Généralités sur le traitement biologique des eaux usées

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Processus de conditionnement des crevettes

Réception

Cette étape est primordiale au cours du processus car elle permet d’identifier le produit livré par le quad de pêche. Cette identification consiste à attribuer un numéro pour chaque lot de produit qui arrive à l’usine selon le numéro de bassin d’élevage. Bref, elle permet de compléter la traçabilité du produit fini.

Lavage et rinçage

Ils consistent à laver les crevettes par une projec tion d’eau glacée sous pression avec une température variant de 5 à 7°C. Ces opérations permettent d’éliminer les impuretés physiques qui s’accrochent sur les crevettes.

Trempage à la solution de MBS

Pour éviter la mélanose qui est une détérioratione dla couleur du produit suite à un phénomène d’oxydation, les crevettes sont immergéesdans une solution de métabisulfite de sodium à 4% pendant 8 minutes.

Passage au SAS positive/2h/0°C à 5°C

Le stockage des crevettes dans un endroit climatisé à 5°C pendant 2 heures est nécessaire. Il permet à l’antioxydant de mieux rentrer dans le produit. Après, des glaces ou des eaux glacées peuvent être utilisées pour refroidir les matières traitées dans le but de garder la température plus basse au cours du processus de conditionnement sans éliminer totalement le métabisulfite.

Triage manuel

A l’issu du triage effectué par une équipe d’ouvrières, les crevettes sont subdivisées en 3 groupes selon la consistance de leur carapace : dures, les semi-dures et les molles ; ceci permet de définir la qualité et le processus adaptépour chaque crevette. Les crevettes molles sont décortiquées et/ou subissent d’autres traitements pour être conditionnées sous autres formes.

Calibrage

Pendant le calibrage, les crevettes sont séparées écaniquement (par une machine calibreuse) ou manuellement (crevettes décortiquées) selon leurs tailles et les types de produits. Les crevettes entières (dures, semi-dures) sont classifiées par des intervalles de nombre de crevettes par kilogramme, alors que pour les autres produits : le calibre représente le nombre moyen de crevettes par Livre (0.454kg). Ainsi, le calibre 30-40 veut dire que le nombre de crevettes entières dans 1kg se trouve entre 30 à 40.

Refroidissement 2mn/0 à 2°C

Même avec l’usage des glaces en écaille tout au long du processus de conditionnement, il est utile de faire descendre la température entre 0 à 2°C en trempant les crevettes pendant 2mn dans de l’eau glacée.

Mise en moule et pesage

Après les différents processus de traitements qui varient selon le type de produit, les crevettes (entières ou non) sont mises dans des moules de différentes tailles, avant d’être pesées à l’aide d’une balance électronique.

Egouttage et Contre pesage

Les moules se déplacent sur un tapis roulant et perdent les excès d’eau. Après, chaque moule subit un contrôle de poids avant de franchir une nouvelle étape dans le processus de conditionnement.

Attente brumisateur

Après l’opération précédente, à cause de la discontinuité du saumurage, les produits peuvent subir une attente. Pour garder la température à une valeur n’excédant pas les 5°C, les cagettes séjournent dans un brumisateur projetant des fines gouttes d’eau glacée.

Saumurage et pré-congélation

Les moules sont regroupées puis trempées dans un saumure contenant 29% de sel et 17% de sucre. La température de la saumure est de -18°C. Le sel joue un rôle important sur l’abaissement de la température de congélation, cequi évite la formation des cristaux de glaces dans la chair de crevette. Le sucre est utilisé pour ses propriétés d’enrobage et aussi pour éviter un fort salage des produits (crevettes). Le sucre, par sa viscosité et son poids moléculaire élevé par rapport à celui du sel, va ormerf une barrière ou couche de protection réduisant la pénétration du sel [14].
Chaque lot de moules passe 15 minutes dans la saumure, sa température descend jusqu’à une température proche de -10°C. Cette étape permet de congeler chaque crevette individuellement.

Glazurage/12°C

Le glazurage consiste à tremper les produits dans l ’eau avec une température de 12°C. Il élimine l’excès de sucres et de sels à la surface des crevettes et donne un aspect plus ou moins brillant à ces derniers. Après cette étape, les lots de moules sont égouttés par un tapis vibrant afin d’éliminer l’excès d’eau due au glazurage avant de passer à la congélation.

Congélation

C’est un passage des produits dans une zones où la température est comprise entre -28 et -30°C. Après un séjour de 2h de temps, leur température descend en dessous de -18°C.
A l’usine, deux types d’appareils de congélation existent : le tunnel de congélation et l’armoire de congélation.

Démoulage et conditionnemen t

Le démoulage se traduit par le transfert des produits dans les moules vers les emballages définitifs.

Conservation à -25°C

Avant l’exportation, les produits finis sont classés et conservés dans une chambre froide où la température est voisine de -25°C. Les crevettes y sont classées par calibre et par lot.

