Soutenance mémoire
Nécessité de l’épuration des eaux usées
Généralités sur les eaux usées
Les eaux résiduaires urbaines (ou eaux usées), sont des eaux chargées de polluants, solubles ou non, provenant essentiellement de l’activité humaine. Une eau usée est généralement un mélange de matières polluantes, dispersées ou dissoutes dans l’eau qui a servi aux besoins domestiques ou industriel [6]. Le rejet direct des eaux usées dans le milieu naturel perturbe l’équilibre aquatique en transformant le milieu accepteur en égouts. Cette pollution peut aller jusqu’à la disparition de toute vie. Pour cela, il faut épurer et retirer des eaux usées un maximum de déchets, avant de les rejeter dans l’environnement, pour que leur incidence sur la qualité de l’eau en tant que milieu naturel aquatique, soit la plus faible possible et la moins affectante. Ce chapitre a pour objectif de donner une idée sur les origines et la pollution des eaux usées, leurs caractéristiques, ainsi que les différentes techniques et procédés utilisées pour leurs épurations [7].
Les eaux usées
L’eau usée est une eau qui a été utilisée pour des usages domestiques ou industriels et qui doit être traitée avant d’être réintroduite vers d’autres sources d’eaux pour éviter toute sorte de conséquences dangereuses qui pourra affecter le milieu récepteur
Les eaux usées d’origine domestique
Elles proviennent des différents usages domestiques de l’eau. Elles sont essentiellement porteuses de pollution organique. Elles se répartissent en eaux ménagères, qui ont pour origine les salles de bains et les cuisines (généralement chargées de détergents, de graisses, de solvants, de débris organiques, etc.,) et les eaux de vannes qui sont les rejets des toilettes, chargés de diverses matières organiques azotées et de germes fécaux .
Les eaux usées d’origine agricole
Ce sont des eaux qui ont été polluées par des substances utilisées dans le domaine agricole. Dans le contexte d’une agriculture performante et intensive, sachant que l’agriculteur est conduit à utiliser divers produits d’origine industrielle ou agricole dont certains présentent ou peuvent présenter des risques pour l’environnement et plus particulièrement pour la qualité des eaux. Il s’agit principalement: – Des fertilisants (engrais minéraux du commerce ou déjections animales produites ou non sur l’exploitation); – Des produits phytosanitaires (herbicides, fongicides, insecticides,…)
eaux usées d’origine industrielles
Tous les rejets résultant d’une utilisation de l’eau autre que domestique sont qualifiés de rejets industriels. Cette définition concerne les rejets des usines, mais aussi les rejets d’activités artisanales ou commerciales: blanchisserie, restaurant, laboratoire d’analyses médicales, etc. La variété des eaux usées industrielles est très grande. Certains de ces eaux sont toxiques pour la flore et la faune aquatiques, ainsi que pour l’homme [11].
Les eaux usées d’origine pluviales
Elles sont issues du ruissellement de l’eau de pluie, et peuvent provoquer des pollutions importantes des cours d’eau. L’eau de pluie englobe les impuretés de l’air et ruisselle sur des surfaces terrestres contenant des résidus d’hydrocarbures, de métaux lourds, d’huiles…etc.
Pollution des eaux usées
La pollution ou la contamination de l’eau peut être définie comme la dégradation de celle-ci en modifiant ses propriétés physiques, chimiques et biologiques; par des déversements, rejets, dépôts directs ou indirects de corps étrangers ou de matières indésirables telles que les micro-organismes, les produits toxiques, les déchets industriels [13]. Selon leurs natures on distingue divers types de pollution:
Pollution minérale
Elle est constituée essentiellement des métaux lourds en provenance des industries métallurgiques et de traitement de minerais (plomb, du cuivre, du fer, du zinc et du mercure…etc.) .
Pollution microbiologique
Les eaux usées contiennent tous les micro-organismes excrétés avec les matières fécales. Cette flore entérique normale est accompagnée d’organismes pathogènes. L’ensemble de ces organismes peut être classé en quatre grands groupes, par ordre croissant de taille : les virus, les bactéries, les protozoaires et les helminthes .
