FloWAT

Marais flottants comme traitements tertiaire des effluents agro-alimentaires
Projet ANR
Démarrage : 2018
Fin : 2023

Floating treatment Wetland
for Agri-food effluent tertiary Treatment

Le projet FloWAT a pour but de réduire les émissions polluantes issues des rejets d’eau usée vers le milieu récepteur grâce à la mise en place d’un système hydroponique, le Marais Flottant (MF), agissant comme un filtre physique et biologique pour les polluants particulaires et dissous. Les MF peuvent s’intégrer facilement sur les systèmes de lagunages existant afin d’affiner le traitement des eaux usées (agroalimentaire dans le cadre de FloWAT). Un des objectifs du projet est d’améliorer le MF « conventionnel » pour accroitre l’enlèvement du phosphore voire de le récupérer pour une réutilisation ultérieure et ainsi diminuer la pression sur cette ressource épuisable. Une attention particulière est portée à la fin de vie du MF favorisant l’utilisation de matériaux facilement recyclables ou réutilisables.

Contexte du projet

Le secteur agro-alimentaire, notamment l’industrie de transformation de la viande, est un des secteurs les plus consommateurs d’eau et producteurs d’effluents qui sont souvent traités par des filières comprenant des lagunes.  Durant les périodes d’été, les faibles débits des rivières réceptrices ne permettent souvent pas de garantir une bonne dilution de l’eau usée traitée présentant encore une charge de pollution résiduelle.

Une solution innovante pour améliorer le traitement des effluents avant rejet serait d’installer des Marais Flottants (MF, système hydroponique de phyto-épuration) sur les lagunes existantes, comme traitement tertiaire complémentaire.

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Site expérimental

Objectif du projet

Le but du projet FloWAT est d’évaluer l’efficacité d’un MF vis-à-vis des polluants présents dans les eaux usées agroalimentaires. Dans un contexte de diminution des ressources mondiales en phosphore (P), l’utilisation d’un matériau spécifique permettant la récupération du P sera étudié. Une attention particulière sera portée à la fin de vie du MF favorisant l’utilisation de matériaux facilement recyclables ou réutilisables. Un outil de dimensionnement et des lignes directrices de maintenance seront développés ce qui garantira une mise en place et un fonctionnement optimal des MF. Enfin une évaluation des voies de valorisation de la végétation produite et de réutilisation de l’eau usée traitée sera réalisée dans une perspective d’économie circulaire.

Méthode utilisée

Afin de répondre aux objectifs ci-dessus une étude à l'échelle pilote a été mise en œuvre sur un site industriel d’abatage et de transformation de viande. Des effluents agroalimentaires réels ayant subis un traitement biologique sont envoyés vers trois lagunes pilotes équipées de MF de différentes tailles et vers une lagune pilote non couverte (servant de contrôle). Le site expérimental est entièrement automatisé et pilotable à distance pour faciliter la supervision. Le suivi des performances porte sur le traitement des matières organiques, de l'azote, du phosphore et des matières en suspension. Des polluants émergents pourraient être présents en raison de l'utilisation de désinfectants, d'agents de nettoyage ou de produits pharmaceutiques à des fins vétérinaires. Un screening permettra d’évaluer la pertinence d'intégrer ces catégories de polluants dans le programme analytique. En plus des données de qualité de l'eau entrante et sortante, des paramètres physico-chimiques et des données climatiques seront suivis en continu. Le devenir des polluants dans les différents composants du système de traitement sera identifié par l’échantillonnage et l'analyse des plantes, des sédiments et du matériau permettant l’enlèvement du P. Afin d’améliorer la compréhension du système, des traçages hydrauliques seront réalisés. Une analyse du cycle de vie (ACV) sera effectuée au début puis tout au long du projet pour tenir compte des implications opérationnelles et de maintenance observées lors de l'expérience. Une analyse coût-bénéfice sera réalisée à la fin de l'étude en tenant compte des conséquences positives (bénéfices ou coûts évités) et négatives (coûts) induites par l'inclusion des MF.

Les résultats attendus

Le résultat du présent projet sera le développement d’un produit robuste et commercialisable. Ce sera le premier MF facilement démantelable et recyclable amélioré pour l’enlèvement voire la récupération du phosphore en plus de fournir un traitement pour les matières en suspension, la pollution carbonée et les nutriments. Ceci permettra de réduire l’utilisation de coproduit de précipitation (e.g. FeCl3) normalement utilisé dans les traitements secondaires et de récupérer un sous-produit chargé en phosphore. Il n’existe pas à ce jour de tels produits sur le marché (ni en France ni à l’étranger). A l’échelle nationale, près de 7000 entreprises agro-alimentaires ont été identifiées comme potentiels utilisateurs de cette technologie ce qui justifie et motive un tel projet de recherche.

Les prochaines étapes

Le site expérimental a été construit et instrumenté en 2020. Le suivi du site a débuté en 2021 et s’étendra jusqu’en 2022 afin d’utiliser les données récoltées pour développer un outil de dimensionnement par la suite.

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Lagune pilote équipée de marais flottants

Rôle de l’école

IMT Atlantique est coordinateur du projet et en charge de la construction, l’instrumentation et du suivi du site.

L'établissement est également en charge de développer l’outils de dimensionnement des MF et des lignes directrices de maintenance.

Le partenaire

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Partenaire industriel du projet, est en charge de la fourniture des marais flottants, de l’ACV et de l’analyse couts-bénéfices.

 

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