Filtre maison : utilisation d’une Cuve alimentaire

Ninia
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Filtre maison : utilisation d’une Cuve alimentaire

Message par Ninia »

1. Une filtration pourquoi ?
2. Pourquoi un tutorial, mode d’emploi ?
3. Quels contenants pour un filtre "maison" ?
3.1. Filtres industriel
3.2. Filtres maison
4. Un contenant : La cuve alimentaire
4.1. Caractéristiques de la cuve
4.2. Tests
5. Le système de filtration
6. Quelles masses de bio utiliser
7. Filtration rapport déchets - volume
8. Plan de la cuve
8.1. Dimensions intérieures de la cuve
8.2. Filtration Multi Chambre
8.3. Disposition des Tapis Japonais
9. Calcul de la découpe des Tapis Japonais
9.1. Filtre bio mono chambre
9.2. Filtre multi chambre
10. Les fournitures et fournisseurs
11. Arrivée des fournitures
12. Etape de fabrication
13. Les entrées-sorties du filtre
13.1. Taille et nombre d’entrées-sorties
13.2. Passage de l’eau dans la cuve
13.3. Entrées - Sorties
13.4. Entrée électrique et air
13.5. Multichambre : Up Flow
14. Illustrations du filtre
15. Etapes de réalisation
15.1. Découpe des tuyaux diamètre 50
15.2. Grilles de support Tapis Japonais
15.3. Pose des Tapis Japonais
15.4. Perçages des Passe parois
15.5. Multi Chambre
15.6. Collage
15.7. Montages
16. Utilisations possibles du filtre
16.1. Filtre Multi Chambre Brosses - Tapis Japonais
16.2. Filtre bio tapis Japonais, deux chambres
16.3. Filtre Multi Chambre Tapis Japonais + UV immergé
16.4. Filtre bio Multi Chambre Tapis Japonais +H-Lix ou Kaldness
16.5. Multi Chambre Filtre à grille et filtre à brosses
17. Pompe à air et UV : Complément
17.1. Pompe à air
17.2. UV
18. Evacuation par Back Wash intégré
19. Nomenclature
20. Options UV
21. Conclusions
22. Remerciements
23. Epilogue (juin2013)
Modifié en dernier par Ninia le 23 juin 2013, 12:54, modifié 2 fois.

Ninia
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Re: Filtre maison : utilisation d’une Cuve alimentaire

Message par Ninia »

1. Une filtration pourquoi ?
Les bassins de jardin sont des systèmes clos, seul le renouvellement par la pluie ou par l'eau que l'on rajoute (10% hebdomadaire) apporte un changement dans la composition de l'eau.
Il est nécessaire d’utiliser une station d'épuration en charge de nettoyer l’eau des déchets animaux et végétaux afin d’obtenir la qualité biologique désirable pour le bien-être et le développement de nos poissons.


2. Pourquoi un tutorial, mode d’emploi ?
Il existe de nombreux posts, sur de nombreux forums, ou l’on peut suivre des « reportages » sur la fabrication du filtre de Mr X.
Pour autant l’amateur, qui veut construire un tel filtre, s’il dispose d’exemples, parfois commentés, est démuni d’une nomenclature lui indiquant : côtes, liste des matériels, fournisseurs, prix…
Il risque alors de se lancer dans la construction de "quelque chose à la mode de.." sans certitude de parvenir à un bon fonctionnement.
De même si la pratique est illustrée par des photos, la théorie n’est que peu détaillée et il peut alors échapper le pourquoi des choix.

Nous n’ambitionnons pas, ici, de faire une comparaison des différents types de filtres, ni d’expliciter les techniques de filtration… Mais tout simplement de partager une expérience de construction d'un filtre sur un type de contenant donné, et de fournir au fur et à mesure de notre progression les explications, les choix que nous avons dû faire… d’établir ainsi un mode d’emploi permettant à ceux qui le désireraient de suivre cet exemple.
Modifié en dernier par Ninia le 23 juin 2013, 12:57, modifié 1 fois.

