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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
Ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche
scientifique Université Mouloud MAMMERI de Tizi-Ouzou
Faculté des Sciences Biologiques et des Sciences
Agronomiques
Département d'Agronomie
Mémoire de fin
d'étude
En vue de l'obtention du diplôme de
Master en
Sciences Agronomiques
Option : Traitement et valorisation des ressources
hydriques
Thème
Traitement des eaux de rejets de la station
d'épuration de Tizi- Ouzou Est. Suivi les
paramètres de pollution
J
Réalisé par : Mr AMARA
Aghiles
Mr ZEMOUCHE Nourredine
Présenté devant le jury :
Président : Examinatrice : Examinateur : Promoteur
:
Mr METAHRI Mohammed said . M.C.A à
l'UMMTO
Mme NAIT KACI Malika. M.C.A à
l'UMMTO
Mr BERADJ Omar. M.A.A à
l'UMMTO
Mr LATEB Yacine. M.A.A à
l'UMMTO
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Soutenu le 20 juillet 2016
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Promotion 2015-2016
Dédicace
A chaque fois qu'on achève une étape
importante dans notre vie, on fait une pose pour regarder en arrière et
se rappeler toutes ces personnes qui ont partagé avec nous tous les bons
moments de notre existence, mais surtout les mauvais.
Ces personnes qui nous ont aidés sans le leur dire,
soutenus sans réserve, aimé sans compter, ces personnes à
qui notre bonheur devient directement le leur, à qui un malheur en nous,
en eux se transforme en pleur.
A toutes ces âmes ; sans les citer ; nous
dédions ce modeste travail en signe de reconnaissance et de
respect.
Agh i les.A
Nourredine. Z
Liste des abréviations
BPR : barrières perméables
réactives
°C : Degré Celsius
DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène
à 5 jours DCO : Demande Chimique en Oxygène
Eq/Hab : en nombre d'équivalent
habitant
MES : Matières en suspension
MMS : Matières minéral en suspension MO :
Matières organique
MS : Matières Sèches
MVS : Matières volatiles sèches
ONA : Office National d'Assainissement.
02 : Oxygène
pH: Potentiel d'Hydrogène STEP :
station d'épuration.
S : Surface (m2)
T : Température V :
Volume (m3)
Liste des figures
Figure (1): Principe général d'une
Barrière Perméable Réactive «BPR »
Figure (2) : Barrière Perméable Réactive
à mur continu
Figure (3): Barrière Perméable Réactive
de type «funnel and gate»
Figure (4): Barrière Perméable Réactive
à cartouches interchangeables
Figure (5) : situation géographique de la STEP Est.
Figure (6) : Dégrillage grossier
Figure (7) : Poste de relevage
Figure (8) : Dégrillage fin
Figure (9) : Dessablage déshuilage
Figure (10) : Soufflante de by-pass
Figure (11) : Bassin biologique
Figure (12) : Clarificateur
Figure (13): Épaississeur
Figure (14) : Lits de séchage
Figure(15) : Images des différents Moules.
Figure (16) : représente la filtration de l'eau
épurée de la station
Figure (17) : Thermomètre
Figure (18) : pH mètre
Figure (19) : Spectrophotomètre
Figure (20) : Conductimètre
Figure(21) : Dispositif de filtration sous vide
Figure(22) : Retenus après filtrationdes eaux pour
l'eau brute
Figure (23) : Un colorimètre
Figure (24) : image du dispositif de la filtration
Figure W.1: évolution de pH de l'eau traitée
(pHi=6.66) en fonction du taux d'additif dans la
BPR.
Figure W.2: évolution de la température de l'eau
traitée (T°=17,96°C) en fonction d'argile
dans la BPR
Figure W.3: évolution de la quantité des MES de
l'eau traitée (8 mg/1) en fonction du taux de
charbon dans la BPR
Figure W.4: évolution de la turbidité de l'eau
traitée (11FTU) en fonction du taux d'additif
dans la BPR
Figure W.5 : évolution de la conductivité de l'eau
traitée en fonction du taux d'additif dans la PRB
Figure W.6: évolution de la DBO5 de l'eau traitée
en fonction de la nature de l'additif
Figure W.7 : évolution de la DCO de l'eau traitée
en fonction de la nature de l'additif.
Figure W.8: évolution de la quantité de nitrite
résiduelle dans l'eau traitée en fonction de la nature de
l'additif.
Figure W.9: évolution de la quantité de nitrate
(NO3-) de l'eau traitée en fonction de la nature de
l'additif.
Figure IV.10: évolution de la quantité d'ions
phosphate de l'eau traitée en fonction de la nature de l'additif
Figure W.11: évolution du pH de la solution traitée
en fonction de la nature de l'additif Figure W.12: évolution du volume
de solution traitée en fonction de la nature de l'additif. Figure W.13:
évolution du débit volumique en fonction de la nature de
l'additif.
Figure W.14: évolution de la quantité globale de
glyphosate retenue en fonction de la nature de l'additif
Figure W.15 : évolution du taux global de rétention
en fonction de la nature de l'additif
y
Tableau 1 :proportion des volumes rejetés
pour chacune des activités domestiques polluantes Tableau 2 :
Germes pathogènes rencontrés dans les eaux
usées
Tableau 3: description des principaux types de
pollution des eaux résiduaires entrant dans les stations
d'épurations
Tableau 4 : les produits et matériels
utilisés
Tableau 5 :Principales caractéristiques
du charbon activé
Tableau 6 : les différents constituants
des barrières à base d'argile à différents
pourcentages
Tableau 7: les différents constituants
des barrières à base de charbon à différents
pourcentages
Tableau 8 : tableaux de matériels et
réactifs utilisés
Tableau 9 : Représentant les
différents volumes de glyphosate dans les tubes.
Sommaire
Intoduction générale 1
Chapitre I : Généralité sur les
eaux usées
1- Définition de la pollution 2
1-1 Définition de la pollution des eaux 2
2- Origines des eaux usées 2
2-1 Les eaux usées domestiques 2
2-2. Les eaux pluviales 3
2-3 Les eaux industrielles 3
2.4- Les eaux agricoles 4
3- Les différents types de pollution : 4
3-1 La pollution physique 4
3-1.1 Pollution mécanique 4
3-1.2 Pollution thermique 4
3-1.3 Pollution radioactive 4
3-2 La pollution microbienne 5
4- Les paramètres de pollution : 7
4-1 Les paramètres physiques 7
4-1.1 La température 7
4-1.2 La turbidité 7
4-1.3 L'odeur 8
4-1.4 Les matières en suspension (MES) 8
4-1.5 Les matières volatiles en suspension (MVS) 8
4-1.6 Les matières minérales 8
4-1.7 Les matières décantables 8
4-2 Les paramètres chimiques : 9
4-2.1 Le potentiel d'hydrogénation (pH) 9
4-2.2 La conductivité 9
4-2.3 L'oxygène dissous 9
4-2.4 La demande biochimique en oxygène
(DBO5) 9
4-2.5 La demande chimique en oxygène (DCO) 10
4-2.6 La notion de biodégradabilité 10
4-2.7 Les éléments nutritifs ou substances
eutrophisantes 10
5- Les étapes et procédés de traitement
des eaux usées : 11
5-1 Les prétraitements 11
5-1.1 Dégrillage 11
5-1.2 Le tamisage 12
5-1.3 Dessablage 12
5-1.4 Dégraissage-déshuilage 12
5-2 Le traitement primaire 12
5-2.1 Coagulation -- floculation 12
5-2.2 Décantation 13
5-2.3 Filtration 13
5-3 Le traitement secondaire 13
5-3.1 Les traitements anaérobies 14
5-3.2 Les traitements aérobies 14
5-4. Les traitements tertiaires 15
5-4.1 L'élimination de l'azote 15
5-4.2 L'élimination du Phosphore 15
5-4.3 La désinfection 16
5-4.4 Le traitement des boues 16
Chapitre II : Notion sur les Barrières
Perméables Réactives «BPR»
1. Définition d'une BPR 18
2. Les différentes configurations de BPR(s) 19
2.1 Les barrières continues 19
2.2 Les barrières système « funnel and gate
» 20
2.3 Les barrières à cartouches interchangeables
20
2.4 Dimensionnement d'une BPR et choix du réactif 21
2.4.1 Facteurs de dimensionnement d'une BPR 21
2.4.2 Choix du réactif 22
2.5 Mécanismes de traitement des BPR(s) 23
2.5.1. Dégradation biologique 23
2.5.2. La transformation chimique 23
2.5.3. L'adsorption ou l'échange ionique 24
3. Conclusion 24
Chapitre III : Patrie
expérimentale
1. Situation géographique 26
1.2. Topographie du site : 27
1.3Fonctionnement de la STEP Est Tizi-Ouzou
· 27
1.3.1.Prétraitements 27
1.3.2.Bassin biologique 29
1.3.3.Clarificateur 30
1.3.4.Traitements des boues 30
1.Première partie au niveau de laboratoire du
département sciences agronomiques
(réalisation des moules) 32
1.1.Matériels et produits 32
1.2.Mode opératoire 34
2.La Deuxième partie : la station d'épuration,
STEP Est du Tizi-Ouzou (au niveau du
laboratoire) (analyses physico-chimique) 36
2.1.Matériels et Méthodes 36
2.1.1.Matériels 36
2.1.2 Méthodes 37
2.1.2.Méthodes utilisée 38
2.1.2.1.Analyses journalières 38
2.1.2.2.Analyses complètes 40
3. Troisième partie : Au niveau laboratoireau
laboratoire du département sciences
agronomiques. 44
1. Traçage de la courbe d'étalonnage : 44
Chapitre IV : Résultats d'analyses
Partie 1 : essais réalisés au niveau de la STEP
de Tizi-Ouzou Est. 47
Partie 2 : essais de rétention du glyphosate 53
Conclusion générale 56
Introduction
La pollution de l'eau est une dégradation
physique, chimique, biologique ou bactériologique de ses qualités
naturelles, provoquée par l'homme et ses activités. Elle perturbe
les conditions de vie de la flore et de la faune aquatiques.
La dégradation des ressources en eau, sous l'effet des
rejets d'eaux polluées, peuvent non seulement détériorer
gravement l'environnement mais aussi entrainer des risques de pénurie,
d'où la nécessité de traiter ces eaux usées avant
de les rejeter dans le milieu récepteur.
Les rejets des eaux usées augmentent du fait de
l'industrialisation et l'amélioration du niveau de vie de la population,
les capacités d'autoépuration sont jugées
dépassées ce qui pousse les chercheurs à développer
plusieurs techniques pour épurer ces effluents.
Parmi l'ensemble de ces techniques, les techniques passives de
traitement/restauration des eaux souterraines superficielles polluées,
les Barrières Perméables Réactives (BPR) suscitent un
intérêt très fort depuis un peu plus de 15 ans. Les
premiers ouvrages d'échelle industrielle (Amérique et Europe du
Nord) ont été réalisés au début des
années 1990.
Le présent travail est effectué afin de montrer
le rendement et l'efficacité de cette techniqueprécitée
dans l'épuration des eaux usées, Pour atteindre cet objectif, ce
travail se compose de deux volets :
Le premier volet est la partie théorique avec deux
chapitres, dont le premier consiste à déterminer les principales
causes de pollution des eaux et les paramètres qui décident le
type et le taux de pollution ainsi que les différents
procédés d'épuration qui peuvent être existé
dans la STEP.
Le deuxième volet est la partie expérimentale
qui es divisé en deux chapitre dont le premier sera
consacréà la présentation du matériel, les
techniques et les réactifs utilisé pourl'analyse physicochimique
des eaux usées de sortie et le dimensionnement de la station
d'épuration projeté, ), la description des modes
opératoires pour la préparation des moules à
différentes pourcentage avec la procédure suivie lors de la
préparation. Le second chapitre constitue les résultats obtenus
et leurs discussions.
Le mémoire est enfin complété par une
conclusion générale récapitulant les résultats
obtenus et les perspectives.
Partie
Bibliographique
Chapitre I
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
2
1. Définition de la pollution :
La pollution de l'eau s'étend comme, une modification
défavorable ou nocive des propriétésphysico-chimiques et
biologique, produites directement ou indirectement par les activités
humaine, les rendes impropres à l'utilisation normale établis.
(D.GAUDJOUS, 1995).
1-1 Définition de la pollution des eaux :
Les eaux usées sont toutes les eaux des
activités domestiques, agricoles et industrielleschargées en
substance toxique qui parviennent dans les canalisationsd'assainissement. Les
eaux usées englobent également les eaux de pluie et leurs charges
polluantes, elle engendre au milieu récepteur toutes sortes de pollution
et de nuisance (GAUDJOUS, 1995).
2. Origines des eaux usées :
Les eaux usées, appelés aussi eaux
résiduaires urbaines (ERU), qui arrivent à la station
d'épuration sont un mélange de plusieurs types d'eaux.
2-1 Les eaux usées domestiques
Elle constitue généralement l'essentiel de la
pollution et se composent :
des eaux de cuisine qui contiennent des matières
minérales en suspension provenant du lavage des légumes, des
substances alimentaires à base de matières organiques (glucides,
lipides, protides), et des produits détergents utilisés pour le
lavage de la vaisselle et ayant pour effet la solubilisation des graisses ;
il des eaux de buanderie contenant principalement des
détergents ;
4 des eaux de salle de bains chargées en produits
utilisées pour l'hygiène corporelle généralement
des matières grasses hydrocarbonées ;
4 des eaux de vannes qui proviennent des sanitaires (WC),
très chargées en matières organiques hydrocarbonées
, en composés azotés, phosphorés et en microorganismes.
