Procédés de traitement des lixiviats

Procédés de traitement des lixiviats

Déchets solides au Maroc

Un déchet est défini comme « tout résidu d’un processus de production, de transformation ou d’utilisation, toute substance, matériau, produit ou plus généralement tout bien nuisible abandonné ou que son détenteur destine à l’abandon ».
Le terme de déchets englobe les ordures ménagères (OM) qui sont issues de l’activité domestique des ménages ainsi que les déchets provenant des industries, artisans, commerçants, écoles, services publics et hôpitaux.
Depuis quelques décennies, le Maroc a connu une forte croissance de la population urbaine. Avec la croissance démographique, l’urbanisation rapide, l’évolution des modes de consommation et l’intensification des activités économiques, la production des déchets ménagers est en constante augmentation. Ces déchets sont de nature très variées tels que les déchets des ménages, des unités industrielles, des espaces verts, de l’agriculture et les déchets hospitaliers , dont les nuisances deviennent inquiétantes.

Types des déchets solides

Déchets industriels
Le problème de la gestion des déchets au Maroc, et plus spécifiquement des déchets industriels est posé avec acuité compte tenu des quantités générées, de la multitude des sources de production, de l’insuffisance de moyens et de filières professionnelles spécialisées dans le traitement et la valorisation des déchets.
Les dernières estimations sur le volume des déchets industriels générés par le secteur industriel Marocain font état d’une production d’environ 1,57 Millions de tonnes de déchets par an dont 256 000 sont des déchets dangereux. Les déchets industriels (les produits  chimiques, eaux usées, huiles, etc.), contiennent des composants dangereux qui doivent être manipulés, stockés, transportés et évacués à l’aide de traitements/procédés spéciaux. Ce type de déchet solide nécessite des accords institutionnalisés du type de ceux passés pour les déchets d’hôpitaux.
Déchets ménagers
Au Maroc, la population urbaine constitue 51% de population totale, La production actuelle des déchets ménagers en milieu urbain est estimée à 5,3 millions de tonnes par an, soit en moyenne 0,76 kg/hab , et en milieu rural 1,47 millions de tonnes par an, soit en moyenne 0,28 kg/hab./jour. Le taux de collecte professionnalisé (gestion déléguée) est de 80% concernant 90 contrats et 106 communes. Suite a l’insuffisance de la collecte, Ces déchets sont très souvent éliminés dans des décharges sauvages ou encore dans des points noirs et dans les cours d’eau sans aucun traitement ni contrôle, ce qui engendre de graves conséquences aussi bien sur la santé publique et l’environnement que sur l’avenir des activités socio-économiques dans notre pays .
Déchets des hôpitaux
Les déchets d’hôpitaux sont souvent toxiques et contiennent des matières infectieuses et dangereuses. Ces déchets sont sous-divisés en : déchets généraux, puis déchets infectieux, déchets biologiques:
Déchets dangereux : 20 à 30 %
Déchets à risque infectieux (15 à 25 %)
Déchets anatomiques (1 %)
Déchets piquants, tranchants (1%)
Déchets pharmaceutiques (3%)
Déchets chimiques et toxiques (1%)
Radioactifs, génotoxiques (1%)…
Un lit hospitalier produit près de 3 kg de déchets par jour (entre 1.5 et 4.5 kg/lit) Une capacité litière nationale est de 30000 lits avec un taux d’occupation moyenne de 61%. Les hôpitaux publics et privés produisent près de 21 000 tonnes de déchets dont 6 000 tonnes de déchets considérés à haut risque pour la santé des citoyens .

Impact des déchets solides sur l’environnement et la santé humaine

L’augmentation de la production des déchets solides est en parallèle avec la croissance démographique et le développement socio-économique . La multiplication des décharges spontanées contribue à la contamination des eaux superficielles et souterraines, à la propagation des maladies et à la dégradation du paysage . Il s’agit donc de maîtriser la gestion de quantités de déchets de plus en plus importantes. Il y a plusieurs raisons qui justifient cette gestion :
les déchets constituent une menace pour la santé humaine et l’environnement et principalement pour les populations voisines des décharges publiques, à cause des nuisances olfactives et des émissions gazeuses dont certaines sont toxiques comme la dioxine, les acides chlorhydrique et fluorhydrique et les métaux lourds dont les concentrations dans l’air sont très importantes à proximité des décharges, d’où la nécessite de :
la protection des eaux superficielles contre le ruissellement des eaux de pluie à travers la surface des décharges et les lixiviats provenant de la décomposition organique des déchets.
la protection de la qualité des nappes d’eau souterraines situées sous ou à proximité des décharges contre l’infiltration des eaux provenant des décharges.
la nécessité de préserver et d’économiser les sols servant au stockage des déchets. Dans ce qui suit, on se limitera aux déchets solides urbains. Les déchets solides en zone rurale pourront être traités de façon décentralisée dans des digesteurs pour produire du gaz méthane pour les besoins énergétiques des agriculteurs et des rebuts organiques pour l’enrichissement des sols agricoles.

Mécanismes de formation de lixiviats

La masse des déchets enfouis se comporte comme un milieu poreux plus ou moins perméable, qui permet aux eaux météoriques qui s’infiltrent à la surface de la décharge, et aux eaux présentes initialement dans les déchets, d’en atteindre le fond pour produire un « jus de décharge » ou lixiviat qui prend en compte également l’eau de décomposition de la matière organique.
Les lixiviats est produit en grande quantité dans les décharges où sont entreposés des déchets très humides et sans précaution vis-à-vis de la pluviométrie et qui sont très chargés en polluants organiques issus en particulier des réactions de fermentation.
Ces lixiviats contiennent des bactéries, beaucoup de matières organiques (biodégradables, mais aussi réfractaires à la biodégradation) et sont constituées dans la majeure partie par des substances humiques, mais aussi par de l’azote ammoniacal, des métaux lourds, des organochlorés et des sels inorganiques.

Evolution des déchets

Au cours de la formation d’une décharge, on distingue cinq phases de décomposition des ordures ménagère:
Phase aérobie
Au moment de la mise en place des déchets, l’oxygène présent est consommé (décomposition aérobie). L’activité des bactéries aérobies strictes permet la dégradation de la matière organique facilement dégradable et oxydable. Cette phase dure de quelques jours à quelques semaines.
Phase de transition
Elle représente le passage progressif des conditions aérobies aux conditions anaérobies.
Elle se caractérise par une augmentation de la DCO (demande chimique en oxygène, proportionnelle à la concentration en matière organique) . Elle dure de quelques jours à quelques semaines.
Phase d’acétogénese
Cette phase peut s’étendre sur plusieurs années voire plusieurs décennies. Elle est caractérisée par la présence de bactéries dites « acétogènes » qui hydrolysent et transforment la matière organique par fermentation produisant des molécules simples et solubles (acides gras, ammoniaque) . Les lixiviats produits durant cette période possèdent de fortes valeurs en DBO (demande biochimique en oxygène) et un pH acide. Ces propriétés agressives facilitent la dissolution d’autres composés tels que le fer, le manganèse, le zinc, le calcium et le magnésium .
Phase de méthanogènes
Cette étape de biodégradation de la matière organique correspond à la production de méthane (de l’ordre de 50 à 60 % en volume) et de dioxyde de carbone (teneurs comprises entre 40 et 60% en volume) à partir des produits organiques issus des étapes métaboliques précédentes, exceptée la formation de biogaz, le lixiviat présente une faible DCO représentative d’une matière organique difficilement biodégradable. La méthanogenèse est assurée par les bactéries méthanogènes qui sont des bactéries anaérobies strictes Au cours de  cette étape, la concentration en acide acétique (substrat principal de la méthanogènese) diminue rapidement conduisant à une augmentation des valeurs de pH .

Table des matières

Introduction générale
Partie 1 : Aperçus bibliographique 
I- Déchets solides au Maroc
1. Définition
2. Type des déchets solides
a. Déchets industriels
b. Déchets ménagers
c. Déchets des hôpitaux
3. Les impacts des déchets solides sur l’environnement et la santé humaine
II- Décharge publiques contrôlée de la ville de Fès 
1. Fonctionnement d’une décharge publique contrôlée
2. Lixiviats de la décharge publique contrôlée
a. Généralité
b. Définition des lixiviats
3. Mécanismes de formation de lixiviats
4. Evolution des déchets
5. Type des lixiviats
6. Composition des lixiviats
7. Impact des lixiviats dur l’environnement et la santé humaine
III-Procédés de traitement des lixiviats
1. Généralité
2. Méthodes des traitements des lixiviats
a. Méthodes biologiques
b. Méthodes physico-chimiques
Partie 2 : Matériel et méthodes 
I- Echantillonnage 
II- Procédés de traitement des lixiviats
1. Traitement par procédés SBR (Sequencing Batch Reacteur)
2. Traitement des lixiviats par filtration
a. Cendres volantes
3. Couplage du procédé SBR avec le système de filtration
III. Les méthodes d’analyses 
1. Analyses physico-chimiques
2. Analyses microbiologiques
Partie 3 : Résultats et discussions
I- Résultats des analyses de l’effluent de lixiviats de la décharge publique contrôlée de Fès
1. Résultats des analyses physico-chimiques de effluent brut
II. Résultats de traitement de l’effluent de lixiviats par SBR
1. Résultats des analyses physico-chimiques
2. Résultats des analyses microbiologiques
3. Résultats des analyses métalliques
III. Résultats du traitement de l’effluent de lixiviats par filtration 
1. Résultats des analyses physico-chimiques
a. Débit de filtration et temps de séjour
b. Paramètres physico-chimiques
2. Résultats des analyses microbiologiques
3. Résultats des analyses métalliques
IV. Résultats du couplage traitement biologique et physique
1. Résultats des analyses physico-chimiques de lixiviats après couplages des deux procédés
2. Résultats des analyses microbiologiques de lixiviats après couplages des deux procédés
Conclusion générale

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