Soutenance mémoire
Généralité sur les stations d’épurations a boue activée
Les types des réseaux d’assainissement
L’assainissement des agglomérations a pour objet d’assurer l’évacuation de l’ensemble des eaux pluviales et usées, ainsi que leur rejet dans l’exutoire naturel sous des modes compatibles avec les exigences de la santé publique et de l’environnement. (Coste & Loudet, 1980) I.
Le système unitaire
Le réseau unitaire ou `’tout à l’égout» collecte dans les mêmes canalisations les eaux usées et les eaux pluviales. Il est dimensionné pour supporter les variations importantes de débits lors des pluies. (Monnier, 1994) Il cumule les avantages de l’économie et de la simplicité (Achleitner , Moderl , & Rauch , 2007) Qui reçoit dans les mêmes canalisations les eaux usées urbaines et les eaux pluviales. a- Le système autonome : L’assainissement autonome est établi pour les zones à habitat dispersé, où la collecte des eaux usées par un réseau d’égouttage en vue de leur assainissement dans une station d’épuration collective est techniquement ou financièrement irréaliste. Comportant deux réseaux de canalisations différentes, l’un pour les eaux pluviales et l’autre pour les eaux usées. (Franck, 2002)
Système séparatif : Il consiste à réserver un réseau à l’évacuation des eaux usées domestiques (eaux vannes et eaux ménagères) et de certains effluents industriels, alors que l’évacuation des eaux météorologiques est assurée par un autre réseau. (Crompton & Savioli , 1993) Comme avantage, il évite le risque de débordement d’eaux usées dans le milieu naturel lorsqu’il pleut, permet de mieux maîtriser le flux et la concentration en pollution. Par ailleurs, il permet de mieux adapter la capacité des stations d’épurations. (Achleitner , Moderl , & Rauch , 2007) c- Système pseudo séparatif C’est un système dans lequel on divise les eaux météorologiques en deux parties) : (Monnier, 1994)
– l’une provenant uniquement des surfaces de voirie, qui s’écoule par des ouvrages particuliers déjà conçus par les services de la voirie municipale (caniveaux, fossés avec évacuations directes dans la nature) ;
– l’autre provenant des toitures, cours, jardins et qui se déverse dans le réseau d’assainissement via les mêmes branchements que ceux des eaux usées domestiques. Ce système peut être retenu dans de nombreuses zones périurbaines où les habitations sont encore à forte densité, mais relativement proches de la nature. (Coste & Loudet, 1980) d- Système mixte : Comportant les deux systèmes -unitaire et séparatif –
Type de pollution
On appelle pollution de l’eau toute modification chimique, physique ou biologique de la qualité de l’eau qui perturbe l’équilibre de cette eau induit d’importantes nuisances, mauvaise odeur, fermentation, inconfort divers, risque sanitaire, etc.
– La pollution physique : C’est une pollution due aux agents physiques (tout élément solide entraîné par l’eau), elle est d’origine domestique, essentiellement industrielle. On peut la répartir en deux classes : thermique et radioactive. (Mizi, 2006)
La pollution chimique : Les produits chimiques qui polluent l’eau sont issus des engrais et des produits phytosanitaires qu’on utilise, comme les insecticides ou pesticides. Ces produits peuvent être charriés par les eaux de ruissellement et polluer les nappes phréatiques. Les engrais chimiques sont transportés dans les lacs ou les rivières par les eaux de pluie et entraînent ainsi la dégradation de l’eau. Le domaine de l’industrie est lui aussi très nocif pour l’eau, soit à cause des déchets industriels charriés par les eaux de ruissellement ou déversés directement dans les rivières ou dans la mer. L’eau peut également être polluée par les métaux, les plus dangereux étant ceux employés dans les industries. (Boutelli & Menasia, 2008)
La pollution microbiologique : Se manifeste lors de l’existence de certains types de micro-organisme capables de se proliférer dans l’eau. (Dubakeur, 1990) Un grand nombre de micro-organisme peut proliférer dans l’eau, qui sert d’habitat naturel ou comme un simple moyen de transporte pour ces micro-organismes. Les principaux organismes pathogènes qui se multiplient dans l’eau sont : (Thomaso, 1955) – Les bactéries – les virus – les parasites.- les champignons
Paramètres de mesure de la pollution
L’estimation de la pollution industrielle est un problème complexe, et l’évaluation de la qualité de l’eau nécessite de nombreuses analyses, incluant le dosage de multiples paramètres physico-chimiques et microbiologique et des tests de différents paramètres servant à caractériser de manière globale et pertinente le niveau de la pollution présente dans les effluents. Parmi ces paramètres on cite les plus importants.