Ninia
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Re: Filtre maison : Quels contenants pour un filtre maison

Message par Ninia »

3. Quels contenants pour un filtre "maison" ?

3.1. Filtres industriel
Il est fréquemment conseillé sur ce forum, tel ou tel filtre industriel, convenant selon le type de bassin, son volume, sa flore et sa faune…
Des bassins très poissonneux et avec beaucoup de végétation peuvent être servis par des filtres multi chambres utilisant des technologies différentes selon les fabricants.
Il est à remarquer que l’indication de volume traitable, donnée alors par les fabricants est souvent sans intrants (pas de poissons, pas de déchets végétaux). Avec certaines populations piscicoles le volume utile pourra chuter à 1/2 voire à 1/4 de celui indiqué.

Les solutions peuvent encore exister mais les prix, tenant compte de frais de recherche, de distribution, et d'un marché limité, deviennent très élevés.

La solution peut être de construire soit même son filtre, sur mesure, adapté à son besoin précis. Il est possible d'acquérir au détail les masses de filtration nécessaires, et autres éléments constitutifs.

3.2. Filtres maison
Les filtres "maison" font appel à deux types de filtration :
- mécanique (l’eau traverse des masses filtrantes (brosses, filets, pierres… ) qui retiennent les déchets
- biologique, supports (tapis japonais, hélix, céramiques, bio-balles…) favorisant l’installation de bactéries nitrifiantes.
Les deux types de filtration sont combinables et doivent être placés successivement (mécanique puis biologique).
Les masses de filtration peuvent être placées dans différents types de contenants, montés en série, chacun ayant une fonction (grille pour les gros déchets, brosses pour les plus petits, tapis Japonais, hélix..)

Selon son besoin, on fera donc appel à différents types de contenants utilisables disponibles dans le commerce, dont chacun a ses contraintes... à défaut de fabriquer soit même un contenant (prochain TOPIC fabrication d'un filtre a grille).
Un filtre cimenté enterré rentre dans cette catégorie plus complexe, donc non abordé ici.

Voyons les différents contenants couramment utilisés par nos membres.


Tonneaux
Le tonneau est un contenant adapté pour un filtre mécanique.
Des tonneaux biologiques avec système à pression sont commercialisés pour de petits bassins.
Tonneaux.jpg
Exemple : le "tonneau de Diogène",
Son faible encombrement au sol, permet l’usage dans toutes sortes d'environnement.
Ici, l’eau à l’arrivée, tombe dans un tuyau de 110, faisant cascade-oxygénation, l’espace entre l’arrivée et le tuyau de descente évite une vanne anti-refoulement.
Le tonneau est idéal pour les brosses de filtration, il peut être utilisé en ce cas comme pré-élément d’un système biologique, sa forme cylindrique permettant un effet vortex (l’eau arrive en bas et fait un tourbillon) et remonte à travers les brosses.
Il peut aussi être utilisé avec des masses filtrantes de type sac de pouzzolane, ou biologique avec des kaldness (ou autres), mais sa forme n’autorise que difficilement les tapis japonais.
Il convient de sortir tous les matériaux du tonneau pour les laver. Fait toutes les semaines, cela devient vite une corvée. Sans soucis si uniquement mécanique, mais si en partie biologique risque de devoir remettre des bactéries après chaque entretien, ces dernières ne survivant pas sans eau...

Récupérateurs d’eau
Certains récupérateurs d’eau traditionnels peuvent être une solution pour des contenants en série.
Recuperateurs.jpg
Exemple : Les récupérateurs de SONIA
De 300 Litres ou plus, de forme rectangulaire avec un faible encombrement au sol, ils s’adaptent aussi bien aux brosses, aux kaldness..
Leur forme évasée rend la découpe des Tapis Japonais difficile, mais pas impossible.