Pollution chimique
Elle résulte des rejets chimiques essentiellement d’origine industrielle. La pollution chimique des eaux est regroupée en deux catégories : – Organiques (hydrocarbures, pesticides, détergents, phénols..); – Minérales (métaux lourds, cyanure, azote, phosphore…) [16].
Pollution physique
Résultat de la présence dans l’eau de particules ou de déchets capables de colmater le lit d’un cours d’eau (cas des eaux provenant par exemple des mines, d’usines de défibrage de bois, de tanneries) .
Pollution par le phosphore
Le phosphore a pour origine, les industries du traitement de surfaces des métaux, les laveries industrielles, des fabrications d’engrais agroalimentaire [18]. Comme l’azote, le phosphore est un élément nutritif, il est à l’origine du phénomène d’eutrophisation c’est-à-dire la prolifération excessive d’algues et de plancton dans les milieux aquatiques.
Pollution par l’azote
Les activités industrielles peuvent être à l’origine des rejets plus ou moins riche en azote (élément nutritif) issu des fabrications d’engrais, des cokeries, des industries chimiques et agroalimentaires .
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Table des matières
Table des matières Introduction générale
Chapitre I: GENERALITES SUR LES EAUX USEES
I.1. Introduction
I.2. Les eaux usées
I.3. Origines des eaux usées
I.3.1. Les eaux usées d’origine domestique
I.3.2. Les eaux usées d’origine agricole
I.3.3. Les eaux usées d’origine industrielles
I.3.4. Les eaux usées d’origine pluviales
I.4. Pollution des eaux usées
I.4.1. Pollution minérale
I.4.2. Pollution microbiologique
I.4.3. Pollution chimique
I.4.4. Pollution physique
I.4.5. Pollution par le phosphore
I.4.6. Pollution par l’azote
I.5. Paramètres de pollution des eaux usées
I.5.1. Paramètres organoleptiques
I.5.2. Paramètres physicochimiques
I.5.2.1. Température
I.5.2.2. pH
I.5.2.3. Matières en suspension (MES)
I.5.2.4. Demande biochimique en oxygène (DBO)
I.5.2.5. Demande chimique en oxygène (DCO)
I.5.2.6. Matières azotées
I.5.2.7. Matières phosphatées
I.5.2.8. Oxygène dissous
I.5.2.9. Conductivité
I.5.2.10. Turbidité
I.5.2.11. Carbone Organique Total (COT)
I.5.3. Paramètres microbiologiques
I.5.3.1. Protozoaires
I.5.3.2. Les helminthes
I.5.3.3. Virus
I.5.3.4. Coliformes Totaux
I.5.3.5. Les coliformes fécaux
I.5.3.6. Les streptocoques fécaux
I.6. Normes de rejet
I.6.1. Normes internationales
I.6.2. Normes Algériennes de rejet des effluents
I.7. Nécessité de l’épuration des eaux usées
I.8. Etapes de traitement des eaux usées
I.8.1. Les prétraitements
I.8.1.1. Le dégrillage
I.8.1.2. Le dessablage
I.8.1.3. Le dégraissage – déshuilage
I.8.2. Le traitement primaire
I.8.3. Le traitement secondaire
I.8.4. Les traitements tertiaires
I.8.5. Le traitement des boues .