(REDJESK, 2002).
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
3
Tableau 1 : proportion des volumes
rejetés pour chacune des activités domestiques polluantes
(ROQUES, 1979).
|
Activité domestique
|
Volume rejeté (%)
|
|
Cuisine : Évier
|
3%
|
|
Lave-vaisselle
|
13%
|
|
Lave-linge
|
13%
|
|
Salle de bains
|
44%
|
|
Chasse d'eau
|
26%
|
2-2. Les eaux pluviales
Ce sont des eaux de ruissellement qui se forment après
une précipitation. Elles peuvent être particulièrement
polluées surtout lors des premières pluies, par deux
mécanismes :
le lessivage des sols et des surfaces
imperméabilisées. Les déchets solides ou liquides
déposés par temps sec sur ces surfaces sont entrainés dans
le réseau d'assainissement par les premières
précipitations qui se produisent ;
4k la remise en suspension des dépôts des
collecteurs. Par temps sec, l'écoulement des eaux usées dans les
collecteurs du réseau est lent, ce qui favorise le dépôt de
matières décantables. Lors d'une précipitation, le flux
d'eau plus important permet la remise en suspension de ces
dépôts.
Elles sont de même nature que les eaux usées
domestiques mais contiennent en plusdes métaux lourdset des
hydrocarbures provenant essentiellement de la circulation automobile.
Lors de précipitations importantes, les eaux pluviales
peuvent arriver en grande quantité au niveau de la station
d'épuration. Des dispositions permettent d'en limiter l'impact sur la
station : bassins d'orages, bassins d'étalement, chaussées
filtrantes.
2-3 Les eaux industrielles
Leur composition est liée au type d'industrie
implantée dans la commune ; la quantité de pollution est parfois
très importante. Elle peut être organique ou minérale selon
l'activité de l'industrie.(REDJESK, 2002)
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
4
2.4- Les eaux agricoles
Provenant des fermes ou des cultures, elles se
caractérisent par de fortes teneurs en sels minéraux (azote,
phosphore, potassium) provenant :
a des engrais,
41- des purins et lisiers (élevage),
4k pesticides, herbicides... (D.GAUDJOUS).
3- Les différents types de pollution :
3-1 La pollution physique
C'est une pollution due aux agents physiques (tout
élément solide entraîné par l'eau), elle est
d'origine domestique, essentiellement industrielle. On peut la répartir
entrois classes: mécanique, thermique et radioactive. (RAMADE.F,
2005)
3-1.1 Pollution mécanique
Elle résulte des décharges de déchets et
de particules solides apportés par les eaux résiduaires
industrielles, ainsi que les eaux de ruissellement. Ces polluants sont soit les
éléments grossiers soit du sable ou bien les matières en
suspension MES. (RAMADE.F, 2005)
3-1.2 Pollution thermique
L'augmentation de la température de l'eau constitue une
forme de pollution physique du milieu naturel susceptible de provoquer de
véritables bouleversements biocénotiques. L'utilisation des eaux
continentales et littorales pour le refroidissement des centrales
électriques conventionnelles ou nucléaires se traduit par un
rejet de chaleur dans l'environnement pouvant affecter la santé des
écosystèmes aquatiques récepteur. Cette pollution
thermique des eaux, improprement appelée (caléfaction) par
certains biologistes anglophones, est un phénomène de nature
physique dont l'expansion et encore récente dans son ampleur. En effet,
il a pris un développement important au moment où se sont
développés les programmes électronucléaires dans
divers pays industrialisés, bien qu'il n'ait aucun lien particulier avec
le recours à ce type d'énergie, les centrales thermique
classiques induisant aussi une pollution thermique des eaux. (RAMADE.F,
2005).
3-1.3 Pollution radioactive
C'est celle occasionnée par une éventuelle
radioactivité artificielle des rejetsqui trouvent leur source dans
l'utilisation de l'énergie nucléaire sous toutes ces
formes(installations et centrales d'exploitation de mine d'uranium et
traitement des déchetsradioactifs). Les éléments
radioactifs s'incorporent dans les molécules des
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
5
organismesvivants. Plus on s'élève dans la
chaîne alimentaire plus les organismes sont sensibles aux rayonnements
(MEKHALIF, 2009).
3-2 La pollution microbienne
C'est une pollution d'origine humaine et animale, elle est
engendrée par les rejets urbains.Elle est dangereuse surtout s'il y a
dans l'eau des micro-organismes pathogènes (E-coli, streptocoque
fécaux...) qui peuvent être à l'origine des maladies
infectieuse (LADJEL, 2004).
Les germes pathogènes susceptibles d'être
présents dans les eaux usées sont donnés dans le tableau
suivant :
Tableau 2 : Germes pathogènes
rencontrés dans les eaux usées (LADJEL, 2004).
|
Germes
|
Organismes
|
Maladies
|
|
Les bactéries pathogènes
Entérobactéries
Vibrions
|
Salmonelles Shigelles
Colibacilles Leptospires Mycobactéries Vibrio coma
|
Typhoïdes Dysenterie
Tuberculose
Choléra
|
|
Les virus
|
Entérovirus Réovirus Adénovirus Rota
virus
|
Poliomyélite, méningite Affection respiratoires
Diarrhées
|
|
Les parasites
Les champignons
|
Tænia, ascaris
|
Lésion viscérales
Eczémas, maladies de la
peau
|
6
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
Tableau 3 : description des principaux types
de pollution des eaux résiduaires entrant dans
les stations
d'épurations (CHARLOTTE, 2011).
|
Nature de la pollution
|
Origine
|
Effet sur l'environnement
|
|
Pollution organique non toxique en elle-même
|
Eaux usées domestiques et industrielles
|
Leur dégradation par voie bactérienne consomme de
l'oxygène dissous dans l'eau, entrainant la mort des poissons par
asphyxie et le développement de fermentations anaérobies
génératrices de nuisances
|
|
Pollution azotée et phosphatée
|
Dégradation des molécules organiques
azotées, ammoniaque
|
Elle est à l'origine des phénomènes
d'eutrophisation : développement et croissance excessive d'algue et de
plancton dans les milieux récepteurs : lacs, rivières et zone
côtière.
|
|
Pollution toxique et substances dangereuse
|
Micropolluants organiques :
|
Dues en général aux rejets industriels, mais aussi
aux rejets agricoles pour les produits phytosanitaires et les rejets urbains
pour les biocides
|
Les effets sur les organismes vivants peuvent être toxiques
à de très faibles concentrations. Les effets sont très
variables car ils ne dépendent pas uniquement du niveau de concentration
mais aussi d'autres caractéristiques comme leur biodisponibilité,
bioaccumulation, persistance, spéciation, etc.
|
· Les produits phytosanitaires
· Les biocides
· Les hydrocarbures
· Les
biphénylespolychlor és
· Les dioxines
|
|
Micropolluants minéraux
|
|
Micropolluants organométalliques
|
|
Pollution par les matières en suspensions
|
Rejets urbains et industriels
|
Elle provoque des dépôts et des envasements
nuisibles à la navigation, le colmatage des voies respiratoires des
poissons et l'augmentation de la turbidité de l'eau gênant la
pénétration de la lumière nécessaire à la
photosynthèse
|
|
Pollution microbiologique
|
Mauvais raccordements au réseau d'assainissement, rejets
de station
|
Certaines bactéries et virus sont pathogènes pour
l'homme
|
7
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
|
d'épuration,...
|
|
|
Pollution acide
|
Pollution atmosphérique, engrais azotés, Rejets
urbains et industriels
|
Elle peut entrainer une augmentation des formes dissoutes des
micropolluants minéraux et accroitre leur réactivité,
biodisponibilité et toxicité.
|
|
Pollution saline
|
Rejets industriels
|
Elle peut conduire à des chocs osmotiques susceptibles de
perturber la faune et la flore locale du milieu récepteur
|
|
Pollution thermique
|
Rejets industriels
|
Elle influence solubilité de l'oxygène et
l'équilibre biologique du milieu
|
|
Pollution radioactive
|
Rejets industriels
|
Elle peut être très acide. Elle perturbe
l'environnement
|
4- Les paramètres de pollution :
Les composés qu'on trouve dans les eaux usées
sont très nombreux et variés. Lorsqu'on ne peut pas identifierla
totalité des composés chimiques présents, on
détermine le degré de pollution des eaux par la mesure des
paramètres globaux de la pollution applicables sur tous types d'eaux.
Ces paramètres sont physiques, chimique ou biologique (REDJESK,
2002).
4-1 Les paramètres physiques
4-1.1 La température
La température est un facteur important de vie des
cours d'eau. Un changement de la température affecte les diverses
propriétésde l'eau. La température joue un rôle
important dans la solubilisation de sels minéraux et des gaz
particuliers.Elle influe sur la solubilité de l'oxygène dans
l'eau et la cinétique des réactions biochimiques, par
conséquent la température influe également sur le pouvoir
auto épuratoire de cour d'eau (DEGREMONT, 2005).
4-1.2 La turbidité
La turbidité est la réductionde la transparence
de l'eau, elle est due à la présence des particules en
suspension, notammentcolloïdale : argile, limon, grain de silice,
matières organique, etc. La turbidité des effluents
résiduaire et des eaux polluées est en
généraltrèsélevée. L'appréciation de
l'abondance de ces particules mesure son degré de
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
8
turbidité. Celui-ci sera d'autant plus faible que le
traitement de l'eau aura été plus efficace (RODIER, 2009).
4-1.3 L'odeur
L'eau d'égout fraiche a une odeur fade qui n'est pas
désagréable. Une odeur nauséabonde indique une eau qui
commence à fermenter par stagnation soit dans le réseau soit
avant son rejet (Henry, 1977).
4-1.4 Les matières en suspension (MES)
Les particules en suspension dans une eau de surface
proviennent des érosions des terres, de dissolution de substance
minérales et de la décomposition de substances organiques.
À cet apport naturel, il faut ajouter les déversements d'eaux
d'égoutdomestique,industrielle et agricole. En générale,
la turbidité de l'eau est causée par des particules de
matières inorganiques (particules de glaise et d'argile) alors que sa
couleur est imputable à des matières organiques et d'hydroxydes
de métal (le fer, par exemple) (DEJARDIN, 1997)
4-1.5 Les matières volatiles en suspension
(MVS)
Elles représentent la fraction organique des MES et
sont obtenues par calcination de ces MES à 525°C pendant 2 h. La
différence de poids entre MES à 105°C et MES à 525
°C donne la « perte au feu » et correspond à la teneur e
MVS (en mg/1) d'une eau. (MARC, 2003).
4-1.6 Les matières minérales
Elles représentent le résultat d'une
évaporation totale de l'eau, c'est-à--dire son « extrait sec
», constitué à la fois par les matières
minérales en suspension et les matières solubles (chlorures,
phosphates, etc.) (MARC, 2003).
4-1.7 Les matières décantables
Elles sont composées des matières en suspension
qui sédimentent en 2 heures dans une éprouvette.Cette analyse est
surtout réalisée sur les effluents de sortie de certains ouvrages
d'épuration, pour juger de leur rendement d'élimination de la
pollution (MARC, 2003).
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
9
4-2 Les paramètres chimiques :
4-2.1 Le potentiel d'hydrogénation (pH)
Le pH (potentiel d'hydrogène) mesure la concentration
en ions W de l'eau et traduit ainsi la balance entre acides et bases sur une
échellelogarithmique de 0 à 14. Ce paramètre conditionne
un grand nombred'équilibres physico-chimiques. Ses valeurs normales se
situent entre 6 et 8.5 dans les eaux naturelles (European Scientifique Journal
August 2014).
4-2.2 La conductivité
La conductivité est la capacité d'une eau
à conduire l'électricité. La conductivité d'une eau
dépend de sa concentration ionique et de sa température. Elle
donne une bonne indication des changements de la composition des eaux et
spécialement de leur concentration en minéraux. La
conductivité augmente avec la teneur en solides dissous. Cette mesure
permet d'évaluer rapidement le degré de minéralisation
d'une eau, c'est-à-dire la quantité de substances dissoutes
ionisées présentes (FOURNIER, 2006).
4-2.3 L'oxygène dissous
L'oxygène dissous est un composé essentiel de
l'eau car il permet la vie de la faune et il conditionne les réactions
biologiques qui ont lieu dans les écosystèmes aquatiques. Dans le
domaine de l'épuration, il est indispensable pour la dégradation
biologique des matières polluantes qui se fait principalement en
aérobiose. Sa concentration est très faible et, le plus souvent,
proche du zéro dans les ERU brutes, du fait des concentrations
importantes en composés réducteurs et de l'activité des
microorganismes présents. La solubilité de l'oxygène dans
l'eau dépend de différents facteurs, dont la température,
la pression et la force ionique du milieu. Elle est régie pour la loi
d'Henry qui établit une proportionnalité entre la pression
partielle en 02 dans l'atmosphère et sa concentration dans l'eau
(REDJESK, 2002).
