Types de pollution dans les eaux usées

Types de pollution dans les eaux usées

Généralités sur les eaux usées et leurs traitements

Types de pollution dans les eaux usées 

Introduction

Les cours d’eau ont une capacité naturelle d’épuration. Mais cette capacité a pour effet de consommer de l’oxygène et n’est donc pas sans conséquences sur la faune et la flore aquatiques. Lorsque l’importance d’un rejet excède la capacité d’autoépuration de ces cours d’eau, la détérioration de l’environnement peut être durable. C’est pourquoi, il est indispensable d’épurer les eaux usées avant de les rejeter en milieu naturel.

Origine des eaux usées

Dans la nature, les eaux usées à évacuer sont de trois types :
a. Les eaux de ruissellement : Comprennent les eaux de pluies, eaux de lavage et les eaux de drainage. Ces eaux sont polluées par les matières qu’elles entraînent e n provenances des trottoirs et des chaussées (huiles, mazoutes, graisse, sable …Etc.). Elles contiennent également de zinc, plomb, et cuivre. Les eaux de drainage peuvent provenir de la montée d’une nappe phréatique dans le sol. Elles sont généralement peu polluées.
b. Les eaux usées d’origine domestique :
Elles représentent environs un volume de 80% des eaux potables.
Elles contiennent : *Les eaux ménagères (eaux de cuisine et de salle de bain, lessive). *Les eaux vannes (eaux de WC sont constituées par l’urine et les matières fécales diluées avec l’eau d’échasses) [3].
c. Les eaux usées d’origine industrielles : Elles contiennent des substances minérales ou organiques, corrosives ou entartrant à température élevée, et des substances toxiques et des inhibiteurs ce nécessite un prétraitement en usine avant leur rejet dans le réseau général d’assainissement [4].

Pollution des eaux usées 

La pollution se manifeste généralement sous quatre formes principales.
x D’origine organique.
x D’origine microbiologique.
x D’origine minérale
x D’origine toxique (minérale et organique).
A chacune de ces formes de pollutions correspond nécessairement une modification du milieu récepteur qui se traduit indirectement et à plus ou moins long terme, par des conséquences néfastes sur l’individu.

Pollution organique

La pollution organique constitue souvent la fraction la plus importante d’autant plus que dans son acceptation la plus large, cette forme de pollution peut être considérée comme résultant de diverses activités (urbaines, industrielles, artisanales et rurales) chaque activité rejette des composées spécifiques biodégradables ou pas.
On distingue pour les eaux usées urbaines les matières organiques banales (protides, lipides, glucides), les détergents (anioniques, cationiques, non ioniques), les huiles et goudrons.
b. Pollution microbiologique :
Cette pollution est due à la présence d’une multitude d’organismes vivants dans les eaux usées apportés par les excréments d’origines humaine ou animale. Ces bactéries jouent le rôle de témoins de pollution.
La pollution microbiologique devient très dangereuse lorsque les eaux usées sont rejetées dans un milieu récepteur pouvant provoquer des maladies dangereuses pour l’individu.
c. Pollution minérale :
Il s’agit principalement d’effluents industriels contenant des substances minérales tels que :
Les sels, les nitrates, les chlorures, les phosphates, les ions métalliques, le plomb, le mercure, le chrome, le cuivre, le zinc et le chlore.
Ces substances suscitées :
x Peuvent causer des problèmes sur l’organisme de l’individu.
x Perturbent l’activité bactérienne en station d’épuration.
x Affectant sérieusement les cultures.
d. Pollution toxique : La toxicité présente dans les eaux usées peut être organique ou minérale, les substances organiques toxiques sont entres autres les pesticides, les hydrocarbures et les produits organiques de synthèse industriels (aldéhydes, phénols, produits azotes …etc.).
Les substances minérales toxiques sont : les sels à fortes concentration, les ions métalliques rejetés par les effluents industriels.

Paramètres de pollution des eaux

La pollution des eaux usées se présente sous trois formes principales
x Physique (matières en suspension).
x Chimique (matières organiques dissoutes).
x Biologique

Paramètres physiques chimiques 

La pollution résulte de l’introduction dans un milieu de substances conduisant à son altération. Elle se traduit généralement par des modifications des caractéristiques physicochimiques du milieu récepteur. La mesure par analyse de ces derniers (au niveau du rejet, du milieu naturel ou du milieu pollué) permet de l’étudier [5].

