Les eaux usées : impacts et diagnostic

ouple de l’utilisation de l’eau tant à l'échelon : National le Conseil Supérieur de l’Eau et du Climat et la Commission interministérielle de l’eau; Du bassin hydraulique les agences de bassins hydrauliques; Provincial et préfectoral les commissions de l’eau. Une mobilisation optimale et une gestion rationnelle de toutes les ressources en eau; Une gestion décentralisée dans le cadre d’une unité géographique adaptée “le bassin hydraulique“ La protection et la conservation quantitative et qualitative du domaine public hydraulique;

Principes

La domanialité publique des eaux (à l’exception des droits reconnus) La concertation entre les usagers et les pouvoirs publics La protection de la santé humaine

La répartition de l’utilisation de l’eau en période de sécheresse La réglementation des activités polluantes La prévision de sanctions et la création d’une police des eaux

DIAGNOSTIC DES EAUX USEES

LIEUX DE PRELEVEMENT ET TECHNIQUES D’ECHANTILLONNAGE

✔ Choix des points de prélèvement ✔ Établissement ✔ Techniques d’échantillonnage ✔ Récipients pour l’échantillonnage ✔ Conservation des échantillons ✔ Préparations des échantillons pour analyse ✔ Analyse par méthodes normalisées

PARAMETRES A CONTRÔLER DANS UNE EAU USEE

Plusieurs paramètres peuvent être analyser : *pH *Cl*Conductivité *SO42*O2 dissous *S2*Température *Détergents *MES *Graisses *DCO *NH4+ *DBO5 *Débit EU *Pt *NTK *Nitrates *Nitrites

PARAMETRES A ANALYSER DANS LE TERRAIN

✔ pH ✔ Température ✔ Oxygène dissous ✔ Turbidité ✔ Conductivité ✔ Potentiel rédox

PARAMETRES A ANALYSER AU LABORATOIRE

✔ Matières organiques ✔ Matières azotées ✔ Matières phosphorées ✔ Matières soufrées ✔ Éléments métalliques

MATIERES ORGANIQUES

✔ Demande chimiques en O2 (DCO) ✔ Demande biologiques en O2 (DBO5) ✔ Matières en Suspension (MES), (MS, Mm et MV) ✔ Graisses et huiles, détergents, phénols…

MATIERES AZOTEES, PHOSPHOREES ET SOUFREES

✔ Pollution azotée : NH4+, NTK, NO3-, NO2-... ✔ Pollution phosphorée: H3PO4, HPO42H2PO4-, PO42✔ Pollution H2SO4, H2S, S2-

CALACUL DE LA CHARGE POLLUANTE Le calcul de la charge polluante en DCO, DBO ou MES peut être estimée en tenant compte de la teneur en des paramètres précédemment cités et du débit des eaux usées à traiter

CALCUL DE LA CHARGE POLLUANTE EN DCO

C.P= Débit m3/j. DCO Kg/m3

(Kg/j)

De la même façon, on peut estimer la charge polluante en DBO5 ou en MES

EXEMPLE D’APPLICATION

✔ Collecteur El Ank : Casablanca ✔ Débit : 100 000 M3/jour ✔ DCO : 660 mg/l ✔ DBO5 : 220 mg/l CP en DCO: 66 Tonnes de DCO/jour CP en DBO5: 22 Tonnes de DBO5/jour

INTERÊT DES PARAMETRES DCO, DBO5 ET MES

✔ Calcul de la Charge Polluante ✔ Le rapport DCO/DBO5 permet de voir si les matières organiques sont biodégradables ✔ Estimation des boues produites durant le traitement ✔ Conception d’une filière de traitement ✔ Prévoit si la décantation peut être utilisée

VARIATIONS PERMANENTES DU DEBIT ET DE LA CHARGE POLLUANTE

Les facteurs durables qui provoquent une variation permanente des débits et des charges polluantes entrantes dans une STEP sont : ✔ L’accroissement de la consommation spécifique. ✔ L’augmentation de la population ✔ L’extension du réseau des égouts en système unitaire ou en système séparatif ✔ L’implantation de nouvelles industries ou au contraire la disparition de certaines entre elles. L’évaluation de ces facteurs pour l’horizon correspondant au projet de STEP ( date à laquelle elle atteindra sa capacité nominale et commencera à être surchargée, donc à diminuer ses performances)