Ils peuvent être montés en cascades ou en ligne, chaque récupérateur étant affecté à un média de filtration (brosses, TJ, Kaldness..)
On peut rajouter des éléments en cas d’évolution du bassin
En Allemagne il semble exister des récupérateurs solides, comme ici ceux de SONIA, dont peuvent bénéficier les frontaliers.

En France la société « Gar..nia » fournisseur de récupérateur d’eau, a répondu, négativement mais honnêtement, à ma demande estimant que « Nos produits ne sont pas adaptés pour l’utilisation que vous prévoyez »

Cubis
Nos membres Belges ont trouvé un contenant : les cubicontaineurs, très employés en Belgique dans le domaine alimentaire, ils sont aisément disponibles en occasion...
Cubi.jpg
Exemple ici les cubis (toujours) de Sonia, pour visualiser ce qu’est un « cubi »»
Sa forme cubique 1,2*1,2*1,2m est idéale pour la mise en place de Tapis Japonais.
Mais la découpe de sa partie supérieure, nécessite de le mettre sous abri, ou bien de réaliser un couvercle.

La législation Belge n’étant pas identique à la Française, on trouve difficilement en France des CUBIS de qualité alimentaire, de 600L, noirs avec une palette plastique… à quelque 100e en promotion, un blanc, palette bois et 1000L se trouve dans les magasins de bricolage (comme récupérateur d’eau).
Il convient alors de protéger le filtre pour qu'il soit dans le noir, afin d'éviter toute prolifération d'algues dans le cubi qui en diminuerait les performances et nécessiterait un entretien supplémentaire et fastidieux.

Pour des grands bassins (+20m3) cette solution nécessite l’emploi de deux trois cubis en série. Pour un bassin plus petit (de 8m³) un cubi peut être subdivisé en plusieurs chambres pour y placer brosses, TJ, voir aussi UV immergé.
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Modifié en dernier par Ninia le 20 avr. 2013, 11:36, modifié 3 fois.

Ninia
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Re: Filtre maison : utilisation d’une Cuve alimentaire

Message par Ninia »

4. Un contenant : La cuve alimentaire
dont nous détaillerons la transformation dans ce topic

Remarqué comme bac de transport dans des koishow.
Celle-ci est plus compacte que les cubi et pourrait s'avérer être un bon compromis entre récupérateur et cubi.
Il restait à remonter le fil vers le constructeur, une société de Florence
Et voir, s'il existait un importateur/revendeur... la société LEVAC http://www.manudepot.com/stockage-magas ... lourde.asp

Nous nous sommes donc procurés une de ces cuves pour tests.
IMG_0345.jpg
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Modifié en dernier par Ninia le 20 avr. 2013, 11:38, modifié 1 fois.

Ninia
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Re: Filtre maison : utilisation d’une Cuve alimentaire

Message par Ninia »

4.1. Caractéristiques de la cuve
Plusieurs modèles de diverses tailles sont disponibles à la vente, de 350 litres à 650 litres. Les petits modèles de cuves ont une hauteur trop faible pour être utilisés efficacement, il faudrait alors travailler d'une toute autre manière pour les arrivées et sorties d'eau ce qui augmenterait fortement le coût de fabrication du filtre.

Les modèles utilisables :
PB1089C3T pour le 500 litres Gris, voire PB1091C3TPB en 650 litres
et enfin le couvercle PBCD.

Le modèle 650L n’étant pas en stock (il nous eût permis de le tester avec un filtre 3 compartiments), nous avons pris un modèle PB1089C3T de 500 litres. Par la suite il nous a semblé que ce modèle pouvait se déformer plus encore que le 500L.
Avantage de cette gamme, nous pouvons marier plusieurs modèles, pour réaliser un multi chambre avec plusieurs cuves : une tapis japonais, une brosse...
Mais pour un test, un seul suffisait.