La température 

La température est un facteur écologique important du milieu. Son élévation peut perturber fortement la vie aquatique (pollution thermique). Certains rejets présentent des écarts de température importants avec le milieu récepteur : ce sont par exemple, les eaux de refroidissement des centrales nucléaires thermiques induisant ainsi une forte perturbation du milieu. La température est mesurée par thermo-sonde (ou par thermomètre) [5].
Il est important de connaitre la température de l’eau avec précision. En effet, celle-ci joue un rôle dans la solubilité des sels et surtout des gaz, dans la détermination du pH, pour la connaissance de l’origine de l’eau et des mélanges éventuels, etc. … [6].

Le potentiel d’Hydrogène (pH)

Le pH est un paramètre qui permet de mesurer l’acidité, l’alcalinité ou la basicité d’une eau. Sa mesure doit s’effectuer sur place de préférence par la méthode potentiométrique. La mesure électrique, quoique délicate, peut seule donner une valeur exacte, car elle est indépendante du potentiel d’oxydoréduction, de la couleur du milieu, ou de la turbidité et des matières colloïdales [7].
En milieu naturel, certains rejets industriels ou les apports d’eaux de ruissellement sont la cause de variation du pH qui s’avère être, dans ce cas, un indice de pollution [8].
Les organismes sont très sensibles aux variations du pH, et un développement correct de la faune et de la flore aquatique n’est possible que si sa valeur est comprise entre 6 et 9.
L’influence du pH se fait également ressentir par le rôle qu’il exerce sur les autres éléments comme les métaux dont il peut diminuer ou augmenter la disponibilité et donc la toxicité.

La turbidité et les matières en suspension 

La turbidité est inversement proportionnelle à la transparence de l’eau. Elle est mesurée :
Soit visuellement par la hauteur d’eau à travers laquelle on ne distingue plus un objet (disque de Secchi, fil de platine) ; elle est alors exprimée en mètre.
Soit électroniquement (néphélométrie) par comparaison avec une gamme de solution de référence (silice, mastic, formazine) ; elle est alors exprimée en mg/l de silice, de mastic, … ou en unité (NTU, Nephelometric Turbidity Unit, ou JTU – Jackson ou FTU, Formazine-) [5].
La turbidité varie suivant les matières en suspension (MES) de l’eau :
La détermination des matières en suspension (MES) est essentielle pour évaluer la répartition de la charge polluante entre pollution dissoute et pollution sédimentable, car le devenir de ces deux composantes est très différent, tant dans le milieu naturel que dans les systèmes d’épuration.
Dans une eau usée urbaine, prés de 50 % de la pollution organique se trouve sous forme de MES. Les résultats pour les eaux usées industrielles sont très variables, il est de même pour les eaux naturelles où la nature des MES est souvent minérale et leur taux est relativement bas, sauf en période de crue des cours d’eau.
La composition des MES peut être appréciée par analyse directe : plus souvent, elle est obtenue par différence des caractéristiques des eaux brutes et des eaux filtrées. Les erreurs sur les valeurs résultantes sont alors élevées. Les MES sont exprimées en mg/l [9].

