Généralités sur l'épuration biologique

GENERALITES SUR L’EPURATION BIOLOGIQUE

MATERIEL ET METHODES

Introduction

L’objectif principal de ce travail est de faire des analyses physico-chimique sur les eaux usées de la station d’épuration de Batna en vue d’optimiser ses paramètres de fonctionnement.
Les échantillons ont été prélevés à l’entrée et à la sortie de la STEP. Les paramètres mesurés sont: la température, le pH, les matières en suspension (MES), la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biologique en oxygène après 5 jours (DOB5), l’azote ammoniacal (NH4+), les nitrates (NO3-), les nitrites (NO2-), l’indice des boues (Ib), la charge massique (Cm) et la charge volumique (Cv). Les analyses ont été réalisées durant la période allant du 05 janvier 2016 jusqu’au 22 Mars 2016 à raison d’une analyse par semaine.

Echantillonnage

Le prélèvement d’un échantillon d’eau est une opération délicate à laquelle le plus grand soin doit être apporté. L’échantillon doit être homogène, représentatif et obtenu sans modifier ses caractéristiques physicochimiques et microbiologiques. Il est donc nécessaire de mettre en place une organisation structurée, de développer une méthodologie adaptée à chaque cas, de procéder à un choix judicieux des points de prélèvement et d’utiliser le matériel convenable. Donc il est bien évident qu’un prélèvement correct est indispensable à l’obtention des résultats analytiques significatifs.

Matériels de prélèvement

 Une perche pour les prélèvements en profondeur ;
 Récipient en plastique.

Analyses effectuées

Mesure de la température

La température a un impact important sur l’activité des bactéries car chaque gamme de bactéries est adaptée à une plage de température. Cependant, de manière pratique, il est difficile de contrôler la température à l’intérieur d’un réacteur biologique. Une température élevée dans le bassin d’aération supérieure à 35°C augmente sensiblement le taux de multiplication des microorganismes. Il s’en suit une mauvaise floculation de la boue.

Mesure du pH

Le pH étant un paramètre influençant à la fois le niveau d’activité, la croissance des bactéries et la solubilité des composés. Il est important de le contrôler dans le bassin d’aération, d’autant plus que les bactéries sont sensibles à sa variation.Le pH a été déterminé à l’aide d’un pH mètre, basé sur la méthode éléctrométrique à l’électrode de référence. L’appareil utilisé est un pH-mètre permettant des mesures du pH/potentiel rédox avec électrode combinée de pH et électrode combinée rédox recommandées pour les eaux usées avec les solutions tampon pH/ Rédox, avec une sonde (accessoire) pour mesurer la température.

Matières en suspension (MES)

Deux méthodes sont données

 La norme EN-NF 872 (Méthode par filtration sur filtre en fibre de verre) qui remplace la norme NFT 90 105 -1 après une mise à jour de la norme NF T 90 -105 (1978).
 La norme NFT 90 105 – 2 mise à jour et reprise à partir de la norme NF T 90 -105 (1978),(Méthode par centrifugation ).Cette méthode s’applique si la qualité de l’échantillon provoque le colmatage du papier filtre ou lorsqu’il est très chargé en matière en suspension. la durée de la filtration dépasse 30 mn. L’utilisation de la méthode par centrifugation est recommandée.

Matériel

a) Méthode par filtration sur filtre en fibre de verre :
 Pompe à vide à membrane pour la mesure des MES selon NF EN 872 de volume 13 litres/mn avec une pression du vide à l’intérieur < l mb « de l’ordre (0,065 mb), puissance 0,2 KW et une entrée tube 8 mm;
 Entonnoir de 300 ml avec support de filtre ø = 47 mm et pince de fixation ; deux Fio les 1000 ml ;
 Disque filtrant en fibre de verre ou autre papiers filtres MES à 0,45 µm, (parmi ceux qui conviennent Sartorius, Wattmann, millipore) ;
 Etuve l05°C;
 Balance de précision de laboratoire ± 0,lmg/l ;
 Un dessiccateur.

