TECHNIQUES DE TRAITEMENTS DES LIXIVIATS DES DÉCHARGES

Déchets ménagers et assimilés

Un déchet est défini comme : « tous résidus résultant d’un processus d’extraction, d’exploitation, de transformation, de production, de consommation, d’utilisation, de contrôle ou de filtration, et d’une manière générale, tout objet et matière abandonnés ou que le détenteur doit éliminer pour ne pas porter atteinte à la santé, à la salubrité publique et à l’environnement » Le terme de Déchets Ménagers et Assimilés (DMA) 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, hôpitaux ou encore les services tertiaires qui sont collectés dans les mêmes conditions que les OM (Loi n ° 28-00, décembre 2006).

Décharge de Déchets ménagers et assimilés

Anciennement appelées décharges ou centres d’enfouissement technique de classe II, les installations de stockage des déchets ménagers et assimilés sont destinées à accueillir les déchets non dangereux des ménages et les déchets s’y apparentant issus des activités économiques. Le fonctionnement d’une décharge peut être assimilé à un réacteur bio-physico-chimique donnant lieu à des réactions et à des évolutions complexes qui aboutissent à la transformation chimique, physique et biologique des déchets. Du fait des conditions géologiques et hydrologiques du site, de la nature des déchets stockés et du mode de gestion de l’exploitation, chaque décharge est un cas unique. Il n’est donc pas envisageable de déterminer avec précision un mode d’évolution qui serait applicable à tous les centres (Gupta, 1967). Cependant, certains phénomènes sont communs à la majorité des sites et peuvent être quantifiés permettant ainsi de caractériser l’évolution d’une installation de stockage, en particulier, en ce qui concerne les aspects biologiques, physico-chimiques, hydrauliques et géotechniques (Walters, 1960)

Composition

Les principaux paramètres influençant la composition du lixiviat sont la composition des déchets enfouis, leur degré de décomposition, le taux d’humidité, la température, le taux d’infiltration de l’eau dans les déchets, les conditions climatiques et l’âge du stockage. Malgré sa complexité, cinq groupes de polluants caractérisent le lixiviat (Christensen et al., 2001) : 00000000000 La matière organique dissoute, Les composés organiques anthropiques (hydrocarbures aromatiques, phénols, composés aliphatiques chlorés…) concentration inférieure à 1 mg/L, Les composés minéraux majeurs : Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4 +, Fe2+, Mn2+ …, Les métaux lourds (Zn, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb…) à l’état de traces.

Micro-organismes (Bactéries, Champignons, Virus….) 0000000 D’autres composants peuvent être trouvés dans les lixiviats comme Ba, As, Se, Li, Hg, Co…Généralement ces éléments se trouvent en faibles concentrations. Les principales mesures caractérisant un lixiviat sont la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biologique en oxygène (DBO5), le carbone organique dissout (COD), l’azote Kjeldahl (NTK), la conductivité électrique, le pH, le dosage des métaux… Le tableau 1 présente les paramètres globaux et les valeurs extrêmes trouvés dans un lixiviat. Les analyses réalisées sur le lixiviat permettent d’une part de suivre son évolution et d’autre part de vérifier sa possibilité pour le traiter. Les procédés de traitement appliqués aux lixiviats dépendent de la nature de ces derniers. Ils sont de types biologiques pour les effluents jeunes et biodégradables (lagunage, aération etc.…) et physico-chimiques pour les effluents vieux et peu ou pas biodégradables (coagulation-floculation, électrocoagulation, oxydation, précipitation, adsorption et filtration etc.…).