Les caractéristiques de ce modèle 500 litres:
Dimensions extérieures (avec les pieds) L 1200 l800 (l1000 pour le 650litres) H780
Dimensions intérieures L1110 l710 (l610 pour le 650litres) H605
Epaisseur des parois 5mm
Plan-cuve.jpg
Poids 37,5 Kg...
Coloris Gris (plusieurs teintes possibles, selon le modèle)
Matière HD Polyéthylène
Bien sûr, fond et cotés pleins et intérieur lisse
Fabrication alimentaire (stockage des aliments)
Empilable jusqu'à 8 éléments en hauteur
Charge statique 4800 kg

Couvercle séparé L1200 l800 H35 Poids 7,3kg

La base : Plusieurs modèles : à pieds, avec deux trois semelles. Nous avons choisi le modèle avec trois semelles assurant une bonne stabilité et supportant mieux le poids et la pression. Les semelles étant retirables.
IMG_0348.jpg
Photo de dessous avec base, ici 3 semelles
Mais ce type de renfort, s'il assure une grande solidité, exclut une sortie Back Wash par le fond.
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Modifié en dernier par Ninia le 23 juin 2013, 06:37, modifié 2 fois.

Ninia
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Re: Filtre maison : Cuve alimentaire Résultats des tests

Message par Ninia »

4.2. Tests
Faisabilité du projet filtration
4 Tubes (entrées-sorties) intégrés prévus 55mm et 30mm sur faces et cotés.
Découpe possible à la scie cloche, hors des emplacements prévus.

Résistance au soleil : en général ils seront à l’ombre, ils sont donnés pour supporter des températures de -40° à +80°. Nous l’avons laissé quelques jours en plein soleil (38°) et rajouté des réflecteurs...
Par contre au bout de 3 mois fermé, les parois se gondolent. Tout PVC se déforme, donc sauf à utiliser des parois en fibre de verre... le problème est général pour ce type de contenant et va influer sur nos conclusions.
Parois : renforcées au milieu de chacune par des montants de renfort. Et par des corniches (saillies) inférieures et supérieures de 10cm.

Résistance pression : avec deux entrées de 20m3/h et 12m3/h sans sortie d’eau : le couvercle se soulève et l’eau s’évacue (si c’était un tonneau = sorties bouchées... cela explose)
IMG_0339.jpg
La division intérieure ne semble pas poser de problème particulier, avec une hauteur de 57cm utile. Les contraintes seront posées par les corniches de renfort, qui vont nécessiter une étude afin d'optimiser le volume.
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Modifié en dernier par Ninia le 20 avr. 2013, 11:41, modifié 1 fois.

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Re: Filtre maison : Le système de filtration

Message par Ninia »

5. Le système de filtration

La transformation de cette cuve, en un seul élément biologique à Tapis Japonais permet d’obtenir sans difficultés, la chambre bio d’un système complet de filtration bassin.

Questions :
- Choix Tapis Japonais... D'autres alternatives ?
- Combien faut-il de Tapis Japonais ?
- Comment découper ces Tapis Japonais ?

On peut alors rajouter en amont un tonneau (ou une autre cuve) pour les brosses de filtration, une autre cuve pour un préfiltre à grille…

Maintenant, si division de la cuve pour la transformer en un filtre multi chambre « tout en un » mécanique + biologique, il nous faut étudier comment la diviser :
- Quel est la taille, la plus optimum, des deux compartiments ?
- Comment réaliser les parois de séparation ?

De même nous devrons répondre a bien des interrogations :
- Sur les fournitures (vannes de vidange…)
- La grille de support des Tapis Japonais
- Les entrées/sorties (taille, débit…)

Et une fois le filtre construit, la solution sera livrable avec plan...

Nota : Pour éviter toute ambiguïté, la taille, le volume du bassin, la flore et faune n'entrent pas en ligne de compte ici.
Le jeu est de prendre le problème à l'envers. Nous avons une cuve de 500L :
- Que peut en faire ? Comment ?
- Et pour quels bassins conviendra-t-elle, selon les solutions adoptées ?
Modifié en dernier par Ninia le 20 avr. 2013, 11:42, modifié 1 fois.