Paramètres physico-chimique
La demande chimique en oxygène (DCO) : Représente la quantité d’oxygène nécessaire pour la dégradation de toute matière contenue dans les eaux usées qu’elle soit biodégradable et non biodégradables présentes dans l’eau usée Exprimée en mg d'(O2)/l, correspond à la quantité d’oxygène nécessaire pour la dégradation par voie chimique. Elle est mesurée par la consommation d’oxygène par une solution de dichromate de potassium en milieu sulfurique en présence de sulfate d’argent et de sulfate de mercure II (complexant des chlorures), à chaud pendent 2h. (li & Al, 2004), (klomfas & Al, 2004)
La demande biochimique en oxygène (DBO5) : Exprime la quantité d’oxygène nécessaire en mg/l aux micro-organismes pour oxyder pendent cinq (5) jours à l’obscurité et à 20 °C les matières biodégradables présentes dans l’eau usée. (klomfas & Al, 2004), (Noura, 2014)
Les matières en suspension (MES) : La détermination des matières en suspension est essentielle pour évaluer la répartition de la charge polluante entre pollution dissoute et pollution sédimentable, car le devenir de ces deux composantes est très différent, tant dans le milieu naturel que dans les systèmes d’épuration. La composition des MES peut être appréciée par analyse directe, plus souvent, elle est obtenue par différence des caractéristiques des eaux brutes et des eaux filtrées. (Boutoux, 1993) Ce paramètre exprimé en mg/l correspond à la pollution insoluble particulaire, c’est-à- dire la totalité des particules solides véhiculées par les eaux usées.
Paramètres biologiques
Les eaux usées contiennent tous les microorganismes (champignons, les helminthes, protozoaires, bactéries et virus) dont certains sont pathogènes. La présence de coliformes et de streptocoques témoigne d’une contamination fécale de ces eaux qu’il est impératif de les épurer pour préserver le milieu naturel. Pour protégé l’écosystème il y a plusieurs méthode de traitement soit intensif ou extensif mais la filière la plus développé et plus utilisé en monde c’est la méthode intensif il existe trois grands types de procédés sont utilisés :
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Table des matières
REMERCIEMENTS
DEDICACES
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES FIGURES ET PHOTOS
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Généralité sur les stations d’épurations a boue activée
I.1) Généralite sur les eaux usees
I.1.1) Les types des eaux usées
a- Les eaux usées domestiques
b- Les eaux usées industrielles
c- Eaux usées pluviales
I.1.2) Les types des réseaux d’assainissement
I.1.2.1) Le système unitaire
I.1.3) Type de pollution
a- La pollution physique
b- La pollution chimique
c- La pollution microbiologique
I.1.4) Paramètres de mesure de la pollution
I.1.4.1) Paramètres physico-chimique
I.1.4.2) Paramètres biologiques
I.1.5) Traitement et épuration
I.1.5.1) Les procédés de l’épuration biologique intensif et extensif
I.2) Dimensionnement des ouvrages de la station boue activée
I.2.1) Les débits
I.2.1.1) Débit d’eau usée total journalier
I.2.1.2) Le débit moyen horaire
I.2.1.3) Le débit de pointe
I.2.1.4) Le débit diurne
I.2.2) Calcule les charges et les concentrations polluantes
I.2.2.1) Charge de la DBO5
I.2.2.2) Concentration de la DBO5
I.2.2.3) La charge en matière en suspension
I.2.2.4) Concentration de MES
I.3) Prétraitements
I.3.1) Le dégrillage
I.3.2) Le déssableur – déshuileur
I.3.3) La biodégradabilité
I.4) Traitement primaire
I.4.1) Coagulation
I.4.2) Floculation
I.4.3) Décantation
I.4.4) Boues primaires
I.5) Bassin biologique
I.5.1) Concentration de DBO5 entre dans le bassin
I.5.2) La charge polluante à la sortie
I.5.3) La charge polluante éliminée
I.5.4) Le rendement du l’épuration
I.5.5) Dimensionnement de bassin
I.5.6) Système d’aération
I.6) Décanteur secondaire (clarificateur)
I.6.1) Dimensionnement de clarificateur
I.7) Dimensionnement de l’épaississeur
I.7.1) Le débit arrivant du décanteur secondaire
I.7.2) La quantité totale arrive à l’épaississeur
I.7.3) La concentration du mélange
I.7.4) Calcul le bassin de l’épaississeur
I.8) Dimensionnement du digesteur
I.8.1) Le débit des boues arrivant au digesteur
I.8.2) Le temps de séjour du digesteur
I.8.3) Le volume du digesteur
I.8.4) Le diamètre du digesteur
I.8.5) La surface horizontale
I.8.6) La quantité de matières sèches des boues fraîches
I.8.7) La quantité de matière organique dans la boue fraîche
I.8.8) La quantité du gaz produite
I.8.8) Le gaz moyen
I.8.9) La quantité du méthane
I.8.9) La quantité minérale dans la boue
I.9) Lit de séchage
I.9.1) Le volume d’un lit
I.9.2) Volume des boues épandues par lit et par an
I.9.3) Volume des boues épandues par lit et par an
I.9.4) Volume de boue à sécher par an
I.9.5) Nombre de lits nécessaires
I.10) Traitement de désinfection
I.10.1) La dose journalière du chlore
I.10.2) Calcul la quantité de l’eau de javel remplacer la quantité du chlore
I.10.3) La quantité d’hypochlorite de sodium nécessaire
I.10.4) La quantité annuelle d’hypochlorite de sodium
I.10.5) Calcule de bassin de désinfection
Chapitre II : Formulation théorique et organigrammes
II.1) Les domaines d’applications
II.2) Définition d’un programme d’informatique
a- Définition 1
b- Définition 2
II.3) Le choix de type de logiciel
II.3.1) Intérêts
II.3.2) Inconvénients
II.4) Définition de l’logiciel Matlab
II.5) Préparation de programme de calcul sur la station épuration boue activé
II.5.1) Les donnée de base
II.5.2) Prétraitement (traitement mécanique)
II.5.4) Traitement primaire
II.5.5) Traitement biologique (secondaire)
II.5.6) Dimensionnement de décanteur secondaire (clarificateur)
II.5.7) Dimensionnement de l’épaississeur
II.5.7) Dimensionnement de digesteur (Méthaniseur)
II.5.7) Dimensionnement de lit de séchage
II.5.5) Traitement biologique (secondaire)
II.5.6) Dimensionnement de décanteur secondaire (clarificateur)
II.5.7) Dimensionnement du l’épaississeur
II.5.7) Dimensionnement de digesteur (Méthaniseur)
II.5.7) Dimensionnement de lit de séchage
II.5.7) Dimensionnement de désinfection
Chapitre III : Présentation du logiciel développé et étude de cas
III.1) Cas I : Station de Remchi
III.1.1) Données de base de STEP Remchi
III.1.2) Résultat du programme
III.1.3) Donnée de dégrilleur
III.1.4) Donnée de déssableur-déshuileur
III.1.5) Résultat du programme
III.1.6) Données de bassin de biologique
III.1.7) Données de clarificateur
III.1.8) Données du l’épaississeur
III.1.9) Données de lit de séchage
III.1.10) Données du digesteur
III.1.11) Données de désinfection
III.1.12) Résultat du programme
III.2) Cas II : station de Sebdou
III.2.1) Données des bases
III.2.2) Résultat du programme
III.2.3) Données de dégrilleur
III.2.4) Données de déssableur-déshuileur
III.2.6) Données du bassin biologique
III.2.7) Données de clarificateur
III.2.8) Données de l’épaississeur
III.2.9) Données de lit de séchage
III.2.10) Données du digesteur
III.2.11) Données de désinfection .
III.2.12) Résultats des données de filière boue et eau
Conclusion générale
Référence bibliographique
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