Traitement d’épuration des eaux usées de la zone industrielle forello de tanjombato

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LES EAUX USEES INDUSTRIELLES

DEFINITION

Les eaux usées sont des eaux salies, impures et rejetées après usage. Ce sont des eaux ayant acquis une charge minérale ou organique en fonction de leur utilisation. Elles constituent une principale source de pollution.
Du fait de ses propriétés physico-chimiques particulières, l’eau est utilisée dans la plupart des activités industrielles. Elle est utilisée, par exemple, comme composant de dilution dans certaines industries. Elle peut intervenir comme agent de nettoyage ou de lavage de produits ou de machines. Elle constitue souvent un moyen de refroidissement, en particulier dans certaines usines métallurgiques ou dans les centrales thermiques et nucléaires. L’eau est également le vecteur d’élimination de certains déchets industriels.[7]
A cause de sa diversité, il est difficile de prévoir l’apport de pollution industrielle. Dans chaque branche industrielle, les eaux usées ont des caractéristiques communes, mais il existe des différences liées aux différences de procédés employés.
Il n’est donc pas possible de donner un profil type des eaux usées industrielles. Cependant, on peut évoquer certaines caractéristiques de ces eaux, à savoir : [7]
Les eaux à charge minérale dominante qui proviennent des rejets des installations minières et des usines de traitement de minéraux sont très chargées en matières en suspension. Elles ont des pH qui s’écartent souvent de la neutralité.
Les eaux à charge organique dominante issues de rejets d’abattoirs sont très chargées en matières organiques biodégradables.
Les eaux toxiques qui proviennent de certaines industries chimiques.
Les eaux chaudes qui sont constituées par les rejets des centrales électriques qu’elles soient classiques ou nucléaires. Celle-ci est à l’origine des pollutions thermiques qui peuvent avoir des conséquences écologiques graves arp rapport aux autres types de pollution.
Il faut noter que presque toutes installations industrielles ont des circuits de refroidissement et rejettent des eaux chaudes.

CARACTERISTIQUES DES EAUX USEES INDUSTRIELLES

La composition des eaux usées industrielles s’analyse par le biais de diverses mesures physiques, chimiques et biologiques.[9]

