L’implantation et de l’opérationnalisation de l’unité de traitement biologique aérobic

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Cadre juridique et institutionnel de l’étude

Plusieurs instruments règlementaires de base sont utilisés à Madagascar pour prévenir et répondre aux cas de pollutions industrielles:
– la loi N° 90-003 du 21 décembre 1990 portant charte de l’environnement, dont l’article 10 stipule que les projets d’investissements publics ou privés susceptibles de porter atteinte à l’environnement doivent faire l’objet d’une étude d’impact, compte tenu de la nature technique, de l’ampleur desdits projets ainsi que la sensibilité du milieu récepteur.
– le décret N° 99-954 du 15 décembre 1999 sur la mise en compatibilité des investissement à l’Environnement (MECIE), modifié par le décret N° 2004 – 167 du 03 février 2004, lequel assujetti à travers son article les projets d’investissements publics ou privés, qu’ils soient soumis à autorisation ou à approbation d’une autorité administrative, à effectuer une étude d’impacts.
– la loi N° 89-027 du 29 décembre 1989, modifiée et complétée par la loi N° 91-020 du 12 Août 1991 relatives au régime de zone franche. Ainsi, selon l’article 4 de cette loi, les entreprises franches ont une obligation de veiller à ce que l’environnement soit toujours dans un état acceptable.
– la loi N° 98-029 du 20 janvier 1999 portant Code de l’eau, dont l’article 12 mentionne : « toute personne physique ou morale, publique ou privée exerçant une activité source de pollution ou pouvant présenter des dangers pour la ressource en eau et l’hygiène du milieu doit envisager toute mesure propre à enrayer ou prévenir le danger constaté ou présumé.
– la loi N° 99-021 du 19 Août 1999 portant sur la politique de gestion et de contrôle des pollutions industrielles à Madagascar, dont les articles:
 Art.9 : tout exploitant industriel a l’obligation de sauvegarder l’environnement par une production plus propre et une réduction, valorisation, traitement et élimination de ses déchets.
 Art. 10 : Eu égard aux circonstances, au contexte socio – économique et à la nature des activités industrielles à l’origine des pollutions et nuisances, il peut être tenu compte du coût économiquement acceptable des mesures de gestion et de contrôle mises en œuvre.
 Art.26 : Tout écoulement d’origine industrielle, eaux usées ou effluents liquides, qui ne respectent pas les valeurs limites de rejets ne peut être déversé dans le milieu récepteur, le réseau de collecte ou d’assainissement public, qu’après avoir subi un traitement de mise en conformité à ces valeurs limites.
– le décret N° 2003/464 du 15 Avril 2003 portant classification des eaux de surface et réglementation des rejets d’effluents liquides définit dans ses articles :
 Art.4 : sont considérés comme des rejets liquides polluants : les eaux usées provenant de tous types d’activités de production manufacturière ou de transformation.
 Art.5 : Afin de préserver les ressources en eau (objectif de qualité), les rejets d’eaux usées doivent être incolores, inodores et respecter la qualité de l’eau.
 Art. 17: La gestion et le contrôle des pollutions industrielles relèvent en priorité du Ministère chargé de l’Industrie en collaboration avec le Ministère chargé de l’Environnement ; les ministères techniques concernés, les organismes public, les démembrements de L’Etat, et les services déconcentrés ainsi que les Collectivités Territoriales Décentralisées participent conjointement ou chacun ce qui le concerne et selon les domaines qui relèvent de leurs compétences respectives, à la mise en oeuvre de cette politique de gestion et de contrôle des pollutions industrielles.

Principe de l’épuration biologique aérobic

Il s’agit d’un ensemble de techniques d’épuration biologique des eaux qui conduisent à la diminution, voire à l’élimination de polluants (plus ou moins biodégradables), grâce à différents processus où interviennent des micro-organismes aérobies.
Ces polluants biodégradables sont d’origine organique mais certains éléments, minéraux ou inertes, sont affectés par les réactions biochimiques ou floculés au cours de ces réactions.
Les micro-organismes aérobies se développent en présence d’oxygène.
Ce sont principalement des bactéries (êtres unicellulaires), des moisissures (champignons de très petite taille) et des levures (champignons unicellulaires).
Ils dégradent la matière organique (qui contient de l’hydrogène H, du carbone C, de l’azote N, de l’oxygène O et du phosphore P), qu’ils consomment pour :
– en extraire l’énergie et les éléments nécessaires à leur développement (anabolisme).
– synthétiser de nouvelles cellules vivantes (catabolisme).
Dans ces procédés, les bactéries stimulées par un apport important d’oxygène, se nourrissent de la pollution organique.
Vue la qualité des eaux usées sur la valeur de DBO et des MES, nous élaborons un système d’épuration mixte avec :
– les installations à culture libre (traitement à boues activées).
– et les installations à culture fixées (sur des support solide et lit fluidisé).
Ils regroupent toute une série de techniques ayant en commun le recours à des cultures bactériennes qui « consomment » les matières polluantes.

