23 and ⁇ downstream 8.21 of the rainwater tank 10.2.
  • the macro-waste disposal device 10.1 is ⁇ for example a T-shaped filter comprising a grid allowing a first filtration of rainwater and ⁇ retaining macro-waste such as plant debris, leaves, etc.
  • the direction of flow rainwater is ⁇ indicated by the black arrows in FIGS. 10 to 12.
  • the rainwater is ⁇ evacuated by the pipe system 8.5 e ⁇ passes through the macro-waste disposal device 10.1 to undergo a first filtration.
  • This filtered water is ⁇ then filtered a second time through the 8.23 filter cartridge.
  • the filtered water leaving the filter cartridge 8.23 is ⁇ then stored in the rainwater tank 10.2.
  • the water from the rainwater tank undergoes additional filtration by passing through a second filter cartridge 8.21.
  • These waters are then discharged by a discharge device into the superficial environment 8.3 and/or these waters are discharged through an infiltrating trench 8.4 comprising the plant filtering material according to the present invention 8.22 and/or these waters are reused in the dwelling by the rainwater harvesting device 10.3.
  • This rainwater recovery device 10.3 makes it possible in particular to reuse rainwater, for example for sanitary facilities, for the washing machine, the dishwasher, etc.
  • Figure 11 is ⁇ an alternative embodiment of the rainwater and/or runoff water treatment system for a dwelling of Figure 10 where the macrodéchefs elimination device 10.1 ef the filtration cartridge 8.23 are integrated directly upstream of the rainwater tank 10.2 to form an integrated device 10.5 for filtration and storage of rainwater and / or runoff.
  • Figure 12 is an alternative embodiment of the system for purifying rainwater and/or runoff water from a dwelling of Figure 11 which does not include the rainwater recovery device 10.3.
  • Figure 13 is an alternative embodiment of the rainwater and/or runoff water purification system of a dwelling of Figure 12 which does not include a rainwater and/or runoff water evacuation system by an infiltrating trench 8.4.

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Abstract

Matériau filtrant végétal destiné au traitement des eaux usées et des eaux pluviales comprenant de la cellulose et de la lignine, ledit matériau filtrant végétal étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins des morceaux de bois ou des fibres végétales formant une population de morceaux, ladite population de morceaux présentant une distribution de tailles de particules comprise entre 3 mm et 100 mm, préférentiellement comprise entre 3 mm et 50 mm, de manière favorable comprise entre 3 mm et 25 mm, et ladite population de morceaux étant transformés thermiquement à une température comprise entre 150°C et 300°C formant une population de morceaux stabilisés thermiquement par exemple une population de morceaux torréfiés.

Description

MATÉRIAU FILTRANT DESTINÉ AU TRAITEMENT DES EAUX USÉES ET/OU DES
EAUX PLUVIALES
La présente invention se rapporte à un matériau filtrant végétal destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales comprenant de la cellulose e† de la lignine. Les eaux usées domestiques comprennent les eaux usées des habitations particulières, mais aussi les eaux usées de petites collectivités comme par exemples d'un complexe hôtelier, de camping, d'un lotissement, de bureaux, d'immeubles résidentiels, de petits villages.
Les eaux pluviales regroupent les eaux météorites polluées e† celles ayant ruisselées sur des surfaces plus ou moins perméables augmentant ainsi la charge de pollution.
Les eaux usées domestiques biodégradables ne peuvent pas être directement rejetées dans un milieu hydraulique superficiel ou milieu souterrain, mais doivent préalablement subir des traitements d'épuration ayant pour fonction de diminuer leur caractère polluant facteur de risques, de façon à leur permettre de satisfaire à des normes e† autres obligations réglementaires.
Les eaux de ruissellement contenant des particules e† polluants dissous plus ou moins toxiques e† porteurs de risques, doivent également subir des traitements avant fou† rejet hydrauliquement régulé, préférentiellement par infiltration pour tou† ou partie.
De manière classique, les eaux usées domestiques son† soumises à un prétraitement anaérobie, combiné à un processus de décantation, dans une cuve, communément appelée fosse septique (définition européenne) ou fosse toutes eaux (appellation courante en France), ce qui permet de séparer une grande partie des matières en suspension décantables (MES) e† des flottants. Ce prétraitement es† généralement suivi d'un traitement aérobie di† secondaire e† si nécessaire de traitements complémentaires. Pour les eaux de ruissellement les conditions de traitement sont différentes du fai† de la variation des flux e† de la distribution des cibles polluants très variable en nature e† concentration.
Différents fabricants proposent actuellement sur le marché des dispositifs d'assainissement des eaux usées domestiques formés par une association d'une fosse septique e† d'un filtre monté en aval de ce††e fosse.
En sortie de fosse, un tel filtre comporte : une enceinte étanche destinée à être enterrée, un dispositif d'alimentation, un massif filtrant non saturé, un dispositif de vidange.
Ce massif ou lit filtrant formé par un matériau filtrant support de biomasse aérobie, milieu filtrant simple ou composite.
Il s'agi† d'utiliser un matériau filtrant idéal avec le moins de facteurs limitants, ledit matériau présentant : une grande durée de vie avec des performances épuratoires recherchées, ces performances épuratoires pouvant être directes (propriétés intrinsèques) ou indirectes (modes d'usage).
Par exemple, différentes propriétés physiques e† chimiques se son† révélées importantes comme : la rétention massique ou volumique en eau, statique ou dynamique qui défini† la capacité du matériau filtrant à retenir une quantité d'eau optimale en conservant une aération suffisante, créant ainsi un environnement favorable à l'activité microbiennes qui y adhèrent, la résistance au tassement mécanique e† hydraulique rendant le matériau filtrant plus susceptible au colmatage e† au blocage de l'aération, e† provoquera conséquemment une réduction d'efficacité du matériau filtrant au cours du temps, la stabilité temporelle du matériau filtrant, notamment à travers teneur en matières hydrosolubles instables impliqués dans la dégradation, la capacité en air biologiquement non limitante représentant l'espace interstitiel disponible entre des particules (macroporosité) du matériau filtrant.
Concernant les performances de la digestion aérobie, un matériau filtrant es† adéquat s'il permet un maintien durable de la population microbienne pour obtenir une performance compatible avec le niveau de traitement souhaité, pour les paramètres habituels : DCO, DB05, Azo†e(s), témoins de contamination pathogène.
Au-delà de la recherche de bonnes performances épuratoires, il es† important que le matériau filtrant soi† bon marché, abondant, facile d'accès quel que soi† le territoire donné, e† pouvant s'intégrer dans une démarche de développement durable.
Un filtre don† le matériau filtrant es† préparé à base d'écorces de pin (EP2976301 ), permet d'obtenir des performances épuratoires en accord avec la réglementation en assainissement domestique. Cependant, sa teneur en matière hydrosoluble, es† susceptible d'impacter sa durabilité.
Un autre filtre don† le matériau filtrant es† constitué exclusivement de fibres en vrac de chènevotte de chanvre (WO20171331 ), doit être remplacé trop fréquemment le matériau filtrant.
Par ailleurs, un filtre don† le matériau filtrant renferme au moins une couche de coquilles de noisettes concassées (EP3008018), matériau disponible en quantité e† peu onéreux présente des performances de filtration totalement satisfaisantes. Cependant, une couche en matière plastique à vocation pour la ventilation es† ajouté affectant la vidange e† le recyclage.
Finalement, le document FR2331515 mentionne un support de lits bactériens pour épurer les eaux résiduaires domestiques à l'aide de charbon d'origine végétale qui présente une faible densité apparente e† ayant un grand pouvoir hydrophile. Mais le procédé de fabrication de ce charbon d'origine végétale hydrophile par pyrolyse comporte une étape de traitement du bois avec un acide sulfurique pour le défibrer. De plus, le document US20160200602 Al décrit un matériau poreux hydrophobe à base de lignine e† de cellulose liant des hydrocarbures. Ce matériau, avantageusement flottant, es† destiné à absorber des hydrocarbures, par exemple en cas de pollution marine, mais peu† également être destiné à traiter des eaux usées. Ce document mentionne que dans un mode de réalisation particulier le matériau es† modifié thermiquement à une température comprise entre 160°C e† 260°C e† que les fibres de bois absorbent moins d'eau en raison de la modification thermique e† en raison d'additifs hydrophobes ajoutés à ce matériau poreux.
Comme on peu† le constater, les matériaux filtrants tels que décrits ci-dessus présentent encore des facteurs limitants e† restent encore pour certains critères éloignés du milieu filtrant idéal. De plus il es† de plus en plus important d'entrer dans un processus d'économie circulaire impliquant que le matériau filtrant respecte les obligations associées.
Pour les eaux de ruissellement, e† pour les milieux filtrants d'apport organiques, la gestion es† différente, les besoins son† complexes avec : la prise en compte de plusieurs types d'effluent, en lien avec le nature du ruissellement, la nécessité d'un gestion hydraulique secteur par secteur parcellaire. II s'agi† de répondre à des besoins connus grâce à la mise en place de solutions différentes que celles dédiées aux eaux usées domestiques, solutions spécifiques que son† : le stockage e† la régulation de débit, le fractionnement des solutions de prétraitement et/ou traitement de particules e† cibles polluantes souvent toxiques, notamment par décantation e† traitement sur filtre ou cartouches faisan† appel à des milieux organiques e† autres, avant tou† rejet, total ou partiel, par infiltration devenue prioritaire ou en milieu superficiel autorisé impliquant le rejet d'un flux polluant résiduel avec un minimum d'impacts sanitaire ou environnemental. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en procurant un matériau filtrant peu coûteux, abondant, facile d'accès, écologique et présentant des caractéristiques de durabilité et des caractéristiques épuratoires adéquates.