Les paramètres physico-chimiques

Pour évaluer la qualité des eaux usées, il faut faire appel aux principaux éléments suivants : pH : Il s’agit d’un paramètre fondamental de caractérisation des eaux résiduaires. En effet, l’efficacité des opérationsde traitement nécessite une zone de pH spécifique.
Température: La notion de température revêt un rôle très important et doit être prise en compte lorsqu’on cherche à déterminer l’incidence de rejets. Des modifications excessives de la température des milieux récepteurssont en effet de nature à modifier le biotope et à perturber la vie piscicole. En outre, les réactions chimiques dans les traitements des eaux sont influencées par l’élévation ou la baisse de température.
Matières en suspension ou MES :
Leur teneur est variable suivant la nature des terrains traversés, suivant la saison, suivant la pluviométrie….
Les matières en suspension(MES), exprimés enmilligramme par litre comprennent : les matières décantablesqui se déposent au repos pendant une durée fixée conventionnellement à 2 heures et les matières colloïdales qui représentent la différence entre les M.E.S etles matières décantables.
Le tableau suivant montre la répartition de la pollution dans une eau urbaine.
Les matières organiques : leur présence favorise l’apparition de mauvais goûts qui pourraient être exacerbés par la chloration. Les eaux chargées d’humus et celles des régions tourbeuses sont inoffensives et présententune teneur en matières organiques assez élevée. Par contre, les eaux n’en renfermant que des traces peuvent être très dangereuses par la présence des éléments microbiens. Il ne faut pasdonc conclure qu’une teneur élevée en matières organiques doit toujours favoriser une contamination microbienne.
Le tableau suivant montre la classification des eaux suivant la teneur en matières organiques :
Tableau 3: Classification des eaux suivant la teneur en matières organiques [7]
Dureté :
Elle caractérise une eau contenant des sels de calcium et de magnésium (sels incrustants). Une eau trop chargée de calcaire peut modifier les caractéristiques d’une eau qui le contient : la couleur et le goût.
Alcalinité: L’alcalinité représente le pouvoir tampon des eaux usées et est parfois exprimée par le Titre Alcalimétrique Complet (TAC).
Pour une eau naturelle, elle traduit la somme des anions hydrogénocarbonates, carbonates, et hydroxydes alcalins (Na) ou alcalino-terreux (Ca, Mg).
Les réactions chimiques qui interviennent au coursde la mesure sont les suivantes :
2- + –
CO3 + H → HCO3
HCO3- + (Ca2+ , Mg2+ ,Na+ ) → Ca(HCO3 )2 , Mg(HCO3)2 ,Na(HCO3)
HCO3- + H+ → H2 CO3
Sa connaissance présente un intérêt particulier lorsque des traitements physico-chimiques sont envisagés, car elle traduit la présence en solution d’espèces chimiques susceptibles d’exercer une influence directe sur les conditions techniques de l’épuration….
Salinité :
C’est le principal critère d’évaluation de laqualité d’une eau usée. Elle est évaluée par la mesure de la conductivité électrique.
Conductivité électrique :
Elle donne une évaluation de la teneur en els dissous des eaux usées. Et est exprimée en µS/cm.
La conductivité électrique dépend essentiellement de la minéralisation totale de l’eau .Une eau sera alors d’autant moins résistante au passage d’un courant électrique qu’elle contiendra des sels minéraux.
On peut avoir donc une relation entre la conductivité et la minéralisation selon le tableau ci-après :
Tableau 4: Relation entre la conductivité et la minéralisation [9]
Les dérivés azotés: les nitrates, les nitrites et l’ammonium sont les plus souvent rencontrés. Parfois on les retrouve dans les eaux, généralement à des doses faibles. Ils proviennent soit d’une oxydation incomplète de l’ammoniaque, soit d’une réduction des nitrates sous l’influence d’une action bactérienne.
La turbidité: composée de fines particules en suspension ou de matières colloïdales. Elle a des origines multiples. Les argiles et les limons de surface entraînés par des ruissellements font changer la qualité de la nappe. Elle est mesurée par un turbidimètre qui permet de lire directement la valeur affichée, en unité néphélométrique NTU .L’eau possédant une valeur importante de turbidité ne peut être consommée directement. Il faut l’épurer, soit par décantation, soit par filtration, soit encore par combinaison de ces deux traitements.
La couleur est visible à l’œil nu. On distingue généralement l a couleur apparente due aux matières en suspension et en solution, et la couleur vraie des matières proprement dites. Les matières en solution sont colorées par les acides humiques, par le fer et le manganèse qui peuvent faire virer au vert, au jaune ou au brun la couleur de l’eau au fur et
à mesure. Bien que l’eau colorée puisse ne pas êtredangereuse directement pour la santé, elle présentera des inconvénients et sera suspecte aux onsommateursc.
L’odeur est directement ressentie par l’organe olfactif. Le test ne donne pas une quantification mais une appréciation. Les odeurs proviennent soit des produits chimiques, soit des matières organiques en décomposition, soit des protozoaires.

Les paramètres biologiques

Demande Biochimique en Oxygène pendant 5 jours et Demande Chimique en Oxygène : [1][8]
La concentration de matière organique s’obtient par les analyses de DBO5 et de DCO.
La DBO5 représente la quantité d’oxygène nécessaire auxicroorganismes pendant cinq jours pour décomposer la matière organique des eauxusées à une température de 20°C.
De même, la DCO est la quantité d’oxygène cessairené pour oxyder la matière organique en utilisant du bichromate dans une solution acide et pour la transformer en dioxyde de carbone et en eau. La valeur de la DCO est toujours plus élevée que celle de la DBO, car de nombreuses substances organiques peuvent être oxydées chimiquement mais ne peuvent s’oxyder biologiquement.
D’ordinaire, la DBO5 est utilisée pour tester la force des eaux usées municipales traitées et non traitées et celle des eaux industrielles biodégradables.
La DCO est utilisée pour tester la force des eaux usées qui ne sont pas biodégradables, ou qui renferment des composants qui freinent l’activité des microorganismes. L’analyse du pH permet de mesurer l’acidité d’un échantillon d’eaux usées. Dans des eaux usées domestiques types, la matière organique est onstituéec approximativement de 50% de glucides, 40% de protéines et 10% de graisse ; le pH peut s’échelonner de 6,5 à 8,0.
Avec les eaux usées domestiques, la DBO représente 0,684 de la demande totale en oxygène. Elle se situe en moyenne entre 200 et 300 mg.l-1.
Quand la production des eaux usées domestiques est comprise entre 150 et 300l/hab./j, la DCO est généralement entre 75 et 10g/hab./j.
Par suite, le tableau suivant montre les différents types d’eau avec leur DBO respectifs :
Corrélation entre DCO et DBO :
Le rapport (DCO/DBO5) renseigne sur la biodégradabilité de la matière rganiqueo. L’augmentation de ce rapport se traduit par l’augme ntation de la proportion des matières organiques non biodégradables de l’eau usée.