I.9. Le traitement biologique
I.9.1. Principe
I.9.1.1. Traitements anaérobies
I.9.1.2. Traitements aérobies
I.9.2. Systèmes intensifs
I.9.2.1. Systèmes à cultures fixes
I.9.2.2. Systèmes à cultures libre
I.9.3. Système extensif
I.10. Conclusion
Chapitre II: Le procédé d’Oxydation Alternée, la technologie d’Aero-Mod
II.1. Introduction
II.2. Les boues activées
II.2.1. Principe de traitement par boues activées
II.2.2. Éléments d’une station à boues activées
II.2.3. Les types de bassins à boues activées
II.2.4. Paramètres caractéristiques du procédé
II.2.5. Micro-organisme des boues activées
II.2.6. Aération dans les bassins à boues activées
II.3. La nitrification et la dénitrification
II.3.1. La nitrification
II.3.2. La dénitrification
II.4. La technologie d’Aero-Mod
II.4.1. Historique
II.4.2. L’oxydation alternée
II.4.3. Schéma générale d’épuration avec procédé d’oxydation alternée
II.4.4. Principe de fonctionnement de la technologie d’Aero-Mod
II.4.4.1. La technologie de «SEQUOX »
II.4.4.2. Technologie du Clarificateur « ClarAtor
II.5. Conclusion
Chapitre III: Description de la STEP de Ain Tolba III.1. Historique et présentation de la STEP de Ain TOLBA.
III.2. Les données de base
III.3. Description général de la station de Ain Tolba
III.4. Principe de fonctionnement de la STEP
III.4.1. Bassin d’entrée
III.4.2. Le prétraitement
III.4.2.1. Dégrilleur
III.4.2.2. Dessableur-Déshuileur
III.4.3. Traitement biologique
III.4.3.1. Bassin sélecteur
III.4.3.2. Bassin d’aération (1er et 2eme étage)
III.4.3.3. Bassin de décantation/clarification
III.4.4. Le traitement des boues
III.4.5. Le traitement de désinfection
III.5. Pompe a boues et retour de filtrat
Chapitre IV: Matériels et Méthodes
III.6. Conclusion
IV.1. Introduction
IV.2. Prélèvement et échantillonnage
IV.3. Description de laboratoire
IV.3.1. Instruments et appareils de mesure
IV.3.2. Solutions chimiques et réactifs .
IV.4. Caractéristiques des principaux appareils utilisés
IV.4.1. Le Colorimètre DR 900
IV.4.2. Le BODTrak II HACH
IV.4.3. Le thermostat DRB200
IV.4.4. L’Ultrameter II 6Psi
IV.4.5. Le Multimètre HQ30D
IV.5. Sécurité et pratique en laboratoire
IV.6. Paramètres mesurés dans la station
IV.7. Modes opératoires et méthodes d’analyse
IV.7.1. Protocoles expérimentaux avec le colorimètre DR900
a) Azote, Ammoniacal (NH4+)
b) Nitrate NO3-
c) Nitrite NO2-
d) l’Orthophosphate
e) Demande chimique en oxygène (DCO)
IV.7.2. Procédure de test de la DBO5 avec l’appareil BOD Track II
IV.7.3. Protocole d’analyse des solides en suspension
IV.7.4. Procédure d’analyse de la matière décantable en utilisant le Cône Imhof
IV.7.5. Mesure avec l’Ultramètre
a) Principe de mesure
b) Mode opératoire
IV.7.6. Procédure d’analyse avec le multimètre
IV.8. Conclusion
Chapitre V: Performances épuratoire de la STEP de Ain Tolba
V.1. Introduction
V.2. Historique de pannes affectant la STEP de AIN TOLBA
V.3. Performance de la STEP, paramètres analysés à l’entrée et sortie
V.3.1. Le potentiel hydraulique (pH)
V.3.2. Température
V.3.3. Demande biologique en Oxygène (DBO5)
V.3.4. Demande chimique en Oxygène (DCO)
V.3.5. Les matières en suspension (MES)
V.3.6. Matières azotées
A) L’Azote ammoniacal (NH4+)
B) Nitrite (NO2-)
C) Nitrate (NO3-)
V.3.7. Ortho phosphate
V.4. Paramètres de fonctionnement de procédé d’Oxydation Alternée Aero-Mod
V.4.1. Le potentiel hydraulique dans les bassins d’aération primaire
V.4.2. L’oxygène dissous dans le bassin biologique et bactérie filamenteuse
V.4.3. Les matières en suspension (MESML)
V.4.4. Indice de volume des boues (IVB)
V.4.5. Volume des boues à 30 min
V.5. Explication des résultats trouvés .
V.6. Conclusion
Conclusion général
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