Pour ceci, la présente invention procure un matériau filtrant végétal, caractérisé en ce qu'il comprend des morceaux de bois ou des fibres végétales formant une population de morceaux, ladite population de morceaux présentant une distribution de failles de particules comprise entre 3 mm et 100 mm, préférentiellement comprise entre 3 mm et 50 mm, de manière favorable comprise entre 3 mm et 25 mm et ladite population de morceaux étant transformés thermiquement à une température comprise entre 150°C et 300°C formant une population de morceaux stabilisés thermiquement par exemple une population de morceaux torréfiés.
Au sens de la présente invention, on entend par le ferme « morceaux », par exemple des plaquettes, des grains, des matières organiques fibreuses, des briquettes, des billes ou des granulés.
Au sens de la présente invention, on entend par le ferme « morceaux stabilisés thermiquement», des morceaux de bois ef/ou des fibres végétales ayant subi un traitement thermique compris entre 150°C et maximum 300°C. Préférentiellement, le traitement thermique es† compris entre 150°C e† 275°C, encore plus préférentiellement entre 150°C e† 250°C, entre 150°C e† 240°C, entre 150°C e† 230°C. Préférentiellement, on entend par le terme « morceaux stabilisés thermiquement», des morceaux de bois et/ou des fibres végétales ayant subi un traitement thermique compris entre 150°C e† maximum 350°C. Alternativement, le traitement thermique es† compris entre 200°C e† 350°C, encore plus préférentiellement entre 220°C e† 330°C, entre 230°C e† 320°C, entre 240°C e† 300°C. Le traitement thermique selon la présente invention peu† être une torréfaction. Le traitement thermique du matériau végétal selon la présente invention a une durée comprise entre 1 h e† 24h, préférentiellement entre I h e† 12h. De manière préférée, le traitement thermique du matériau végétal selon la présente invention se déroule dans une atmosphère inerte. Préférentiellement, le traitement thermique est une torréfaction avantageusement caractérisée par (i) une température préférentiellement comprise entre 200 et 350 °C, avantageusement comprise entre 230 et 300 °C, (ii) une atmosphère contrôlée : atmosphère sous vide ou via la présence d' un gaz inerte, (iii) une durée de traitement comprise entre 30 et 90 minutes, avantageusement entre 30 et 60 minutes. Avantageusement, la torréfaction selon la présente invention est réalisée selon un procédé de traitement thermique en tambour rotatif, un procédé de traitement thermique mettant en oeuvre un double foyer ou un foyer multiple ou encore un procédé de traitement thermique en lit mobile.
Selon la présente invention, un matériau filtrant comprenant des morceaux de bois torréfié, avec ou sans traitement secondaire, selon une distribution granulométrie des morceaux de bois torréfié comme précité présente des caractéristiques physico-chimiques qui permettent d'obtenir une rétention en eau massique faible, par exemple inférieure à 10 %, pour éviter une dégradation rapide du matériau et suffisante pour le développement du biofilm aérobie et présente également un faible pourcentage de matière hydrosoluble compatible avec une conservation optimale du matériau filtrant.
Selon la présente invention, le matériau filtrant se présente également sous forme de lit filtrant, par exemple avec une capacité en air favorable au développement d'un biofilm aérobie et une très bonne résistance au tassement hydraulique.
En effet, d'une part, les morceaux stabilisés thermiquement permettent un développement et un maintien de la population bactérienne qui permet une digestion aérobie de la matière organique en suspension dans les eaux usées et d'autre part, les morceaux stabilisés thermiquement sont résistants au tassement hydraulique et permettent de préparer un lit filtrant approprié.
Le bois torréfié est surtout connu en tant que combustible car il possède une grande valeur énergétique et est par conséquent de plus en plus utilisé dans le secteur de la bioénergie. Le bois torréfié est également de plus en plus utilisé dans le mobilier comme par exemple pour des structures de charpente, mulch e† paillage agricole, clôtures, des meubles de jardin, des planchers, etc...
Il es† également connu qu'une biomasse torréfiée possède des caractéristiques de broyabilité plus importante que la biomasse brute correspondante (Baptiste Colin. Modélisation de la torréfaction de plaquettes de bois en four tournant et validation expérimentale à l’échelle d’un pilote continu de laboratoire. Génie des procédés. Ecole des Mines d'Albi-Carmaux, 2014. Français. NNT : 2014EMAC0015). Une plus grande broyabilité du bois torréfié le rend plus maniable. Ce††e propriété offre des possibilités de recyclage du milieu filtrant en fin de vie e† de combinaison avec d'autres matériaux.
Les morceaux stabilisés thermiquement sélectionnés pour présenter une distribution granulométrique entre 3 et 100mm, préférentiellement entre 3 e† 50 mm, plus préférentiellement entre 3 et 25 mm, présentent également une résistance au tassement hydraulique suffisante pour former un lit filtrant durable. Torréfié, le bois devient résistant aux attaques de champignons, insectes xylophages et bactéries, ce qui augmente sa durabilité. Pourtant, malgré que le bois stabilisé thermiquement (torréfié) soif résistant aux attaques des microorganismes, il s'avère un support pour l'établissement d'une population microbienne fou† à fai† satisfaisant e† le développement ainsi que le maintien d'un biofilm. Le lit filtrant formé des morceaux stabilisés thermiquement présente également une capacité en air appropriée au développement e† au maintien du biofilm aérobie.
De plus, la torréfaction du bois permet de modifier la structure du bois à plus basse température que la pyrolyse, donc en utilisant moins d'énergie ce qui rend ce processus simple de torréfaction plus rentable e† plus écologique par rapport au processus de pyrolyse du bois précité.
En outre le bois, matière première du bois torréfié, es† peu coûteux e† durable. De plus, les morceaux stabilisés thermiquement son† formés de déchets de scierie, de production, de coupe e† forment ainsi un sous- produi† pour lequel le traitement des eaux usées devient une autre voie de valorisation. Le bois étant une ressource abondante dans de nombreux territoires, le matériau filtrant suivant la présente invention es† en parfait accord avec une économie circulaire efficace, rentable ef écologique en permettant une application industrielle quel que soit le territoire.
Préférentiellement, dans le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées selon la présente invention, lesdits morceaux stabilisés thermiquement sont notamment des plaquettes, copeaux ou fibres de bois et autres fibres végétales torréfiés.
Au sens de la présente invention, on entend par le terme « plaquette» un corps de bois torréfié possédant une forme définie par trois dimensions, par exemple une épaisseur, une longueur et une largeur, et dans laquelle une des dimensions, par exemple l'épaisseur, est plus petite que les deux autres dimensions.
Avantageusement, les morceaux stabilisés thermiquement sont soumis à un traitement secondaire, préférentiellement physique, pour modifier les propriété de surface, par exemple la mouillabilité, la rugosité, ou la résistance au choc.
Avantageusement, dans le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées et des eaux pluviales selon la présente invention, la population de morceaux comprend une première population de morceaux préparés en amont depuis une source de bois ou fibres végétales, par exemple par broyage ou découpage et présentant une distribution de tailles de particules comprise entre 3 mm et 10 mm et une deuxième population de morceaux présentant une distribution de tailles de particules supérieure à 10 mm, de préférence supérieure à 12 mm, et de préférence inférieure ou égale à 100 mm, de préférence inférieure ou égale à 90 mm, 80 mm, 70 mm, 60 mm, 50mm, ledit matériau filtrant présente une masse de la première population supérieure à celle de la deuxième population. En effet, une répartition adéquate de la distribution de taille des morceaux stabilisés thermiquement en ayant plus de morceaux dont la distribution de tailles est comprise entre 3 mm et 10 mm permet d'optimiser la surface spécifique du lit filtrant, c'est à dire à la fois la surface interstitielle entre les morceaux et la surface tenant compte de la porosité entre des morceaux, pour un développement d'un biofilm microbien, ce qui augmentera les performances épuratoires du matériau filtrant. De préférence, le rapport entre la masse de la première population de morceaux divisée par la masse de la deuxième population de morceaux est supérieur à 1, préférentiellement supérieur ou égal à 1 ,2 plus préférentiellement supérieur ou égal à 1 ,4, 1 ,5, 1 ,8, 2, 2,5, 3, 3,5, 4.
Préférentiellement, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées et des eaux pluviales selon la présente invention présente une capacité volumique de rétention d'eau comprise entre 5% et 40%, plus préférentiellement comprise entre 7% et 25% en volume d'eau calculée par rapport au volume d'un lit de matière sèche formé du matériau filtrant. Une capacité volumique de rétention d'eau dans ceffe plage de valeur permet d'avoir (i) une conservation suffisante d'humidité pour maintenir le biofilm microbien.
De manière préférée, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées et des eaux pluviales selon la présente invention présente en forme de lit filtrant une capacité en air comprise entre 20 et 70%, préférentiellement entre 30 et 60%, entre 30 et 50%, entre 30 et 40% en volume d'air calculée par rapport au volume d'un lit dudit matériau filtrant. Ceffe plage de valeur pour la capacité en air permet au matériau filtrant d'être suffisamment aéré, ce qui favorise une croissance optimale du biofilm microbien.
Avantageusement, dans le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées et des eaux pluviales selon la présente invention, les morceaux stabilisés thermiquement son† choisis dans le groupe des morceaux de bois de hêtre, du bois de pin, du bois de peuplier, du bois de frêne, du bois d'acacia, du bois d'eucalyptus, du bois de résineux, ou des fibres végétales, e† leurs combinaisons. En effet, les morceaux stabilisés thermiquement peuvent être réalisés à partir de différentes sources de matière organique en fonction de leur disponibilité, par exemple déchets de scierie, ou fibres végétales disponibles dans le territoire dans lequel le matériau filtrant selon la présente invention es† utilisé.