Les paramètres bactériologiques

La présence des polluants bactériologiquesest marquée par le développement de bactéries, de virus, de champignons ou d’algues. Les déchets et les eaux usées sont les principaux fournisseurs de polluants bactériologiques.[4]
Parmi ces polluants, on rencontre l’Escherichia Coli qui a une haute spécificité diagnostique. Sa présence dans une eau est signe decontamination par des excrétas humains ou animaux.
Mais les streptocoques fécaux sont des bactéries en chaînette. Ce sont des flores normales des matières fécales humaines et animales,industries de la contamination fécale récente .Ils sont extrêmement résistants aux agentschlorés.
L es coliformes totaux et fécaux se présentent sous forme de bâtonnets, non sporulés, capables de croître en aérobiose à 30° C.

Table des matières

Introduction
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE 1 : La pollution
I.1. Definition
I.2. Origines de la pollution
I.3. Les différents types de polluants
I.3.1. Les polluants gazeux
I.3.2. Les polluants chimiques
I.3.3. Les déchets
I.3.4. Les polluants bactériologiques
I.4. Impacts de la pollution sur l’environnement
CHAPITRE 2 : Les eaux usées industrielles
II.1. Definition
II.2. Caracteristiques des eaux usées industrielles
II.2.1. Les paramètres physico-chimiques
II.2.2. Les paramètres biologiques
II.2.3. Les paramètres bactériologiques
II.3. Les principaux milieux recepteurs
II.3.1. Les lacs
II.3.2. Les fleuves et les rivières
II.4. Normes de rejets
CHAPITRE 3. Les différents procédés de traitements
III.1. Traitements biologiques
III.1.1. Généralités
III.1.2. L’épuration par boues activées
III.1.3. L’épuration par lits bactériens
III.1.4. Le lagunage aéré
III.1.5. L’épandage
III.2. Traitements physico-chimiques
III.2.1. Généralités
III.2.2. La coagulation- floculation
DEUXIEME PARTIE : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE 1 : Présentation du cadre d’étude
I.1. Monographie de la commune rurale de tanjombato
I.2. La zone industrielle forello
I.2.1. Les usines
I.2.2. Les produits chimiques utilisés par le délavage des jeans
I.3. Problematiques et objectifs
CHAPITRE 2 : Analyse des effluents de la zone industrielle forello tanjombato
II.1. Caracteristiques des eaux usées de la zone d’étude
II.1.1. Caractères qualitatifs
II.1.2. Caractères quantitatifs
II.2. Analyse des eaux usées de la zone industrielle forello
II.2.1. Echantillonnage
II.2.2. Analyse des paramètres organoleptiques
II.2.3. Analyse des paramètres physico-chimiques
II.2.4. Analyse des paramètres de pollution
II.2.5. Résultats des analyses
II.2.6. Interprétations
CHAPITRE 3 : Traitement d’épuration des eaux usées de la zone industrielle forello de tanjombato
II.1. Choix et mode de traitement
II.2. Etape de traitement
II.3. Essai de traitement au laboratoire
II.4. Caracteristiques de l’eau épurée
II.5. Dimensionnement des bassins
TROISIEME PARTIE : ETUDES D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL, ETUDES ECONOMIQUES ET LES MESURES D’ATTENUATIONS
CHAPITRE 1 : Objet de l’étude d’impact environnemental
I.1. Analyse de l’état initial
I.2. Cadre géographique et économique
CHAPITRE 2 : Caractéristiques physiques du site et de ses environs
II.1. Milieu humain
II.2. Paysage
II.3. Etat actuel de nuisance
CHAPITRE 3 : Analyse des effets du projet sur l’environnement
III.1. Schéma général de l’assainissement
III.2. Impacts sur le milieu humain
III.3. Les mesures d’atténuation
CHAPITRE 4 : Etudes economiques
III.4. Au niveau de la cloture de station
III.5. Au niveau des outillages
III.6. Autres dépenses et installations annexes
III.7. Bilan
Conclusion
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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