Analyses physico-chimique des lixiviats

Analyses physico-chimique des lixiviats

LES EFFLUENTS LIQUIDES ISSUS DE DECHARGES

Définition du lixiviat

C’est la fraction liquide issue de la biodégradation de la matière organique dans les décharges et de la percolation des eaux de pluies à travers ces déchets.

En dépendant des compositions des déchets de décharge et leur degré de dégradation qui sont en relation avec les facteurs hydrologiques, le lixiviat peut être très chargé en matières contaminant. Cette dernière se dissout dans la phase liquide et s’entraine avec l’écoulement de l’eau. (Vishvanatan et al., 2007).

Types du lixiviat  

Selon Millot (1986) et Ramade (1998), on distingue trois types de lixiviats.
 Lixiviats jeunes
 Lixiviats intermédiaires
 Lixiviats âgés ou stabilisé

a-Les lixiviats jeunes 
Les lixiviats jeunes ont un âge inférieur à 5 ans. Ils sont caractérisés par une charge polluante assez importante. Elles sont généralement biodégradables, le rapport DBO5/DCO >0,3 , Leur pH est inférieur à 7 et se situerait en phase d’acidogènes.

b-Les lixiviats intermédiaires 
Ces lixiviats sont caractériser par un âge compris entre 5 et 10 ans, correspondrait à la mise en place des phases d’acétogenèse et de méthanogènes, leur pH est voisin de la neutralité et la charge en métaux devient négligeable.

c-Les lixiviats stabilisés 
Ce sont les lixiviats d’une vieille décharge, caractérisés globalement par une faible charge organique, composée essentiellement des substances humiques (acides fulviques et humiques). Ces lixiviats stabilisés correspondent à la phase de maturation de la décharge.

Eléments polluants des lixiviats

Certains facteurs influencent la qualité d’un lixiviat comme la composition des déchets solides, les opérations d’exploitation de la décharge, les processus qui se développent à l’intérieur de la décharge, l’âge de celle-ci, la température, l’humidité et le pH. L’âge de la décharge et son niveau de fermentation sont en général les principaux facteurs qui déterminent la composition du lixiviat (Rodrigez, 2004).

Les polluants des CET peuvent être classés en quatre groupes (Kjeldsen et al, 2002) :
 La matière organique dissoute qui comporte la DCO(Demande chimique en oxygéne) ou le COT (Carbone Organique Total), les acides gras volatils et les composés humiques et fulviques.
 Les macromolécules inorganiques dans lesquelles on retrouve le calcium , le magnésium, le sodium , le potassium l’ammonium ,le fer, le manganèse , le chlorure , le sulfate et le bicarbonate .
 Les métaux lourds avec le cadmium, le chrome, le cuivre, le plomb, le nickel et le zinc.
 Les composés organiques provenant des produits chimiques industriels ou ménagers et qui se présentent en concentrations relativement faibles. On retrouve dans cette catégorie par exemple une variété d’hydrocarbures aromatiques, des phénols, des composés aliphatiques chlorés, des pesticides et des plastiques.

Les procédés de traitement du lixiviats

Il existe plusieurs procédés de traitement des lixiviats. Il s’agit notamment des techniques biologiques et les procédés physico-chimiques, ainsi que des nouveaux traitements.

Traitement biologique

Grâce à sa fiabilité, sa simplicité et sa rentabilité élevée, le traitement biologique est couramment utilisé pour éliminer la concentration élevée de la DBO présent dans les lixiviats. La biodégradation est réalisée par des micro-organismes, qui peuvent dégrader les composés organiques de dioxyde de carbone sous des conditions aérobies et produisent le biogaz sous conditions anaérobiques (Lema,et,.1998).

Traitement aérobie
Un traitement aérobie devrait permettre une réduction partielle des polluants organiques biodégradables et devrait également atteindre la nitrification de l’azote ammoniacal. Les processus biologiques aérobies sont basées sur la croissance de la biomasse en suspension, tel que les lagunes aérés, les processus classiques à boues activées et des réacteurs biologiques séquentiels (SBR), ont été largement étudié et adopté (Li et al,2001).La combinaison de la technologie de séparation par membrane et bioréacteurs aérobies, plus communément appelée bioréacteur à membrane, a également conduit à une nouvelle mise au point sur le traitement des lixiviats.

Traitement anaérobie
Contrairement au traitement aérobie, la digestion anaérobie consomme peu d’énergie et produit très peu de matières solides. Il est possible d’utiliser le CH4 produit pour réchauffer le digesteur qui travaille habituellement à 35°C, sous conditions favorable a l’extérieur.

Traitement physico-chimique

Les processus physiques et chimiques comprennent la réduction des matières en suspension, des particules colloïdales, les matières flottantes, la couleur, et composés toxiques soit par flottation, la coagulation / floculation, l’adsorption, l’oxydation chimique et l’extraction à l’air.