Préférentiellement, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention présente en forme de lit filtrant vertical un volume initial e† une résistance à la dégradation lorsqu'il forme un lit de matériau filtrant mesurée par un pourcentage de tassement moyen inférieur à 10%, préférentiellement inférieur à 5%, plus préférentiellement inférieur à 3%, encore plus préférentiellement inférieur à 2%, de manière favorable inférieur à 1% par rapport au volume initial, après 56 jours au minimum. En effet, un pourcentage de tassement moyen très faible assure une bonne conservation de la porosité du matériau filtrant sans risque de colmatage et/ou sans réduction des performances épuratoires du matériau filtrant.
De manière avantageuse, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention présente une teneur en matières hydrosolubles comprise entre 1 e† 10%, préférentiellement entre 2 e† 6% en poids par rapport au poids de matériau filtrant. En effet, un tel pourcentage en matières hydrosolubles du matériau filtrant permet une bonne conservation du matériau filtrant.
Préférentiellement, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention présente une hydrophilicifé, dans lequel l'hydrophilicifé du matériau filtrant es† déterminé par un angle de contact entre une goutte d'eau e† la surface du matériau filtrant inférieur à 90°, préférentiellement inférieur à 60°, à 50°, de manière avantageuse inférieur à 45°, à 30°, à 20°, à 10°. De manière particulièrement avantageuse, la goutte d'eau es† absorbée par le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention. De manière préférée, le matériau filtrant selon la présente invention présente une surface polaire. Contrairement à G hydrophilicifé, l'hydrophobicité caractérise des matériaux qui n'on† aucune interaction avec l'eau car constitués d'une surface apolaire. La méthode classique d'évaluation de l'hydrophobicité e† de G hydrophilicifé se fai† par la méthode dite d'angle de contact. Une goutte d'eau es† placée sur une surface, l'angle formé entre la goutte d'eau e† la surface es† mesuré. Ce† angle caractérise le degré d'hydrophobicité/d'hydrophilicité de la surface. Un angle compris entre 90° e† 180° caractérise une surface hydrophobe, plus l'angle es† élevé (e† se rapproche de 180°), plus l'hydrophobicité de la surface es† grande. Selon la méthode de l'angle de contact, plus l'angle de contact es† supérieur à 90°, plus la surface es† hydrophobe (hydrophobicité élevée), e† plus l'angle de contact es† inférieur à 90°, plus la surface es† hydrophile (hydrophilicifé élevée). Avantageusement, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention comprend préférentiellement une teneur en morceaux stabilisés thermiquement formant un matériau primaire comprise entre 20 et 100%, préférentiellement entre 30% et 100%, plus préférentiellement entre 40% et 100%, entre 50% et 100%, entre 60% et 100%, entre 70% et 100%, entre 80% et 100% en poids par rapport au poids de matériau filtrant et éventuellement un ou des matériaux filtrants additionnels à rôle de correctifs hydrodynamiques ou structurels afin d'apporter une maîtrise complète du matériau primaire, ledit un ou des matériaux filtrants additionnels pouvant être choisis dans le groupe du Xylit, des coques concassés de fruits à coque, du bois pyrolysé, du biochar ou agrichar, du bois bru†, e† des fibres végétales e† leurs combinaisons. En effet, un matériau filtrant comprenant le matériau primaire e† un ou plusieurs autres types de composés peu† s'avérer avantageux en fonction des disponibilités des différents types de composés, e† ce de manière à utiliser, en fonction du territoire donné, des composés disponibles localement pour former le mélange matériau filtrant.
Alternativement, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention comprend préférentiellement une teneur en morceaux stabilisés thermiquement formant un matériau primaire comprise entre 20 e† 100%, préférentiellement entre 30% e† 100%, plus préférentiellement entre 40% e† 100%, entre 50% e† 100%, entre 60% e† 100%, entre 70% e† 100%, entre 80% e† 100% en volume par rapport au volume de matériau filtrant e† éventuellement un ou des matériaux filtrants additionnels à rôle de correctifs hydrodynamiques ou structurels afin d'apporter une maîtrise complète du matériau primaire, ledit un ou des matériaux filtrants additionnels pouvant être choisis dans le groupe du Xylit, des coques concassés de fruits à coque, du bois pyrolysé, du biochar ou agrichar, du bois bru†, e† des fibres végétales e† leurs combinaisons. De manière préférée, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention forme un lit filtrant comprenant (i) un mélange de différents matériaux filtrants ou (ii) une pluralité de couches de matériaux filtrants formée d'une première, deuxième, e† éventuellement troisième, quatrième e† cinquième couches selon le sens d'écoulement de l'eau (direction fluidique de filtration). Plus particulièrement, le lit filtrant es† caractérisé par une superposition de couches de matériau filtrant dans lequel les eaux à filtrer passent d'abord au travers de la première couche, puis de la deuxième couche, e† éventuellement de la troisième, quatrième e† cinquième couche. De manière préférée, la première couche es† composée d'un premier matériau filtrant, la deuxième couche es† composée d'un deuxième matériau filtrant, e† éventuellement, la troisième, quatrième e† cinquième couche son† composées d' un troisième, quatrième e† cinquième matériau filtrant. Le premier, deuxième, e† éventuellement troisième, quatrième e† cinquième matériau filtrant son† tous identiques ou tous différents. Avantageusement, au moins une couche du lit filtrant es† constituée d'un matériau filtrant différent par rapport au matériau filtrant des autres couches du lit filtrant.
De manière préférée, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention forme un lit filtrant comprenant au moins une couche de morceaux de bois stabilisés thermiquement par un premier traitement thermique comprise entre 60% e† 100%, préférentiellement comprise entre 65% e† 100%, entre 70% e† 100%, entre 75% e† 100%, avantageusement entre 80% e† 100% en poids par rapport au poids du lit filtrant e† au moins une couche de matériaux filtrants additionnels pouvant être choisis dans le groupe du Xylit, des coques concassés de fruits à coque, du bois pyrolysé, du biochar ou agrichar, du bois bru†, e† des fibres végétales e† leurs combinaisons.
De manière avantageuse, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées e† des eaux pluviales selon la présente invention forme un lit filtrant comprenant au moins une couche de morceaux de bois stabilisés thermiquement par un premier traitement thermique comprise entre 60% e† 100%, préférentiellement comprise entre 65% e† 100%, entre 70% e† 100%, entre 75% e† 100%, avantageusement entre 80% e† 100% en poids par rapport au poids du lit filtrant e† au moins une couche de morceaux de bois stabilisés thermiquement par un second traitement thermique. De manière avantageuse, le premier traitement thermique e† le second traitement thermique son† différents. De manière avantageuse, les morceaux de bois destinés à être stabilisés thermiquement par un premier traitement thermique son† identiques au morceaux de bois destinés à être stabilisés thermiquement par un second traitement thermique. De manière préférée, le premier traitement thermique es† une torréfaction. Préférentiellement, le matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées domestiques e† des eaux pluviales selon la présente invention forme un lit filtrant comprenant : une ou plusieurs couches dudi† matériau filtrant superposées sur une hauteur prédéterminée, dans lequel ladite une ou lesdites plusieurs couches comprennent ladite première population de morceaux et/ou ladite deuxième population de morceaux, du même matériau filtrant, - ou encore 2 couches du même matériau filtrant séparé par une couche mince ou membranaire d'un autre matériau filtrant, couche simple ou mélange, ladite couche membranaire de faible hauteur pouvant être continue ou non e† représentant par exemple 10% du volume total, ou encore une couche de matériau filtrant simple incorporant un autre matériau filtrant en mélange, en faible pourcentage par exemple 10%.
D'autres formes de réalisation du matériau filtrant destiné au traitement des eaux usées et des eaux pluviales selon la présente invention son† indiquées dans les revendications annexées.
La présente invention se rapporte aussi à une cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées.
Avantageusement, la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées comprend : - une enceinte de décantation des eaux usées agencées pour permettre aux matières solides en suspension de sédimenter dans une zone inférieure de l'enceinte de décantation, e† comprenant au moins une entrée d'eaux usées e† au moins une sortie d'eaux clarifiées, une enceinte de filtration comprenant au moins une entrée d'eaux clarifiées, en communication fluidique avec ladite au moins une sortie d'eaux clarifiées de ladite enceinte de décantation, e† au moins une sortie d'eaux filtrées, entre lesquelles s'étend un lit filtrant comprenant le matériau filtrant selon l'invention, ledit lit de matériau filtrant présentant une face amont et une face aval selon une direction fluidique de filtration.
Au sens de la présente invention, le ferme « eaux clarifiées » désigne des eaux usées au moins partiellement épurée de ses matières solides en suspension.
Au sens de la présente invention, le ferme « direction fluidique de filtration» désigne une direction d'écoulement des eaux au travers du lit de matériau filtrant entre ladite au moins une entrée d'eaux clarifiées et ladite au moins une sortie d'eaux filtrées. Les vecteurs de déplacement des eaux au travers du lit de matériau filtrant peuvent être verticaux, horizontaux ou obliques.
Une cuve d'épuration comprenant une enceinte de décantation en amont et une enceinte de filtration en aval permet de réduire la charge en matières organiques et en matières solides en suspension des eaux usées fou† en évitant un colmatage du matériau filtrant.
De manière avantageuse, dans la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées, l'enceinte de décantation permet également une dégradation de matières organiques à l'aide du métabolisme de bactéries anaérobies
Préférentiellement, dans la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées, ladite au moins une entrée d'eaux clarifiées de l'enceinte de filtration es† localisée dans une zone supérieure verticalement ou horizontalement de ladite enceinte de filtration e† ladite au moins une sortie d'eaux filtrées es† localisée dans une zone inférieure de ladite enceinte de filtration.