4-2.4 La demande biochimique en oxygène
(DBO5)
La demande biochimique en oxygène après 5jours
(DBO5) d'un échantillon est la quantité d'oxygène
consommée par les microorganismes aérobies présents dans
cet échantillon pour l'oxydation biochimique des composés
organiques et /ou inorganiques (REDJESK, 2002).
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
10
4-2.5 La demande chimique en oxygène (DCO)
C'est la quantité d'oxygène consommée par
les matières existantes dans l'eau et oxydables par voie chimique dans
les conditions opératoires définies. En fait la mesure correspond
à une estimation des matières oxydables présentes dans
l'eau, quelle que soit leur origine organique ou minérale (fer ferreux,
nitrite, ammonium, sulfures et chlorures). Ce test est particulièrement
utile pour l'appréciation du fonctionnement des stations de traitement.
La DCO étant fonction des caractéristiques des matières
présentes, de leurs proportions respectives, des possibilités de
l'oxydation, etc. (RODIER, 2009).
4-2.6 La notion de biodégradabilité
La combinaison des 2 paramètres globaux de pollution
DCO et DBO5 permet une bonne approche de la biodégradabilité, la
DCO représentant la matière organique dans sa globalité et
la DBO la seule fraction biodégradable dans des conditions
fixées. La DBO5représente la quantité de matière
organique présente dans l'échantillon et qui se sont
dégradées en 5 jours. Si l'on poursuit la biodégradation
pendant une période plus longue (une vingtaine de jour pour une eau
résiduaire urbaine), on aboutit à un palier, qui correspond
à la DBO ultime.
1- Si toutes les matières organique de
l'échantillon étaient biodégradables on devrait avoir :
DBO ultime = DCO
De nombreuses molécule organiques présentes dans
les eaux résiduaire ne sont cependant pas biodégradables ou le
sont très lentement : DCO>DBO ultime.
41- Le rapport DCO/DBO5 permet de se faire une
idée réaliste de la biodégradabilité d'un effluant
(RODIER, 2009).
4-2.7 Les éléments nutritifs ou
substances eutrophisantes
Il s'agit principalement de l'azote (N) et du phosphore (P)
L'Azote
L'azote se trouve dans l'eau usée sous forme organique ou
ammoniacale dissoute. Il estsouvent oxydé pour éviter une
consommation d'oxygène (02) dans la nature et un risque
detoxicité par l'ammoniaque gazeux dissous (NH3), en
équilibre avec l'ion ammoniac (NH4 ) La nitrification est une
transformation chimique de l'azote organique par l'intermédiairede
bactéries et passe par les étapes :
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
11
N organique à NH4 : ammonification ;
NH4 à NO : nitritation par Nitrosomonas ;
NO2 à NO i: nitratation par Nitrobacter (DJEDDI, 2007).
Le phosphore
Le phosphore est présent dans les eaux sous forme de
sels minéraux (ortho et poly phosphates provenant surtout des lessives)
et sous forme organique d'origine industrielle ou biologique. Lesthermes de
phosphore total englobent le phosphore organique et le phosphore
minéral. Ces différents composés se trouve soit à
l'état dissous dans la phase liquide, soit fixés sur les
matières en suspension et colloïdales. Ils pourront donc être
dosés sur l'échantillon total ou sur la partie soluble
après filtration sur membrane 0,45u.
Sous l'action des microorganismes, le phosphore organique et
poly-phosphate peuvent êtres hydrolysés plus ou moins rapidement
en ortho-phosphates. Il est donc important d'effectuer la mesure peu de temps
après le prélèvement de l'échantillon, ou de le
conserver au froid (4 °C).
Aprèsavoir pris soin de le bloquerà l'aide de
chlorure mercurique (50 mg/1 d'eau) (ROQUES, 1979).
5- Les étapes et procédés de
traitement des eaux usées :
5-1 Les prétraitements
On entend par «prétraitements physique »une
série d'opérations qui ont pour but d'éliminer la fraction
la plus grossière des particules entrainées, et de retirer de
l'effluent des matières susceptibles de gêner les traitements
ultérieurs. (BECHAC et al, 1987).
5-1.1 Dégrillage
Cette opération consiste à faire passer
l'effluent entre les barreaux d'une grille, dont l'écartement se mesure
habituellement en centimètres. On retire ainsi de l'eau les fragments de
dimension supérieure à l'écartement de la grille. C'est
l'opération préliminaire à tout traitement et la
présence d'une grille est absolument indispensable sur toutes les
stations. (BECHAC et al, 1987).
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
5-1.2 Le tamisage
Le tamisage est une opération très
générale sur les effluents industriels chargés en
matières en suspension de forte taille (abattoirs, conserveries de
légumes). Il permet la récupération de déchets
utilisables, évite l'obstruction de canalisation ou de pompes, limite
les risques de dépôts et de fermentations, soulage le traitement
biologique ultérieur (BECHAC et al, 1987).
5-1.3 Dessablage
Il est important d'éliminer les sables présent dans
l'effluent :
-I- Pour éviter leur sédimentation
ultérieure, qui peut amener le bouchage de canalisation qu'il sera
difficile de désobstruer, surtout si elles sont enterrées ;
-ii- Pour protéger les organes mécaniques en
mouvement rapide (axes de chaines, pompes de relèvement, rotors de
centrifugeuses à boues).
Le dessablage concerne les particules minérales de
diamètre supérieur à 0.2mm environ (BECHAC et al,
1987).
5-1.4 Dégraissage-déshuilage
C'est une opération destinée à
réduire les graisses et les huiles non émulsionnées par
simple sédimentation physique en surface.
Il est évident que les huiles et graisses
présentent de multiples inconvénients dans le traitement
biologique ultérieur, tels qu'une mauvaise diffusion de l'oxygène
dans le floc bactérien, le bouchage des pompes et canalisation et une
acidification du milieu dans le digesteur anaérobie avec toutes les
conséquences que cela peut présenter (GAID, 1984).
5-2 Le traitement primaire
Les traitements primaires regroupent les procédés
physiques ou physico-chimiques visant à éliminer par
décantation une forte proportion de matières minérales ou
organiques en suspension (SOPHIE, 2007).
5-2.1 Coagulation -- floculation
La vitesse de chute des particules étant
proportionnelle au carré de leur diamètre (loi de stockes) on
conçoit qu'il est avantageux d'en réunir deux petites pour former
une grosse.
12
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
13
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
Au niveau des colloïdes et des particules très
petites, on appelle cette opération coagulation. Au niveau des
particules plus grosses, on parlera floculation. Ces processus sont à
considérer comme des traitements préparatoires à de
nombreuses séparations solide-liquide, comme la décantation, la
flottation, etc. (EDLINE, 1996).
5-2.2 Décantation
La décantation, procédé qu'on utilise
dans pratiquement toutes les usines d'épuration et de traitement des
eaux, a pour but d'éliminer les particules en suspension dont la
densité est supérieure à celle de l'eau. Ces particules
sont en général des particules de floc ou des particules
résultantes de la précipitation qui a lieu lors des traitements
d'adoucissement ou d'élimination du fer et du manganèse. Les
particules s'accumulent au fond du bassin de décantation d'où on
les extrait périodiquement. L'eau clarifiée, située
près de la surface, est dirigée vers l'unité de filtration
(DEJARDIN, 1997).
5-2.3 Filtration
La filtration est un procèdes physique destiné
à clarifier un liquide qui contient des matières solides en
suspension en le faisant passer à travers un milieu poreux. Les solides
en suspension ainsi retenus par le milieu poreux s'y accumulent, il faut donc
nettoyer ce milieu de façon continue ou de façon
intermittente.
La filtration, habituellement précédée
des traitements de coagulation, de floculation et de décantation, permet
d'obtenir une bonne élimination des bactéries, de la couleur, de
la turbidité et indirectement de certain gouts et odeurs (DEJARDIN,
1997).
5-3 Le traitement secondaire
Ils sont essentiellement utilisés pour le traitement
des eaux usées d'origine organique. En particulier le traitement de la
pollution urbaine.
Ils sont basés sur la croissance de microorganismes aux
dépens des matières organiques « biodégradables
» qui constituent, pour eux, des aliments .les microorganismes les plus
actifs sont les bactéries qui conditionnent, on fonction de leur
modalité propre de développement, deux types de traitement : les
traitements aérobies et les traitements anaérobies (VILAGINE,
2003).
14
5-3.1 Les traitements anaérobies
Ils font appel à des bactéries n'utilisant pas
l'oxygène en particulier aux bactéries méthanogènes
qui conduisent, comme leur nom l'indique, à la formation de
méthane à partir de matières organiques et, à un
degré moindre, de CO2.
Ce type de fermentation est appelé digestion en
hydrologie. C'est une opération délicate qui demande une
surveillance importante. En effet la température doit être
maintenue
à un niveau très stable et suffisamment
élevé (30 0 0 C-35 C), le temps de séjour des boues
dans
le digesteur doit être suffisant (plusieurs jours au moins) il
faut aussi éviter les écarts brutaux de PH et les substances
inhibitrices du développement bactérien comme, par exemple, les
cyanures, les sels de métaux lourds, les phénols.
Ce système est davantage utilisé pour le
traitement des effluents urbains que pour le traitement des effluents
industriels généralement toxiques pour les bactéries
(VILAGINES, 2003).
5-3.2 Les traitements aérobies
Les bactéries utilisées exigent un apport
permanent d'oxygène. On distingue trois méthodes essentielles
:
a. Les lits bactériens :
Les eaux à épurer ruissellent sur un
matériau poreux qui sert de support aux bactéries. Il se forme
ainsi un film de bactéries au niveau duquel s'opère
l'assimilation des substances indésirables contenues dans l'eau.
Dans la pratique, un lit bactérien se présente
comme un cylindre à axe verticale rempli de matériaux poreux,
naturels ou synthétiques sur lesquels un distributeur rotatifs vient
répandre les effluents (VILAGINES, 2003).
b. Les boues activées :
Principe très largement répandu dans
l'épuration des eaux usées de plus grande taille, la boue
activée est une culture libre dans un bassin aéré, suivi
d'un clarificateur assurant la décantation des boues biologiques
produites dans le bassin d'aération. Pour maintenir une biomasse en
quantité adaptée à la charge organique (polluante) des
eaux usées alimentant l'installation, une recirculation des boues
(recirculation des bactérie-biomasse épuratrices) est
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
15
réalisée. Une partie des boues ayant
sédimenté dans le clarificateur est donc acheminée
(recirculée) en tête du bassin d'aération. Le principe de
l'activation repose sur cette recirculation de biomasse (CAUCHI et al,
2011).
c. Les lagunages :
Cette technique consiste à utiliser des étendues
d'eau naturelle ou artificielles, peu profondes présentant un volume
élevé par rapport au débit d'effluent à traiter
(temps de passage de 2 à 30 jour ou même plus) pour
réaliser une dépollution intermédiaire, du point de vue de
la biomasse mise en jeu, de la vitesse de réduction et de la
consommation éventuelle d'oxygène, entre les processus naturels
et le procédé des boues activées (ROQUES, 1979).
5-4. Les traitements tertiaires
Enlèvement de constituants spécifiques de l'eau
usée tels que les nutriments et les métaux lourds, qui ne sont
pas enlevés par le traitement secondaire. La désinfection,
habituellement avec du chlore, est employée pour réduire les
constituants microbiologiques (FAO, 2003). 5-
5.4.1 L'élimination de l'azote
La nitrification est un processus aérobie d'oxydation
de l'ammoniaque en nitrite puis en nitrate. Il est réalisé par
des micro-organismes autotrophes parfois hétérotrophes.
La dénitrification est la réduction des nitrites
ou nitrates en azote gazeux principalement, par les bactéries
hétérotrophes. Cette réaction a lieu en milieu anoxique
(absence d'oxygène, présence de nitrite et/ou nitrate) et en
présence de matière organique.Parce que les environnements
chimiques nécessaires aux réactions de nitrification et de
dénitrification ne sont pas les mêmes, ces réactions ont
lieu soit en deux temps distinctsdans un même réacteur soit en
deux espaces différents (CHARLOTTE, 2011).
5-4.2 L'élimination du Phosphore
L'objectif est de concentrer le phosphore dans les boues par
un traitement biologique ou chimique (BELHANI, 2008).
La déphosphatation biologique en procédé
de boues activées modifié permet d'accumuler le phosphore en
excès des besoins métabolique de croissance sans ajout de
coagulant. Les principes d'optimisation de déphosphatation biologiques
sont présentés en parallèle avec une explication du
développement des procédés (Journées
internationales d'étude des eaux, 1997).
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
16
Le traitement chimique consiste à ajouter le plus
souvent des sels métalliques (fer ou aluminium), et plus rarement de la
chaux, la déphosphatation chimique prend place en quatre étapes,
cet ajout peut être réalisé dans le réacteur
biologique ou dans une unité de traitement tertiaire. Le traitement
chimiques est fiable et permet d'atteindre des rendements d'élimination
supérieurs à 85% et des concentrations en phosphore total de 1
à 2 mg/L (BELHANI, 2008).
5-4.3 La désinfection
Les traitements primaires et secondaires ne détruisent
pas complètement les germes présents dansles rejets domestiques.
