Demande Biochimique en Oxygène (DBO5)

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Matières en suspension (MES)

Les matières en suspension (MES) sont des particules portées par l’eau dont la taille est supérieur à 100 μm, peuvent être d’origine animale, organique ou biologique et peuvent être de nature minérale (argiles, sables, etc.) ou organique (débris végétaux, biomasse planctonique, etc.). Elles représentent la masse des dépôts obtenus sur un filtre de 0,45 μm après séchage à 100°C (exprimé en mg.l-1).
Les MES c’est l’ensemble des matières solides visibles à l’oeil nu.
 Les matières colloïdales floculées, organiques ou minérales, pouvant être retenues par filtration ou centrifugation.
 Les matières sèches (MS) sont composées de matières minérales (MM) et des matières organiques appelées matières volatiles sèches (MVS). La concentration des MVS est également exprimée en pourcentage par rapport aux MS : on parle de taux de matières volatiles sèches [23, 24].

Demande Biologique en Oxygène (DBO5)

La DBO5 est un paramètre qui exprime la quantité d’oxygène nécessaire à la destruction ou à la dégradation par les microorganismes des matières organiques présent dans les eaux usées. Elle est mesurée par la consommation en oxygène à l’obscurité durant 5 jours d’incubation d’un échantillon préalablement ensemencé pour assurer l’oxydation biologique des matières organiques carbonées. L’opération se passe à une température de 20°C [25].

Demande Chimique en Oxygène (DCO)

C’est la mesure de toutes les matières organiques contenues dans les eaux qu’elles soient biodégradables ou non biodégradables. L’oxydation est effectuée ici dans des conditions énergétiques, par voie chimique sous l’action d’un oxydant puissant (bichromate de potassium), en milieu acide fort (H2SO4) et au reflux pendant deux heures.
Elle est un paramètre très important pour la surveillance des eaux usées et des rejets industriels et l’unité de mesure s’exprime en mg.l-1d’oxygène. Généralement ce paramètre est supérieure, surtout pour les eaux usées domestiques, mais il y a souvent un rapport à peu près constant entre les deux (de l’ordre de 1,5 à 2) [26, 27].

Carbone Organique Totale

Le Carbone Organique Totale (COT) correspond à une mesure globale de la matière organique particulaire et dissoute présentent dans l’eau. En principe, le COT des eaux superficielles comprend en moyenne 90 à 95 % de carbone organique dissous (COD) et 5 à 10 % de carbone organique particulaire (COP). La mesure du COT se fait par une aération de l’eau pour éliminer le CO2 dissous, puis une acidification et enfin une minéralisation par oxydation ou par combustion. La matière organique est ainsi totalement minéralisée en CO2 que l’on peut détecter par spectrophotométrie infrarouge. Les résultats obtenus sont faibles, avec une précision de l’ordre de 0,1 mg.l-1. Les eaux souterraines sont généralement pauvre en COT : de 0,5 à 1 mg.l-1. Les eaux superficielles présentes des valeurs compris entre 2 et 12 mg.l-1(voire plus pour les eaux eutrophisées). La référence de qualité est de 2 mg.l-1. Le COT doit être mesurée dans les unités de distribution desservant plus de 5000 habitants. Pour les autres l’indice de permanganate suffit. L’indice de permanganate et le COT sont considérés par la règlementation comme des « paramètres indicateurs de qualité témoin du fonctionnement des installations de production et de distribution d’eau » [28].

Effet sur la santé humaine

La pollution des eaux provoque aussi des effets néfastes sur la santé humaine même si elle n’est pas immédiate. Les eaux consommées non traitées par les populations renferment des microorganismes pathogènes et banals sources des plusieurs maladies hydriques à savoir le choléra, la dysenterie, la diarrhée, la fièvre typhoïde etc. [31].
La dégradation ou modification des caractéristiques physico-chimiques et biologiques d’une eau constitue ce qu’on appelle les eaux usées. Elle est due aux activités anthropiques (agricole, domestiques, pluviale, industrielles, etc.) et peut être aussi provoquée naturellement. Et ces eaux usées non traitées sont généralement chargées en différentes formes de pollutions d’origine diverses.