De manière préférée, dans la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées, la communication fluidique entre ladite enceinte de filtration e† ladite enceinte de décantation es† réalisée au travers d' un distributeur d'eaux clarifiées qui comprend une pluralité de sorties d'eaux clarifiées, les sorties d'eaux clarifiées répartissan† lesdites eaux clarifiées en une pluralité de positions à la face amon† du lit filtrant. En effet, une bonne répartition des eaux clarifiées en amon† du lit filtrant permettra d'utiliser un maximum de surface supérieure de filtration du lit filtrant, ce qui augmentera les performances épuratoires du lit filtrant.
Avantageusement, la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées comprend un moyen de répartition des eaux clarifiées, localisé en aval dudi† distributeur, e† comprenant un dispositif d'alimentation. En effet, la présence d'un auge† basculant favorisera d'autan† plus une bonne répartition des eaux clarifiées sur le lit filtrant.
Préférentiellement, la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées comprend au moins un système d'aération agencé pour fournir de l'oxygène dans l'enceinte de filtration pour permettre une digestion aérobie par une population bactérienne répartie sur le matériau filtrant.
De manière avantageuse, dans la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées, ladite enceinte de décantation e† ladite enceinte de filtration possèdent des parois réalisées dans un matériau inerte par rapport à la corrosion.
Avantageusement, dans la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées, le lit de matériau filtrant présente une surface supérieure de filtration comprise entre 1 m2 et 15 m2, plus préférentiellement entre 2 m2 et 10 m2 et possède une hauteur de lit de filtration préférentiellement comprise entre 30 cm et 1 m, plus préférentiellement entre 80 cm et 95 cm, de manière préférée de 90 cm. En effet, une telle surface de filtration combinée à une telle hauteur de filtration permet une filtration d'un volume d'eaux usées correspondant à une utilisation domestique courante. De manière préférée, dans la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées, le lit filtrant comprend préférentiellement un matériau primaire mais ledit lit filtrant peu† aussi comprendre au moins un matériau filtrant additionnel choisi par exemple dans le groupe du Xylit, des coques concassés de fruits à coque, du bois pyrolysé, du biochar ou agrichar, du bois bru†, e† des fibres végétales, ledit matériau filtrant e† ledit matériau notamment filtrant additionnel étant agencés en mélange ou en couches superposées plus ou moins épaisses selon la direction fluidique de filtration. Ces associations structurelles en couches, ou en mélange apportant une modification, amélioration notamment des propriétés hydrodynamiques e† biologique optimisant les performances épuratoires.
D'autres formes de réalisation de la cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées selon la présente invention son† indiquées dans les revendications annexées.
La présente invention se rapporte aussi à un procédé d'épuration d'eaux usées dans une cuve d'épuration.
Le procédé d'épuration d'eaux usées dans une cuve d'épuration selon la présente invention comprend une zone de décantation e† une zone de filtration comprenant un lit filtrant de matériau filtrant selon la présente invention, ledit lit filtrant présentant une face amon† de lit filtrant e† une face aval de lit filtrant selon une direction fluidique de filtration, ledit procédé comprenant les étapes de :
- une admission d'eaux usées dans la zone de décantation,
- une décantation des matières solides en suspension dans la zone de décantation formant un lit de matières solides décantées e† une phase liquide clarifiée,
- un transfert de la phase liquide clarifiée vers la zone de filtration,
- une répartition de la phase liquide clarifiée en une pluralité de positions à la face amon† du lit filtrant,
- une filtration de la phase liquide clarifiée au travers du lit filtrant selon la direction fluidique de filtration avec une obtention d'eaux filtrées, e†
- une évacuation des eaux filtrées par au moins une sortie d'eaux filtrées.
Avantageusement, le procédé d'épuration des eaux usées selon la présente invention comprend une filtration additionnelle des eaux filtrées avant un rejet dans un milieu superficiel par un dispositif de filtration comprenant ledit matériau filtrant selon la présente invention et/ou une filtration additionnelle à l'aide d'une tranchée filtrante comprenant ledit matériau filtrant selon la présente invention. De manière favorable, dans le procédé d'épuration d'eaux usées dans une cuve d'épuration, les eaux filtrées présentent une demande biochimique en oxygène, DBOs, inférieure ou égale à 35 mgC .H, préférentiellement inférieure ou égale à 20 mgC .H, de manière favorable inférieure ou égale à 10 mgC .H.
Préférentiellement, dans le procédé d'épuration d'eaux usées dans une cuve d'épuration, les eaux usées présentent une teneur initiale en ion ammonium et les eaux filtrées présentent une teneur en ion ammonium diminuée d'au moins 50%, préférentiellement au moins 60%, de manière favorable au moins 70% par rapport à la teneur initiale en ion ammonium des eaux usées.
La présente invention se rapporte aussi à un procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement.
Selon la présente invention, le procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement comprend les étapes de : une collecte des eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement, une première filtration des eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement formant des eaux préfiltrées débarrassées des macrodéchets, une filtration desdites eaux préfiltrées par un premier dispositif de filtration des eaux pluviales comprenant ledit matériau filtrant selon la présente invention pour donner des eaux filtrées, une collecte des eaux filtrées dans une cuve d'eau de pluie.
Selon la présente invention, on entend par le terme « cuve à eau de pluie », un ouvrage de gestion permettant le stockage, le tamponnage et/ou la régulation d'eaux de pluie.
Avantageusement, le procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement selon la présente invention est en complément du traitement des eaux usées domestiques par exemple à la parcelle par filtration incorporant au moins un milieu filtrant (matériau primaire) et autres additifs ayant pour vocation : la capture de particules ayant ruisselés, l'extraction de polluants cibles par exemple des métaux lourds, des micropolluants, des HAP, des pathogènes e† autres toxiques.
Parmi les solutions de traitement incorporant les milieux organiques utilisables avec autres milieux filtrants, adsorbants e† absorbants, son† cités les dispositifs de traitements suivants : filtres ou cartouches en descente de gouttière, pour prendre en charge les effluents de toiture plus ou moins contaminés, canaux de captation particulaire e† de filtration, pour prendre en charge les accès de garage, interface d'infiltration dans le sol à faible profondeur pour améliorer ou conserver la perméabilité, incorporation d'un Ii† filtrant en partie organique au niveau de noue, de tranchée ou de jardin d'eau. Avantageusement, dans le procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement selon la présente invention, l'étape de première filtration e† de filtration son† réalisées dans un même dispositif.
Préférentiellement, dans le procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement selon la présente invention, les eaux filtrées collectées dans la cuve à eau de pluie son† (i) rejetées dans le milieu superficiel et/ou (ii) réutilisées dans des installations domestiques et/ou (iii) évacuées par une tranchée filtrante.
De manière préférée, dans le procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement selon la présente invention, les eaux filtrées collectées dans la cuve à eau de pluie son† filtrées par un deuxième dispositif de filtration des eaux pluviales comprenant ledit matériau filtrant selon la présente invention avant d'être (i) rejetées dans le milieu superficiel et/ou (ii) réutilisées dans des installations domestiques et/ou (iii) évacuées par une tranchée filtrante.
La présente invention se rapporte également à un système d'épuration des eaux usées. Le système d'épuration des eaux usées selon la présente invention comprend : au moins une cuve d'épuration selon la présente invention, au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel choisi dans le groupe comprenant : un filtre en T, une cartouche de filtration, une tranchée filtrante, un bac de dégraissage, un système de dégrillage, une surface d' infiltration par percolation, et leurs combinaisons, dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel es† intégré en amon† et/ou en aval de ladite au moins une cuve d'épuration ou dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement et/ou de stockage d'eau additionnel es† séparé e† positionné en amon† et/ou en aval de ladite au moins une cuve d'épuration.
La présente invention se rapporte également à un système d'épuration des eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement.
Le système d'épuration des eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement selon la présente invention comprend : au moins un dispositif de traitement d'eau choisi dans le groupe comprenant : une cartouche de filtration, une tranchée filtrante, un bac de dégraissage, un système de dégrillage, une surface d'infiltration par percolation, e† leurs combinaisons, au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel choisi dans le groupe comprenant : un filtre en T, une cartouche de filtration, une tranchée filtrante, une cuve d'épuration, un bac de dégraissage, un système de dégrillage, une surface d'infiltration par percolation, e† leurs combinaisons, au moins un dispositif de stockage et/ou de tamponnage et/ou de régulation d'eau choisi dans le groupe comprenant par exemple une cuve à eau de pluie, dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau et/ou ledit au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel comprend le matériau filtrant selon la présente invention, dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau et/ou ledit au moins un dispositif de traitement additionnel es† intégré en amont et/ou en aval dudi† au moins un dispositif de stockage et/ou de tamponnage et/ou de régulation d'eau, ou dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau et/ou ledit au moins un dispositif de traitement additionnel es† séparé e† positionné en amon† et/ou en aval par rapport audit au moins un dispositif de stockage et/ou de tamponnage et/ou de régulation d'eau.
D'autres caractéristiques, détails e† avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif e† en faisan† référence aux dessins annexés.
La figure 1 montre une photographie de morceaux de bois torréfié comme matériau filtrant selon la présente invention.
La figure 2 es† une représentation schématique en coupe de plusieurs lits filtrants comprenant des morceaux de bois torréfié.
La figure 3 es† une représentation schématique en coupe d'une cuve d'épuration selon la présente invention.
La figure 4 montre les capacités de rétention volumique d'eau, volumique air d'un lit filtrant de différents matériaux filtrants.
La figure 5 montre le tassement hydraulique moyen d'un lit filtrant de 80 cm selon la présente invention en comparaison du tassement hydraulique moyen d'un type de lit filtrant d'écorces de pin sur la même hauteur.