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Table des matières

Résumé
Liste des tableaux
Liste des figures
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : GENERALITES SUR L’EPURATION BIOLOGIQUE
1. Introduction
2. Description des phénomènes biologiques
3. Objectif de l’épuration biologique
4. Métabolisme microbien
4.1. Etude du métabolisme aérobie
4.1.1. Elimination de la pollution organique carbonée
4.1.2. Elimination de la pollution azotée
4.2. Etude du métabolisme anaérobie
5. Notion de biodégradabilité
5.1. Rapport de biodégradabilité
6. Influence des conditions du milieu sur les phénomènes biologiques
6.1. Influence du PH
6.2. Influence de la conductivité
6.3. Influence de température
6.4. Influence des substances toxiques
CHAPITRE II : PROCEDE D’EPURATION DES EAUX PAR BOUES ACTIVEES
1. Introduction
2. Description de fonctionnement du procédé
3. Principe de fonctionnement du procéd
4. Composition et propriété du floc biologique
5. Différents types d’installations à boues activées
5.1. Procédé conventionnel (Alimentation en piston)
5.2. Contact-stabilisation
5.3. Alimentation étagée
5.4. Mélange intégral (complet)
6. Les ouvrages et équipements du traitement biologique
6.1. Bassin d’aération
6.2.Systèmes d’aération
6.3.Clarificateur
6.4.Recirculation des boues
6.5. Extraction des boues en excès
7. Paramètres de fonctionnement d’un réacteur biologique
7.1. Charge massique et volumique
7.2.Age des boues
7.3.Décantabilité des boues
8. Les problèmes biologiques dans le procédé à boues activées
8.1.Foisonnement des boues activées
8.2. Le moussage
8.3. Remontée de boues
CHAPITRE III: PRESENTATION ET DESCRIPTION DE LA STEP DE BATNA
1. Historique et localisation de la STEP de Batna
2. Situation géographique et données de base de la station
* Charge hydrauliques
* Charges polluantes
* Qualité de l’effluent rejeté
3. Description du procédé de fonctionnement de la STEP de Batna
3.1 Ligne d’eau
3. 1.1. Zone 01: Prétraitement
a) Station de relevage
b) Dégrillage
c) Dessablage — Déshuilage
d) Canal de comptage et d’échantillonnage
3.1.2. Zone 02: Décantation primaire
3.1.3. Zone 03: Traitement Biologique
3.1.4. Zone 04 : Décantation secondaire et Désinfection
a) Décantation secondaire
b) Désinfection
3.2. Ligne des boues
3.2.1. Zone 05 : Stabilisation des boues :Bassin de stabilisation
3.2.2. Zone 06 : Déshydratation des boues
a) Epaississement
b) Déshydratation mécanique des boues
c) Lits de séchage
4. conclusion
CHAPITRE IV : MATÉRIELS ET MÉTHODES
1. Introduction
2. Matériel et méthodes des analyses effectuées dans la STEP de Batna
2.1. Echantillonnage
2.2. Matériels de prélèvement
3. Analyses effectuées
3.1. Mesure de la température
3.2. Mesure du pH
3.3. Matières en suspension (MES)
3.4. Mesure de la demande biochimique en oxygène (DBO5)
3.5. Mesure de la demande chimique en oxygène (DCO)
3.6. Détermination de l’azote ammoniacal (NH4+)
3.7. Détermination des nitrites (NO2-)
3.8. Détermination des nitrates (NO3-)
3.9. Détermination des phosphates (PO43-)
3.10. Mesure de l’indice de boues
3.11. Calcul de la charge massique et de la charge volumique
CHAPITRE V : RESULTATS ET DISCUSSION
V.1. Introduction
V.2. Résultats et interprétations
CONCLUSION GENERALE