Le filtre BioSand (BSF) est un dispositif de filtration d'eau low-tech simple et abordable conçu pour un usage domestique dans les pays en développement. Utilisant du sable, du gravier et des processus biologiques naturels, le BSF élimine les agents pathogènes de l'eau potable. Un agent pathogène est tout ce qui peut produire une maladie. Dans le cas de l'eau potable, cela peut inclure des bactéries, des protozoaires (organismes unicellulaires), des helminthes (vers parasites) et des virus. Le BSF repose uniquement sur la gravité, et non sur des pièces mécanisées ou mobiles, ce qui le rend idéal pour les communautés hors réseau. S'il est correctement entretenu, un BSF en béton peut durer plus de 25 ans et nécessite un entretien et un nettoyage très minimes, ce qui en fait un moyen de filtration de l'eau extrêmement durable, durable et efficace.

Les filtres BioSand sont une technologie de point d'utilisation. Comme son nom l'indique, cela signifie que l'eau est traitée au point où elle est utilisée ou consommée. Cela permet aux utilisateurs de contrôler au maximum la propreté de leur eau et réduit les risques de recontamination.

Il existe de nombreux types de BSF actuellement à l'étude et mis en œuvre. En plus du traditionnel BSF en béton, il existe des versions commerciales en plastique, un modèle en acier inoxydable et de nombreux plans de seaux en plastique de bricolage.

Historique du filtre BioSand

L'histoire des BSF remonte au début des années 1990 lorsque l'ingénieur canadien Dr David Manz a développé ses premiers prototypes de BSF à l'Université de Calgary. Le Dr Manz a envisagé de créer une version domestique adaptée du filtre lent à sable, que les municipalités du monde entier utilisent depuis le début du 19e siècle. Ses recherches et ses tests ont abouti à la conception concrète du BSF qui est maintenant utilisée dans des pays du monde entier.

Comment les filtres BioSand nettoient-ils l'eau

De nombreux organismes microbiologiques vivent dans l'eau. Ils sont trop petits pour être vus à l'œil nu, mais ils sont là. Certains de ces organismes microbiologiques comprennent des agents pathogènes nocifs. Comme le montre le diagramme ci-dessus, les BSF séparent les microbes, y compris les agents pathogènes, de l'eau potable par quatre processus différents : le piégeage mécanique, l'adsorption, la prédation et la mort naturelle. Passons en revue ces processus plus en détail et découvrons l'aspect le plus excitant du filtre BioSand, sa couche biologique !

When water is initially poured into the BSF, the larger microbes get trapped towards the top of the sand. During the first few weeks of use, as dirty water is poured into the filter, these microbes continue to accumulate towards the top of the sand column and settle into their new home. This ecosystem of microbes at the top of the sand is the biolayer and is usually fully formed within a month of using the BSF. Predation (microbes eating other microbes) occurs in the biolayer and is vital for pathogen removal inside the filter. When the biolayer is fully formed, 98% of pathogens are removed from the water; without it, mechanical trapping, adsorption, and natural death will only remove 30-70% of pathogens. It is critical that a BSF is used every day, so the biolayer can be fed and continue to function properly.

Microbes that do not get eaten in the biolayer will be removed from water in lower layers of the sand through mechanical trapping, adsorption, or natural death.

Critical to the proper functioning of the filter and the biolayer, is the pause period. The BSF is designed for intermittent use, meaning water should be poured into the filter intermittently, not continuously. When water is not flowing through the filter, this is called the pause period. The pause period should be a minimum of 1 hour and a maximum of 48 hours. If the pause period is too long, the microbes in the biolayer may start to starve and die, impacting the biolayer's effectiveness. The standing water above the biolayer may also start to dry out, which can also kill the biolayer. If the pause period is too short, there is not enough time for natural death to occur at lower levels of the filter, meaning those pathogens may remain in the water that comes out of the filter. Similarly, the microbes in the biolayer will not have enough time to consume the majority of pathogens in the biolayer.

Il est recommandé d'utiliser de l'eau de la même source à chaque fois que vous utilisez le filtre. Les sources d'eau typiques pour les BSF comprennent les eaux de surface comme les lacs, les rivières, les ruisseaux et les étangs. L'eau de pluie, les forages, les puits tubulaires ou l'eau courante peuvent tous contenir des agents pathogènes et peuvent également être utilisés avec un BSF. Au fil du temps, la couche biologique s'adapte à une certaine quantité et à un certain type de contamination provenant de la source d'eau. Si vous changez la source d'eau, par exemple, lorsque la saison des pluies commence, elle aura un niveau et un type de contamination différents. Il faudra peut-être plusieurs jours à la couche biologique pour s'adapter au niveau de contamination et de nutriments dans la nouvelle source d'eau. Pendant ce temps, les utilisateurs peuvent continuer à utiliser leur BSF mais doivent utiliser une méthode de désinfection secondaire APRÈS que l'eau ait traversé le filtre, comme la chloration ou l'ébullition. Les utilisateurs ne doivent jamais mettre de chlore ou d'eau chlorée dans le filtre ; cela tuera la couche biologique.