La figure 6 montre la teneur de matières hydrosolubles de matériaux filtrants selon la présente invention en comparaison de différents matériaux filtrants comparatifs.
La figure 7 montre une évolution temporelle expérimentale de la concentration en nitrate des eaux filtrées par un lit filtrant de matériaux filtrants selon la présente invention en comparaison de lits filtrants de différents matériaux filtrants comparatifs.
La figure 8 montre une représentation schématique d'une habitation comprenant un système d'évacuation des eaux usées utilisant le matériau filtrant suivant la présente invention. La figure 8 illustre un système d'épuration des eaux usées selon la présente invention.
La figure 9 montre un système d'épuration des eaux usées alternatif par rapport au système d'épuration des eaux usées illustré à la figure 8.
La figure 10 montre le positionnement sur un plan de masse parcellaire de kits lits filtrants, cartouches ou interfaces filtrants, pour le traitement des eaux pluviales ayant ruisselé sur une surface quelconque. La figure 10 montre un système d'épuration des eaux pluviales ef/ou des eaux de ruissellement selon la présente invention.
La figure 11 montre un système d'épuration des eaux pluviales ef/ou des eaux de ruissellement alternatif par rapport au système d'épuration des eaux usées illustré à la figure 10.
La figure 12 montre un système d'épuration des eaux pluviales ef/ou des eaux de ruissellement alternatif par rapport au système d'épuration des eaux usées illustré à la figure 11 .
La figure 13 montre un système d'épuration des eaux pluviales ef/ou des eaux de ruissellement alternatif par rapport au système d'épuration des eaux usées illustré à la figure 12. La figure 14 montre une évolution temporelle expérimentale sur
7 semaines de la concentration en nitrate des eaux filtrées par un lit filtrant de matériaux filtrants selon la présente invention en comparaison de lits filtrants de différents matériaux filtrants comparatifs.
Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.
La figure 1 montre des morceaux de bois torréfié obtenus par un processus de torréfaction tel que décrit dans le document US10526543, et provenant de Saniflor A ou provenant de LMK Energy B. Pour former les morceaux de bois torréfié, du bois bru† es† d'abord broyé e† découpé. Ce bois bru† broyé es† ensuite préalablement séché à moins de 15% d' humidité avant de subir le processus de torréfaction.
Le bois torréfié mis en forme es† ensuite classifié en fonction de sa taille par exemple par un tamisage pour retenir des morceaux de bois torréfié présentant une granulométrie comprise principalement entre 3 mm e† 100 mm.
Avantageusement, ce bois brut est choisi parmi un groupe des morceaux de bois de hêtre, du bois de pin, du bois de peuplier, du bois de frêne, du bois d'acacia, du bois d'eucalyptus, du bois de résineux, ou autres fibres végétales et leurs combinaisons.
La figure 2 illustre une coupe d'un lit filtrant comprenant un matériau filtrant. Le lit filtrant comprend par exemple des morceaux don† la population es† choisie. Avantageusement, une disposition en vrac, aléatoire des morceaux, crée une porosité, pluralité d'espaces interstitiels, ce qui favorise un développement d'un biofilm bactérien e† un écoulement des eaux clarifiées au travers du lit filtrant.
La figure 2A illustre une coupe d'un lit filtrant composé uniquement de morceaux de bois torréfié 1 .
La figure 2B illustre une coupe d' un lit filtrant comprenant, en partant du haut vers le bas : une première couche de morceaux de bois torréfié 1 , une deuxième couche comprenant des morceaux d'un deuxième matériau filtrant 2 permettant de corriger ou améliorer les propriétés du matériau 1 selon l'usage du dispositif, ce matériau présentant des propriétés complémentaires aux morceaux de bois torréfié, avantageusement en option une troisième couche de morceaux de bois torréfié, e† avantageusement une quatrième couche comprenant des morceaux d'un troisième matériau filtrant 3, défini de la même manière que le matériau filtrant 2. Avantageusement, selon la présente invention, les morceaux de bois torréfié son† des plaquettes de bois torréfié.
La figure 2C illustre une coupe d'un lit filtrant comprenant des morceaux de bois torréfié 1 , des morceaux d'un deuxième matériau filtrant 2 précédemment présenté à la figure 2B, e† des morceaux d' un troisième matériau filtrant 3 qui son† répartis de manière aléatoire sur la hauteur et/ou la largeur et/ou la longueur dudi† lit filtrant. Avantageusement, le lit filtrant comprend un matériau filtrant mais il peu† en outre comprendre au moins un matériau additionnel, comme par exemple illustré à la figure 2B e† 2C par le deuxième matériau filtrant e† le troisième matériau filtrant, choisi par exemple dans le groupe du Xylit, des coques concassés de fruits à coque torréfiées ou non, du bois pyrolysé, du bois bru†, e† des fibres végétales torréfiées ou non, ledit matériau filtrant e† ledit matériau filtrant additionnel étant agencés en mélange ou en couches superposées.
La figure 2D illustre une coupe d'un lit filtrant comprenant un matériau principal, population de morceaux de bois torréfiés, incorporant une couche fine intermédiaire, représentant un pourcentage de la hauteur totale du lit avantageusement compris entre 5 e† 20 %, ayant des fonctions complémentaires, en particulier hydrodynamiques en ralentissant les vitesses de percolation (par exemple une couche comprenant des morceaux d'un troisième matériau filtrant 3).
Comme illustré à la figure 2, le matériau filtrant comprend une population de morceaux. Avantageusement, ladite population de morceaux comprend une première population de morceaux présentant une distribution de tailles de particules comprise entre 3 mm e† 10 mm e† une deuxième population de morceaux présentant une distribution de tailles de particules supérieure à 10 mm e† inférieure ou égale à 100 mm, ledit matériau filtrant présente une masse de la première population supérieure à celle de la deuxième population.
Les flèches 4 à la figure 2 illustre les vecteurs moyens de déplacement illustrant des paliers de déplacement des eaux au travers du matériau filtrant. Comme illustré, ces vecteurs de déplacement 4 des eaux au travers du matériau filtrant peuvent être verticaux, horizontaux selon différentes positions d'entrée des eaux clarifiées e† des positions de sorties des eaux filtrées. La direction fluidique de filtration es† la somme de ces différents vecteurs de déplacement des eaux au travers du matériau filtrant. Avantageusement, ce††e direction fluidique, pour ce modèle de filtre vertical, es† substantiellement orientée du haut du lit filtrant vers le bas du lit filtrant.
Le matériau filtrant selon la présente invention possède certaines propriétés chimiques, physiques e† de nidification ou fixation biologique. En effet, le matériau filtrant possède avantageusement une capacité volumique de rétention d'eau comprise par exemple entre 7% e† 25% en volume d'eau rapporté la quantité de matière sèche du matériau filtrant. Le matériau filtrant en forme de lit filtrant es† également défini de manière avantageuse par une capacité d'air comprise entre 30 e† 40% en volume d'air calculée par rapport au volume d'un lit de matière sèche formé du matériau filtrant. Le matériau filtrant suivant la présente invention possède également de manière préférée une résistance à la compression lorsqu'il forme un lit de matériau filtrant mesurée par un pourcentage de tassement moyen inférieur à 5 % par rapport au volume initial d' un lit de matière sèche formé du matériau filtrant. Le matériau filtrant présente également de manière avantageuse une teneur en matières hydrosolubles comprise entre 2 e† 10% en poids par rapport au poids de matériau filtrant. De manière préférée, le matériau filtrant suivant la présente invention comprend une teneur en morceaux de bois torréfié comprise par exemple entre 20 e† 100%, plus préférentiellement entre 50% e† 100%, entre 80% e† 100% en poids par rapport au poids de matériau filtrant.
La figure 3 illustre une vue en coupe de la cuve d'épuration 5 destinée au traitement des eaux usées selon la présente invention. Ce††e cuve d'épuration 5 comprend une enceinte de décantation 6 e† une enceinte de filtration 7 possédant des parois 8 réalisées dans un matériau inerte ou résistant par rapport à la corrosion comme par exemple du béton, ou un polymère comme du polyéthylène ou du polypropylène. L'enceinte de décantation 6 e† l'enceinte de filtration 7 son† séparées par une paroi 9. La cuve d'épuration 5 es† en outre munie d'un premier système d'ouverture 10 permettant l'accès à l'enceinte de décantation 6 e† d'un deuxième système d'ouverture 1 1 permettant l'accès à l'enceinte de filtration 7. L'enceinte de décantation 6 comprend une entrée d'eaux usées 12 e† une sortie des eaux clarifiées au travers d'un filtre 13. Un tuyau 14 es† relié au filtre 13 assurant une communication fluidique entre l'enceinte de décantation 6 e† l'enceinte de filtration 7. L'enceinte de filtration 7 comprend un distributeur 15 relié au tuyau 14. Avantageusement, le distributeur 15 es† accroché à une paroi supérieure de l'enceinte de filtration 7 à l'aide d'attaches 16 e† 16'. Le distributeur 15 possède en outre une entrée des eaux clarifiées 17. L'enceinte de filtration 7 possède également une sortie d'eaux filtrées 18, entre lesquelles s'étend un lit filtrant 19 comprenant le matériau filtrant selon la présente invention. L'enceinte de filtration 7 comprend également un moyen de répartition des eaux clarifiées, localisé en aval du distributeur 15 e† comprenant par exemple un auge† basculant (non représenté à la figure 3). Ledit moyen de répartition comprend une pluralité d'orifices de sortie 20, 20' qui aboutissent dans des conduites 21, 21 ' pour être déversées sur le lit filtrant 19.