Description de l’unité de traitement d’ensemble des eaux usées

Le traitement des eaux usées obéit une logique de préservation des ressources en eau et de protection de l’environnement.
La dépollution des eaux usées nécessite une succession d’étape faisant appel à des traitements physico-chimique, biologique ou bien à une combinaison des deux et de désinfection afin de réduire les impacts sur l’environnement.

La déphosphatation biologique

Le principe de la déphosphatation biologique consiste en une accumulation de phosphore dans une biomasse. Cette accumulation peut être due, soit à une précipitation chimique de phosphore inorganique au voisinage des bactéries dans des conditions particulières de micro -environnement, soit à une accumulation du phosphore par les micro-organismes eux – mêmes.
° Un clarificateur dans lequel s’effectue la séparation de l’eau épurée et la boue.
° Un dispositif de récirculation assurant le retour vers le bassin d’aération, des boues -biologiques récupérées dans le clarificateur. Cela permet de maintenir dans ce bassin la quantité (ou concentration) de micro-organismes nécessaire pour assurer le niveau d’épuration recherché.

Localisation géographique du site d’implantation de l’unité de traitement

L’unité de traitement d’eau usée se trouve, dans la même enceinte que l’usine, à 12 km au Nord Ouest du centre de la ville d’Antananarivo, dans le Fonkotany d’Amboropotsy, commune rurale de Talatamaty. Le lieu est situé sur les coordonnées géographiques 18°48 latitudes Sud et 47°27 longitude Est.

Les activités de l’aménagement et de la construction

Les phases de l’aménagement et de la construction de l’unité de traitement des eaux usées sont les suivantes :
– le creusement de la fondation des bassins et des installations connexes (la fosse septique, canal d’évacuation etc.).
– la construction des bassins et des installations connexes.
– la finition (pose des câbles, tuyauteries équipements mécaniques etc.).
– l’installation des machines et équipements.
La voile du bassin de l’unité de traitement est construite sur une fondation filante en maçonnerie de béton armée de 50, avec des chaînages en béton armé dont les poteaux sont soutenus par des massifs de 1.20×1.20, relié par des longrines de 20×30, dans la partie qui retienne la plus grande volume d’eau d’où se fait le traitement biologique, et dont tous les parois ont du traitement par du sicalite pour avoir une forte étanchéité.

Creusement des fondations du bassin et des installations connexes :

Le creusement des fondations ou fouille se fait manuellement par des ouvriers. La fondation des infrastructures (différents bassins, la fosse septique, canal d évacuation etc.) est creusée à différentes profondeurs selon les dimensionnements. Les déblais obtenus sont déposés de côté et arrangés pour remblayer des surfaces non nivelées (pour les clarificateurs par exemple). Des brouettes et des damiers sont utilisés à cet effet. Les déblais sont estimés à 300 m3.

La construction des différents bassins et des installations connexes :

Cette phase consiste à faire le coulage des parois et voiles, en béton armé, la pose des équipements mécaniques, les ouvrages de finition (pose des câbles, tuyauteries, divers appareils électroniques pour contrôle des paramètres etc.). Pour les installations connexes, elle concerne, la pose de dalots etc.
Les principaux matériaux utilisés sont : le sable, le granulat, les gros blocs, les câbles, les tuyauteries le ciment, l’eau et les fers.

L’installation des équipements 

Cette phase concerne l’installation des équipements par une équipe spécialisée. Les équipements sont surtout :
– les pompes, les armoires de commandes.
– les doseurs automatiques et les récipients.
– les vannes et les filtres.
– les moteurs électriques d’entraînement.
– les pales de mélange et mixage .
– les passerelles et garde-fous.
Elle est ensuite suivie de l’opération d’essai de tous les appareils électriques.

Qualité des eaux du traitement biologique

Remarque : La qualité des eaux d’épuration biologique est interprétée ici à partir des échantillons prélevés dans les bassins au lieu de la valeur d’élimination en matière de DBO, DCO et MES par manque de financement pour les analyses.
La qualité des eaux est indiquée par les changements des caractéristiques organoleptiques :
 couleur : le développement microbiologique massif confère à l’eau une décoloration de la couleur bleue au niveau de bassin de culture microbienne.
Il y a accroissement et reproduction des bactéries. Le changement de couleur traduit l’activité des bactéries à épurer l’eau.
 L’odeur : certains odeurs témoignent d’une activité biologique aérienne par présence en excès des bactéries, ce qui confèrent à l’eau des odeurs spécifiquement désagréable. L’eau acquiert une odeur de terre lorsque elle est perturbée.

Evaluation des risques du traitement biologique

L’évaluation des risques dont il est question ici n’est qu’une partie de l’analyse classique des risques.
Rappelons que le risque est une notion probabiliste tandis que le danger est une propriété inhérente à une substance ou à un équipement donné.
L’analyse des risques est limitée aux volets suivants :
– Risque au niveau de la qualité de l’eau, sol et l’air .
– Risque sur la faune et flores.
– Risques sur les valeurs agronomiques .
– Risque au niveau de la santé.