Les traitements physico- chimiques pour le lixiviat de décharge sont utilisés a une série de traitement (traitement de pré-purification ou la purification finale) ou pour traiter un polluant spécifique (décapage de l’ammoniac).

Flotation
La flottation est un processus de séparation liquide-liquide ou solide liquide que l’on applique à des particules dont la densité est inferieure a celle du liquide dans lequel elles sont contenues. Pendant de nombreuses années, la flottation a été largement utilisées, elle est basée sur l’élimination des colloïdes, des ions, des macromolécules, des micro-organismes et des fibres (Rubio , 2002). Zouboulis(2003) a étudié l’utilisation d’une colonne de flottation comme une étape de poste traitement pour éliminer l’acide humique résiduel (composées non biodégradables) des lixiviats de décharge.

Coagulation-floculation
C’est un traitement physique qui permet d’éliminer tous ou une partie des polluants des effluents notamment les fractions particulaires inertes ou vivantes, les fractions floculables des matières organiques et de certains métaux lourds, les micropolluants associés aux MES et les macromolécules colloïdales (Adamczyk, Z. 2003).

La coagulation et la floculation peuvent être utilisées avec succès dans le traitement stabilisé pour les lixiviats de décharge (Monje Ramirez et al, 2004). Il est largement utilisé en tant que prétraitement (Zamora et al, 2004), préalablement à l’étape d’osmose inverse ou biologique, ou comme étape finale du traitement de polissage afin d’éliminer la matière organique non-biodégradable. Le sulfate d’aluminium, le sulfate ferreux, chlorure ferrique et chloro-sulfate ferrique ont été couramment utilisés comme coagulants (Ehrig, 1984 ; Amokrane, 1997).

Adsorption
L’adsorption c’est la fixation des molécules sur la surface d’un solide(en générale) sans qu’il y a pénétration à l’interieur.L’adsorption des polluants sur charbon actif en colonne (Imai et al, 1998) ou sous forme de poudre, donne un bon abattement de la DCO par rapport aux méthodes chimiques ,quel que soit la concentration initiale de la matière organique. Le principal inconvénient est la nécessité de régénération fréquente de colonnes ou une consommation équivalente élevé de charbon actif en poudre (CAP).

Rodriguez et al.2004 ont été étudié l’efficacité de différentes résines pour l’élimination de la matière organique biodégradables et ont montré que le charbon actif présente le plus forte capacité d’adsorption

Table des matières

Synthèse bibliographique
I-Généralité sur les déchets solides
I.1-Définition de déchets
I.2- Classification des déchets
I.3- Caractéristiques physico-chimiques des déchets ménagers
I.4-Production des déchets ménagers
I.5- Gestion des déchets solides
II-Les centres d’enfouissement technique CET
II.1-Définition du CET
II.2-Classification des CET
II.3-Conception et opération d’un centre d’enfouissement technique (CET) de classe I
II.4-Description d’un Centre de Stockage de Déchet (CSD) de classe II selon les normes Européens
II.5- Différents types de réactions se déroulant dans un CET
II.5.1- Biodégradation aérobie : étape n° 1
II.5.2- biodégradation anaérobie : étape n° 2,3,4
III-Les effluents liquides issus de décharges
III.1-Définition du lixiviat
III.2-Types du lixiviat
III.3- Eléments polluants des lixiviats
III.4-Les procédés de traitement du lixiviats
III.4.1-Traitement biologique
III.4.2-Traitement physico-chimique
III.4.3-Les nouveaux traitements
Présentation de la zone d’étude & Matériel et Méthode
I-Introduction
II- Le centre de traitement et de valorisation des déchets solides d’Oujda (CTVD)
II.1-Présentation du projet
II.2-Localisation du site
II.3-Choix du site
II.4-Principe de l’installation
II.5-Carractéristique géologiques hydrologique du terrain
II.6- Pluviomètre
II.7-Fonctionnement du CET d’Oujda
II.8-Composition des déchets d’Oujda 5
II.9- Gestion de lixiviats produit dans les cellules du CTVD
II.10-Production de biogaz
III-Matériels et Méthodes
III.1-Echantillonnage
III.2- analyse des lixiviats
III.2.1-pH et Conductivité
III.2.2-Ammonuim
III.2.3-Demande chimique en oxygéné (DCO)
III.2.4-Demande biochimique en oxygéné (DBO5)
III.2.5-La matière en suspension (MES)
III.2.6 -La coagulation floculation
Résultats & Discutions
I-Analyses physico-chimique des lixiviats
I.1-Presentation des résultats
I.1.1-Points de prélèvements
I.1.2-pH
I.1.3-La conductivité
I.1.4-La demande chimique en oxygène DCO
I.1.5-La Demande biochimique en Oxygène DBO5
I.1 .6-Rapport DBO5/DCO
I.1.7-Ammonuim
I.1.8-Matiére en suspension MES
I.1.9-Coagulaion-Floculation Conclusion générale

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