Les eaux usées entrent dans l'enceinte de décantation 6 via l'entrée d'eaux usées 12. L'enceinte de décantation 6 es† agencée pour permettre aux matières solides en suspension de sédimenter dans une zone inférieure 22 de l'enceinte de décantation 6. La phase liquide clarifiée, sort de l'enceinte de décantation 6 au travers du filtre 13 e† arrive ensuite dans le distributeur 15 par le tuyau 14 surmontant le distributeur 15. Le tuyau 14 permet l'entrée d'eaux clarifiées dans la cuve de filtration 7. L'enceinte de filtration 7 comprenant ledit lit de matériau filtrant 19 présente une face amon† e† une face aval selon une direction fluidique de filtration, par paliers. La direction fluidique de filtration es† la somme des vecteurs de déplacement 4 des eaux au travers du matériau filtrant. Ces vecteurs de déplacement 4 son† également représentés à la figure 2. Avantageusement, l'entrée d'eaux clarifiées par le tuyau 14 dans l'enceinte de filtration es† localisée dans une zone supérieure de ladite enceinte de filtration 7 e† ladite sortie d'eaux filtrées 18 es† localisée dans une zone inférieure de ladite enceinte de filtration 7. Avantageusement, la communication fluidique entre ladite enceinte de filtration 7 e† ladite enceinte de décantation 6 es† réalisée au travers d'un distributeur d'eaux clarifiées 15 qui comprend une pluralité de sorties d'eaux clarifiées 20, 20' e† 21, 2G, les sorties d'eaux clarifiées répartissan† lesdites eaux clarifiées en une pluralité de positions à la face amon† du lit filtrant. Lesdites eaux clarifiées passent au travers du lit filtrant 19 selon la direction fluidique de filtration pour donner des eaux filtrées. Les eaux filtrées son† ensuite évacuées par la sortie d'eaux filtrées 18. Préférentiellement, la cuve d'épuration 5 comprend également au moins une tubulure d'alimentation d'un gaz (non représentée à la figure 3) contenant de l'oxygène agencée pour fournir de l'oxygène dans l'enceinte de filtration 7 pour permettre une digestion aérobie par une population bactérienne répartie sur le lit de matériau filtrant 19. De manière avantageuse, le lit de matériau filtrant 19 présente une surface de filtration comprise entre 2 m2 e† 10 m2.
Avantageusement, lesdites matières solides en suspension qui ont sédimentées dans la zone inférieure 22 de l'enceinte de décantation 6 son† évacuées de l'enceinte de décantation 6 de manière prédéterminée à intervalle régulier.
De manière préférée, les eaux filtrées présentent une demande biochimique en oxygène, DBOs, inférieure ou égale à 20 mgC .H. Préférentiellement, les eaux usées présentent une teneur initiale en ion ammonium e† les eaux filtrées, présentent une teneur en ion ammonium diminuée d'au moins 70% par rapport à la teneur initiale en ion ammonium des eaux usées.
Exemples. - Exemple ].- Température et durée de torréfaction du bois pour obtenir des morceaux de bois torréfié selon la présente invention
Le bois bru† provenant de déchets de scierie es† préalablement découpé avant séchage en morceaux ayant une granulométrie allant de 3 mm à 10 cm, préférentiellement sous forme allongée^ Ce bois découpé es† ensuite séché d une température de 80°C pour obtenir un bois découpé séché ayant une humidité inférieure ou égale à 15%.
Après séchage, le bois es† torréfié à une température augmentant progressivement par exemple, jusqu'à 240°C e† pendant 60 minutes dans une atmosphère réductrice. Les morceaux de bois torréfié son† ensuite tamisés à l'aide d'un tamis permettant de récolter des morceaux ayant une granulométrie comprise entre 3 mm e† 100 mm. Ces morceaux de bois torréfié son† séparés en une première population de morceaux ayant une granulométrie comprise entre 3 mm e† 10 mm e† une deuxième population de morceaux ayant une granulométrie supérieure à 10 mm e† inférieure ou égale à 100 mm.
Exemple 2.- Préparation d’un lit filtrant comprenant des morceaux de bois torréfié selon la présente invention
Un lit filtrant expérimental comprenant les morceaux de bois torréfié obtenus à l'exemple 1 es† placé dans l'enceinte expérimentale de filtration. Ce lit filtrant possède un diamètre de 200 mm e† une hauteur de lit de 480 mm. Ce lit filtrant comprend 3,15 kg de matières sèches de morceaux de bois torréfié don† 70 % en masse correspond à la première population de morceaux e† 30 % en masse correspond à la deuxième population de morceaux. La première e† la deuxième population de morceaux son† mélangées en vrac dans tou† le volume constituant le lit filtrant.
Exemple 3.- Capacité épuratoire en pilote de test
Un pilote de tes† selon la présente invention ayant un volume de 15 dm3 e† un lit filtrant selon l'exemple 2, possède une capacité de traitement des eaux usées définie par une charge organique journalière nominale de 150 l.j-UEH 1 e† un débit hydraulique journalier nominal de 3,6 I (litre) par jour (l.j- '). Le terme « EH » signifie « équivalent habitant ». Ce pilote de tes† permet d'obtenir des eaux filtrées en sortie de l'enceinte de filtration ayant une charge organique journalière nominale inférieure ou égale à 35 mg/l e† une teneur en matières solides en suspension inférieure ou égale à 30 mg/l ou de préférence des concentrations voisines de 20mg/l.
Exemple 4.- Comparaison des capacités de rétention volumique d’eau du lit filtrant formé de différents matériaux filtrants
On a comparé les capacités volumiques de rétention d'eau des matériaux indiqués dans le tableau 1 en appliquant 23 I d'eau pour 23 dm3 de matériau filtrant sous forme d'un lit de 2,875 dm2 sur une hauteur de 0,8 m. On a testé des matériaux filtrants composés de morceaux de bois torréfié provenant de Saniflor (Exemple 4.1 ), de morceaux de bois torréfié provenant de LMK Energy (Exemple 4.2), de coir de coco (Exemple 4.3), d'écorces de pin (Exemple 4.4) e† de coques de noisettes (Exemple 4.5).
Tableau 1
Pour déterminer la capacité volumique de rétention d'eau, on a immergé un lit filtrant dans un volume d'eau prédéterminé pendant 24h. Le lit filtrant es† ensuite égoutté jusqu'à ce que de l'eau ne s'écoule plus du lit filtrant (masse d'eau stable dans un bac de récupération sur balance). On a ensuite récupéré un volume déterminé de matériau de filtration (inférieur à 5 dm3) gorgé d'eau qu'on a ensuite placé dans une étuve à 110°C pendant 12h. La quantité d'eau retenue par le matériau de filtration es† obtenue par soustraction de la masse de matériau après séchage à l'étuve (110°C, 12h) de la masse initiale de matériau gorgé d'eau (après égouttage) e† porté par unité de volume de matériau de filtration. La figure 4 illustre la capacité volumique de rétention d'eau d' un lit filtrant constitué de morceaux de bois torréfié provenant de Saniflor (Ex 4.1 ) ou de LMK Energy (Ex 4.2), de coir de coco (Ex 4.3), d'écorces de pin (Ex 4.4), de coques de noisettes (Ex 4.5). La figure 4 montre la capacité volumique de rétention d'eau du lit filtrant représentée en fonction de la hauteur de colonne (voir également norme NF EN 13041 ). Les matériaux filtrants utilisés dans les exemples 4.1 , 4.2 et 4.5 montrent une capacité volumique de rétention d'eau plus faible et moins variable que les matériaux filtrants utilisés dans les exemples 4.3 et 4.4. Il est important d'avoir une capacité volumique de rétention d'eau supérieure à 5% pour permettre une bonne croissance du biofilm bactérien mais inférieure à 40% pour éviter une perte d'efficacité de l'aération ou la création de réservoirs propices à la prolifération non contrôlée de biomasse. Un lit filtrant constitué de coir de coco (Ex 4.3) et d'écorces de pin (Ex 4.4) montre une capacité de rétention volumique d'eau plus élevée comparée aux morceaux de bois torréfié (Ex 4.1 et 4.2) et aux coques de noisettes (Ex 4.5). Chaque barre noire à la figure 4 représente une moyenne sur 3 mesures expérimentales.
Exemple 5.- Comparaison du tassement hydraulique du lit filtrant formé de différents matériaux filtrants
On a comparé le tassement hydraulique de matériaux indiqués dans le tableau 2 en déversant 11,5 L d'eau sur un lit filtrant de 23 I en moins de 5 minutes. On a testé des matériaux filtrants composés de morceaux de bois torréfié provenant de Saniflor (Exemple 4.1 ) et des écorces de pin (Exemple 4.4). Le tassement hydraulique est mesuré en comparant la hauteur du lit filtrant après déversement d'eau par rapport à la hauteur du lit filtrant de matières sèches avant déversement d'eau.
Tableau 2.- La figure 5 illustre le pourcentage de tassement hydraulique pour le matériau filtrant de l'exemple 4.1 et de l'exemple 4.4. Comme illustré à la figure 5, un lit filtrant constitué d'un type d'écorce de pin (Ex 4.4) est plus sensible au à la réorganisation granulaire d'agencement (tassement) qu'un lit filtrant composé de morceaux de bois torréfié (Ex 4.1 ). Les morceaux de bois torréfié sont particulièrement résistants au tassement hydraulique car ils possèdent une grande résistance à la compression suite à leur torréfaction. La figure 5 montre pour les exemples 4.1 et 4.2 une moyenne du pourcentage de tassement hydraulique de 3 mesures expérimentales et un écart-type correspondant à chaque moyenne.