Des procédés d'élimination supplémentairessont donc
employés lorsque leseaux traitées sont rejetées en zone de
baignade, de pisciculture ou d'élevage de coquillages.L'éventail
des techniques de désinfection est assez large. Un réactif
désinfectant peut être ajouté aux eaux traitées,
avant leur rejet dans le milieu naturel.
Le chlore est le désinfectant le plus courant. Mais la
désinfection peut également s'effectuer avecl'ozone ou le brome,
voire du dioxyde de chlore.
Le lagunage naturel "tertiaire" assure l'exposition des
micro-organismes pathogènes au rayonnement solaire. Ce rayonnement
provoque une destruction des germes d'autant plus efficace que le temps de
séjour des eaux traitées dans la lagune est élevé
(50 à 60 jours). Cependant, l'efficacité de ce traitement
s'amoindrit lorsque l'exposition aux rayons du soleil se réduit, pendant
l'hiver ou lors de remise en suspension de sédiments à l'occasion
de fortes précipitations.
Les ultraviolets (UV) sont de plus en plus utilisés,
depuis quelques années, pour désinfecter les eaux usées
urbaines. Assurant un bon rendement de désinfection, les UV
nécessitent un investissement important, mais présentent
l'avantage de ne pas entraîner l'apparition de sous-produits de
désinfection (SOPHIE, 2007).
5-4.4 Le traitement des boues
Des boues sont produites à toute l'étape
primaire, secondaire et tertiaire du traitement. Les boues provenant du
traitement primaire consistent en matériaux solides enlevés des
eaux usées et ne sont pas comptabilisées dans cette
catégorie. Les boues produites dans les traitements secondaire et
tertiaire sont dues à la croissance biologique constatée dans la
biomasse ainsi qu'à l'accumulation de petites particules. Ces boues
doivent être soumises à un traitement poussé avant
d'être évacuées. Parmi les méthodes utilisées
pour traiter les boues,
Chapitre I : Généralités sur les
eaux usées
17
on citera la stabilisation aérobie et anaérobie
(digestion), le conditionnement, la centrifugation, le compostage et le
dessèchement (MICHIEL et al, 2006).
Chapitre II
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
Aujourd'hui, la grande majorité des pollutions
diffusées dans l'environnement provientdes sites industriels. Ces
pollutions sont dues à l'infiltration de flux pollués dans les
sous-sols.Parmi les méthodes de traitement in situ, il existe des
technologies permettant à la fois lamaîtrise des
écoulements souterrains pollués et leur traitement au sein
même du sol qu'ilstraversent. Ces méthodes sont communément
regroupées sous le terme de barrière
perméableréactive (BPR)(ZAKARIA, 2013).
1.Définition d'une BPR
La technologie des Barrières Perméables
Réactives « BPR(s) » est une solution passive detraitement
in-situ des eaux souterraines. Elle s'inscrit dans une démarche
deprotection à long terme des ressources hydrauliques et de
réhabilitation d'un site pollué(ZAKARIA, 2013).
Une Barrière Perméable Réactive (BPR) est
constituée d'une zone perméable dematériaux
réactifs (métaux réducteurs, accepteurs ou donneurs
d'électrons,adsorbants, lit bactérien,...) située sur le
passage d'un panache d'eau souterraine polluée. Par écoulement
adventif naturel au travers de la barrière, les polluantsprésents
dans les eaux souterraines sont dégradés en
éléments non nocifs(organiques) ou
adsorbés/complexés (organiques, métaux et
métalloïdes) par leréactif (BRGM, 2004).
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Eau polluée
18
Figure (1): Principe général d'une
Barrière Perméable Réactive «BPR» (ZAKARIA,
2013).
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
L'utilisation d'une Barrière Perméable
Réactive « BPR » est plus avantageuse. À titred'exemple
la technique Pompage & Traitement (P&T), malgré un coût
d'investissementrelativement modéré, se différencie par
des coûts opératoires très élevés ;
maintenance desinstallations, changement de pompes, alimentation
énergétique du système... De plus la BPR est une technique
passive ; ce qui signifie qu'une fois installée, elle ne
nécessite pas d'apports extérieurs. Le traitement in-situ
empêche la diffusion des polluantsdans les flux aqueux.
L'inconvénient de cette utilisation est la
difficulté de sa mise en oeuvre. Il faut en effet,respecter la
géologie et les écoulements des eaux ce qui demande une
étude approfondie dusol(ZAKARIA, 2013).
2. Les différentes configurations de BPR(s)
Les Barrières Perméables Réactives sont
construites selon trois types deconfigurations: les barrières continues,
les barrières système « funnel and gate » et
lesbarrières à cartouches interchangeables.
Ces trois types de configurations nécessitent une
perméabilité des zones réactives supérieure
àcelle du sol ou du milieu dans lequel ils seront utilisés pour
éviter le colmatage et laperturbation des écoulements
souterrains.
Le choix de ces types des configurations dépend des
conditions hydrogéologiques, de lanature et des concentrations des
polluants présents dans l'eau(ZAKARIA, 2013).
2.1 Les barrières continues
Les murs continus représentent la configuration la
pluscommune pour les BPR. Ils sont habituellement composés de
matériaux réactifs installés en aval d'un panache de
contamination, perpendiculaire à l'écoulement des eaux
souterraines. Une méthode de conception est également
dédiée à cette configuration et s'appuie sur le temps de
séjour des polluants dans le milieu réactif(P.I.C.S.M.G.E,
2013).
19
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
20
Figure (2) : Barrière Perméable
Réactive à mur continu (ZAKARIA, 2013)
Cette configuration est utilisable dans le cas de faibles
débits et d'écoulements homogènes.Cependant, une fois
l'installation réalisée, l'intervention est très complexe
sur le site et sur leréactif.(ZAKARIA, 2013).
2.2 Les barrières système « funnel and
gate »
Dans la configuration « funnel-and-gate », deux
parois imperméables sont préalablement réalisées
dans le sol. Il peut s'agir de parois minces, de parois composites, de
palplanches ou encore de murs en coulis bentonite-ciment. Un matériau
réactif est ensuite mis en place à l'exutoire de ces parois
imperméables après excavation, sol-mixing ou tranchage. Dans
cette configuration, le support réactif est placé verticalement
et perpendiculairement à l'écoulement des eaux souterraines et la
filtration est réalisée horizontalement (P.I.C.S.M.G.E, 2013).
Figure (3):Barrière Perméable
Réactive de type «funnel and gate» (ZAKARIA, 2013).
L'utilisation de cette barrière modifie les
écoulements en les faisant converger. En plus elleengendre des
coûts supplémentaires et requiert souvent un système de
pompage ce qui la rendmoins avantageuse à utiliser(ZAKARIA. KH,
2013).
2.3 Les barrières à cartouches
interchangeables
La troisième configuration est la barrière
à cartouche interchangeable (figure 3)développée par la
société « Soletanche - Bachy ». Elle est
constituée de plusieurs filtresdestinés à recevoir des
cartouches interchangeables remplies des matériaux réactifs.
(ZAKARIA,2013)
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
21
Figure (4):Barrière Perméable
Réactive à cartouches interchangeables (ZAKARIA, 2013)
Les filtres peuvent être connectés en
série ou en parallèle. La nature et la quantité du
réactifutilisé sont définies en fonction du type de
polluants à traiter et du temps du contactnécessaire à la
réaction.
Le choix entre les différentes configurations
dépend à la fois des
caractéristiqueshydrogéologiques du site et du coût du
matériau réactif. L'utilisation de la BPR du
système«Funnel and Gate » est plus avantageuse que celle
à mur continu si un réactif à moindre coûtest
utilisé. Cependant les coûts de la construction de cette
dernière sont beaucoup moinsimportants que les autres configurations de
la BPR.
Ainsi un autre équilibre doit être trouvé
entre le coût du matériau réactif et celui de
laconstruction de la BPR en prenant en compte les polluants à traiter et
les caractéristiques de 1 ' aquifère(ZAKARIA, 2013).
2.4Dimensionnement d'une BPR et choix du réactif
2.4.1 Facteurs de dimensionnement d'une BPR
La technique de construction d'une BPR doit être choisie
selon le type de sa configuration.
Plusieurs facteurs orientent le choix de la technique de
construction. Les principaux facteurs sont lessuivants :
Profondeur de l'aquifère : est un facteur très
important pour le choix de la techniquede construction d'une BPR. Les
techniques classiques d'installation de la BPR exigent uncertain degré
d'excavation, ce qui limite la BPR à des profondeurs assez peu profondes
de 20m. Cependant, les aquifères profondes nécessitent donc des
coûts supplémentaires deconstruction et des équipements
plus spécialisés ainsi qu'un de temps d'installation plus
long.
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
22
Contraintes géotechniques : des études
géotechniques préalables sont nécessaires
pourétudier la nature du milieu où la barrière sera
installée. La consolidation et la perméabilité dusol ainsi
que la présence des infrastructures ou la construction des
bâtiments sont des élémentsimportants qui doivent
également prendre en compte pour déterminer la
configurationconvenable ainsi que pour le choix de la technique
d'installation.
-il- Polluants à traiter : les analyses ne doivent pas
se limiter au seul polluant mais doiventcomprendre l'ensemble des
éléments organiques et inorganiques pouvant affecter
lesperformances de la barrière.
Éléments de sécurité : les
techniques de construction qui impliquent l'entrée dupersonnel dans les
excavations peut exiger plus des mesures de précaution et de
surveillance.
Ainsi que l'utilisation de matériaux toxiques pour
l'environnement est généralement évitéependant la
construction (ZAKARIA, 2013).
2.4.2 Choix du réactif
La sélection du ou des matériaux réactifs
utilisés dans les BPR dépend du polluant et des mécanismes
de fixation de ce polluant (dépollution).
Les principales caractéristiques à prendre en
compte pour choisir le milieu réactif de la BPR sont les suivantes :
4k Réactivité : le taux de réaction et la
constante d'équilibre du/des polluant(s) avec le matériel
réactif sont utilisés pour déterminer le temps de
résidence nécessaire, et donc les dimensions de la BPR.
Stabilité : le milieu réactif doit être
efficace durant une période suffisante de manière à
atteindre les objectifs de dépollution fixés. Une fois qu'il a
été mis en place, le milieu réactif est difficile à
manipuler en cas de perte d'efficacité (colmatage), de plus ces
manipulations supplémentaires entrainent des coûts qui n'avaient
pas été prévus (excepté pour les BPR à
cartouches remplaçables, type panneau-drain).
Disponibilité et coûts : Le milieu réactif
doit être disponible et à un coût raisonnable pour que la
technique reste économiquement avantageuse.
4 Performance hydraulique : La perméabilité du
matériel réactif doit être égale ou
supérieure à celle de l'aquifère de manière
à minimiser les modifications de l'écoulement.
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
23
- Compatibilité environnementale : le matériel
réactif doit être bien compris de manière à
minimiser les interactions avec les eaux souterraines. Des sous-produits
indésirables ne doivent pas être créés lors des
réactions avec le panache de pollution(BRGM, 2010).
2.5 Mécanismes de traitement des BPR(s)
Le milieu réactif de la BPR est à l'origine de
un ou plusieurs mécanismes de traitement des eaux souterraines(BRGM,
2010).
Engénéral, les mécanismes
d'élimination des contaminants peuvent être classés en
troiscatégories : la dégradation biologique, la transformation
chimique et l'adsorption et/ouéchange ionique(ZAKARIA, 2013).
2.5.1. Dégradation biologique
Ce type de traitement, réalisé grâce
à des réactions biologiques, est très efficace. Il se
faitsouvent en deux étapes différentes : la décomposition
puis la dégradation des contaminants encomposés non nocifs. La
BPR biologique présente deux avantages principaux. En effet, leprocessus
de dépollution n'est pas limité à la
géométrie de la barrière uniquement mais
peuts'étendre tout autour de la barrière. De plus, avec ce type
de barrière, des divers polluants decaractéristiques
différentes peuvent être traités.
Les matériaux utilisés sont des composés
solides libérant de l'oxygène ou de l'hydrogène,sources
gazeuses d'oxygène ou d'hydrogène, sources de carbone solides ou
liquides. On cite àtitre d'exemples : sciure de bois, compost, carbone
organique granulaire...(ZAKARIA, 2013).
2.5.2. La transformation chimique
La présence dans les eaux d'éléments tels
que le carbone, l'azote, l'oxygène, le soufre, le ferou le
manganèse peut entrainer la transformation chimique des polluants par
oxydation,réduction ou précipitation(ZAKARIA, 2013).
a. Oxydo-réduction:
Certains atomes comme le carbone, l'azote, l'oxygène,
le soufre, le fer ou le manganèse sont des éléments clefs
des réactions d'oxydo-réduction. La présence de ces
éléments dans les eaux peut donc entraîner des
réactions d'oxydo-réduction et la transformation chimique des
polluants (oxydation, réduction, et éventuellement
précipitation). Certaines BPR utilisent l'ajout d'un réducteur
(ou d'un oxydant) pour provoquer des réactions d'oxydo-réduction.
Cette technique de dépollution est nommée « manipulation
redox in situ (in situ redox manipulation) ».