IMPACT DES LIXIVIATS SUR L’ENVIRONNEMENT ET LA SANTÉ HUMAINE

Les lixiviats représentent une grande part de la pollution liée à une décharge. Contrairement au biogaz, qui est aisément dispersé dans l’atmosphère, les lixiviats, de part leur nature liquide, sont une source concentrée de polluants. Le plus grand risque lié à la production de lixiviats est la contamination de la nappe phréatique. Cela aurait pour conséquence de polluer les puits d’eau de consommation et donc de priver la population d’un élément vital à sa survie. En cas de consommation d’eau polluée par les lixiviats, les risques encourus sont de graves intoxications pouvant entraîner des maladies irréversibles et la mort. Signalons également que la pollution des réserves d’eau potable par des micro-organismes pathogène peut provoquer des épidémies. Durant la dernière décennie, les problèmes relatifs à l’eau sont devenus de plus en plus vastes, avec l’émergence de nouvelles maladies infectieuses et la réémergence d’autres qui sont déjà connues, (salmonelle, choléra, shigellose) (Pronost et Matejka 2000). Au-delà de ces considérations, les lixiviats doivent être traités comme des substances extrêmement dangereuses. Il est nécessaire d’en organiser la collecte et le traitement afin de limiter au maximum les conséquences sur l’environnement et la santé.

Coagulation-floculation

La coagulation-floculation est utilisée dans le traitement et stabilisation des vieux lixiviats (Silva et al., 2004). Elle est largement utilisée comme prétraitement (Tatsi et al., 2003), d’un système biologique ou d’une étape d’osmose inverse, mais peut aussi servir de traitement de finition afin d’éliminer la matière organique non biodégradable résiduelle. Les coagulants couramment utilisés sont le sulfate d’alumine, le sulfate de fer, le chlorure ferrique et chloro-sulfate de fer (Amokrane et al., 1997). L’utilisation de biofloculant, en comparaison avec des coagulants inorganiques a été étudiée pour l’abaissement des acides humiques par Zouboulis et al., (2004), qui ont montré que les biofloculants sont plus efficaces que les floculants inorganiques. Toutefois, l’augmentation de la concentration de l’aluminium ou du fer dans la phase liquide ainsi que la production d’une grande quantité de boues sont les principaux inconvénients de ce procédé (Silva et al., 2004).

Adsorption L’adsorption des polluants sur charbon actif, soit en colonne (Imai et al., 1998) ou sous forme de poudre (Li et al., 2010) offre une meilleure réduction des niveaux de DCO que les méthodes chimiques. L’adsorption par charbon actif a été utilisée avec un traitement biologique pour le traitement efficace des lixiviats de décharge (Ceçen et Aktas, 2004). Le calcaire a été prouvé efficace pour éliminer les métaux des eaux usées. Hamidi et al., (2004) ont indiqué que 90% de Fe peut être retiré en semi-aérobiose des lixiviats de décharge par filtre à calcaire, avec un temps de rétention de 57,8 min et une surface de chargement de 12,2 m3 / m2.

Nanofiltration (NF) En raison de ses propriétés uniques entre l’ultrafiltration et l’osmose inverse, la nanofiltration a montré ses preuves dans l’élimination des composés organiques récalcitrants et des métaux lourds provenant des lixiviats (Chaudhari et Murthy, 2010). Ce procédé a la capacité d’éliminer les particules d’un poids moléculaire supérieur à 300 Da ainsi que les substances inorganiques par le biais des interactions électrostatiques entre les ions et les membranes. La nanofiltration utilise généralement des membranes en polymère moléculaire de coupure entre 200 et 2000 Da (Pronost et Matejka, 2000). Elle a été utilisée en combinaison avec des méthodes physiques et il s’est avéré que les résultats obtenus sont satisfaisants. En effet, le taux d’abattement de la DCO obtenu est de l’ordre de70-80% (Trebouet, 2001). Toutefois, la réussite de la technologie des membranes nécessite un bon contrôle contre le colmatage. En effet, lors du traitement des lixiviats, les composés présents dans la matrice comme la matière organique et inorganique dissoute et les particules en suspension peuvent colmater la membrane.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport gratuit propose le téléchargement des modèles gratuits de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

