MS2020 1

11

Martin SEIDLLEESU ENPC Université Paris-Est v Post Covid 2020

Assainissementadapté au pays du SudLa mise en place

1.Diagnostiquer le présent

2

MS2020 2

3

Assainissement dans le monde

UNEP/GRID-Arendal

4

Les objectifs d’assainissement

MS2020 3

55

Priorités du traitement

Élimination (dans l’ordre d’importance) des1. pathogènes2. matières organiques3. nutriments4. micropolluants

6

« Interface utilisateur »

Collecte / transport

Problème et résolution

TRAITMENT

Rejets / élimination

MS2020 4

Mise en place d’un service

Diagnostique sociotechnique1. Quels sont les équipements existants et comment

fonctionnent-t-ils ? (Les maillons existants) 2. Quelle demande doit être satisfait?

(La densité de la population, besoins …)3. Quelles conditions climatiques et géographiques

sont présentes (Précipitation, sous-sol, nappe …)4. Quel est le niveau socio-économique de la

population (capacité de payer des services ass.)5. Qui sont les acteurs de l’assainissement ?

(Cadre institutionnel et informel)

7

2. Estimer les fluxEau usée = eau consommée ?

8

MS2020 5

99

Consommation en France

1010

50%20%

10%

20%

showerwashingdishescooking

Production 50 - 60 L/ cap/ day

SOURCE :Yamoussoukro, Seidl et al 2005

Consommation Afrique de l’Ouest

MS2020 6

1111

Flow analysis for waste water within a household of Yamoussoukro. The amounts are given in litre a day a capita.

HOUSEHOLD

process unit

22.7 (septic) tanksto be treated

8.4 gully to be treated

8.7 soaking pits, infiltration

13.8 thrown out in or outside the yard evaporation

tap water outside, resellers

6.4

tap water inside 40.4

well water 6.4

SOURCE :Yamoussoukro, Seidl et al 2005

Les particularités des PED

12

« Drainage »

Ouahigouya, Burkina Faso

MS2020 7

1313

Variation jour /nuit des flux

1414

Yellow water (urine)

Brown water (faeces + flush

water)

Black water (from toilets)

Domestic wastewater

Grey water

Sullage

Composition des flux

MS2020 8

3.Choisir le système à mettre en place

15

1616

Litres per person per year:

1. Brown water: ~502. Yellow water: ~5003. Grey water: ~10,000–100,000

– ie, domestic wastewater volume of ~30–275 litres per person per day

Possibilité du traitement partiel

ENJEUX : • diminuer volumes• récupérer N,P

MS2020 9

17

Réutilisation, concept ECOSAN

18

Traitement séparé des flux

MS2020 10

Densité d’habitat, (in)formalité

19

Densité

Belo Horizonte, Bresil

Ouagadougou, Burkina Faso

2020

Pays en développement

Assainissement< 20 % Collectif> 80% Autonome

Assainissement collectif80% séparatif20% unitaire

Choix individuel / collective

tradit.50%

VIP10%

Tanks26%

Nature9%

WWTP5%

tradit.VIPTanksNatureWWTP

Ouagadougou Burkina

MS2020 11

21

Le systèmeMaillon Objectif Dispositif

Isoler les excréta Toilette, latrine

Amont,MENAGERecueil

IntermédiaireQUARTIERTransportCollecte

Transporter Vidangeur /égout

AvalVILLETraitementévacuation des résidus

Traiter STEP

22Agnes Montangero SANDEC 2004

Le mix

MS2020 12

23

Choix

4.Sélectionnerla/les technique(s) de traitementla/les plus adapté(es) au contexte

24

MS2020 13

2525

USA ~70 g BOD/person /dayCEE ~60 g BOD/person /day = rural ~50 g BOD/person /day

Developing ~40 g BOD/person /daycountries

Charge à traiter

2626

Concepts de traitements

TreatmentPhysico-chemical / biologicalAerobic / anaerobiccPrimary /secondary / tertiaryIntensive / extensive – conventional / naturalCollective / on-siteTreatment chain

MS2020 14

2727

Physico-chimique / biologique

Il existe deux techniques principales pour épurer les eaux, s'appliquant tant au traitement des eaux usées qu'à la production d'eau potable, les techniques physico-chimiques et les techniques biologiques.

Physico-chimiques : sédimentation/ flottation, filtration, floculationBiologique : bactéries, champignons, protozoaires, Lumbricidae, algae, macrophytes

2828

Aérobie / anaérobie

Il existe deux conditions principales pour la dégradation de la matière organique :

aérobie : présence d’O2 , déchets CO2 + H2Onitrification : présence d’O2 , NH4 NO3

anaérobie : absence d’O2 , déchets CO2 + CH4 / H2

dénitrification : absence d’O2 , NO3 N2

MS2020 15

Aérobie vs anaérobie

29

3030

Primaire - tertiaire

MS2020 16

3131

Traitement : chaine des procédées

screening

grid removal

settler

Primary production

Organic matter removal

Organic matter removalO2

Separation solid/ liquid /gaz

? ? ?

treatment SYSTEM

treatment PROCESS

N/P removal

disinfection

3232

wiki

Intensif

MS2020 17

Extensif

33

3434

Choix technologique

0

100

spac

e

cons

truct

ion

man

egem

ent

tech

nics

effic

ienc

y

envi

ron.

developingindustrialised

important

The choice of technology for centralised wastewater treatment, is dependent of the socio-economic status of the society. The priority is rarely the same

MS2020 18

3535

Les choix

Processes ► Systems ▼

surface m²/EH

(France) sedime-tation

filtra- tion digestion

primary produc-

tion nitri-

fication denitri- fication

WSP + aerated ±5 + - anaerobic

+ aerobic + + +

WSP 11 + - anaerobic + aerobic + + +

Settler-digester and percolation 1.5 + - anaerobic - - -

UASB 1 + - anaerobic - - - Filtres with

macrophytes 2.5 - + aerobic - / + + -

36

UN

EP

-International Environm

ental Technology C

entre: United N

ations Environm

ent Program

me

Advantages and Disadvantages of Conventional and Non-conventional Wastewater Treatment Technologies.

Treatment type Advantages Disadvantages

Stabilization lagoonsLow capital cost, low operation and maintenance costs, low technical manpower requirement

Requires a large area of land, may produce undesirable odors

Aerated lagoons Requires relatively little land area, produces few undesirable odors

Requires mechanical devices to aerate the basins, produces effluents with a high suspended solids concentration

Septic tanksCan be used by individual households, easy to operate and maintain, can be built in rural areas

Provides a low treatment efficiency, must be pumped occasionally, requires a landfill for periodic disposal of sludge and septage

Constructed wetlandsRemoves up to 70 % of solids and bacteria, minimal capital cost, low operation and maintenance requirements and costs

Remains largely experimental, requires periodic removal of excess plant material, best used in areas where suitable native plants are available

Filtration systemsMinimal land requirements, can be used for household-scale treatment, relatively low cost, easy to operate

Requires mechanical devices

Vertical biological reactors

Highly efficient treatment method, requires little land area, applicable to small communities for local-scale treatment and to big cities for regional-scale treatment

High cost, complex technology, requires technically skilled manpower for operation and maintenance, needs spare-parts-availability, has a high energy requirement

Activated sludge

Highly efficient treatment method, requires little land area, applicable to small communities for local-scale treatment and to big cities for regional-scale treatment

High cost, requires sludge disposal area (sludge is usually land-spread), requires technically skilled manpower for operation and maintenance

MS2020 19

37

Choix entre emprise au sol et coûts énergétiques

Argent dépensé pour l’achat d’un terrain est un investissement

Argent dépensé en énergie sont des coûts de fonctionnement

Naturel vs conventionnel

5. Consolider le système d’acteursd’amont vers aval

38

MS2020 20

39

Références