CHARGE SPECIFIQUE DE POLLUTION : EQUIVALANT-HABITANT

L’équivalent habitant est une unité conventionnelle de la pollution moyenne rejetée par jour, par habitant. Actuellement dans les villes moyennes on considère que l’équivalent habitant peut être calculé en considérant les teneurs en matière polluante (M.O et MES) : 57 g de matière organique 90 g des MES 14 g d’azote et 7 g de phosphore Matière Polluante :

M. P = MES + DCO + 2DBO5

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ANALYSE BACTERIOLOGIQUES

✔

Coliformes totaux Coliformes fécaux Streptocoques

✔

✔

TECHNIQUE DE TRAITEMENT DES EAUX USEES En général trois techniques d’épuration sont possibles : Traitement physico-chimique ✔ A titre d’exemple on peut citer : décantation, coagulation-floculation, filtration, flottation, …. Traitement biologique : ✔ Techniques intensives : boues activées, lits bactériens, disques biologiques… ✔ Techniques extensives : lagunage, Traitement combiné : phys. Chimique + Biol.

CHOIX DES PROCEDES D’EPURATION

En fonction des objectifs de qualité à atteindre pour les effluents une série de modules de traitement successifs bien choisis constitueront la filière retenue. En général quatre critères sont à signaler : ✔ Critères d’ordre technique ✔ Critères d’ordre écologique ✔ Critères relatifs à l’exploitation de la station d’épuration ✔ Critères d’ordre économique

TECHNIQUES BIOLOGIQUES : PROCESSUS ELEMENTAIRES DU GENIE BIOLOGIQUE DU TRAITEMENT DE L’EAU

✔ Évolution d’une culture bactérienne

Il s’agit d’étudier l’évolution d’un ensemencement microbien mis en contact avec un milieu nutritif donné et laissé à lui-même

✔ Taux de croissance

En présence de matières organiques et des éléments nutritifs, les bactéries peuvent se multiplier en supposant que le taux de croissance est constant dans le temps

C in é tiq u e d u p h é n o m è n e

L e s c o u r b e s t y p e s d e la c r o is s a n c e e t d ’é p u is e m e n t d u s u b s t r a t s o n t c o m m e s u it : X

P a ra m è tre

P

S O I II III IV V

2 Tem ps

VI

I II III IV V VI

: : : : : :

phase phase phase phase phase phase

d e la t e n c e o u d ’in d u c t io n d e c r o is s a n c e e x p o n e n t ie lle lin é a ir e d e c r o is s a n c e d e r a le n tis s e m e n t s t a tio n n a ir e o u p la t e a u d e d é c lin o u d e ly s e

ACTIVITE D’UNE BIOMASSE ET MECANISME D’ELIMINATION DU SUBSTRAT Agents d’oxydation biologique ✔ Les autotrophes qui utilisent des composés minéraux contenant les éléments N, P, K, Ca, etc pour l’énergie nécessaire à leur synthèse. ✔ Les hétérotrophes : Utilisent les composés organiques pour se multiplier

METABOLISME DES SUBSTRATS EN AEROBIE

La métabolisation de la matière organique dans un procédé de traitement en aérobie, peut être décrite par l’équation suivante : M.O + O2+ N + P Micro-org. + CO2 + H2O+Résidus solubles non biodégradables. Micro-org. + O2 CO2 + N + P + H2O + Résidus cellulaires non biodégradables.

ELIMINATION DE L’AZOTE

Les conditions de développement de ces bactéries imposent de concevoir des schémas de traitements particuliers qui doivent respecter les contraintes suivantes :

✔ Une étape riche en O2 compatible avec

la forte demande liée à l’oxydation de l’ammoniaque en nitrate

✔ Une zone anoxie (étape pauvre en O2)

LA NITRIFICATION La nitrification est réaction biologique permettant de transformer les ions ammoniums en nitrite puis en nitrate

REACTIONS D’OXYDATION

NH4+ + ½ O2------- > NH2OH + H+ 2NH2OH----- > H2N2O2 + 4H+ + 4e H2N2O2 + 2H2O -- > 2 NO-2 + 6H+ + 4e NO-2 + H2O --- > NO-3 + 2H+ + 2e

DENITRIFICATION

La dénitrification est la transformation des nitrites en nitrates puis en azote en absence d’Oxygène par deux types de micro-organismes :

✔ Dénitrificateurs hétérotrophes