Exemple 6.- Comparaison de la teneur en matières hydrosolubles de différents matériaux filtrants
On a comparé la teneur en matières hydrosolubles de différents matériaux filtrants indiqués dans le tableau 1. Pour déterminer la teneur en matières hydrosolubles d'un matériau filtrant, on a utilisé la technique de Van Soest pour la détermination des constituants pariétaux de végétaux à l'analyse des produits de compostage et litières diverses à usage agronomique en utilisant un solvant aqueux (http ://ep.antares.free.fr/site/html/cours4/cours4- 3/resources/Methode%20-
%20Techniaue%20Van%20Soest%20manuelle%20et%20Fibertec.pdf et Van Soest P. J. et Wine R. H., « Détermination of lignin and cellulose in acid-detergent liber with permanganate ». J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1968, 51 : 780-785).
La figure 6 montre la teneur de matières hydrosolubles de différents matériaux filtrants comme indiqué au Tableau 1 . Comme le montre la figure 6, les morceaux de bois torréfié (Ex 4.1 et 4.2) possèdent un pourcentage de matières hydrosolubles de 3 à 3,5%, ce qui est relativement faible et permet une bonne conservation du matériau filtrant. En comparaison, un matériau filtrant constitué de coirde coco (Ex 4.3) présente un pourcentage de matières hydrosolubles de 13%, ce qui est plus élevé. Les matériaux filtrants riches en matières hydrosoluble sont préférentiellement utilisés en mélange en faible proportion pour un usage avec par exemple du bois torréfié. La figure 6 montre pour chaque exemple une moyenne de la teneur en matières hydrosolubles de 3 mesures expérimentales e† un écart- type correspondant à chaque moyenne.
Exemple 7.- Evolution temporelle de la production de nitrates par la biomasse aérobie contenue dans le lit filtrant formé de différents matériaux filtrants
On a comparé l'évolution temporelle de la teneur en nitrates d'eaux filtrées par différents matériaux filtrants indiqués dans le tableau 3. Pour ce faire, la teneur en nitrates des eaux filtrées es† mesurée par une méthode photométrique (DMP 1.0-50.0 mg/l NO3-N) une fois par semaine.
Tableau 3.-
Comme le montre la figure 7, un lit filtrant constitué de morceaux de bois torréfié (Ex 4.1 et 4.2) permet d'obtenir des eaux filtrées avec une concentration accrue en nitrates au bout de 5 semaines de traitement par rapport au lit filtrant constitué de coir de coco (Ex 4.3) ou d'écorces de pin (Ex 4.4). La production d'ions nitrates (NO3·) par nitrification es† la résultante de la transformation des ions ammonium. Elle es† assurée par des bactéries aérobies. Ainsi, la présence de nitrification es† un indice d'une bonne santé biologique du filtre, bien aéré, e† d'une dégradation efficace de l'azote NH4. La figure 7 montre pour chaque exemple, e† à chaque semaine, une moyenne de la teneur en ions nitrates de 3 mesures expérimentales e† un écart-type correspondant à chaque moyenne.
Comme le montre la figure 14, un lit filtrant comprenant des morceaux de bois torréfiés « fins » (Ex. 4.1) présentent rapidement une excellente nitrification, qui se stabilise rapidement. Ce††e granulométrie fine des morceaux de bois torréfiés permet de corriger le problème de l'abattement des matières en suspension. Ce† abattement des matières en suspension es† en effet plus important lorsque la granulométrie des morceaux de bois torréfiés es† plus grande. Les écorces de pin (Ex 4.4) on† présenté des problèmes de traitement des matières en suspension liées à une invasion de parasites (collemboles). Ce††e observation vient appuyer la nécessité d'un matériau résistant e† moins appétan† aux parasites. Exemple 8.- Système d'épuration des eaux usées utilisant le matériau filtrant selon la présente invention
On a placé le matériau filtrant végétal selon la présente invention dans un dispositif de filtration, une cartouche de filtration, ef/ou une tranchée filtrante en aval d'un dispositif d'assainissement non collectif.
La figure 8 montre un système d'épuration des eaux usées d'une habitation 8.0 comprenant : (i) un système de canalisation 8.5, (ii) un dispositif d'assainissement non collectif 8.1 , (iii) un dispositif de filtration 8.21 comprenant le matériau filtrant selon l'invention, (iv) un dispositif de rejet des eaux usées dans le milieu superficiel 8.3, (v) un dispositif d'infilfrafion, tranchée d'infilfrafion, 8.4 comprenant le matériau filtrant végétal selon l'invention 8.22. Le dispositif d'assainissement non collectif 8.1 comprend une cuve d'épuration selon la présente invention, le dispositif de filtration 8.21 es† une cartouche de filtration placée dans le système de canalisation 8.5. La direction d'écoulement des eaux usées de l'habitation 8.0 es† indiquée par les flèches noires aux figures 8 e† 9. Les eaux usées son† évacuées par le système de canalisation 8.5 e† passent par le dispositif d'assainissement non collectif 8.1 pour subir une première filtration. Ces eaux premièrement filtrées son† ensuite filtrées une deuxième fois en passant par la cartouche de filtration 8.21 . Les eaux filtrées en sortie de la cartouche de filtration 8.21 peuvent être rejetées dans le milieu superficiel 8.3 et/ou passer par une tranchée de filtration 8.4.
La figure 9 es† une forme de réalisation alternative du système d'évacuation des eaux usées d'une habitation 8.0 de la figure 8 où le matériau filtrant végétal selon la présente invention n'es† pas présent dans la tranchée d'infiltration 8.4.
Exemple 9.- Système d’épuration des eaux pluviales et/ou de ruissèlement en utilisant le matériau filtrant végétal selon la présente invention pour des eaux de pluie issue de surface imperméable de type toiture
On a placé le matériau filtrant végétal selon la présente invention dans un ou plusieurs dispositifs de filtration, une ou plusieurs cartouches de filtration, et/ou une tranchée filtrante en amon† et/ou en aval d'un ouvrage de gestion (cuve à eaux de pluie) permettant un stockage, un tamponnement et/ou une régulation des eaux de pluie.
La figure 10 montre un système d'épuration des eaux de pluies et/ou eaux de ruissellement d'une habitation 8.0 comprenant : (i) un système de canalisation 8.5, (ii) un dispositif d'élimination des macrodéchefs 10.1 , (iii) une cuve à eau de pluie 10.2, (iv) un dispositif de récupération des eaux de pluie 10.3 associé à une pompe 10.4, (v) un dispositif de rejet des eaux usées (dans ce† exemple des eaux de pluie) dans le milieu superficiel 8.3, (vi) un dispositif d'infiltration, tranchée d'infiltration, 8.4 comprenant le matériau filtrant végétal selon l'invention 8.22. Un dispositif d'infiltration comme une cartouche de filtration comprenant le matériau filtrant végétal selon la présente invention es† placé en amon† 8.23 e† en aval 8.21 de la cuve à eau de pluie 10.2. Le dispositif d'élimination des macrodéchets 10.1 es† par exemple un filtre en T comprenant un grillage permettant une première filtration des eaux de pluie e† retenant les macrodéchets tels que des débris végétaux, des feuilles, etc... La direction d'écoulement des eaux de pluie es† indiquée par les flèches noires aux figures 10 à 12. Les eaux de pluie son† évacuées par le système de canalisation 8.5 e† passent par le dispositif d'élimination des macrodéchets 10.1 pour subir une première filtration. Ces eaux filtrées son† ensuite filtrées une deuxième fois en passant par la cartouche de filtration 8.23. Les eaux filtrées en sortie de la cartouche de filtration 8.23 son† ensuite stockées dans la cuve à eau de pluie 10.2. Les eaux provenant de la cuve à eau de pluie subissent une filtration additionnelle en passant par une deuxième cartouche de filtration 8.21. Ces eaux son† ensuite rejetées par un dispositif de rejet dans le milieu superficiel 8.3 et/ou ces eaux son† évacuées par une tranchée infiltrante 8.4 comprenant le matériau filtrant végétal selon la présente invention 8.22 et/ou ces eaux son† réutilisées dans l'habitation par le dispositif de récupération des eaux de pluie 10.3. Ce dispositif de récupération des eaux de pluie 10.3 permet notamment de réutiliser les eaux de pluie par exemple pour les sanitaires, pour le lave-linge, le lave-vaisselle, etc... Avantageusement, les dispositifs de filtration, cartouches de filtration 8.21 e† 8.23 son† identiques.
La figure 11 es† une forme de réalisation alternative du système d'épuration des eaux de pluies et/ou eaux de ruissellement d'une habitation de la figure 10 où le dispositif d'élimination des macrodéchefs 10.1 ef la cartouche de filtration 8.23 sont intégrés directement en amont de la cuve à eau de pluie 10.2 pour former un dispositif intégré 10.5 de filtration et de stockage d'eau de pluie et/ou de ruissellement. La figure 12 est une forme de réalisation alternative du système d'épuration des eaux de pluies et/ou eaux de ruissellement d'une habitation de la figure 1 1 qui ne comprend pas le dispositif de récupération des eaux de pluie 10.3.
La figure 13 est une forme de réalisation alternative du système d'épuration des eaux de pluies et/ou eaux de ruissellement d'une habitation de la figure 12 qui ne comprend pas un système d'évacuation des eaux de pluie et/ou de ruissellement par une tranchée infiltrante 8.4.
Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations et d'applications décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Matériau filtrant végétal destiné au fraifemen† des eaux usées e† des eaux pluviales comprenant de la cellulose e† de la lignine, ledit matériau filtrant végétal étant caractérisé en ce qu'il comprend des morceaux de bois ou des fibres végétales formant une population de morceaux, ladite population de morceaux présentant une distribution de failles de particules comprise entre 3 mm e† 100 mm, préférentiellement comprise entre 3 mm e† 50 mm, de manière favorable comprise entre 3 mm e† 25 mm, e† ladite population de morceaux étant transformés thermiquement à une température comprise entre 150°C e† 300°C formant une population de morceaux stabilisés thermiquement par exemple une population de morceaux torréfiés.