Contrôle qualité

L’usine d’OSO FARMING L.G.A. adopte le système HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points). Il respecte la marche en avant et garantit la sécurité sanitaire de ses produits finis.
De la réception des crevettes à l’usine jusqu’à l’e xpédition des produits finis pour l’export, le département qualité effectue des contrôles biens définis à chaque étapes. Puisque les crevettes d’OSO FARMING L.G.A. proviennent de sa propre écloserie, puis elles sont élevées à la ferme et conditionnées à l’usine, le numéro de lot des produits permet de tracer l’origine des produits jusqu’aux géniteurs.

Généralités sur le traitement biologique des eaux usées

L’élimination de la pollution organique sous formefinement colloïdale ou en solution est essentiellement le fait de procédé d’épurationbiologique. Cette voie constitue, en raison de son efficacité et de sa rusticité, le mode de traitement le plus utilisé d’épuration secondaire de certaines eaux industrielles [8].
Pour assurer le traitement biologique des eaux usées, de nombreux procédés existent. Ils assurent tout un niveau de traitement satisfaisant, dès lors qu’ils sont adaptés à un contexte préalablement bien étudié. Le choix de l’un ou l’autre de ces procédés doit prendre en compte de nombreux critères parmi lesquels le débit, les différentes charges à éliminer, le montant des investissements à réaliser et le coût de l’exploitation.

Définition

Le traitement biologique des eaux usées est le procédé qui permet la dégradation des polluants grâce à l’action des micro-organismes. Ce processus existe spontanément dans les milieux naturels tels que les eaux superficielles suffisamment aérées. Une multitude d’organismes est associée à cette dégradation selondifférents cycles de transformation [8].

Principe [8]

Son principe est de provoquer en présence ou non d’oxygène une prolifération plus ou moins contrô1ée de micro-organismes capables de dégrader les matières organiques apportées par l’effluent. Il s’agit en fait d’un véritable transfert d’une forme non accessible de la pollution (matières colloïdales et dissous) en une forme manipulable (suspension de microorganismes).
Les microorganismes responsables s’agglomèrent sous forme de flocs et se développent en utilisant la pollution comme substra nécessaire à la production d’énergie vitale et à la synthèse de nouvelles cellules vivantes. Une partie des éléments polluants qui n’est pas dégradée biologiquement peut être adsorbée et incorporée aux flocs de boues.
L’adaptation et l’acclimatation des microorganismes à divers types de substrats sont possibles dans la majorité des cas. La qualité deseaux résiduaires doit être contrôlée afin de savoir si ces eaux peuvent être soumises à un procédé de traitement biologique.

Critères de possibilité de réussite du traitement biologique

Rapport DCO / DBO5

Le rapport DCO/DBO5 est utilisé pour savoir les chances de réussite d’une épuration d’eau résiduaire par un procédé biologique.
Des valeurs de ce rapport supérieures à 0.5 montrent que les polluants peuvent être éliminés dans une large mesure par un procédé biologique.
Pour des valeurs inférieures à 0.5, il est possible que l’on ait à faire à des composés peu ou difficilement biodégradables ou même toxiques, à un manque de sels minéraux ou encore à une mauvaise adaptation des microorganisme s.
Ainsi sur la base de ce rapport, on peut établir leclassement suivant:
– DCO/DBO5 < 1.66: eaux résiduaires susceptibles d’être facilement traitées biologiquement.
– 1.66 < DCO/DBO5 < 2.5: eaux résiduaires susceptibles de subir un traitement biologique.
– 2.5 < DCO/DBO5 < 5: eaux résiduaires non susceptibles de subir un traitement biologique ou nécessitant une acclimatation préalable des micro-organismes impliqués.

Le pH [8]

Pour les procédés aérobies, la plage de pH se trouve entre 6.5 et 8. Cet intervalle permet à la majorité des microorganismes épurateursde se développer.

Les différents types de traitements biologiques des eaux usées

Epuration par boues activées

Principe

Ce procédé a été découvert à Manchester en 1914. consisteIl à provoquer le développement d’un floc de bactéries alimenté en eau usée à traiter (dans le bassin d’aération ou d’activation) par apport d’une quantité suffisante d’oxygène. Afin d’éviter la décantation des flocs, le système doit être conçu pour induireune agitation plus ou moins forte de l’eau.
Ce bassin est ensuite précédé par un décanteur afind’éliminer les matières décantables qui sont constituées par des cellules bactériennes et d’autres matières organiques non dégradables.

Les différents types d’installations d’une épuration par boue activée

En général, une station d’épuration par boue activée comporte un bassin d’aération qui est alimenté par l’effluent, un décanteur danslequel la séparation des boues et l’eau épurée s’effectue, et un recyclage des boues qui sont réincorporées à l’entrée du bassin d’aération.

Les avantages et les inconvénients de la mise en place d’une station d’épuration à boue activée

Les principaux avantages de cette installation sont :
– Le degré d’épuration de l’eau est contrôlable du fait que les facteurs d’influence les plus importants, par exemple apport d’eau résiduaire et de masse bactérienne (boue activée), sont contrôlables.
– Ce type d’épuration est adapté à des quantités importantes d’eaux usées et à une charge en DBO5 élevée.
– Les nuisances en odeur sont absentes
– L’installation demande peut de place.
Malgré ses multiples avantages, ce type de traitement présente quelques inconvénients tels que :
– Le système nécessite un entretien rigoureux. Par conséquent, l’adoption du système doit accompagner la création d’un service pécialisé dans le domaine.
– Le coût d’installation de départ est élevé.
– La consommation d’énergie est importante à cause de l’utilisation des aérateurs performants.
– Les appareils utilisés dans ce type d’épuration provoquent des nuisances sonores.