Colorants acides ou anioniques

Les colorants sont solubles dans l’eau grâce à leurs groupements sulfonates ou carboxylates, ils sont ainsi dénommés parce qu’ils permettent de teindre les fibres animales (laine et soie) et quelques fibres acryliques modifiées (nylon, polyamide) en bain légèrement acide. L’affinité colorant-fibre est le résultat de liaisons ioniques entre la partie acide sulfonique du colorant et les groupements amino des fibres textiles [34].

Colorants basiques ou cationiques

Ces sont des colorants qui portent des charges positifs et reconnus pour leurs nuances brillantes. Ils se composent des grosses molécules. Ce sont des sels solubles dans l’eau. Leur affinité sur la laine et la soie est de manière directe et peuvent être utilisés sur le coton. La solidité des colorants basiques sur ces fibres est très faible. Ces colorants ont bénéficié d’un regain d’intérêt avec l’apparition des fibres acryliques, sur lesquelles ils permettent des nuances très vives résistantes.

Colorants de cuves

Ces sont des colorants insolubles dans l’eau, appliqués sur la fibre après transformation par réduction alcaline en leucodérivés. La teinture se termine par la réoxydation in situ du colorant sous la forme insoluble initiale. Réputés pour leur bonne résistance aux agents de dégradation (lavage, rayons solaires), les colorants de cuve sont largement utilisés sur le coton, le lin, la rayonne et autres fibres cellulosiques, à l’image de l’indigo pour la teinture des articles jeans ou denim.

Colorants directs contiennent

Les colorants directs sont capables de former des charges positives ou négatives électrostatiquement attirées par les charges des fibres. Ils se distinguent par leur affinité pour les fibres cellulosiques sans application de mordant, liée à la structure de leur molécule.

TOXICITE DES COLORANTS TEXTILES DE CONFECTION DES JEANS

Les jeans ou denim sont teint par les colorants de cuve. Les colorants indigo sont considérés très toxiques, leur contact peut causer des irritations de la peau et de l’oeil, ils peuvent également causer des dommages permanents à la cornée et sa conjonctive. La consommation de ces colorants peut être fatale, car ils sont cancérogènes et peuvent être très toxique [43]. En effet, les particules constituantes ces colorants ont des cellules qui peuvent causer des tumeurs [44]. L’injection intraveineuses de l’indigo carmine pour le diagnostic du système urinaire, peut causer des hypertensions graves, des effets cardiovasculaires et respiratoires pour les patients [45, 46]. Il peut également causer des irritations gastro-intestinales avec la nausée, vomissement et diarrhée [47, 48]. Des essais de toxicité du colorant ont indiqué une toxicité à long terme chez les souris [49]. Et une toxicité à court terme chez le porc [50].

Déshuilage et dégraissage

Des séparateurs d’huiles spéciaux ont été réalisés pour séparer l’huile minérale et les produits pétroliers provenant des eaux résiduaires des raffineries. La séparation des huiles se fait dans cette étape par flottation. Donc pour cela, il faut nettoyer la surface que le fond du bassin. Pour le nettoyage on utilise des ponts racleurs et des racleurs à chaîne et à lames [56].

Traitements par coagulation floculation

Plus précisément le traitement primaire est appelé aussi traitement physico-chimique. Ce type de traitement fait appel à des produits chimiques tels que les coagulants et les floculants. Ils sont applicables en traitement des eaux afin de rassembler les particules et colloïdes en suspension contenus dans l’eau pour qu’ils se déstabilisent et s’agglomèrent afin de s’augmenter leur taille, facile à décanter. Dans ce traitement, un grand nombre des particules en suspension sont récupérés par décantation ou par flottation d’où la présence des boues physico-chimiques. Cette étape permet d’éliminer 90% des particules et objets en suspension dans l’eau [57, 58].

TRAITEMENT DES EAUX USEES DE VRAI TEXTILE EN UTILISANT LA TECHNOLOGIE DE COAGULATION PAR SOLANKI M. ET AL

La réutilisation de l’eau de rejet dans le circuit de fabrication des industries textiles est nécessaire à cause de la consommation en eau très importante de ces types d’industries qui se trouvent dans les régions qui souffrent de pénurie d’eau telle qu’Iran. Dans les pays développés, il existe différentes technologies de traitement des effluents textiles comme le réactif de Fenton, l’adsorption sur le Charbon actif granulaire, l’oxydation avancée et les oxydations biologiques mais leur difficulté opérationnelle et leur coût sont devenus un problème majeur. Ces technologies sont rares dans les pays en voie de développement. Le traitement par boue activée offre une efficacité sur l’élimination des pollutions carbonées comme la DCO mais le rendement d’enlèvement de la couleur est faible. Parmi ces méthodes, le traitement par adsorption est considéré relativement supérieur aux autres techniques à cause de leur coût minimal, leur simplicité de dessin, leur disponibilité, leur capacité élevé de traiter les teintures dans la forme plus concentrée. La méthode par coagulation-floculation est aussi un processus essentiellement très intéressant dans le traitement d’effluent textile. L’objet de cette étude est de réduire la pollution telle que le DBO, le DCO et le TDS de l’effluent à traité par l’usage du traitement coagulation-floculation avec le PAC (Poly Aluminium Chloride) à un pH optimale et de comparer avec le coagulant alun.
L’étude de la coagulation a été faite avec l’appareil de Jar-Test à cinq vases de un litre de capacité. Dans le processus de coagulation, l’échantillon plus coagulant sont menés en rotation de 500 tr/min durant 10 minutes et ensuite c’est la floculation dont la vitesse de rotation est réduite à 25-30 tr/min après injection du floculant. La durée totale de l’opération de coagulation-floculation-décantation est d’environ deux heures. Après décantation, on sépare les boues et l’eau clarifiée qui est utilisée à l’analyse des paramètres comme la DCO, la DBO et le TDS. Toutes ces opérations se déroulent sous une température de 27 ± 3°C. Pour la mesure de la DBO5, on a utilisé la méthode par incubation dans le digesteur Modèle 2015 et que le TDS est mesuré par un pH-mètre. Les résultats montrent que le pourcentage d’élimination de la charge en DCO est de l’ordre de 64,04%, de 83,34% en DBO5, de 62,97% de diminution en TDS et les valeurs du pH ont ajusté à 6,2-6,9. Enfin, le coagulant PAC (poly Chlorure d’Aluminium), vu son efficacité en traitement dans la gamme de types d’eau de rejet à coût relativement faible, constitue une alternatif de coagulant.

TRAITEMENT DES EAUX USEES DE L’INDUSTRIE TEXTILE PAR UN SYSTEME A BOUES ACTIVEES EN ALIMENTATION CONTINUE A L’ECHELLE PILOTE PAR ABOULHASSAN M.A. ET AL