2. Matériau filtrant selon la revendication 1 , dans lequel ladite population de morceaux comprend une première population de morceaux préparés en amont depuis une source de bois ou fibres végétales, par exemple par broyage ou découpage, e† présentant une distribution de failles de particules comprise entre 3 mm e† 10 mm e† une deuxième population de morceaux présentant une distribution de failles de particules supérieure à 10 mm, de préférence supérieure à 12 mm, e† inférieure ou égale à 100 mm, ledit matériau filtrant présente une masse de la première population supérieure à celle de la deuxième population.
3. Matériau filtrant selon la revendication 1 ou la revendication 2, présentant une hydrophilicifé, dans lequel l'hydrophilicifé du matériau filtrant es† déterminé par un angle de contact entre une goutte d'eau e† la surface du matériau filtrant inférieur à 90°, préférentiellement inférieur à 60°, de manière avantageuse inférieur à 45°.
4. Matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, présentant une capacité volumique de rétention d'eau comprise entre 5% e† 40%, plus préférentiellement comprise entre 7% e† 25% en volume d'eau calculée par rapport au volume d' un li† de matière sèche formé du matériau filtrant et/ou, une capacité en air comprise entre 20% e† 70%, plus préférentiellement comprise entre 30% e† 60% en volume d'air calculée par rapport au volume d'un lit dudit matériau filtrant.
5. Matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdifs morceaux stabilisés thermiquement son† choisis dans le groupe des morceaux de bois de hêtre, du bois de pin, du bois de peuplier, du bois de frêne, du bois d'acacia, du bois d'eucalyptus, du bois de résineux, ou des fibres végétales e† leurs combinaisons.
6. Matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, présentant en forme de lit filtrant vertical un volume initial e† une résistance à la dégradation lorsqu'il forme un lit de matériau filtrant mesurée par un pourcentage de tassement moyen inférieur à 10%, préférentiellement inférieur à 5%, plus préférentiellement inférieur à 3%, encore plus préférentiellement inférieur à 2%, de manière favorable inférieur à 1% par rapport au volume initial.
7. Matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, présentant une teneur en matières hydrosolubles comprise entre 1 e† 10%, préférentiellement entre 2 e† 6% en poids par rapport au poids de matériau filtrant, principalement torréfié.
8. Matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une teneur en morceaux stabilisés thermiquement formant un matériau primaire comprise entre 20 e† 100% en poids par rapport au poids de matériau filtrant e† éventuellement un ou des matériaux filtrants additionnels à rôle de correctifs hydrodynamiques ou structurels afin d'apporter une maîtrise complète du matériau primaire, ledit un ou des matériaux filtrants additionnels pouvant être choisis dans le groupe du Xylit, des coques concassés de fruits à coque, du bois pyrolysé, du biochar ou agrichar, du bois bru†, des fibres végétales e† leurs combinaisons.
9. Cuve d'épuration destinée au traitement des eaux usées, ladite cuve d'épuration comprenant : une enceinte de décantation des eaux usées agencées pour permettre aux matières solides en suspension de sédimenter ou de flotter dans une zone inférieure ou supérieure de l'enceinte de décantation, et comprenant au moins une entrée d'eaux usées et au moins une sortie d'eaux clarifiées, une enceinte de filtration comprenant au moins une entrée d'eaux clarifiées, en communication fluidique avec ladite au moins une sortie d'eaux clarifiées de ladite enceinte de décantation, et au moins une sortie d'eaux filtrées, entre lesquelles s'étend un lit filtrant comprenant le matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit lit de matériau filtrant présentant une section amont et une face aval selon une direction fluidique de filtration.
10. Cuve d'épuration selon la revendication 9, dans laquelle ladite au moins une entrée d'eaux clarifiées de l'enceinte de filtration es† localisée dans une zone supérieure de ladite enceinte de filtration e† ladite au moins une sortie d'eaux filtrées es† localisée dans une zone inférieure de ladite enceinte de filtration.
1 1. Cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications 9 ou la revendication 10, dans laquelle le lit de matériau filtrant présente une surface de filtration comprise entre 1 m2 e† 15 m2, plus préférentiellement entre 2 m2 e† 10 m2 e† possède une hauteur de lit de filtration préférentiellement comprise entre 30 cm e† 1 m, plus préférentiellement entre 80 cm e† 95 cm, de manière préférée de 90 cm.
12. Cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications 9 à 1 1 , dans laquelle le lit filtrant comprend préférentiellement ledit matériau primaire mais ledit lit filtrant peu† aussi comprendre au moins un matériau filtrant additionnel choisi dans le groupe du Xylit, des coques concassés de fruits à coque, du bois pyrolysé, du biochar ou agrichar, du bois bru†, e† des fibres végétales, ledit matériau filtrant e† ledit matériau filtrant additionnel étant agencés en mélange ou en couches superposées selon la direction fluidique de filtration.
13. Procédé d'épuration d'eaux usées dans une cuve d'épuration comprenant une zone de décantation e† une zone de filtration comprenant un lit filtrant de matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ledit lit filtrant présentant une face amon† de lit filtrant e† une face aval de lit filtrant selon une direction fluidique de filtration, ledit procédé comprenant les étapes de :
- une admission d'eaux usées dans la zone de décantation,
- une décantation des matières solides en suspension dans la zone de décantation formant un lit de matières solides décantées et une phase liquide clarifiée,
- un transfert de la phase liquide clarifiée vers la zone de filtration,
- une répartition de la phase liquide clarifiée en une pluralité de positions à la face amont du lit filtrant,
- une filtration de la phase liquide clarifiée au travers du lit filtrant selon la direction fluidique de filtration avec une obtention d'eaux filtrées, et
- une évacuation des eaux filtrées par au moins une sortie d'eaux filtrées.
14. Procédé d'épuration d'eaux usées selon la revendication 13, comprenant en outre une filtration additionnelle desdites eaux filtrées avant un rejet dans le milieu superficiel par un dispositif de filtration comprenant ledit matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et/ou une filtration additionnelle à l'aide d' une tranchée filtrante comprenant ledit matériau filtrant selon G une quelconque des revendications 1 à 8.
15. Procédé d'épuration d'eaux usées dans une cuve d'épuration selon la revendication 13 ou la revendication 14, dans lequel les eaux filtrées présentent une demande biochimique en oxygène, DBOs, inférieure ou égale à 35 mgC .H, préférentiellement inférieure ou égale à 20 mgC .H, de manière favorable inférieure ou égale à 10 mgC .H.
16. Procédé d'épuration d'eaux usées dans une cuve d'épuration selon G une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel les eaux usées présentent une teneur initiale en ion ammonium et les eaux filtrées présentent une teneur en ion ammonium diminuée d'au moins 50%, préférentiellement au moins 60%, de manière favorable au moins 70% par rapport à la teneur initiale en ion ammonium des eaux usées.
17. Procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement comprenant les étapes de : une collecte des eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement, une première filtration des eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement formant des eaux préfilfrées débarrassées des macrodéchefs, une filtration desdifes eaux préfilfrées par un premier dispositif de filtration des eaux pluviales comprenant ledit matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 pour donner des eaux filtrées, une collecte des eaux filtrées dans une cuve d'eau de pluie.
18. Procédé d'épuration d'eaux pluviales ef/ou des eaux de ruissellement selon la revendication 17, dans lequel l'étape de première filtration et de filtration son† réalisées dans un même dispositif.
19. Procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement selon la revendication 17 ou la revendication 18, dans lequel les eaux filtrées collectées dans la cuve à eau de pluie son† (i) rejetées dans le milieu superficiel et/ou (ii) réutilisées dans des installations domestiques et/ou (iii) évacuées par une tranchée filtrante.
20. Procédé d'épuration d'eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellement selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, dans lequel les eaux filtrées collectées dans la cuve à eau de pluie son† filtrées par un deuxième dispositif de filtration des eaux pluviales comprenant ledit matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 avant d'être (i) rejetées dans le milieu superficiel et/ou (ii) réutilisées dans des installations domestiques et/ou (iii) évacuées par une tranchée filtrante.
21 . Système d'épuration des eaux usées comprenant : au moins une cuve d'épuration selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel choisi dans le groupe comprenant : un filtre en T, une cartouche de filtration, une tranchée filtrante, un bac de dégraissage, un système de dégrillage, une surface d'infilfrafion par percolation, e† leurs combinaisons, dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel es† intégré en amon† et/ou en aval de ladite au moins une cuve d'épuration ou dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement et/ou de stockage d'eau additionnel es† séparé e† positionné en amon† et/ou en aval de ladite au moins une cuve d'épuration.
22. Système d'épuration des eaux pluviales et/ou des eaux de ruissellements comprenant : au moins un dispositif de traitement d'eau choisi dans le groupe comprenant : une cartouche de filtration, une tranchée filtrante, un bac de dégraissage, un système de dégrillage, une surface d'infiltration par percolation, e† leurs combinaisons, au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel choisi dans le groupe comprenant : un filtre en T, une cartouche de filtration, une tranchée filtrante, une cuve d'épuration, un bac de dégraissage, un système de dégrillage, une surface d'infiltration par percolation, e† leurs combinaisons, au moins un dispositif de stockage et/ou de tamponnage et/ou de régulation d'eau. dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau et/ou ledit au moins un dispositif de traitement d'eau additionnel comprend le matériau filtrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau et/ou ledit au moins un dispositif de traitement additionnel es† intégré en amon† et/ou en aval dudi† au moins un dispositif de stockage et/ou de tamponnage et/ou de régulation d'eau, ou dans lequel ledit au moins un dispositif de traitement d'eau et/ou ledit au moins un dispositif de traitement additionnel es† séparé e† positionné en amon† et/ou en aval par rapport audit au moins un dispositif de stockage et/ou de tamponnage et/ou de régulation d'eau.
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