Table des matières

Introduction
Chapitre I : Présentation de la ville Marsa Ben M’Hidi
I.1. Situation géographique
I.2. Le contexte physique
I.3. Hydrographie
I.4. Géologie et Hydrogéologie
I.5. Climatologie de la région
¾ Température
¾ Pluviométrie
¾ Vents
I.6. Sismicité
I.7.Situation démographique
I.7.1. Situation démographique à l’horizon 2040
I.7.2. Situation Socio-économique
I.8. Réseau AEP
I.9. Réseau Assainissement
I.9.1. Aperçu général du réseau d’assainissement existant de Marsa Ben M’Hidi
I.9.2. Estimation du débit des équipements d’eau usée
I.9.3. Evaluation du débit moyen journalier (habitats)
Chapitre II : Généralités sur les eaux usées et leurs traitements
II.1. Types de pollution dans les eaux usées
II.1.1. Introduction
II.1.2. Origine des eaux usées
a. Les eaux de ruissellement
b. Les eaux usées d’origine domestique
c. Les eaux usées d’origine industrielles
II.1.3.Pollution des eaux usées
a. Pollution organique
b. Pollution microbiologique
c. Pollution minérale
d. Pollution toxique
II.1.4.Paramètres de pollution des eaux
II.1.4.1.Paramètres physiques chimiques
II .1.4.2. Les paramètres bactériologiques
II.1.5. L’équivalent habitant (EH)
II.1.6. Les normes algériennes de rejet d’effluents
II.2.Procèdes d’épurations des eaux usées
II.2.1.Introduction
II.2.2.Traitement primaire
II.2.2.1.Prétraitement
a. Le dégrillage
b. Délacération
c. Dessablage
d. Déshuilage et dégraissage
II.2.2.2.décantation primaire
II.2.3.Traitement secondaire
II.2.3.1.Traitement physico–chimique
II.2.3.2.Traitement biologique
II.2.3.2.1.Les procédés extensifs
a. L’épandage
b. Le lagunage
II.2.3.2.2. Les procédés intensifs
a. Le lit bactérien
b. Le disque biologique
c. Epuration biologique par les boues activées
II.2.4. Traitement tertiaire
II.2.5.Traitement des boues
II.2.5.1.Epaississement
II.2.5.2.Stabilisation
II.2.5.3.Déshydratation
II.3. Analyse des eaux usées et estimation de la pollution
II.3.1.Introduction
II.3.2.Prélèvement et échantillonnage
II.3.3.Interprétation des résultats
II.3.4. Matériel et méthodes
a. Température
b. PH
c. Turbidité
d. Oxygène dissous
e. Mesure de la conductivité
f. Matières en suspensions (MES) Turbidité
g. Demande chimique en oxygène DCO Turbidité
h. Demande biochimique en oxygène DBO5 Turbidité
Chapitre III : Dimensionnement de la station d’épuration
III.1.Caractéristiques générales de la ville
III.2. Données de bases
III.2.1. Calcul des débits et des charges polluantes
A- Calcul des débits
a. Débit de consommation journalier en m3/j
b. Débit d’eau usée total journalier
c. Débit moyen horaire journalier
d. Débit de pointe de temps sec
e. Débit diurne
B-Calcul des charges polluantes
a. Charge en DBO5
b. Concentration de la DBO5 en mg/l
c. Les charges en matières en suspension (M.E.S)
d. Concentration des M.E.S en mg/l
III.2.2. Prétraitements
III.2.2.1. Calcul des grilles
a. Calcul de la largeur
b. Calcul des pertes de charges
c. Calcul des volumes des déchets retenus
III.2.2.2. Calcul du dessablage
III.2.2.3.Calcul des quantités des matières éliminées par le dessableur
III.2.3. Traitement primaire
III.2.3.1. Dimensionnement du décanteur
III.2.4. Traitement secondaire
III.2.4.1.Bassin d’oxydation et la charge massique
III.2.4.2.besoins en oxygène
III.2.4.3.Calcul de l’aérateur de surface à installer
a. La quantité totale d’oxygène transférée par unité de puissance dans les conditions standard (No)
b. Calcul de la puissance nécessaire à l’aération « puissance requise pour oxygénation » Wa
c. Calcul de la puissance de brassage et le maintien des solides en suspension dans le bassin
d. Le nombre d’aérateurs dans le bassin
e. Besoin en énergie de l’aérateur
III.2.4.4.Bilan de boues
III.2.4.5.Dimensionnement du clarificateur
III.2.5. Traitement des boues
III.2.5.1. épaississement
III.2.5.2. Stabilisation aérobie
III.2.5.3. La déshydratation des boues par lit de séchage
III.3. Fiche technique de la station d’épuration
Chapitre IV : Etude de la possibilité de réutilisation des eaux épurées en irrigation
IV.1. Introduction
IV.2. potentiel agricole de la zone d’étude et besoins des cultures
IV.3.Climatologie
IV.3.1. Température de l’air
IV.3.2. Pluviométrie
I IV.3.4. Humidité
IV.4.Les besoin en eau d’irrigation
IV.4.1.Précipitation efficace (utile)
IV.4. 2.Evapotranspiration
IV.4.3.Calcul des besoins en eau
IV.5.Détermination des volumes d’eau épurée mensuels
VI.6. Cas de réutilisation des eaux épuré pour l’irrigation des oliviers
Conclusion

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