Traitement des eaux de consommation par filtration lente sur sable à plusieurs étapes Drinking water treatment by multistage slow sand filtrations

Résumé

La possibilité d’éliminer la turbidité et les coliformes, en utilisant un système de filtration lente sur sable à plusieurs étapes, a été étudiée à l’échelle du laboratoire. Le but de l’étude était de montrer que cette technologie constitue une solution de traitement efficace de l’eau en milieu rural et dans de petites agglomérations des pays en voie de développement. Dans cette étude, un système a été monté et testé. Ce système était constitué de deux filtres lents à sable en série, lesquels sont précédés de deux filtres à granulométrie grossière à flux ascendant. L’efficacité de cette technologie a été évaluée par la mesure de la turbidité et le dénombrement des coliformes totaux et thermotolérants. Les résultats obtenus ont montré : (i) d’excellents abattements de la turbidité malgré le niveau élevé de celle de l’eau brute (de 20 unités de turbidité néphélométrique (NTU) à plus de 100 NTU); (ii) une bonne élimination des coliformes, en fonction de la maturité biologique des filtres utilisés; (iii) de plus, il a été constaté que la turbidité de l’effluent à la sortie du second filtre lent à sable était largement en dessous de la norme de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) concernant l’eau potable.

Globalement, chaque étape individuelle du système de filtration à plusieurs étapes joue un rôle important dans le processus global de réduction de la turbidité, ainsi que du nombre de coliformes. Il a été remarqué que le filtre à granulométrie grossière, en plus de son rôle protecteur de filtre lent à sable contre les matières en suspension, constitue aussi une barrière importante de traitement dans la diminution du nombre de coliformes. L’addition d’un second filtre lent à sable en série a apporté une efficacité supplémentaire au processus de traitement, en ramenant la turbidité d’effluent proche de 1  NTU et en permettant d’obtenir des abattements additionnels de coliformes.

Mots-clés :

• filtration à plusieurs étapes,
• filtration lente sur sable,
• eaux de consommation,
• turbidité,
• coliformes totaux et thermotolérants

Abstract

The ability to remove turbidity and coliforms, using a multistage filtration system, was studied in the laboratory. The aim of the study was to show that this technology constitutes an effective solution for water treatment in rural regions and small communities in developing countries. In this study, a system was assembled and tested. The system comprised two slow sand filters in series, which were preceded by two coarse upflow filters. The effectiveness of this technology was evaluated by measuring the turbidity and the number of total and thermotolerant coliforms. The results showed excellent removals of turbidity despite the high level of turbidity in the raw water (from 20 nephelometric turbidity units (NTU) to more than 100 NTU). The turbidity of the effluent from the final slow filtration system was well below the World Health Organization (WHO) standard for drinking water. There was a good removal of the total and thermotolerant coliforms, which was a function of the biological maturity of the filters used.

Each individual stage of the multistage system was an important treatment barrier in the overall process of turbidity and coliform removal. The coarse filter was not only important for protecting the slow sand filter from solids loading and thus increasing its run length, but was also a significant contributor to coliform removal. The second slow sand filter in series provided additional capacity to the process by reducing the effluent turbidity to close to 1 NTU and it also provided additional removal of coliforms under challenging operations.

Keywords:

• multistage filtration,
• slow sand filtration,
• drinking water,
• turbidity,
• total and thermotolerant coliforms