Ninia
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Re: Filtre maison : Quelles masses de bio utiliser

Message par Ninia »

6. Quelles masses de bio utiliser

Pour permettre le développement des bactéries, les différentes masses filtrantes, nécessitent une oxygénation, par des diffuseurs d’air, plus ou moins importante.

Le choix des masses filtrantes dépendra de la surface de colonisation qu’elles autorisent, et du type de contenant pour les accueillir.

Le Tapis Japonais (plastique tissé) est certainement, le matériel de filtration le plus utilisé dans les bassins à Koi.
De forme rectangulaire, une cuve rectangulaire, ou un cubi.. aérés par une pompe à air, est parfaitement indiqué.

Ninia
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Re: Filtre maison : Filtration rapport déchets/volume

Message par Ninia »

7. Filtration rapport déchets - volume http://www.KoiConnect.com

Nous avons énoncé en préambule que le volume du bassin, pouvant être traité, et indiqué par les constructeurs sur la référence de leur filtre était sans intrant.

Nous avons sur des forums souvent vu énoncer, un rapport de 5 à 10% entre le volume de la cuve biologique et le volume du bassin (tenant compte d'une population piscicole de 1 KOI par m3 et de 150 litres par poisson).
Cette simplification permet de se faire une idée dans les cas fréquents.

Bien évidement :
- cela dépend des masses bios que vous utilisez. Toutes n'ayant pas le même pouvoir de colonisation.
- cela dépend aussi de l'optimisation du volume de la cuve, et des surfaces de matières employées.
- cela dépend aussi de la flore de votre bassin, les plantes participant activement à la filtration du bassin.

L'avantage de l'auto construction de son filtre, réside dans le calcul préalable du filtre, selon les spécificités de votre bassin : volume, renouvellement d'eau, faune et flore..

http://www.KoiConnect.com indique une méthode de calcul, basée sur le rapport nourriture/surface (volume) de filtration.
La filtration ayant pour objet de transformer les molécules d'ammonium résultant des déchets en nitrate absorbable par les plantes.
Vous connaissez le nombre et le poids de vos poissons, donc la quantité de nourriture, et ainsi vous pouvez envisager le volume de la filtration, et donc le volume du bassin en adéquation.

Un article à lire :
http://www.koiconnect.com/techniques-de ... filtration

Sinon bien sûr, poser la question sur ce forum pour toute aide en spécifiant les différents paramètres de votre bassin.

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Re: Filtre maison : Plan de la cuve alimentaire

Message par Ninia »

8. Plan de la cuve

8.1. Dimensions intérieures de la cuve
ici dans l'exemple de 500 Litres : Longueur 1100mm, Largeur : 710mm, Hauteur utile: 570mm

Deux usages sont étudiés pour cette cuve :
- Soit une cuve mono chambre, totalement biologique en Tapis Japonais. Présentant une surface optimisée de colonisation de 7,4m2. Cette cuve serait alors à insérer après un autre contenant, comportant une préfiltration mécanique (filtre à grille, filtre à brosses..), destinée à retenir les impuretés. Elle ne comporte alors qu’une chambre. Avantage : facilité de montage. Les 7,2m2 de Tapis Japonais permettront de filtrer un bassin de 10m3 contenant 10 Carpes KOI de 3ans soit 24kg de poissons, soit 360g/jour d'alimentation à traiter.

- Soit une cuve multi chambre, ici deux chambres. Un compartiment filtration mécanique (brosses), et un compartiment biologique (Tapis Japonais). Avantage : un tout en un. Difficulté de faire la séparation, diminution du volume biologique à 6,2m2. Fragilité des parois de cloisonnement.

8.2. Filtration Multi Chambre
Cette cuve de 500l, peut être fractionnée en deux chambres :
- Un compartiment filtration mécanique, brosses, de 57 litres
- Un compartiment bio, de Tapis Japonais, de 376 litres

Filtration multi chambre : Paroi de séparation des compartiments
Dans une cuve multi chambre, la séparation entre les deux compartiments se fait par la pose d’une paroi de cloisonnement.
Dans les deux compartiments, l’eau devra arriver par le bas et remonter librement via les masses de filtration.