INTRODUCTION GÉNÉRALE
PARTIE I : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1.DÉCHARGES DE DÉCHETS MÉNAGERS ET ASSIMILÉS
1.1. Déchets ménagers et assimilés : Définition
1.2. Décharge de Déchets ménagers et assimilés
2.LIXIVIATS DES DÉCHETS MÉNAGERS ET ASSIMILÉS
2.1. Définition
2.2. Mécanismes de la genèse
2.3. Composition
2.4. Évolution de la Composition du lixiviat au cours du temps
2.5. Classification des lixiviats
2.6. Quantification des lixiviats
3.IMPACT DES LIXIVIATS SUR L’ENVIRONNEMENT ET LA SANTÉ HUMAINE
4.TECHNIQUES DE TRAITEMENTS DES LIXIVIATS DES DÉCHARGES
4.1. MÉTHODES PAR TRANSFERT
4.1.1. Traitement combiné avec les eaux usées domestiques
4.1.2. Recyclage
4.1.3. Lagunage
4.2. MÉTHODES PHYSICO-CHIMIQUES
4.2.1. Flottation
4.2.2. Coagulation-floculation
4.2.3. Précipitation chimique
4.2.4. Adsorption
4.2.5. Oxydation chimique
4.3. MÉTHODES BIOLOGIQUES
4.3.1. Traitement aérobie
4.3.2. Traitement anaérobie
4.4. MÉTHODES MEMBRANAIRES
4.4.1. Microfiltration (MF)
4.4.2. Ultrafiltration (UF)
4.4.3. Nanofiltration (NF)
4.4.4. Osmose inverse (OI)
PARTIE II : MATÉRIEL ET MÉTHODES
1.SITE D’ÉTUDE (LA DÉCHARGE CONTROLÉE DE LA VILLE DE FÈS)
2.PRÉLÈVEMENT DES ÉCHANTILLONS DE LIXIVIATS
3.ANALYSES PHYSICOCHIMIQUES DES ÉCHANTILLONS DE LIXIVIATS
3.1. Demande Chimique en Oxygène
3.2. Mesure de la température et du pH
3.3. Conductivité électrique et salinité
3.4. Matières en suspension
3.5. Coloration
4.ISOLEMENT DES BACTÉRIES A PARTIR DES LIXIVIATS
4.1. Isolement, dénombrement et biodiversité de la population bactérienne des Lixiviats jeunes et âgés
4.2. Isolement après enrichissement dans des concentrations croissantes de métaux lourds
4.3. Caractérisation des isolats bactériens
4.3.1. Etude morphologique : aspect macroscopique des colonies
4.3.2. Observation microscopique : Coloration de Gram
4.3.3. Caractérisation biochimique des isolats bactériens
4.3.4. Conservation des isolats bactériens
5.TRAITEMENT DES LIXIVIATS PAR LES ISOLATS BACTÉRIENS
5.1. Choix des lixiviats
5.2. Isolats bactériens utilisés pour le traitement
5.3. Traitement des effluents par les isolats bactériens
PARTIE III : RÉSULTATS ET DISCUSSION
1.CARACTÉRISTIQUES DES LIXIVIATS DE LA DÉCHARGE CONTROLÉE DE FÈS
1.1. Caractéristiques physico-chimiques
1.2. Caractéristiques bactériologiques
2.CARACTÉRISATION ET IDENTIFICATION DES BACTÉRIES ISOLÉES APRÈS ENRICHISSEMENT
2.1. Caractéristiques des isolats sélectionnés
2.1.1. Caractéristiques macroscopiques
2.1.2. Caractéristiques microscopiques : coloration de Gram
2.2. Identification des isolats bactériens
3.TRAITEMENT DES LIXIVIATS DE LA DÉCHARGE CONTROLÉE DE LA VILLE DE FÈS
3.1. Traitement des lixiviats par des bactéries isolées après enrichissement
3.2. Traitement des lixiviats par des bactéries non enrichis isolées à partir des lixiviats jeunes
3.2.1. Évolution de la coloration, de la conductivité et de la salinité
3.2.2. Évolution de la DCO
CONCLUSION GÉNÉRALE
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES