Soutenance mémoire
Différentes formes de pollution véhiculées par les boues de vidange
Les boues de vidanges comme toutes les autres formes d’eaux usées domestiques véhiculent diverses formes de pollution que sont la pollution primaire ou phys ique, la pollution secondaire ou organique, la pollution tertiaire ou minérale et la pollution quaternaire ou biologique.
La pollution primaire
Cette forme de pollution est essentiellement physique. Elle est représentée par un excès des matières en suspension dans l’eau qui fait que les eaux usées sont toujours troubles. C’est donc l’un des formes de pollution les plus apparentes. Ces particules proviennent des cuisines, des WC, des lessives et des salles de bain.
Pollution secondaire
Cette forme de pollution organique regroupe l’ensemble des matières organiques contenues dans l’eau. Ces matières peuvent être solides ou dissoutes. Elles comprennent les composés organiques de synthèse utilisés à des fins techniques (pesticides, détergents, etc.) et les composés organiques issus des être vivants et qui sont contenus dans les matières fécales, les urines et divers déchets organiques de cuisine.
Pollution tertiaire
C’est une pollution minérale représentée par les composés minéraux de l’azote et du phosphore. Il s’agit essentiellement de l’azote organique et de l’ammonium d’une part, du phosphore organique et des orthophosphates d’autre part. Cette pollution tertiaire provient des matières fécales, des urines, des déchets de cuisine et des produits détergents, surtout pour le phosphore.
Pollution quaternaire
C’est une pollution biologique regroupant les pollutions virales, bactériologiques et zooparasitaires. Elle est bien connue sous le nom de péril fécal et responsable de nombreuses maladies à car actère endémique ou épidémique, particulièrement dans les pays en développement.
Conséquences d’une mauvaise gestion des boues de vidange
Risques sanitaires
L’élimination sans précaution et sans hygiène des matières fécales humaines entraîne la contamination du sol et des sources d’eaux superficielles et même souterraines. Les germes pathogènes contenus dans les matières fécales sont capables de survivre pendant un temps plus ou moins long dans le milieu sous différentes formes. L’homme peut donc être infesté en étant en contact avec des milieux contaminés ou avec les boues de vidange qui renferment tous les organismes infectieux excrétés avec les fèces. L’infestation peut aussi se faire de façon indirecte par l’intermédiaire des organismes vivants. Ainsi, selon Franceys, Pickford et Reed (1995), certaines espèces de mouches et de moustiques peuvent ainsi trouver des lieux propices à la ponte, à la reproduction et même se nourrir de ces déjections à l’air libre et propager l’infection. Ces déjections attirent également les animaux domestiques, les rongeurs et autres vecteurs de maladies qui les répandent et accroissent ainsi les risques de maladies.
Les germes contenus dans les matières fécales humaines (virus, bactéries, protozoaires, vers parasites) ou leurs œufs ou kystes sont responsables de la plupart de la morbidité générale et de la mortalité infantile (poliomyélite, choléra, dysenterie, gastro-entérites ; etc). Ce risque sanitaire peut aussi être engendré par certains composés chimiques comme les nitrates qui peuvent être présents en grande quantité, lorsque les conditions de la nitrification sont possibles, dans les eaux usées domestiques et les boues de vidange. C’est ainsi que selon Fritsch (1985) cité par Collin et Salem (1985), les nitrites dérivés des nitrates par réduction microbiologique intestinale engendrent chez le nourrisson une maladie du s ang (la méthémoglobinémie) qui peut être mortelle. Par ailleurs, chez l’adulte, les nitrosamines, auraient des conséquences cancérigènes à plus ou moins long terme.
Risques écologiques
L’apport d’eaux usées domestiques non traitées et donc de boues de vidange, dans le milieu naturel, peut en perturber sensiblement l’équilibre écologique et en modifier la faune et la flore. Ces effets sont particulièrement manifestes dans le cas de rejets dans les eaux de surfaces. En effet, l’apport de matière organique entraîne un dé veloppement d’une flore bactérienne spécifique qui s’en nourrit et qui consomme rapidement tout l’oxygène. Il s’ensuit rapidement une asphyxie du milieu. De même, l’azote organique et ammoniacal, présents en quantités importantes dans les eaux usées domestiques, sont toxiques pour les poissons, même à faibles doses (Radoux, 1995). Dans les milieux aquatiques, les MES responsables de la turbidité vont constituer une barrière à la pénétration de la lumière solaire. Ceci aura pour conséquence une inhibition de la photosynthèse d’où une diminution de la productivité primaire qui entraîne ainsi un déséquilibre global néfaste à tous les échelons des différents réseaux trophiques. Ces MES peuvent aussi, selon Radoux (1995), menacer directement la vie des poissons en entravant leur respiration branchiale. Elles peuvent aussi se déposer par simple décantation au fond de ces étendues d’eau détruisant ainsi par asphyxie l’activité bi ologique intense qui règne à l’interface eaux-sédiments. Dans le cas d’une dispersion des eaux usées et des boues de vidange dans le sol, une partie de ses composantes tels que l’azote et le phosphore va migrer par infiltration ou l essivage jusqu’aux eaux souterraines dont l’usage essentiel est l’alimentation en eau potable de la population. Ces nappes peuvent alors enregistrées des niveaux d’azote largement supérieurs aux recommandations de l’OMS (50 mgN/l) pour les eaux destinées à la consommation. Des observations faites par Collin et Salem (1989) sur la nappe de Pikine ont montré des concentrations de nitrates 5 à 10 fois supérieures aux recommandations de l’OMS. L’épandage des eaux résiduaires sur le sol va aussi changer les propriétés physiques et chimiques des sols. En effet, selon Ndiaye (2005) les sols irrigués avec de tels effluents d’une part, deviennent plus acides et d’autre part, montrent une valeur élevée du SAR (Sodium Absorption Ratio) entrainant la substitution des ions Ca2+ et Mg2+ par l’ion Na+ . Ce phénomène est à l’origine de la salinité des sols.
Risques esthétiques
Le rejet d’eaux résiduaires brutes ou de boues de vidange dans la nature, sur des terrains vagues ou dans des eaux superficielles entraine des nuisances tant pour la vue que pour l’odorat par un dé gagement d’odeurs nauséabondes surtout en périodes chaudes. Cette nuisance esthétique, sans doute la moins dangereuse pour la santé est, selon Radoux (1995), la moins évidente et la moins acceptée par les populations.
Séchage des boues de vidange
Le séchage des boues sur des lits équipés en matériau filtrant est une technologie assez ancienne utilisée jadis pour sécher des boues de stations d’épuration. Cette technologie, étendue aujourd’hui au séchage des boues de vidange, combine à la fois les mécanismes d’évaporation naturelle et de drainage de l’eau libre à travers une couche filtrante de sable et de gravier. Ce système extensif donne des boues solides mais reste fort dépendant des conditions météorologiques. En effet, les pluies peuvent réhydrater rapidement des boues n’ayant pas encore atteint une siccité suffisante. Les lits de séchage peuvent être nécessaires soit pour faciliter l’incinération de la boue, soit pour faciliter sa valorisation agricole. On distingue deux types de lits de séchage.
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Table des matières
INTRODUCTION
1. CADRE GENERAL DE L’ETUDE
1.1. Présentation de la zone d’étude
1.2. Situation de la gestion des boues de vidange au Sénégal
1.3. Différentes formes de pollution véhiculées par les boues de vidange
1.3.1. La pollution primaire
1.3.2. Pollution secondaire
1.3.3. Pollution tertiaire
1.3.4. Pollution quaternaire
1.4. Conséquences d’une mauvaise gestion des boues de vidange
1.4.1. Risque sanitaire
1.4.2. Risques écologiques
1.4.3. Risques esthétiques
1.5. Séchage des boues de vidange
1.5.1. Lits de séchage plantés
1.5.2. Lits de séchage non plantés
1.6. Traitement des effluents et des biosolides
1.6.1. Traitement des effluents
1.6.1.1. Filtration lente sur lit de sable
1.6.1.2. Lagunage
1.7. Quelques notions sur l’infiltration/percolation
1.7.1. Lois de l’infiltration percolation
1.7.1.1. Mécanismes de la filtration-percolation
1.7.1.1.1. Mécanismes de dépôt
1.7.1.1.2. Mécanismes de détachement
1.7.2. Facteurs influençant l’infiltration percolation
1.7.2.1. Facteurs intrinsèques au milieu filtrant
1.7.2.2. Facteurs plus ou moins indépendants du matériau filtrant
2. DISPOSITIF ET TECHNIQUES EXPERIMENTALES
2.1. Dispositif expérimental
2.1.1. Description complète de l’installation
2.1.1.1. Filière 1
2.1.1.2. Filière 2
2.1.1.3. Filière 3
2.1.2. Description des lits de séchage, objet de notre étude
2.1.3. Caractérisation du sable
2.1.3.1. Aspect et origine
2.1.3.2. Granulométrie
2.1.4. Présentation du matériel d’étude : les boues
2.2. Méthodologie
2.2.1. Recherche documentaire
2.2.2. Entretiens
2.2.3. Suivi du protocole expérimental
2.2.3.1. Caractérisation des boues de Dakar
2.2.3.2. Suivi des lits
2.2.3.3. Évaluation du colmatage des lits
2.2.3.4. Évaluation des performances des lits
2.2.3.5. Évaluation de la siccité et de la qualité hygiénique des boues
2.2.4. Paramètres étudiés
2.2.4.1. Paramètres physico-chimiques
2.2.4.2. Paramètres biologiques
3. RESULTATS ET DISCUSSION
3.1. Caractérisation des boues de Dakar
3.2. Évaluation du colmatage des lits
3.2.1. Évolution des MVS dans le matériau filtrant au cours du suivi
3.2.2. Influence de la charge sur le colmatage des lits
3.2.3. Influence du mode d’alimentation sur le colmatage des lits
3.2.4. Influence de la sédimentation des boues sur la vitesse de percolation
3.3. Capacité épuratoire des lits
3.3.1. Qualité du percolat pour les paramètres physico-chimiques
3.3.2. Qualité microbiologique et parasitologique du percolat
3.3.3. Influence de la charge sur les paramètres physico-chimiques
3.3.4. Influence du mode d’alimentation sur les paramètres physico-chimiques
3.4. Siccité et qualité hygiénique des boues
3.4.1. Évolution de la siccité des boues
3.4.1.1. Influence de la charge sur la siccité des boues
3.4.1.2. Influence du mode d’alimentation sur la siccité des boues
3.4.2. Évolution des paramètres microbiologiques
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