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
24
Les matériaux utilisés pour contrôler les
réactions d'oxydo-réduction sont : le fer, le compost, le
dithionite de sodium (pour réduire le chrome hexavalent), le sulfure
d'hydrogène, l'acétate et de nombreux carbohydrates.Le fer
à valence zéro reste le réducteur le plus utilisé
pour le traitement des métaux tels l'uranium ou le chrome(BRGM,
2010).
b. Précipitation :
Le principe est de capter les contaminants dans la zone de la
réaction en formant descomposés insolubles. À titre
d'exemple on parle de la fixation du cadmium et du zinc sur lasurface de
l'hydroxyapatite.
Le pH joue sur la mobilité et la solubilité de
nombreux polluants en particuliers les polluantsmétalliques. La
solubilité des métaux dépend du pH, du potentiel redox,
des concentrations enespèces réactives et des cinétiques
de réactions. L'augmentation du pH entraine laprécipitation de
certains composés comme les carbonates, ce qui peut être
négatif pourl'efficacité du milieu réactif en tendant
à colmater la BPR.
Les matériaux utilisés dans les BPR(s) pour
contrôler le pH sont : les calcaires, les matériauxà base
de chaux, le compost et des matériaux constitués de carbones
organiques. Lesmatériaux à base de calcaire et d'apatite sont
aussi utilisés pour les réactions minérales
deprécipitation des métaux sous forme hydroxydes ou
carbonates(ZAKARIA, 2013).
2.5.3. L'adsorption ou l'échange ionique
L'échange d'ions est un procédé
réversible pour lequel un ion en solution remplace un ionsimilaire
à la surface d'un solide. Les matériaux d'adsorption dans les
BPR(s) doivent êtrehydrophobes, insolubles et maniables. Les
matériaux biodégradables ont une longévité faibleet
les réactifs qui absorbent l'eau limitent les réactions de
surface qui sont à la base del'adsorption. Il faut prendre en compte les
réactions potentielles de désorption ou d'échanged'ions
inverse et le remplacement fréquent du matériel.
L'adsorption est souvent atteinte en utilisant du charbon
d'os, du charbon activé granulaire,de composés phosphatés
(incluant l'apatite et ses dérivés), de zéolites
(clinoptilotite), de latourbe, de résines synthétiques, d'autres
sources de carbones (sciures de bois), du sable vertde fonderie, etc.(ZAKARIA,
2013).
Des matériaux argileux ou des oxyhydroxydes peuvent
également être utiliséscomme milieux d'adsorption(BRGM,
2010).
3.Conclusion
Chapitre II : Notion sur les Barrières Perméables
Réactives «BPR»
25
De nos jours, la production des déchets industriels
ainsi que la libération des effluentsfortement chargés en
métaux lourds par de nombreux processus industriels constituent
uneurgence environnementale, sociale et économique. Dès lors, la
valorisation de ces déchets estdevenue une nécessité pour
résoudre cette problématique.
Dans ce contexte plusieurs voies de valorisation donc sont
envisageables, notamment lerecours à des nouveaux procédés
chimiques qui permettraient d'en tirer de nouveauxmatériaux. Parmi eux,
le procédé APACHE a été mis en place qui
réutilise le CaCO3 présentdans les bassins de dépôts
et sur la digue de la Crayère pour le transformer en Gel d'Apatite.
Ce dernier est un nouveau matériau issu donc des
déchets industriels, et est constituéprincipalement de
l'hydroxyapatite et de l'eau. Il se caractérise par un
comportementthixotropique et une grande capacité de rétention des
métaux lourds. Cette particularité apermis d'envisager sa
valorisation dans les Barrières Perméables Réactives
« BPR(s) »,techniques in-situ et passive du traitement souterrain.
L'utilisation d'une BPR dans les sous-sols, doit posséder à la
fois, une perméabilité élevée pour ne pas perturber
le flux aqueux, et une réactivité optimale pour assurer la
captation des métaux lourds. L'application d'une BPR nécessite
donc une étude préalable des caractéristiques
physico-chimiques du Gel d'Apatite, ainsi que les propriétés
géotechniques, mécaniques et hydrauliques du réactif et du
milieu où elle sera utilisée (ZAKARIA, 2013).
Partie
Expérimentale
Chapitre I
Présentation
de la région
d'étude
Chapitre III : Partie expérimentale
Présentation de la Step Est de
Tizi-Ouzou
La station d'épuration Est de la ville de Tizi-Ouzou a
été conçue aux débuts des années 90 et a
été mise en marche en aout 2001.
L'étude du projet a été effectuée par
la direction de l'hydraulique de la wilaya de Tizi-Ouzou, en collaboration avec
la société française DEGREMENT.
L'ONA s'est engager dans une démarche de management de
l'environnement selon la norme ISO 14001 version 2004. Ou elle est
certifiée pour la première fois en 2007, par cette norme ISO
14001.
Elle a pour but, l'épuration des effluents de la partie
Est de la ville de Tizi-Ouzou, selon le procédé «boues
activées », pour un volume journalier théorique de 18000
m3 /jour, et une capacité de 120000 eq/hab.
Les effluents arrivent à la station par un réseau
unitaire par voie gravitaire. Les eaux usées à traiter dont
exclusivement domestique.
1. Situation géographique (Step Est,
Tizi-Ouzou)
La station d'épuration EST de Tizi-Ouzou est
implantée sur la berge de l'oued Sebaou à l'endroit du Pont de
bougie situé à 3km à l'Est de la ville de Tizi-Ouzou.
Images Cr2116 CNES JAatriuni. Données car
agrapFtiqueo c216 Google
26
Figure (5) : situation géographique de
la STEP Est. (Google earth,2016)
Chapitre III : Partie expérimentale
1.2.Topographie du site :
Le terrain de la station occupe une partie de la berge de
l'oued Sebaou présentant une pente d'orientation Nord-Sud relativement
douce.la pente originelle était d'orientation Sud-Nord.
1.3.Fonctionnement de la STEP Est Tizi-Ouzou :
Les différentes étapes de traitements de la station
Est de Tizi-Ouzou :
1.3.1. Prétraitements .I
Dégrillage grossier :
L'effluent passe à travers des grilles d'espacement de
6cm afin de retenir tous les objets grossiers.
|
7' 4
ARRIVEEDE,4UBQUTE DEGRILLAGEGA'a$
/E~P
|
Figure (6) : Dégrillage grossier
(ONA)
41- Poste de relevage :
L'eau est pompée par 4 pompes qui fonctionnent en
alternance (750m3/h).
Figure (7) : Poste de relevage (ONA)
27
Chapitre III : Partie expérimentale
Dégrillage fin :
Consiste à faire passer les eaux à travers des
grilles d'un faible espacement (25 mm) Les déchets sont
récupérés à l'aide d'un peigne et acheminés
vers le centre d'enfouissement par une vis sans fin.
Figure (8) : Dégrillage fin (ONA)
d Dessablage déshuilage :
L'effluent arrive dans les bassins de
déshuilage-dessablage. Une aération facilite la flottation des
graisses qui remontent en surface avec les bulles d'air. Des racleurs de
surface balaient les graisses séparées et les envoyées
vers un couloir à graisse. Les sables tombent par gravité au fond
des bassins où ils sont récupérés par aspiration
à l'aide d'une vis sans fin, qui finit dans une benne à sable et
sera par la suite réutiliser localement ou dans l'aire de stockage des
boues.
.kin Fill1111à11111111AMING
MIWAHIle MW-
t t
BASSINS
OE OESSABLAGRESHUILAR
~ ~ w
28
Figure (9) : Dessablage déshuilage
(ONA)
Chapitre III : Partie expérimentale
Soufflante de by-pass :
En cas d'arriver d'un effluent industriel ou une eau
anormalement chargée (des huiles de vidange....etc.).
--- 161-1"1111.1111111-7:21e.
/t::
·
a-: ~
· SOUFFLANTE -
~.roc1.r
movisit
1°6 DU BY-PASS
Figure (10) : Soufflante de by-pass (ONA)
1.3.2. Bassin biologique
La station possède deux lignes, deux grands bassins
biologiques aérés et alimentés en eau à
épurer avec des cultures bactériennes libres
développées à l'intérieur. Le brassage permet
d'homogénéiser le mélange des flocs bactériens avec
l'eau usée et d'éviter leur dépôt. L'aération
a pour but de dissoudre l'02 dans la liqueur mixte, afin de
répondre aux besoins des microorganismes.
29
Figure (11) : Bassin biologique (ONA)
Chapitre III : Partie expérimentale
30
1.3.3. Clarificateur
L'effluent fortement enrichi en micro-organismes arrive dans
la dernière série de bassins. Il s'agit très simplement de
séparer par décantation les organismes de l'eau. Les boues
biologiques sont récupérées à travers les fonds
racleurs et réintroduites en tête des bassins biologiques pour
assurer un réensemencement en microorganismes des bassins. Une petite
partie de ces boues est extraite et pompée dans les
épaississeurs. L'eau récupérée en surface est
prête pour le rejet dans le milieu naturel.
Figure (12) : Clarificateur (ONA)
1.3.4. Traitements des boues - La stabilisation
aérobie :
Elle se déroule au niveau des bassins de stabilisation.
Elle permet de diminuer le pouvoir de fermentation des boues,
c'est-à-dire soit de dégrader les matières organiques
qu'elles contiennent, soit de bloquer leurs réactions biologiques. Cette
opération peut aussi assurer une fonction d'hygiénisation
partielle, c'est-à-dire d'élimination des agents
pathogènes présents dans les boues. Puisqu'elle évite la
fermentation des boues de limiter les nuisances olfactives.
Épaississeur :
Les boues en excès sont dirigées vers
l'épaississeur. C'est le principal stade de traitement des boues, Son
principe consiste à enlever une partie plus ou moins importante de l'eau
contenue dans les boues. L'épaississement peut être gravitaire, ou
s'effectuer par flottation, par égouttage ou par centrifugation. Il a
pour objectif de réduire le volume des boues brutes et d'augmenter la
concentration des matières en matières sèche
(résultat: 3 à 8% de siccité selon les techniques
utilisées). L'épaississement facilite en particulier les
traitements
Chapitre III : Partie expérimentale
31
ultérieurs. Cette étape permet aussi
l'évacuation d'une eau claire, peu chargée, qui est
recerclée en tête de la station.
Les boues épaissies sont évacuées par
voie gravitaire dans une conduite vers les lits de séchage.
Figure (13): Épaississeur (ONA)
il Lits de séchage :
Cette étape s'effectue naturellement sur 20 lits de
séchage qui sont constitués de couches de gravier et de sable (
comme filtre), en surface une grille en métal qui permet de faciliter la
séparation de la boue du filtre, et d'un système de drainage
(pour renvoyer l'eau filtrée à la tête de station). La boue
séchée est évacuée manuellement vers les aires de
stockage des boues pour être valoriser en agriculture comme engrais
(après une analyse).
Figure (14) : Lits de séchage (ONA)
Chapitre III : Partie expérimentale
32
Conception et réalisation
Une partie de notre travail a été
réalisé au niveau de la station d'épuration du pont de
bougie durant une période de 15 jours au niveau du laboratoire
physico-chimique et biologique de la dite station, et deux autres parties au
laboratoire «traitement des eaux »au niveau du département des
sciences agronomiques de l'université de mouloud Mammeri, il comporte le
objectif suivant :
· Caractérisation physico-chimique des
paramètres de pollution de l'effluent traité de la station
d'épuration Est de la ville de Tizi-Ouzou et se dernier après son
passage dans une barrière perméable réactive.
1. Première partie au niveau de laboratoire du
département sciences agronomiques :
Le principe de cette pratique est la réalisation des
moules (8 moules ,4 à base d'argile et 4 à base de charbon a
différents pourcentages 2.5, 5,7.5 et 10%) qui nous sert d'un
échantillon pour la barrière réactive perméable
(à base de charbon commercial, et d'argile).
1.1.Matériels et produits
Tableau 4 : les produits et matériels
utilisés
|
Produits
|
Matériels
|
|
Plâtre
|
Bécher
|
|
Argile (montmorillonite)
|
Barreaux magnétiques
|
|
Charbon commercial
|
Papiers pH
|
|
Coquilles d'aeufs
|
Cuillère
|
|
Acide phosphorique Hpo4-
|
Agitateur
|
|
Eau distillée
|
Cuvette
|
|
Tamis 500 u
|
Chapitre III : Partie expérimentale
33
A. L'argile :
a) Généralités
L'intérêt accordé ces dernières
années à l'étude des argiles par de nombreux laboratoires
dans le monde se justifie par leur abondance dans la nature, l'importance des
surfaces qu'elles développent, la présence des charges
électriques sur cette surface et surtout l'échangeabilité
des cations interfoliaires (BOUZIANE, 2007).
b) Définition
En tant que matière première brute, l'argile est
un mélange de minéraux argileux et d'impuretés
cristallines sous forme de débris rocheux de composition infiniment
diverse. Le comportement des argiles dépend d'une manière
générale de leur minéralogie, granulométrie et de
leur histoire géologique. Une argile peut être définie en
fonction de critères minéralogiques et granulométriques
:
1. Du point de vue minéralogique, les argiles sont des
roches sédimentaires, silico-alumineuses, constituées de
variétés de minéraux très fins. Les constituants
fondamentaux de cette roche sont les phyllosilicates en plus de divers autres
composés tels que le quartz, les carbonates, les oxydes.