Deux solutions :
- tuyaux : mettre à cheval sur la paroi, en haut du compartiment 1 et dirigé vers le bas du compartiment 2, un coude de 100 et un tuyau de descente de 100. Inconvénients : encombrement dans la chambre des TJ, limite la surface des TJ, limite la hauteur (11cm perdus) et donc le volume.
- Up flow : placer un double-paroi : deux cloisons écartées de 2 cm et décalée sur la hauteur. L’eau remontant la chambre à brosses, passe par débordement sur la première cloison, bute sur la seconde, descend entre les deux cloisons, et passe sous la seconde pour inonder la zone de décantation sous les Tapis Japonais. Une cloison de 8-10mm est requise. Soit donc un double-paroi de 4cm.

Filtration multi chambre : Chambre brosses
Brosses de 10*40cm (positionnées à 10cm d'espace en bas et 7cm en haut), en deux rangées sur les 710mm de large.
20 brosses, 10 par rangées, la première cloison de séparation devrait alors être placée à 15cm du bord-entrée de la cuve.

Chambre Tapis japonais
Les Tapis Japonais doivent reposer sur une grille, sous laquelle arrivera l’eau (zone de décantation). Eau qui remontera ensuite à travers les Tapis Japonais.

Les TJ doivent être placés verticalement dans la cuve et perpendiculairement aux entrées/sorties de l'eau.
Il peut être placé entre chaque rangée de TJ pleine largeur, des intercalaires en TJ (3 : une à chaque extrémité et une au centre, voire 4 par rangée) et fabriquer ainsi des cheminées par où le flot d’eau remontera. La surface de colonisation sera ainsi optimisée.

Ici, nous avons en hauteur utile 57cm, et tenant compte, de bas en haut :
- d'une zone de décantation (circulation d’eau) sous les tapis, d'une dizaine de cm,
- de l'épaisseur de la grille du support des TJ : 1,2 cm,
- de la hauteur maximalisée des tapis,
- que les tapis devraient être immergés sous l'eau (1cm mini), mais cela est discuté.
- de 5cm (dimension d’un tuyau) de sortie,
- d'un débordement de sécurité de 1cm,

Une hauteur de tapis de 40cm s’avère alors possible.

8.3. Disposition des Tapis Japonais
De mures réflexions pour optimiser le volume des tapis (6cm représentent globalement 1m3 de bassin à traiter en plus ou en moins - méritent de réfléchir avant de se lancer…)

L'eau part de la zone de décantation, et remonte dans les cheminées créées par les entretoises disposées verticalement. Les bulleurs, la conformation du tapis crée des remous qui permettent à l'eau d'entrer en contact avec les colonies.

Qu’elle doit être la position du niveau d’eau de sortie ? Il semble qu'il y ait deux écoles :
- l'une (solution 1 et 2 des sorties paragraphe 13.3) selon laquelle les Tapis Japonais doivent être complètement immergés. Ce qui est le cas des filtres industriel. L'eau est récupérée en haut des tapis dans une zone de circulation.
Avantage : la hauteur totale des tapis est utile,
- l'autre (solution 3) selon laquelle, ils doivent dépasser du niveau de l’eau de 2 ou 3cm. L'argument est de forcer le passage de l'eau à travers les tapis.
Nous avons prévue une sortie avec un jeu de manchons coudes qui permet de répondre aux deux écoles.

Nous avons choisi des Tapis Japonais de 1200*1000mm, plutôt que des 2000*1000mm, pour la facilité de découpe par rapport à cette cuve.
Voyons maintenant la longueur utile, comment calculer le nombre de TJ nécessaires, et comment les découper.
Modifié en dernier par Ninia le 23 juin 2013, 06:45, modifié 1 fois.

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