L’industrie textile consomme des quantités très importantes de ressource en eau dans ses processus de production. C’est pourquoi les eaux usées des industries textiles sont chargées en concentration élevée des matières organiques, des substances toxiques et en teinture et pigments dont leur arrivées perturbent l’environnement. En effet, la présence des émissions d’air pollué ont un impact positif qui nécessite un traitement préalable avant leur évacuation dans la nature.
Dans tous le cas, des perspectives sont avancées pour déployer une méthode à moindre coût, relativement moins cher dont le frais de mise en oeuvre soit moindre et les produits de traitement de la minéralisation complète ne sont pas toxiques. Parmi cela, le traitement physico-chimique ou biologique. Les méthode biologiques ont des capacités de minéralisation très élevé vis-à-vis des polluants et sont souvent moins coûteuses.
L’étude a pour objet de traiter un rejet industriel de textile en utilisant un système pilote de traitement biologique des eaux usées à boues activées au niveau laboratoire. L’évaluation de l’élimination de la matière organique et de la couleur a été suivie.
Le système à boues activées utilisé est de type BIO KONTROL Mark 2 conçu par la société I.S.Co. (Milan, Italie) pour les tests de contrôle des eaux usées et de recherche. La méthode consiste à user des boues activées prélevées dans une station de traitement des eaux usées à boues activées communale. Ces boues sont acclimatées aux effluents de l’industrie textile par culture des microorganismes dans l’effluent dilué pendant plusieurs jours. Ces cultures pré adaptées sont ensemencées dans le réacteur biologique afin de dégrader les pollutions. Le prélèvement des échantillons s’effectue de façon journalière au niveau du bassin d’aération et à la sortie du décanteur. Les paramètres pH, température, conductivité, DCO et germes totaux ont été suivi selon la méthode normalisée. Avant de faire la mesure de la couleur, il est nécessaire de déterminer la matière en suspension par filtration de l’échantillon à travers une membrane en fibre de verre de 0,45 μm de diamètre de pore. La couleur est déterminée par l’usage d’un spectrophotomètre UV/Visible, Model 7800 UV/VIS spectrophotomètre en mesurant les absorbances aux trois longueurs d’onde différentes 436,525 et 620 nm et la couleur correspond à la somme de ces absorbances.
Le résultat de ce processus de traitement en termes de rendement d’élimination de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) est de l’ordre de 40-56%, et de 13-30% de réduction de la couleur. Cette étude montre l’efficacité du traitement à boues activées des eaux usées réelles de l’industrie de textile en termes d’élimination des pollutions carbonées et de la couleur et cette diminution de la couleur peut être due à la capacité d’adsorption des boues.

