Soutenance mémoire
EAUX USEES
Les eaux usées sont des eaux polluées qui sont de nature à contaminer les milieux dans lesquels elles sont déversées. Elles proviennent essentiellement des activités domestiques et industrielles ainsi que des eaux souterraines et des précipitations ; ces catégories d’eaux usées sont communément appelées respectivement eaux domestiques, déchets industriels et eaux pluviales. (Encyclopédie Encarta 2005) On peut donner le nom « eau usée » par « effluent » ou par « eau résiduaire ».
– Les eaux usées domestiques proviennent des activités humaines de tous les jours : bains, excréments, préparation des aliments et loisirs. Elles contiennent surtout une pollution organique (graisses + détergents + solvants+ bactéries).
– Les eaux usées industrielles proviennent des usines. Si ces eaux contiennent des pollutions trop importantes ou dangereuses, un premier traitement se fait dans l’usine avant de réunir les eaux industrielles avec les eaux domestiques.
– Les eaux usées pluviales sont des eaux de pluies qui ruissellent sur le sol en emportant toute la pollution du sol (chewing-gum, mégots, huiles, hydrocarbures,…). Le volume d’eaux usées d’origine pluviale à évacuer dépend de l’importance des précipitations ainsi que de l’écoulement ou le débit du bassin de drainage.
Une ville type rejette un volume d’eaux usées équivalent à environ 60 à 80 % de l’ensemble de ses besoins journaliers en eau, le reste étant utilisé pour le lavage des voitures et l’arrosage des jardins, ainsi que pour des procédés de fabrication, tels que la mise en conserves et en bouteilles d’aliments. Il est à noter que la composition des eaux usées s’analyse par le biais de diverses mesures physiques, chimiques et biologiques. Les analyses les plus fréquentes comportent des mesures de déchets solides, de la demande biochimique en oxygène mesurée après cinq jours (DBO5), de la demande chimique en oxygène (DCO) et du pH. Les déchets solides comprennent les solides dissous et en suspension. Les solides dissous sont des matériaux qui passent à travers un papier filtre et les solides en suspension sont ceux qui ne passent pas. Les solides en suspension sont ensuite divisés en solides décantables et non décantables en fonction du nombre de milligrammes de solide qui se déposera en l’espace d’une heure pour un litre d’eaux usées. Toutes ces classes de solides peuvent être divisées en solides volatils ou en solides fixes, les premiers étant généralement constitués de matériaux organiques et les seconds de matériaux inorganiques ou minéraux. Les eaux usées domestiques, industrielles et parfois pluviales doivent être traitées par une station d’épuration avant d’être rejetées dans les cours d’eau ou en mer.
Les différents types de lagunage
Il existe différents types de lagunage. Le choix s’opère selon les conditions de l’effluent et les moyens mis en œuvre. (Thomazeau, Guerin, M., 1976)
– Le lagunage aérobie : On maintient l’oxygénation nécessaire à la dégradation de la pollution de l’effluent par des organes d’aération qui assurent aussi le mélange du milieu.
– Le lagunage anaérobie : La lagune est plus profonde et cela entraîne une plus grande prolifération des algues. Le temps de séjour est plus important.
– Le lagunage calme : Il associe les deux types de lagunes précédents.
L’osmose inverse est une filtration qui permet de concentrer les matières polluantes L’alimentation en oxygène se fait par une culture d’algues et de bactéries. Dans les trois types, le principe de dépollution est l’oxydation des matières polluantes sous l’action conjuguée de l’oxygène de l’atmosphère, des algues et de la microflore présente. La dégradation se fait selon le schéma suivant : Eaux usées + oxygène boues + effluent traité (Wikipédia, 2008) Ce qui nous intéresse le plus, parmi ces trois types de lagunage, est le lagunage aérobie. Il présente beaucoup d’avantages que les autres. Les différences se situent au niveau du mode d’introduction de l’oxygène L’eau est projetée en l’air et s’oxygène au contact de l’air.
Épuration biologique des eaux résiduaires
Le processus d’épuration biologique en lagunes aérées est comparable à celui qui se déroule dans un cours d’eau chargé. A la différence des installations à boues activées, la biomasse active se présente sous la forme d’une végétation fixe (sessile) dans le fond du bassin. Les conditions nécessaires à une dégradation biologique poussée de la pollution dissoute et de la stabilisation suffisante des boues décantées par voie aérobie sont les suivantes :
– un apport suffisant d’oxygène,
– une circulation efficace de la masse d’eau,
– une homogénéisation des eaux usées dans le bassin ; ceci afin d’éviter les « zones mortes » et assurer un échange entre les eaux à traiter et le film biologique du fond du bassin. La majeure partie des substances organiques est déjà dégradée biologiquement dans le bassin primaire. Une quantité correspondante de boues excédentaires s’y dépose avec les boues décantées au fond du bassin.
Critères de choix du quartier cible
Toliara centre est l’un des quartiers dans l’arrondissement Tanambao I de la commune urbaine de Toliara. Il se situe dans le centre ville ; il est très marqué par une construction en dur, une zone administrative et commerciale, bénéficiant de tous les équipements et infrastructures vitaux. Il suit un plan d’urbanisme prédéfini. Le réseau de voirie dans cet arrondissement est revêtu ; il comprend un collecteur principal de 700m de long.
Problèmes d’assainissement urbain
Le problème d’assainissement urbain est général dans toute la province de Toliara, les équipements « eaux pluviales » et « eaux usées » faisant partout, il se pose avec plus d’acuité pour la ville de Toliara elle-même. Ceci en raison du site relativement plat, marqué par quelques mouvements de dunes (quartiers de Besakoa, Antaninarenina, Tsinengea, partie Ouest de Tsimenatse) et de zones basses inondables (quartiers du marché, certaines zones de Besakoa, Mahavatse I et II), mais aussi de l’extension de la ville, au Nord et au Sud, dans des zones marécageuses ou difficilement assainissables. (INSTAT, 1996), De plus, grâce à la démographie galopante, à la faiblesse des moyens financiers et matériels et des difficultés à maîtriser la croissance urbaine, la municipalité de Toliara a de plus en plus de la peine à offrir un service de proximité approprié. Le secteur d’assainissement n’est pas épargné. Les dysfonctionnements des systèmes d’assainissement des déchets solides et liquides sont perceptibles dans toutes les villes : les eaux usées stagnent dans les espaces vides, la chaussée et les drains. Les déchets solides sont irrégulièrement enlevés. Les conséquences du dysfonctionnement des systèmes d’assainissement sur le cadre de vie et l’écosystème naturel prennent de plus en plus d’ampleur et interpellent tous les acteurs impliqués à prendre des décisions appropriées. Les bidonvilles sont dominants car les stratégies de gestion foncière sont peu adaptées et inefficaces et les ressources matérielles, financières et humaines disponibles dans la municipalité en charge de la gestion urbaine sont limitées.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I-EAUX USEES
II-TRAITEMENT DES EAUX USEES
II.1- Généralités
II.2- Les étapes et les procédures de traitement des eaux usées
II.2.1- Les prétraitements
II.2.2- Les traitements primaires
II.2.3- Les traitements secondaires
II.2.4- Les traitements tertiaires
III-LE LAGUNAGE
III.1- Les différents types de lagunage
III.2- Descriptif du procédé
III.2.1- Epuration mécanique des eaux résiduaires
III.2.2- Epuration biologique des eaux résiduaires
III.2.3- Oxydation et élimination de l’azote
III.2.4- Elimination du phosphore
III.2.5- Elimination des boues d’épuration
III.3- Bases de dimensionnement
III.3.1- Surface de la lagune
III.3.2- Volume de la lagune
III.3.3- Profondeur de la lagune
III.3.4- Débit volumique des eaux usées
III.3.5- Equivalent – habitant (EH)
Chapitre II : LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE
I-LOCALISATION GEOGRAPHIQUE
I.1- Limite géographique
I.2- Coordonnées géographiques
II-CLIMATOLOGIE
II.1- Pluviométrie
II.2- Température
II.3- Ensoleillement
III-SITUATION DEMOGRAPHIQUE DE LA COMMUNE
III.1- Critères de choix du quartier cible
III.2- Méthodologie d’enquêtes
III.3- Analyse des résultats d’enquêtes
III.3.1- Description du quartier cible
III.3.2- Accès à l’eau potable
III.3.3- Assainissement
IV-PROBLEMATIQUE DES EAUX USEES
IV.1- Problèmes d’assainissement urbain
IV.2- Risques sanitaires
Chapitre III : EAUX USEES MUNICIPALES
I-METHODOLOGIE D’ENQUETES
II-CRITERES DE CHOIX DES PARAMETRES
II.1- Les paramètres organoleptiques
II.2- Les paramètres physico-chimiques
II.3- Les paramètres biologiques
III-CONDITIONS DE PRELEVEMENT ET MODE DE CONSERVATION DES ECHANTILLONS
IV-CORRELATION ENTRE DBO5 ET DCO
V-NORME DE REJETS DES EAUX USEES
VI-EXPERIMENTATION
VI.1- Les paramètres organoleptiques
VI.2- Les paramètres physico-chimiques
VI.2.1- Le pH
VI.2.2- La température
VI.2.3- La conductivité
VI.2.4- La turbidité
VI.2.5- Les matières en suspension (MES)
VI.2.6- Les nitrates
VI.2.7- Les nitrites
VI.2.8- Les phosphates
VI.2.9- Le phosphore
VI.2.10- Le chlorure
VI.2.11- L’azote Kjeldahl
VI.2.12- Les métaux lourds
VI.3- Les paramètres biologiques
VI.3.1- La demande biochimique en oxygène (DBO)
VI.3.2- La demande chimique en oxygène (DCO)
VII-EXPLOITATION DES RESULTATS
VII.1- Les paramètres organoleptiques
VII.2- Les paramètres physico-chimiques
VII.2.1- Le pH
VII.2.2- La température
VII.2.3- La turbidité
VII.2.4- Les matières en suspension (MES)
VII.2.5- Les nitrates et les nitrites
VII.2.6- Le phosphore
VII.2.7- Les phosphates
VII.2.8- L’azote Kjeldahl
VII.2.9- Le chlorure
VII.2.10- Les métaux lourds
VII.3- Les paramètres biologiques
VII.3.1- La demande biochimique en oxygène (DBO)
VII.3.2- La demande chimique en oxygène (DCO)
VII.3.3- Rapport DBO5/DCO comme indice de biodégradabilité
VIII-CONCLUSION
Chapitre IV : PROPOSITION DU MODELE DE DIMENSIONNEMENT DE LAGUNAGE
I-PERSPECTIVES ET PROJECTIONS DEMOGRAPHIQUES
II-DIMENSIONNEMENT DU LAGUNAGE
II.1- Dimensionnement du lagunage pour un EH
II.2- Simulation
III-ETUDE D’IMPACT DE LAGUNAGE
CONCLUSION GENERALE
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