Production de filtres biosable

Pour produire le corps de filtre en béton, un moule en acier a été façonné. Au fil des ans, la conception des BSF en béton et des moules en acier correspondants a été mise à jour périodiquement pour augmenter l'élimination des agents pathogènes ; cependant, le processus de fabrication des filtres est resté en grande partie le même.

Le béton est coulé dans le moule et laissé durcir pendant la nuit. Après 8 à 12 heures, le moule peut être retiré, laissant le corps du filtre en béton. Ce processus est appelé démoulage. Une fois le béton complètement durci, le filtre est amené à sa destination finale où il est rempli de média filtrant. Le produit final est un appareil électroménager en béton d'environ 3 pieds de haut qui est rempli de couches de sable et de gravier soigneusement préparées et mesurées. Une fois installé, le filtre ne doit pas être déplacé. Le déplacement du filtre pourrait perturber la couche biologique et le sable à l'intérieur du filtre, inhibant potentiellement l'élimination des agents pathogènes. Le gravier de séparation (gravier plus petit) empêche le sable d'atteindre les niveaux inférieurs du filtre et de boucher le tube de sortie. Le gravier de drainage (gravier plus gros) empêche le gravier de séparation de boucher le tube de sortie.

Il existe une science dans la conception des paramètres d'un BSF et de son moule correspondant, afin de maximiser l'efficacité, l'aspect pratique et l'élimination des agents pathogènes. Des années de recherche ont été menées à la fois en laboratoire et sur le terrain pour améliorer les performances des BSF. Par exemple, pour maintenir la couche biologique en vie, il est essentiel qu'elle soit à la fois humide et capable d'accéder à l'oxygène. Afin de préserver la biocouche, il a été appris qu'il est optimal d'avoir 5 cm d'eau stagnante au-dessus du sable et d'utiliser un bassin diffuseur pour éviter que l'eau ne s'éclabousse d'un coup et perturbe la biocouche.

Le moule en bois d'OHorizons pour la production de filtres BioSand

OHorizons a vu une opportunité d'innovation dans le processus de fabrication du filtre BioSand en béton. Le moule en bois d'OHorizons est une percée car il permet aux organisations et aux communautés sur le terrain de fabriquer et d'installer des filtres BioSand pour une fraction des coûts initiaux des méthodes traditionnelles, ce qui signifie que plus de personnes peuvent obtenir de l'eau propre, plus rapidement.

Avantages du moule en bois

  • Durable (50 filtres/moule)
  • Pas cher (50-80 $/moule)
  • Léger (~ 60 lb)
  • Matériaux d'origine locale (tous les matériaux achetés dans le pays et facilement remplacés)
  • Facile à utiliser (aucune compétence particulière ou expérience préalable en construction requise)
  • Peut être réalisé hors réseau

Le BSF conçu par OHorizons filtrera 11 litres par utilisation. En d'autres termes, 11 litres d'eau potable sont filtrés chaque fois qu'une charge d'eau est versée dans le filtre. En gardant à l'esprit que le BSF doit être utilisé par intermittence, le propriétaire du filtre peut obtenir de 11 à 44 litres d'eau ou environ 3 à 12 gallons par jour.

Le manuel de construction d'OHorizons est téléchargeable gratuitement sur http://www.ohorizons.org/resources/

Utilisation d'un filtre biosable

Les filtres BioSand sont assez simples à utiliser et comparables à l'entretien d'une plante d'intérieur. La partie la plus importante de l'entretien consiste à s'assurer que la couche biologique reste saine en la nourrissant 1 à 4 fois par jour avec de l'eau contaminée. Une fois nourrie, la biocouche a besoin de temps pour digérer et récupérer. C'est ce qu'on appelle la période de pause. Il doit y avoir au moins une période de pause d'une heure entre chaque utilisation et il est recommandé d'utiliser une période de plusieurs heures pour une performance efficace et efficiente. Tout comme une plante d'intérieur, la couche biologique ne peut pas survivre s'il y a trop ou trop peu d'eau.

En règle générale, le filtre BioSand en béton peut durer plus de 25 ans, s'il est correctement installé et utilisé. Le sable et le gravier n'ont pas besoin d'être remplacés et les BSF nécessitent très peu de nettoyage. Si le débit du filtre devient un problème, en raison de l'utilisation d'eau trouble ou concentrée en sédiments, le sable peut facilement être nettoyé en utilisant une procédure simple appelée technique de tourbillon et de décharge. La technique tourbillon et déversement consiste à tourbillonner légèrement la couche supérieure de sable dans le filtre avec la paume de la main, altérant ainsi légèrement la surface. Après cela, l'eau stagnante devient trouble. Il doit être retiré, jeté et remplacé par de l'eau neuve. Ce processus peut être répété autant de fois que nécessaire pour retrouver le débit souhaité.

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