2. Du point de vue granulométrique, en
pédologie et mécanique des sols, une argile (oufraction argileuse
d'un sol) est définie comme étant la fraction inférieure
à 2 microns.
Cependant, dans tout matériau argileux, les fractions
granulométriques supérieures (de 2 à 20 microns)
contiennent également des minéraux argileux (phyllosillicates :
mica, chlorite, vermiculite) . (BOUZIANE, 2007).
B. Charbons actifs :
Généralité
Le principal adsorbant utilisé en pratique est le
charbon actif. Il est obtenu à partir de matières organiques
(bois, tourbe) carbonisées, puis activées (dégagement des
cavités remplies de goudron lors de la carbonisation). Le charbon actif
peut être obtenu soit sous forme de poudre avec des pores de quelques gm
de dimension, soit sous forme de grain. Il peut-être
régénéré selon trois procédés de
désorption : à la vapeur, thermique et chimique. (BOUZIANE,
2007).
Chapitre III : Partie expérimentale
34
Tableau 5 : Principales
caractéristiques du charbon activé (BOUZIANE, 2007).
|
Caractéristiques
|
Descriptions
|
|
Diamètre Effectif
|
Poudre : 8-9 ; granules : 0,55 -1,05.
Augmentation du taux d'adsorption et des pertes de charge
lorsque la grosseur des grains diminue.
|
|
Surface d'adsorption
|
De 850 à 1500 m2/g. Plus cette surface est grande plus
le charbon activé est efficace.
|
|
Nombre de mélasse
|
Il est associé à la capacité du charbon
activé
d'absorber les impuretés de masses
moléculaires
élevées.
|
|
Densité brute
|
Évolution du volume de charbon
activéutilisé.
|
C. Plâtre :
Le plâtre est le produit obtenu par déshydratation
et pulvérisation plus ou moins poussées du gypse constitué
par du sulfate de calcium bihydraté (Ca504.2H2O) (Jean Hamilius, 1975).
1.2. Mode opératoire
· Préparation d'une solution acide à pH=4
:
1 litre d'eau distillée dans un bécher + quelques
gouttes d'acide phosphorique, on agite la solution durant 15 minutes, et avec
un papier ph on vérifie que la solution a un pH = 4.
· Récupérer des coquillesd'oeufs broyer,
tamiser et peser Tamiser puis peser le plâtre.
· Tamiser l'argile et peser dans le cas d'un moule à
base d'argile. Peser le charbon dans le cas d'un moule à base de
charbon.
· Pour la préparation d'un moule à base de
plâtre on opte pour les pourcentages suivants :
M platreloo%o=412g
M charbon =Og M argiles 0g
35
Chapitre III : Partie expérimentale
V d'eau distillée =274.66ml
M coquilles d'ceufs 0.96 g
pH=4
Tableau 6 : les différents
constituants des barrières à base d'argile à
différents pourcentages
|
M argile (g)
|
V d'eau distillée(ml)
|
M coquilles d'ceufs(g)
|
M plâtre(g)
|
2.5%argile
|
11.3
|
274.66
|
0.96
|
401.7
|
5% argile
|
20.65
|
274.66
|
0.96
|
392.35
|
7.5%argile
|
31
|
274.66
|
0.96
|
382
|
10% argile
|
41.3
|
274.66
|
0.96
|
371.7
|
|
Tableau 7 : les différents
constituants des barrières à base de charbon à
différents
pourcentages
|
M charbon (g)
|
V d'eau distillée(ml)
|
M coquilles d'ceufs(g)
|
M plâtre(g)
|
2.5%charbon
|
11.3
|
274.66
|
0.96
|
401.7
|
5% charbon
|
20.65
|
274.66
|
0.96
|
392.35
|
7.5% charbon
|
31
|
274.66
|
0.96
|
382
|
10% charbon
|
41.3
|
274.66
|
0.96
|
371.7
|
|
Figure(15) : Images des différents
Moules. Pour réaliser les moules nous avons suivi la
méthode suivante :
Premièrement : nous avons procédés
à la préparation d'un mélange qui va constituer le moule,
ce mélange est composé de (plâtre ; coquilles d'oeufs ;
solution acide (et d'argile ou charbon)).
Chapitre III : Partie expérimentale
36
Deuxièmement : pour obtenir une forme cylindrique pour
le moule, nous avons opté pour la méthode ci citée :
1-nous avons pris une bouteille en plastique d'une contenance
de 1 litre avec un j de 8 cm. Cette dernière fut
coupée à 11.5 cm de hauteur .et le fond à était
retiré, remplacer par une membrane en scotch, pour permettre une fois le
mélange versé un séchage rapide en la retirant.
2-on verse le mélange dans la bouteille de 11.5 cm de
hauteur et de 8 cm de diamètre.
3-on prend une bouteille en plastique d'une contenance de 200
ml et de 5 cm de diamètre. Coupée à 10 cm de hauteur. On
insère cette dernière dans la première bouteille contenant
le mélange .on prend soin de le placer d'une manière à
obtenir une équidistance de 1.5 cm entre ces parois et celles de la
première bouteille.
On applique une pression sur la bouteille
insérée jusqu'à la remonté du mélange a
fleur de la première bouteille .ainsi en retirant la deuxième
bouteille la forme cylindrique recherché du moule sera formée.
2. La Deuxième partie : la station
d'épuration, STEP Est du Tizi-Ouzou (au niveau du
laboratoire)
Le principe de cette pratique est l'analyse des
paramètres physicochimiques de l'effluent (eau traitée par la
station) après son passage à travers les moules (barrières
perméables réactives) à charbon et les moules à
argile
Figure (16) : représente la filtration
de l'eau épurée de la station
Pour cela on opte pour le travail suivant :
2.1.Matériels et Méthodes :
2.1.1. Matériels :
Chapitre III : Partie expérimentale
Chapitre III : Partie expérimentale
Tableau 8 : tableaux de matériels et
réactifs utilisés
|
Matériels
|
|
Réactifs
|
> Étuve
|
>
|
NitraVer3
|
>
|
Four
|
>
|
NitraVer5
|
>
|
Réacteur DCO
|
>
|
NitraVer6
|
>
|
Colorimètre
|
>
|
salicylate ammoniacal
|
>
|
Conductimètre
|
>
|
cyanurâtes ammoniacal
|
>
|
Thermomètre
|
>
|
l'indicateur féroïen
|
> > > > > > > > > > > >
>
|
Spectrophotomètre
pH mètre
un incubateur + DBO mètre à Oxy-top
réfrigérateur
balance analytique
plaque chauffante
dessiccateur en verre
dispositif de filtration
agitateur magnétique
microscope binoculaire
verrerie de laboratoire
entonnoirs, bouteilles de 1L
moules à charbon et moules à argile.
|
|
|
|
2.1.2 Méthodes :
La méthode appliquée dans la station
d'épuration Est de Tizi-Ouzou est celle de l'échantillon
composite ; elle consiste à prélevé chaque heure un volume
déterminé au minimum 200 ml. Cet échantillon sera
conservé au réfrigérateur. Chaque volume
prélevé sera bien mélangé avec tous les
prélèvements précédents pour constituer
l'échantillon moyen sur lequel l'analyse sera effectuée le
lendemain. Cette méthode permet donc de récolté une
fraction de l'ensemble des matières polluantes qui s'écoulent
durant la journée à travers les installations.
On fait l'analyse pour les deux échantillons : (eau
épurée par la STEP et cette dernière après passage
dans les moules (barrières perméables réactives)).
37
Les analyses réalisées au niveau de ce laboratoire
d'analyse sont des analyses physico-chimiques.
2.1.2. Méthodes utilisée :
On fait les analyses des paramètres physicochimiques des
eaux traités par la station et ces derniers après passage dans la
barrière.
Analyses quotidiennes : température, pH,
matières en suspension, conductivité et turbidité.
Analyses complètes : en plus des
analyses quotidiennes on compte, DBO5, DCO,
NO2-, NO3-, NH4+,
PO4-3.
2.1.2.1.Analyses journalières :
Température :
On plonge la sonde thermométrique dans
l'échantillon, on attend la stabilisation du thermomètre et on
fait la lecture.
Figure (17) : Thermomètre (ONA)
pH :
Figure (18) : pH mètre (ONA)
38
On plonge la sonde du ph mètre dans
l'échantillon et après stabilisation du ph mètre on fait
la lecture.
Chapitre III : Partie expérimentale
39
MES :
On prépare trois flacons :
Le 1' flacon on le rempli par de l'eau distillée on
l'appelle le blanc et les deux autres on les rempli des échantillons a
analysés.
Sur le spectrophotomètre on choisit la
fréquence qui convienne puis on prend le blanc, on l'essuie bien,
l'introduire dans l'appareil, on met le couvercle et on appuie sur «
zéro ». Ensuite on introduit les échantillons
préalablement agités et on appuie sur « Read », on a la
valeur dès MES qui s'affiche.
Figure (19) : Spectrophotomètre
(ONA)
Conductivité (uS/cm) :
On étalonne le conductimètre puis on plonge la
sonde du conductimètre, ensuite on aura la valeur des
échantillons (entrée et sortie de la STEP).
Figure (20) : Conductimètre (ONA)
Chapitre III : Partie expérimentale
40
Turbidité :
On règle le spectrophotomètre à la
fréquence qui convienne pour la turbidité
On prépare un flacon de 25m1 (le blanc) d'eau
distillée ; Et deux autres flacons de 25m1 des échantillons (eau
épurée et eau épuré avec passage dans la
barrière).
· Placer le blanc dans l'appareil, et presser «
zéro » ;
· Agiter les échantillons et les placer dans
l'appareil puis presser sur «Read» et on fait la lecture.
2.1.2.2.Analyses complètes :
Pour la réalisation de l'analyse complète on
fait des prélèvements chaque heure durant la journée puis
on mélange les prélèvements et on conserve le
mélange dans un réfrigérateur à 4 °C durant 24
h.
Le lendemain on laisse le mélange dans une
température ambiante avant de commencer l'analyse.
DBO5 :
· On agite un peu pour homogénéiser et on
prélève 432 ml d'eau épurée, et 432 ml d'eau
épurée avec passage dans la barrière) et 97 ml d'eau brute
dans deux bouteilles, et ceci avoir amené l'échantillon a une
température qui avoisine les 20 °C.
· Introduire un barreau magnétique dans chaque
bouteille.
· Placer 3 à 4 graines de KOH dans les couvercles
(qui permettent d'absorber le CO2 dégagé). Placer les
oxy-tops sur les bouteilles en les serrant bien.
· On appuie sur les deux boutons de l'oxy-top en
même temps.
· Les échantillons sont ainsi laissés dans
le DBO mètre à température constante (20°C) sur des
agitateurs magnétiques, et dans l'obscurité pendant 5 jours.
· Après 5 jours, on procède à la
lecture.
DCO :
On prépare 5 tubes : Étalon, Blanc, Eau
épurée, eau épurée avec passage dans la
barrière, Eau brute
· Étalon : On prend 10m1 de la solution
hydrogénophtalate de potassium.
· Le blanc : 10m1 d'eau distillée.
· 10m1 d'eau brute (entrée).
· 10m1 d'eau traitée (sortie).
·
Chapitre III : Partie expérimentale
41
On ajoute 5 ml de dichromate de potassium dans chaque tube
pratiquée dans une hôte, on ajoute 15 ml d'acide sulfurique et
sulfate d'argent plus un régulateur d'ébullition dans chaque
tube.
· On chauffe ces derniers à 150°c pendant
2heures, raccordés à des tubes réfrigérants.
· Après refroidissement on verse 45 ml d'eau
distillée dans chaque tube et deux gouttes de l'indicateur ferroine.
· Titrer la solution avec le sulfate de fer et
d'ammonium.
· Puis on procède au calcule.
DCO=8000
· c. (V1-- V2)
Vo
Vo: Volume en de la prise d'essai (en ml) ;
Vi: Volume de la solution de sulfate de fer et d'ammonium
utilisé pour l'essai à blanc (en ml);
V2: Volume de la solution de sulfate de fer
et d'ammonium utilisé pour la détermination (en ml);
C: concentration en quantité de matière de la
solution de sulfate de fer et d'ammonium (mol/1).
8000 : la masse molaire de %2 02 (mg/1).
Mesure de la concentration en nitrates
(N-N031:
Avant le calcul de l'azote et du phosphore on opte pour une
filtration sous vide
Chapitre III :
|
Partie expérimentale
|
|
Figure(21) : Dispositif de filtration sous vide
(ONA)
Figure(22) : Retenus après filtration
des eaux pour l'eau brute (ONA)
· On verse 30 ml d'eau brute dans un flacon et on ajoute
un réactif (NitraVer6) ;
· Agiter pendant 3 min ;
· On laisse le temps de réaction et
décantation (2mn) ;
· Ajouté un autre réactif (NitraVer3), et
laissé durant 15mn ;
· Après apparition d'une couleur rose on opte pour
une lecture spectrophotomètre.
Pour l'eau épurée, et l'eau épurée
et traitée par la barrière c'est le même protocole pour les
deux échantillons
· 10 ml d'eau épurée + réactif
(NitraVer5)
· 10 ml d'eau épurée avec passage dans la
barrière+ réactif (NitraVer5)
· On prépare un flacon de 10 ml d'eau
distillée (blanc) + réactif (NitraVer5)
· agitation pendant 1 min, et laisser le temps de
réaction pendant 5 min.