A l’intérieur de l’unité

Les risques peuvent se présenter par contamination des personnels de l’unité, soit par ingestion involontaire, soit les bactéries restent dans les vêtements de travail.
Des risques de débordement si les cadences de lavages ne sont pas contrôlées par rapport à la capacité des bassins.
Et ils peuvent se manifester par les maladies hydriques telles que la dysenterie , le choléra et les maladies dermiques.

A l’extérieur de l’unité

Les risques sont de plusieurs origines :
– Le personnel de l’unité peut contaminer son environnement en amenant les bactéries dans leur foyer.
– En cas d’une désinfection insuffisante (inefficace) ou d’une déviation du circuit de traitement, par exemple le non respect du temps de repos dans les bassins du traitement biologique.
– L’utilisation de charbon naturel pour l’affinage jugé inefficace pour le retient des bactéries et ceci constitue un risque majeur de contamination microbienne pour le milieu récepteur.
– Des risques dues à l’épandage des boues extraites du traitement biologique, pouvant transporter des bactéries non tués. Il est à remarquer que les bactéries et les boues dégagent de CO2 Ces risques peuvent entraîner des dégâts majeurs sur l’environnement :
– d’une part, la détérioration des milieux biophysiques : milieu physique, milieu biologique.
– d’autres part, l’affectation de la santé de l’homme et de son économie.

Table des matières

PREMIERE PARTIE : METHODOLOGIE D’APPROCHE
I – METHODOLOGIE D’APPROCHE
1.1. Contexte de l’étude
1.2. Cadre juridique et institutionnel de l’étude
1.3. Pollutions industrielles
1.4. Description des activités de la société CANDYTEX
1.4.1 Renseignements généraux sur l’entreprise :
1.4.2. Unité de lavage
1.4.3. Les catégories des eaux usées de l’usine candytex
1.4.4. Quantité et qualité des eaux usées issue de l’unité de lavage
1.5. Classification des polluants et conception de la station d’épuration
Il est utile de classifier les polluants pour pouvoir faire la conception de la station d’épuration en terme d’opération de traitement.
Comme les résultats d’analyse n’ont pas été fournis jusqu’à ce jour, il a fallu utiliser une autre classification des polluants, décrite ci-après
1.5.1. Classification des polluants
1.5.2. Conception de la station d’épuration
1.5.3. Principe de l’épuration biologique aérobic
1.5.4. Description de l’unité de traitement d’ensemble des eaux usées
Le traitement primaire
Le traitement biologique secondaire
Traitement tertiaire
1.5.5. Le traitement biologique secondaire
Le lit bactérien à support plastiques
· Les différents types de boues d’épuration
1.6. Construction de l’unité de traitement des eaux usées et installations connexes
1.6.1. Localisation géographique du site d’implantation de l’unité de traitement
1.6.2. Les activités de l’aménagement et de la construction
1.6.2.1. Creusement des fondations du bassin et des installations connexes
1.6.2.2. La construction des différents bassins et des installations connexes
1.6.2.3. L’installation des équipements
1.7. L’implantation et de l’opérationnalisation de l’unité de traitement biologique aérobic
1.7.1. Les ressources utilisées
1.7.2. Dimensionnement des bassins du traitement biologique
1.7.3. L’opérationnalisation du traitement
1.7.3.1. Traitement primaire
1.7.3.2. Le traitement biologique
1.7.3.3. Traitement des boues
1.7.3.4. Traitement tertiaire
DEUXIEME PARTIE : ANALYSE ET INTERPRETATION DES PROCEDES ET DES RESULTATS
I- ANALYSE ET INTERPRETATION DES PROCEDES ET RESULTATS
1.1. Analyses des procédés
1.2. Qualité des eaux du traitement biologique
1.3. Qualité de l’eau traitée
1.4. Les résultats du traitement des boues
1.5. Intérêt du procédé mixte
TROISIEME PARTIE : EVALUATION DES RISQUES DU TRAITEMENT BIOLOGIQUE
I – DESCRIPTION DE L’ENVIRONNEMENT
1.1. Délimitation de la zone d’étude
1.2. Description des composantes du milieu récepteur
1.2.1 Caractéristiques du milieu physique
1.2.2. Caractéristiques du milieu biologique
1.2.3. Caractéristique du milieu humain
1.3. Evaluation des risques du traitement biologique
1.3.1. A l’intérieur de l’unité
1.3.2. A l’extérieur de l’unité
1.4. Mesures de corrections et solutions des risques
1.4.1. Les mesures d’atténuations
1.4.2. Les mesures de prévention et solution en matière de santé
1.4.2.1 A l’intérieur de l’unité
1.4.2.2. A l’extérieur de l’unité
1.4.3. Plan de gestion environnemental
1.4.3.1. Mode d’entretien
1.4.3.2. L’eau
1.4.3.3. Le sol
1.4.3.4. Flore et faune
1.4.3.5. Homme
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE

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