Table des matières

LISTE DES ABREVIATIONS
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I : EAUX USEES
I. ORIGINES DES EAUX USEES
I.1. Eaux domestiques
I.2. Eaux pluviales
I.3. Eaux agricoles
I.4. Eaux industrielles
II. PARAMETRES CARACTERISTIQUES DES EAUX USEES
II.1. Paramètres physiques
II.1.1. Température
II.1.2. Conductivité
II.1.3. Turbidité
II.1.4. Matières en suspension (MES)
II.2. Paramètres chimiques
II.2.1. pH
II.2.2. Demande Biologique en Oxygène (DBO5)
II.2.3. Demande Chimique en Oxygène (DCO)
II.2.4. Carbone Organique Totale
II.2.5. Nitrite NO2-
II.2.6. Nitrate NO3-
II.3. Paramètres microbiologiques
III. RISQUES DES EAUX USEES
III.1. Effet sur l’équilibre écologique
III.2. Effet sur la santé humaine
CHAPITRE II : COLORANTS
I. FAMILLE DES COLORANTS
II. CLASSIFICATION DES COLORANTS
II.1. Classification chimique
II.1.1. Colorants azoïques
II.1.2. Colorants indigoïdes
II.1.3. Colorants xanthènes
II.1.4. Colorants anthraquinoniques
II.1.5. Phtalocyanines
II.1.6. Colorants nitrés et nitrosées
II.2. Classification tinctoriale
II.2.1. Colorants acides ou anioniques
II.2.2. Colorants basiques ou cationiques
II.2.3. Colorants de cuves
II.2.4. Colorants directs contiennent
III. TOXICITE DES COLORANTS TEXTILES DE CONFECTION DES JEANS
CHAPITRE III : LES EFFLUENTS INDUSTRIELS TEXTILES DE LAVAGE DES JEANS
I. PROCESSUS DE LAVAGE DES JEANS
I.1. Description du processus
I.2. Bilan des matières
I.3. Qualité de l’effluent
I.4. Consommation des ressources
CHAPITRE IV : TECHNIQUES DE TRAITEMENT DES EAUX USEES
I. NOTION DE NORME
II. TRAITEMENTS PRIMAIRES
II.1. Prétraitements
II.1.1. Dégrillage
II.1.2. Dessablage
II.1.3. Déshuilage et dégraissage
II.2. Traitements par coagulation floculation
II.2.1. Particules en suspensions et leur caractéristique
II.2.2. Coagulation
II.2.3. Floculation
II.3. Clarification
II.3.1. Décantation
II.3.2. Flottation
III. TRAITEMENTS SECONDAIRES OU BIOLOGIQUES
IV. TRAITEMENTS TERTIAIRES
CHAPITRE V : TRAVAUX SCIENTIFIQUES SUR LES METHODES DE TRAITEMENT POUR LA CLARIFICATION DES EFFLUENTS TEXTILES
I. TRAITEMENT DES EAUX USEES DE VRAI TEXTILE EN UTILISANT LA TECHNOLOGIE DE COAGULATION PAR SOLANKI M. ET AL
II. TRAITEMENT DES EAUX USEES DE L’INDUSTRIE TEXTILE PAR UN SYSTEME A BOUES ACTIVEES EN ALIMENTATION CONTINUE A L’ECHELLE PILOTE PAR ABOULHASSAN M.A. ET AL
III. EVALUATION D’UN REACTEUR ANAEROBIE HYBRIDE POUR L’ELIMINATION DES COLORANTS ET LA REDUCTION DE LA DCO DANS LES EFFLUENTS TEXTILE PAR SOMASIRI W. ET AL
IV. ETUDE DE LA DEGRADATION DES EFFLUENTS DE L’INDUSTRIE TEXTILE PAR LA METHODE DE TRAITEMENT ANAEROBIE-AEROBIE EN REACTEUR SEQUENTIEL DISCONTINU DES EAUX USEES DE L’INDUSTRIE TEXTILE PAR KANBOUCHI I. ET AL
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
CHAPITRE VI : ZONE D’ETUDE
I. PRESENTATION
II. STATION D’EPURATION AUTONOME DE LA SOCIETE PLG CONFECTION S.A.
CHAPITRE VII. MATERIELS ET METHODES
I. PRELEVEMENT DE L’ECHANTILLON
II. ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES DU REJET
II.1. pH
II.2. Conductivité
II.3. Turbidité
II.4. Demande Biochimique en Oxygène (DBO5)
II.5. Demande Chimique en Oxygène (DCO)
II.6. Ions dissous : Fluorure, Chlorure, Bromure, Nitrate, Nitrite, Phosphate et Sulfate
III. TRAITEMENTS DE L’EFFLUENT TEXTILE DE LAVAGE ET DELAVAGEDES JEANS DE LA SOCIETE
III.1. Traitement physico-chimique (coagulation-floculation)
III.1.1. Choix du coagulant et du floculant
III.1.2. JAR-TEST :
III.1.2.1. Réactifs utilisés lors du processus :
III.1.2.2. Protocole expérimental :
III.2. Elimination des pollutions carbonées par le procédé à boues activées
III.2.1. Matériels utilisés
III.2.2. Montage expérimental
III.2.3. Conditions opératoire :
PARTIE III : RESULTATS, INTERPRETATIONS, DISCUSSIONS ET ETUDES COMPARATIVES
CHAPITRE VIII : RESULTATS D’ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUES
I. RESULTATS D’ANALYSE DE L’EAU AVANT TRAITEMENT
II. Résultat d’analyse de l’eau à la sortie de STEP
III. Comparaison des résultats
CHAPITRE IX : AMELIORATION DU TRAITEMENT DES EAUX USEES DE LA SOCIETE PLG CONFECTION
I. RESULTATS ET INTERPRETATION SUR LE TRAITEMENT PAR COAGULATION-FLOCULATION
I.1. pH optimal
I.2. Optimisation de la concentration de coagulant PAC
I.3. Optimisation du taux de floculant
I.4. Essai de traitement de l’effluent
II. ELIMINATION DES POLLUTIONS CARBONEES PAR LE PROCEDE A BOUES ACTIVEES
II.1. Suivi du paramètre pH
II.2. Suivi de la pollution carbonée
II.1.1. DCO
II.1.2. DBO5
II.3. Suivi de la couleur :
CHAPITRE X : DISCUSSIONS
I. TRAITEMENT DES EAUX
II. TRAITEMENT DES BOUES D’EPURATION
CHAPITRE XI : ETUDE COMPARATIVE
I. PROCEDE DE TRAITEMENT PAR COAGULATION-FLOCULATION
II. PROCEDE BIOLOGIQUE PAR BOUES ACTIVEES
CONCLUSION GENERALE
RESUME
ABSTRACT
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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