On opte pour une lecture directe avec un colorimètre,
après apparition d'une couleur jaune clair.
42
Figure (23) : Un colorimètre (ONA)
Chapitre III : Partie expérimentale
43
Mesure de la concentration en nitrites
(N-NO2-) :
Pour l'eau brute on prépare un échantillon de
25 ml dans un flacon et un réactif (NitriVer3) et sans dilution.
Pour les eaux traitées par la station et la
barrière :
· On utilise des flacons de 25m1 (on opte pour une dilution
d' 1 /5émé)
· On verse 5m1 d'eau épurée dans un flacon de
25m1 et on complète avec l'eau distillée+ un réactif
(NitriVer3)
· On verse 5m1 d'eau épurée avec passage dans
la barrière et on complète avec l'eau distillée+ un
réactif (NitriVer3)
· On prépare le blanc un avec l'eau
épurée et un autre avec l'eau épurée avec passage
dans la barrière.
· Laisser 5min de réaction
Apparition d'une couleur rose, puis on fait la lecture avec un
spectrophotomètre.
Mesure de la concentration en ortho phosphate (N-P0431
:
· Dilution de 1/10 des deux échantillons
préalablement filtrés (pipeter 5m1 de chaque eau (brute,
épurée et épurée avec passage dans la
barrière) et compléter jusqu'à 50m1 avec l'eau
distillée)
· Prélever 25m1 de chaque solution + un
réactif (phosVer3) dans chaque flacon
· Laisser 2min de réaction
· Apparition d'une couleur bleue, puis faire la lecture.
Mesure de la concentration en ammoniaque (N-NH4+)
:
· Dilution de l'eau brute 1/100
· Dilution de 1/50 de l'eau épurée et
épurée avec passage dans la barrière
· On remplit 2 flacons de 25ml (l'eau brute et l'eau
épurée diluée) ;
· Un blanc.
· On ajoute pour les quatre flacons un réactif
(salicylate ammoniacal)
· Laisser le temps de réaction pendant 3min
Apparition d'une couleur jaune ;
· Ajout d'un 2éme réactif (cyanurâtes
ammoniacal)
· Chapitre III : Partie
expérimentale
Laisser le temps de réaction 15min
Apparition d'une couleur verte, et on fait la lecture.
Analyse des boues :
Dans cette analyse on réalise des tests qui sont :
· Test de décantation V30
· Matières sèches (Ms)
· Matières volatiles sèches (MVS)
3. Troisième partie : Au niveau
laboratoire du département sciences agronomiques.
On a réalisé deux moules un base à
charbon 4% et un autre à base d'argile 4% , et cette réalisation
ne diffère pas à la réalisation quand a fait dans la
première partie sauf au pourcentage d'argile et de charbon. Cette
pratique a pour but :
· Caractérisation du pouvoir absorbant de nos deux
barrières envers une solution d'herbicide (glyphosate).
1. Traçage de la courbe d'étalonnage
:
· Préparation de la solution glyphosate + eau
distillé + agitation
· Pour 20m1 de glyphosate on verse 11 d'eau
distillé
· On prend 10 tubes de 10 ml .on les remplies avec la
solution du glyphosate+l'eau distillée a différentes
quantités pour chaque tube (de lml pour le premier jusqu'a 10m1 pour le
dixième).
Tableau 9 : Représentant les
différents volumes de glyphosate dans les tubes.
Tube (10m1)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Glyphosate en ml
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Eau distillée (ml)
|
10
|
9
|
8
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
|
44
Méthodes :
·
Chapitre III : Partie expérimentale
45
On prépare une solution de glyphosate 9g/1 + eau
distillée +agitation
· Pour 20m1 de glyphosate -*llitre d'eau
distillée
· On prend deux bouteilles de l litres et on les remplies
avec la solution
· Pour chaque moule (a argile ou à charbon) on verse
l litre de la solution préparé et cela après placé
les moules dans des entonnoirs et ces derniers dans un bécher
· Pour chaque 100 ml récupéré on lui
met dans une fiole et on note son temps de filtration, son pH et son absorbance
avec le spectrophotomètre.
Figure (24) : image du dispositif de la
filtration
Pour réaliser les différentes expériences
de rétention du Glyphosate sur les deux composites nous avons
préparé une solution mère So de concentration
de 9 g/L à partir d'une solution achetée dans le commerce de
concentration égale à 450 g/L.
Pour préparer des solutions de concentrations
désirées, la solution mère est diluée dans des
volumes connus d'eau distillée.
Le pH joue un rôle primordial dans l'étude des
phénomènes de rétention. en effet il agit aussi bien sur
la charge de surface du matériau que sur la répartition et la
spéciation des molécules. L'étude de la rétention
du Glyphosate a été réalisée pour un pH initial de
5. Le volume de la solution traité est de 1L pour chaque colonne.
La détermination de la longueur d'onde maximale
d'absorption (X max), a été faite par l'établissement du
spectre UV-V d'un échantillon d'une solution de concentration connue en
pesticide. Le spectre obtenu dans le domaine UV-V est représenté
en annexe.
Chapitre III : Partie expérimentale
46
Pour établir la courbe d'étalonnage, nous avons
mesuré, à la longueur d'onde maximale, les absorbances des
solutions diluées de pesticide de différentes concentrations
préparés à partir de la solution mère. (Voir
annexe)
Chapitre IV : discussion des résultats
47
Dans ce présent chapitre nous présentons les
résultats des essais de dépollution effectués lors de
notre stage au niveau de la station d'épuration de Tizi-Ouzou (STEP
Tizi-OuzouEst) ainsi que ceux effectués au niveau du laboratoire
pédagogique du département d'agronomie de la faculté des
sciences agronomiques et des sciences biologiques de l'UMMTO.
Partie 1 : essais réalisés au niveau de
la STEP de Tizi-Ouzou Est.
Les résultats présentés sur la figure W.1
montrent une légère augmentation du pH par rapport à l'eau
traitée mais les valeurs sont toujours dans les normes (6.5 à
8.5).
|
8
|
pH
|
|
|
|
|
|
|
·
|
Argile
|
Charbon
|
|
|
7,5 -
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
·
|
·
|
|
|
|
|
A
|
|
|
|
|
|
|
·
|
|
7 -
|
|
|
|
|
|
|
6,5
|
|
|
|
|
|
|
0 2 4 6 8 10 12
Figure IV.1: évolution de pH de l'eau
traitée (pHi=6.66) en fonction du taux
d'additif dans la BPR.
Les résultats présentés sur la figure W.2
montrent une légère augmentation de la température par
rapport à l'eau traitée. Aucun écart notable n'a
été enregistré comparativement à la
température de l'eau traitée.
Chapitre IV : discussion des résultats
|
20 - 19,6 - 19,2 - 18,8 - 18,4
-
|
T (C°)
|
--Argile -- --Charbon
|
|
|
|
|
%
18
0 2 4 6 8 10 12
Figure IV.2: évolution de la température
de l'eau traitée (T°=17,96°C)en fonction
d'argile dans la
BPR
Les résultats présentés sur la figure W.3
montrent que le rendement des abattements des MES est très efficace
ainsi que les valeurs des MES diminuent on augmentant le pourcentage de charbon
et que à partir de 7.5 % de charbon on a une élimination
complète des MES, et sa grâce à la surface
spécifique du charbon qui varie entre 700-1500 m2 /g.
|
7 6 54 3 - 2 -
|
MES (mg)
|
|
|
3
|
-- --Argile -- --Charbon
4
0
0 2 4 6 8 10 12
48
Figure IV.3: évolution de la quantité des
MES de l'eau traitée (8 mg/1) en fonction du
taux de charbon dans la
BPR
Chapitre IV : discussion des résultats
49
Les résultats présentés sur la figure
IV.4montrent une diminution de la turbidité, mais avec l'augmentation du
pourcentage de l'argile on a une augmentation de la turbidité et
ça est dû à la couleur de l'argile (montmorillonite) qui
est dégagée après le passage de l'eau.
|
9 Turbidité
8 - (NTU)
7 6 5 4 3 2 1 -
|
|
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 2 4 6 8 10 12
Figure IV.4: évolution de la turbidité de
l'eau traitée (11NTU) en fonction du taux
d'additif dans la
BPR
Les résultats présentés sur la figure
IV.4montrent une diminution progressive de la turbidité en fonction de
pourcentage du charbon avec une élimination total à 7.5%et 10%,
ce qui veut dire que l'élimination de la turbidité est
amélioré par l'augmentation de la dose (surface) de charbon.
Les résultats présentés sur la figure
IV.Smontrent une légère diminution de la conductivité et
ça il est dûaux minéraux présents dans l'argile
(Al2H8011Si2),
Les résultats présentés sur la figure W.5
montrent que la conductivité est légèrement
inférieure de celle de l'eau traitée, cette diminution est due
à la réaction de la conductance des particules par leurs
éliminations par le moule à base de charbon.
Chapitre IV : discussion des résultats
|
10,2 10 9,8 9,6 9,4 9,2 9 8,8 8,6
|
1 a (m5/cm)
|
|
|
|
|
|
-- --Argile -- --Charbon
|
|
|
|
|
J %
|
|
|
|
0 2 4 6 8 10 12
|
|
|
|
|
|
|
|
50
Figure IV.5: évolution de la conductivité
de l'eau traitée en fonction du taux d'additif
dans la BPR
Les résultats présentés sur la figure W.6
montrent une réduction de la DBO5 par les deux
barrières. Ceci est induit par la diminution du taux de matières
organiques MES réduite par l'argile et le charbon. La quantité
d'oxygène consommée est ainsi réduite. Une
élimination plus forte dans le charbon par rapport à l'argile
cela s'explique par la caractéristique du charbon à avoir une
grande surface spécifique (700 à 1500 m2/g) par
rapport à l'argile (800 m2/g).
30
DBO5 (mg/L)
25 -
20 -
15 -
10 -
5 -
0
I
|
Eau épuree
|
10% Argile 10% Charbon
|
Figure IV.6: évolution de la DBO5 de
l'eau traitéeen fonction de la nature de l'additif
Chapitre IV : discussion des résultats
Les résultats présentés sur la figure W.7
montrent de faibles valeurs de la DCO, après traitement, qui est due
à l'élimination d'une partie importante de la matière
organique exigeant une présence forte d'02 pour son
activité par l'argile ainsi que par le charbon. Une élimination
importante dans le charbon par rapport à l'argile cela s'explique par la
caractéristique du charbon à avoir une grande surface
spécifique par rapport à l'argile.
E
70 DCO (mg/L)
60 50 40 30 20 10
0
Eau traitée
10%argile 10%charbon
Figure IV.7 : évolution de la DCO de l'eau
traitée en fonction de la nature de l'additif.
Les résultats présentés sur la figure W.8
montrent une élimination de nitrite dans l'argile et le charbon par
rapport à l'eau traitée.
|
1,6 -
1,4 -
1,2 -
1 0,8 0,6 0,4 0,2 -
0
|
NO2-(mg/1)
|
|
|
|
|
|
p
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eau épurée
|
10% Argile 10% Charbon
|
51
Figure IV.8: évolution de la quantité de
nitriterésiduelle dans l'eau traitée en fonction
de la nature
de l'additif.
Chapitre IV : discussion des résultats
Les résultats présentés sur la figure W.9
montrent que la rétention des nitrates augmente dans le cas de la
barrière plâtre/argile tout comme dans le cas de la
barrière plâtre/charbon actif. On peut estimer que la
présence de l'argile et de charbon actif permet d'assurer un nombre de
sites assez suffisant pour la fixation des nitrates sur la surface de l'argile
et celle charbon actif et que le rendement d'élimination des nitrates
est amélioré.
5,09
10%charbon
|
|
|
|
|
|
|
|
NO3-(mg/L)
|
|
|
30 -
|
|
|
|
|
26
|
|
|
|
25 -
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 -
15 -
10 -
|
|
|
|
|
|
|
|
5,36
|
|
5-
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eau traitée 10%argile
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P043- (mg/I)
0,7 0,6
10%argile 10%charbon
Eau traitée
52
Figure IV.9: évolution de la quantité de
nitrate (NO3) de l'eau traitéeen fonction de la
nature de
l'additif.
Les résultats présentés sur la figure
W.10 montrent que la rétention des phosphores augmente dans le moule de
l'argile et le moule du charbon actif. On peut estimer que la présence
de l'argile et de charbon actif permet d'assurer un nombre de sites assez
suffisant pour la fixation des phosphores sur la surface de l'argile (moule
d'argile) et celle de charbon actif (moule de charbon) et que le rendement
d'élimination des phosphores est amélioré.
Chapitre IV : discussion des résultats
53
Chapitre IV :
discussion des résultats
Figure IV.10: évolution de la quantité
d'ions phosphate de l'eau traitéeen fonction de la nature de
l'additif
Partie 2 : essais de rétention du glyphosate
Les essais de rétention du glyphosate en solution ont
été menés dans les conditions suivantes :
des colonnes contenant 4% de charbon et 4% d'argile sont
utilisées,
un volume fixe de solution a été traité (l
litre pour chaque moule)
le pH de la solution synthétique est de 5
la température est ambiante et variait entre 20 et 35
°C
des volumes fixes de 100 ml ont été
récupérés et le temps entre deux
prélèvements a
été mesuré,
le pH de chaque prélèvement a été
mesuré.
