Assessment of Recycled Brick and Concrete Aggregate as Filter Media for Laundry Wastewater Treatment for Irrigation Purposes
Cette étude démontre que l'agrégat de briques cassées recyclées, particulièrement à une profondeur de lit de 900 mm, sert de média filtrant chimiquement stable et à faible coût pour traiter efficacement les eaux grises de la lessive afin de répondre aux normes d'irrigation dans les contextes à ressources limitées, surpassant le béton concassé en évitant le lixiviat de calcium et l'élévation des niveaux de pH, de CE et de TDS.
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Dans de nombreuses villes en pleine croissance, deux problèmes distincts entrent souvent en collision : une pénurie d'eau propre pour l'agriculture et une montagne de décombres laissés derrière soi lorsque des bâtiments sont démolis. L'eau provenant du lavage du linge, appelée eaux grises, est chargée de savon et de saletés, mais elle est souvent trop sale pour être utilisée directement sur les cultures. Parallèlement, l'industrie de la construction génère de vastes quantités de béton et de briques brisés, qui sont généralement jetés dans des décharges plutôt que d'être réutilisés. Des scientifiques se demandent depuis longtemps si ces deux problèmes pourraient être résolus ensemble en utilisant les débris de construction pour nettoyer l'eau sale. L'idée est simple : tout comme un filtre à café retient le marc tout en laissant passer le liquide, un lit de roche concassée pourrait piéger la saleté et le savon de l'eau de lessive, laissant derrière lui une eau assez propre pour arroser un jardin. Cette approche est particulièrement séduisante dans les endroits où les stations de traitement coûteuses sont hors de portée, offrant un moyen de transformer un déchet en ressource sans avoir besoin de machines complexes ou d'électricité.
Une équipe de chercheurs au Nigéria a décidé de tester cette idée en se concentrant spécifiquement sur l'eau de lessive et les deux types les plus courants de débris de construction : la brique cassée et le béton concassé. Ils ont installé une série de tubes transparents et hauts dans un laboratoire, les remplissant de couches de ces matériaux pour servir de filtres. Les briques provenaient de vieux murs en argile cuite, tandis que le béton était issu de restes de structures de bâtiments renforcées. Pour rendre le test réaliste, ils ont collecté de l'eau de lessive réelle auprès d'une entreprise locale à Ogbomoso, qui utilisait un savon liquide artisanal plutôt qu'une poudre commerciale. Ils ont versé cette eau sale dans le haut de six colonnes différentes, chacune remplie de briques ou de béton avec des profondeurs variables, et ont observé ce qui sortait par le bas. L'objectif était de voir si l'eau devenait plus claire, si le savon était éliminé, et si l'eau restait sûre pour les plantes, tout en vérifiant si les filtres finiraient par s'obstruer et cesser de fonctionner.
Les résultats ont montré que les deux matériaux fonctionnaient bien pour nettoyer l'eau, mais qu'ils se comportaient de manières très différentes. À mesure que l'eau passait à travers les couches, les filtres retenaient avec succès une quantité significative de turbidité et de savon. Plus la couche de matériau était profonde, plus l'eau devenait propre. Dans les colonnes les plus profondes, l'eau a perdu environ 80 % de sa turbidité et la moitié de sa teneur en savon. Cependant, une différence cruciale est apparue lorsque les chercheurs ont examiné la composition chimique de l'eau après son passage. La brique cassée agissait comme un nettoyant stable et neutre ; elle éliminait les polluants sans rien ajouter de nouveau à l'eau. Le béton concassé, en revanche, agissait comme une éponge dissolvante. À mesure que l'eau circulait à travers lui, le béton libérait du calcium et augmentait le pH de l'eau, la rendant plus alcaline et augmentant la quantité de solides dissous. Bien que le béton ait fait un travail légèrement meilleur pour piéger la saleté visible, il a également modifié la nature chimique de l'eau d'une manière qui pourrait être nocive pour le sol au fil du temps.
Lorsque l'équipe a mesuré l'eau par rapport aux directives internationales d'irrigation, le filtre à base de brique cassée a donné le meilleur résultat. L'eau sortant des colonnes de briques était chimiquement stable et sûre pour la plupart des cultures, les niveaux de sodium étant descendus à un point où ils ne nuiraient pas au sol. Le filtre de béton a également abaissé les niveaux de sodium, mais il l'a fait en ajoutant du calcium au mélange, ce qui améliorait les chiffres sur le papier sans réellement améliorer la qualité de l'eau de manière naturelle. Un problème subsistait pour les deux filtres : la teneur en sel, spécifiquement le chlorure, n'a pas été éliminée efficacement. Même après le passage à travers les filtres, l'eau contenait encore assez de chlorure pour être considérée comme présentant un risque modéré pour les plantes sensibles, ce qui signifie que, bien que les filtres soient un excellent début, ils auraient besoin d'une étape supplémentaire pour traiter complètement le sel.
Les chercheurs ont également vérifié combien de temps ces filtres pouvaient durer avant de s'obstruer. Ils ont fait passer l'eau sale à travers les colonnes trois fois de suite pour simuler des semaines d'utilisation. Dans chaque cas, la vitesse à laquelle l'eau circulait à travers le matériau a ralenti d'environ 27 à 31 %. Les colonnes de béton se sont obstruées légèrement plus vite que celles de brique, probablement parce que leur structure plus dense retenait plus de particules mais laissait moins de place au mouvement de l'eau. Ce déclin signifiait que tout système réel utilisant ces filtres aurait besoin d'un entretien régulier, comme le nettoyage ou le remplacement de la couche supérieure, pour continuer à fonctionner correctement. L'étude conclut que, bien que les deux matériaux soient utiles, la brique cassée est le choix supérieur pour nettoyer l'eau de lessive destinée à l'irrigation. Elle offre une solution propre et stable qui transforme un déchet en un outil de sauvegarde de l'eau, à condition que le système soit entretenu et que la question du sel soit traitée séparément.
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