Les lits bactériens [10]

Les procédés à cultures fixées sur supports grossiers sont intéressants pour les petites collectivités, car ils offrent des contraintes d’exploitation limitées et de faibles coûts énergétiques.

Principe

L’installation comporte des masses de matériaux qui servent de support pour les microorganismes épurateurs. Les bactéries forment nu film biologique sur ces supports. Dans ces conditions, l’aération naturelle est maintenue. Il est à noter que l’effluent doit être préalablement décanté. La masse du lit bactérien compose soit : de pouzzolane (roche volcanique) ou de matériaux plastiques. Les eaux usées sont distribuées sur le matériau filtrant et s’écoulent au travers du lit sous l’effet de la pesanteur.
A la base du lit bactérien, les eaux sont collectées puis évacuées vers le décanteur secondaire. Le fond de l’ouvrage est construit pour assurer l’entrée d’air (oxygène) dans la masse du lit.

Avantages et inconvénients

Le système de traitement des eaux usées par les lits bactériens présente les avantages suivants :
– La consommation d’énergie est beaucoup plus faible que précédemment.
– Le système fonctionne très bien avec des charges enpollution différentes.
Par contre, cette technique requiert des installations très spécifiques et coûteuses (à cause de la construction des immobiliers en bétons armés). Elle se rentabilise avec un débit journalier important. Le risque de colmatage est considérable, ce qui va diminuer le rendement d’épuration.

Systèmes d’épurations par lagunage

Le traitement des eaux usées par le procédé de lagunage se caractérise d’abord par sa grande simplicité. Une autre caractéristique importante est son grand pouvoir tampon face aux variations de charges organiques ou hydrauliques, en raison du temps de rétention hydraulique qui est beaucoup plus élevé que dans les autres procédés.
Pour ce type de traitement, il existe deux variant : le lagunage naturel et le lagunage aéré.

Le lagunage aéré

Ce type de procédé comporte au moins deux bassins :le bassin d’aération et le bassin de décantation. Les dimensions et les formes de ces derniers varient selon le cas qui se présente.

Principe

Le lagunage aéré est une technique d’épuration biologique par culture libre avec un apport artificiel d’oxygène. Les matières organiques sont dégradées par des micro-organismes qui consomment et assimilent les nutriments. Le principe de base est le même que celui des boues activées avec une densité de bactéries plus aiblef et absence de recirculation. L’oxygénation est assurée par un aérateur de surface ou une insufflation d’air [2].
Dans les bassins de décantation qui sont des simple lagunes, les matières en suspensions (amas de microorganismes et de particules piégées) s’agglomèrent lentement sous forme de boues. Ces dernières doivent être régulièrement extraites [2].

Avantages et inconvénients

Le tableau suivant résume les points positifs et les points négatifs de l’adoption du système.

Lagunage naturel

Principe [2]

Le lagunage naturel repose sur une culture bactérienne principalement de type aérobie. Celle-ci est ensuite séparée de l’eau épurée par unmécanisme de sédimentation. L’épuration est assurée par un long temps de séjour dans plusieurs bassins en série. Le mécanisme de base est la photosynthèse. La tranche d’eau supérieure ste exposée à la lumière et cela permet l’apparition d’algues qui produisent l’oxygène nécessaire au développement des bactéries aérobies. Ces dernières sont responsables de la dégradation de la matière organique. Le gaz carbonique formé par les bactéries ainsi que les sels minéraux contenus dans les eaux usées permettent aux algues (les microphytes) de se multiplier. Au fond du bassin où il n’y a pas de lumière, ce sont donc les bactéries anaérobies quidégradent les sédiments issus de la décantation de la matière organique. Cette dégradation entraîne un dégagement de gaz carbonique et de méthane.

Table des matières

INTRODUCTION
Partie I. Généralités
I.1. Présentation de l’usine et du lieu de travail
I.2. Généralités sur le traitement biologique des eaux usées
I.3. Présentation du système de traitement des eaux d’OSO Farming L.G.A.
I.4. Problématique
Conclusion partielle
Partie II. Matériels et méthodologies de recherche
II.1. Analyses des principaux constituants de l’effluent d’OSO Farming
II.2. Analyse de la biotraitabilité de l’effluent
II.3. Amélioration des paramètres de l’eau à l’entrée du lagunage
II.4. Essai d’aération de l’eau sortant de la station d’épuration chimique
II.5. Essai d’aération au sein du bassin U0
Conclusion partielle
Partie III. Résultats, interprétations et recommandations
III.1. Les résultats et les interprétations
III.2. Recommandations
Conclusion partielle
Conclusion générale
Bibliographie
Webographie
Annexes

Télécharger le rapport complet