Les résultats obtenus ont permis de tracer les figures
suivantes. Les paramètres suivis sont le débit volumique, le pH,
la masse de glyphosate retenue et les taux de fixation globaux.
|
8 -
|
pH
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
-- --Charbon
|
-- --Argile
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
V total (mi)
|
o
o 100 200 300 400 500 600 700 800
Figure IV.11: évolution du pH de la solution
traitée en fonction de la nature de l'additif
La figure W.11 montre une variation du pH pour les deux
colonnes réalisées. Toutefois, cette variation reste comprise
entre les valeurs limites prévues par la réglementation.
|
800 700 - 600 - 500 - 400 - 300 - 200 - 100 -
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t(mn)
|
|
o
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Figure IV.12: évolution du volume de solution
traitée en fonction de la nature de
l'additif.
La figure W.12 montre une relation de proportionnalité
entre le volume de solution traité et le temps mis pour traverser la
solution. Toutefois il faut signaler qu'étant donné que les
colonnes utilisées ont été séchées
préalablement, seulement trois quart du volume utilisé a
été récupéré. Une partie de la solution
aurait pu être également perdue par évaporation.
|
Qv (mL/mn)
|
|
|
|
0,50 -
|
|
|
|
|
0,40 -
|
|
|
|
|
0,30 -
|
|
|
|
|
|
|
·
|
|
0,20 -
|
|
|
|
|
0,10 -
|
|
|
|
|
-- --Argile
|
-- --Charbon
|
V (mL)
|
|
|
|
|
|
0,00
|
|
0 200 400 600 800
54
Figure IV.13: évolution du débit volumique
en fonction de la nature de l'additif.
Chapitre IV : discussion des résultats
55
La figure W.13 représentant les débits
volumiques ne montre pas de colmatation de la barrière. En effet,
après être traversée par près d'un litre de
solution, le débit volumique reste appréciable.
-- --Argile -- --Charbon
4
,42 ,
7 ,
0
0 200 400 600 800
Figure IV.14: évolution de la quantité
globale de glyphosate retenue en fonction de la
nature de
l'additif
L'évolution de la masse globale de glyphosate retenue
montre une évolution continue de la masse retenue. Aucun palier n'est
observé. En conclusion, la barrière n'a pas atteint la
saturation. Le charbon reste le meilleur additif étant donné que
la molécule testée est organique.
Ces résultats sont confirmés par la figure W.15
ou un taux global de rétention de 54.56% est enregistré pour le
charbon contre 42.25 % pour l'argile. Ces taux restent très
appréciables étant donné la concentration
élevée de glyphosate utilisée et la faible quantité
d'additif utilisée. Il faut également signaler que la
barrière utilisée n'a montré aucun signe de fissuration ou
de vieillissement.
56
Chapitre IV :
|
discussion des résultats
|
|
|
|
|
|
60 -
|
|
|
|
Rétention (%)
|
-- --Argile -- --Charbon
|
|
|
|
50 -
|
|
|
|
|
|
40 -
|
|
|
|
|
|
30 -
|
|
|
|
|
|
20 -
|
|
|
|
|
|
10 -
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V (mL)
|
|
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 100 200
|
300 400 500 600
|
700 800
|
|
Figure IV.15: évolution du taux global de
rétention en fonction de la nature de l'additif
Conclusion
et
Perspectives
Conclusion
Les travaux entrepris au cours de ce mémoire avaient
pour objectif d'étudier l'application de la barrière
perméable réactive, à base de plâtre et d'argile et
à base de plâtre et charbon actif, pour le traitement et
l'amélioration de la qualité des eaux usées.
Les essais expérimentaux ont d'abord été
réalisés au sein de la station de l'office nationale
d'assainissement sise à la sortie est de Tizi Ouzou. L'étude a
porté sur les eaux de rejet de cette station. Différents
paramètres de pollution suivis. L'effet du taux d'additif ajouté
a été étudié. Les résultats obtenus ont
montré l'efficacité de cette technique à améliorer
la qualité des eaux épurées en réduisant
quantitativement les paramètres globaux de la pollution.
Une seconde phase a réalisée au laboratoire de
pédagogie de notre département. Il s'agit d'étudier
l'efficacité des barrières élaborées à
réduire la concentration de glyphosate, un pesticide largement, en
milieu aqueux. Des essais de sorption ont été
réalisés sur des solutions synthétiques.Les
barrières utilisées ont prouvé leurs efficacités
à réduire considérablement la concentration du glyphosate.
Lors des essais quelques paramètres ont également
été suivi tels que le pH et le débit volumique.
L'étude comparative a montré que le charbon actif
était additif que l'argile
En conclusion, les résultats obtenus au cours de cette
étude indiquent que cette technique permet de dépolluer et
d'améliorer la qualité des eaux souterraines.
Cette efficacité est argumentée par :
> Abaissement des valeurs des paramètres
physicochimiques obtenues à la STEP Est T.O;
> Le pH à la sortie est conforme aux normes de
l'OMS.
> Pas de saturation constatée dans la BPR.
> Pas de colmatage constaté dans la BPR.
> Le débit est toujours appréciable.
Perspective
Réaliser la BPR à l'échelle pilote et
suivre les paramètres de pollution pour mieux comprendre la
problématique.
Références
bibliographiques
Références bibliographiques
BECHAC et all, 1987. Traitement des eaux
usées 2éme édition EYROLLES.
BELHANI M, 2008.Analyse de cycle de vie
exergétique de système de traitement des eaux résiduaire,
Thèse doctorat .institut national de polytechnique de lorraine.
BOUZIANI M, 2000. L'eau de la pénurie
aux maladies, édition IBN KHALDOUN, Alger. BRGM, 2004.
État de l'art sur les barrières perméables
réactives (BPR). Rapport final
BRGM, 2010. Barrières perméables
réactives (BPR) : retours d'expériences, perspectives
d'application et enjeux de recherche pour le traitementdes pollutions
métalliques.
CAUCHI A, VIGNOLES. C, 2011
Charlotte P, 2011. Transfer de matière
dans un biofilm aéré sur membrane présenté et
soutenue par charlotte picard le 6 juillet 2011.
DESJARDIN R, 1997. Le traitement des eaux,
2éme Edition, l'école polytechnique de
Montréal.
DJEDDI H, 2007. Utilisation des eaux d'une
station d'épuration pour l'irrigation des essences forestière
urbain Mémoire de Magistère en Écologie et Environnement
Option : Écologie végétale université
Constantine.
DEGREMONT, 2005.
Dictionnaire Environnement et Développement
Durable ,2010.
EDLINE F, 1996. Épuration
physico-chimique des eaux, 3eme édition.
European Scientific Journal August 2014.
Edition vol.10, No.23 ISSN: 1857 -- 7881 (Print) e - ISSN 1857-
7431
(FAO, 2003).
JEAN-PHILIPPE FOURNIER, 2006. Évaluation
d'une technologie compacte de production d'eau potable, Mémoire,
UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À MONTRÉAL Service des
bibliothèques.
Journées internationales d'étude des eaux,
1997 Éditeur CEBEDOC Livre titre : la déphosphatation
des eaux usées.
Henry MONCHY, 1977.Memento d'assainissement.
ZAKARIA KII, 2013.Caractérisation
d'un nouveau matériau etvalorisation dans les barrières
perméables réactive. Doctorat délivré par
l'école centrale de Lille.
Références bibliographiques
GAIDA, 1984. Épuration biologique des
eaux usées urbaines, Tome 1.
GAUDJOUS D, 1995. La pollution des milieux
aquatique : aide-mémoire. Edition Technique et documentation
Lavoisier.
LADJEL F, 2004. L'exploitation des eaux
usées urbaine dans la station dans la station (CFMA-Boumerdes).
MARC S, 2003. Guide technique de
l'assainissement 2éme édition.
Mekhalif, 2009. Réutilisation des
eaux résiduaires industrielles épurées comme eau d'appoint
dans un circuit de refroidissements spécialité : Chimie Option :
Pollution Chimique et Environnement.
Michiel R. et al, 2006. Lignes directrices
2006 du GIEC pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre.
NAILI F, 2014. Évaluation de la
rémanence de l'herbicide Glyphosate dans les cultures
maraîchères de la wilaya de Jijel
P.I.C.S.M.G.E, 2013.Proceedings of the 18th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris
2013.
RAMADE F, 2005. Élément
d'écologie : écologie appliquée, 2005.
REDJESK F, 2002. Analyse de l'eau : Aspect
et réglementaire et technique. Ed CRDP d'Aquitaine. France.
RODIER, 2009.
ROQUS H, 1979. Fondement théorique du
traitement biologique des eaux volume 1 Lavoisier.
ROQUES H, 1979.Fondement théorique du
traitement biologique des eaux Volume 2Lavoisier.
Sophie M, 2007.Traitement des eaux
usées.
VILAGINE, 2003. Eau, environnement et
santé publique Tec& Doc Lavoisier ; 2éme édition,
2003.
Annexes
Afin de quantifier le glyphosate dans une solution aqueuse, nous
avons d'abord effectué un balayage dans le domaine UV-V pour
déterminer sa longueur d'absorption maximale. Le spectre d'absorption
est représenté sur la figure A.1.
3.0 25 20 1.5 1.0 0.5
0.0
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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LcrogJeur Cf ci' cies (l Y n)
Figure A.1 : Spectre d'absorption UV-visible du
Glyphosate (pH =5)
On remarque sur la figure que l'absorption maximale
correspond à une longueur d'onde Xmax= 205 nm. A cette longueur d'onde
maximale, nous avons établi la courbe d'étalonnage pour le
glyphosate. Cette courbe nous permet de déterminer le domaine de
concentration pour lequel la loi de Beer Lambert est respectée.
Pour établir la courbe d'étalonnage, nous avons
mesuré à la longueur d'onde maximale, les absorbances des
échantillons des solutions de glyphosate de différentes
concentrations préparées à partir de la solution
mère (9 g/L).
Absorbance 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02
0,01
0
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y = 0,007x + 0,000 R2 = 0,998
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Absorbance
Linéaire (Absorbance )
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0 2 4 6 8 10
Figure A.2 : Courbe d'étalonnage du glyphosate
à 205 nm et à pH = 5.
On remarque sur la figure que l'absorption maximale
correspond à une longueur d'onde Xmax= 205 nm. A cette longueur d'onde
maximale, nous avons établi la courbe d'étalonnage pour le
glyphosate. Cette courbe nous permet de déterminer le domaine de
concentration pour lequel la loi de Beer Lambert est respectée. Les
absorbances des solutions de glyphosate de différentes concentrations
préparées à partir de la solution mère de 9
g.L1 sont présentées dans le tableau suivant :
Glyphosate
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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Absorbance
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0.007
|
0.017
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0.023
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0.032
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0.04
|
0.048
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0.056
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0.062
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0.07
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Résumé
Le présent travail est effectué afin de montrer
le rendement et l'efficacité de la technique de la barrière
perméable réactive (BPR) dans l'épuration des eaux
usées, on utilisant les moules à base de plâtre et
d'argile, et à base de plâtre et de charbon actif pour le
traitement des eaux de rejets de la station des d'épuration de
Tizi-Ouzou -- Est. Suivi les paramètres de pollution (la
turbidité, pH, DCO,DBO,...etc). Test de perméabilité avec
suivi de pH d'une solution à herbicide (Glyphosate). Mesuré le
débit la conductivité électrique et le
pH.
Les résultats obtenus lors de nos expériences
nous montrent l'efficacité de cette technique BPR à
améliorer la qualité des eaux traitées de la station (ONA)
et contribue à la protection des zones agricoles et des nappes
phréatiques.
Cette efficacité est argumentée par :
> Abaissement des valeurs des paramètres
physicochimiques obtenues à la STEP Est T.O;
> Le pH à la sortie est conforme aux normes de
l'OMS.
> Pas de saturation constatée dans la BPR.
> Pas de colmatage constaté dans la BPR.
> Le débit est toujours appréciable.
Mots clés : dépollution, eaux
usées, barrière perméable réactive,
paramètres physicochimiques.
Abstract
This work is done in order to show the efficiency and
effectiveness of the technique of permeable reactive barrier (BPR) in the
treatment of wastewater, is using gypsum molds and clay, and basic plaster and
activated carbon for water treatment discharges of wastewater treatment station
in Tizi-Ouzou - East. Monitoring pollution parameters (turbidity, pH, COD,
BOD,...Test permeability with monitoring of pH of a solution herbicide
(Glyphosate). Measured flow the electric conductivity and pH.
The results obtained in our experiments show the
effectiveness of this BPR technique
to improve the quality of treated water from the
resort (ONA) and contributes to the protection of agricultural land and
groundwater. This efficiency is argued by:
> Lowering the physicochemical parameters of the
values obtained in the STEP East T.O.
> The pH at the outlet complies with WHO
standards.
> No saturation found in the BPR; --, No clogging
found in the BPR.
> The flow is always nice.
Keywords: pollution, waste water, permeable reactive
barrier, physicochemical parameters.
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