Généralités sur les eaux usées

Généralités sur les eaux usées

Les Caractéristiques des Eaux Usées

Dans ce chapitre je passerai en revue les principaux paramètres physicochimiques analysés au cours de la partie expérimentale des eaux usées.

Paramètres Physiques

Température

La température de l’eau usée a une influence majeure sur le taux de biodégradable dans le bassin tampon (hydrolyse des polymères) et dans le bassin d’aération (conversion en CO₂, H₂O et composés minéraux).
Plus la température est élevée, plus le processus de biodégradation est rapide (10°C = vitesse de réaction 2).

MES : matière en suspension (mg/L)

La concentration de matière en suspension dans un échantillon d’eau usée correspond à la quantité de matière non dissoutes présente dans cette eau.Les matières en suspension sont mesurées par pesée après filtration et séchage à 105°C pendant 24h.Un volume connu d’échantillon d’eau préalablement mixé est filtré sur un filtre sec standard en fibre de verre. Les particules trop grosses pour passer sans retenues sur le filtre ; les composés dissous (sels, acides aminés, etc.) peuvent passer sans contraintes. Le filtre est ensuite rincé à l’aide de l’eau déminéralisée puis séché à 105°C. L’augmentation de poids correspond à la concentration de matière en suspension.
Avec : MES = matières en suspensions totales (mg/l)
P₁ = poids du filtre avec résidu (mg)
P₂ = poids du filtre propre (mg)

Paramètres Physico-chimiques

pH : Le potentiel Hydrogène

Le pH est le degré d’acidité d’une eau ou d’une boue. Cette valeur détermine si la solution aqueuse en question (eau usée, boue ou effluent) est acide, basique ou neutre. Une valeur de pH est calculée à partir de la concentration en ions hydrogène présent dans l’eau usée, selon la formule suivante :Pour un traitement biologique, un pH plus au moins neutre est requis. Dans un traitement aérobie, le pH doit être gardé entre 6,5 et 8,5. Dans un traitement anaérobie, le pH optimal est entre 6,5 et 7,5. Les fluctuations de pH (plus qu’une unité de pH) doivent absolument être évitées.

La Conductivité

La conductivité est la propriété que possède une eau de favoriser le passage d’un courant électrique. Elle est due à la présence dans le milieu d’ions qui sont mobiles dans un champ électrique. Elle dépend de la nature de ces ions dissous et de leurs concentrations.La conductivité électrique d’une eau est la conductance d’une colonne d’eau comprise entre deux électrodes métalliques de 1 cm².

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.La solubilité de l’oxygène dans l’eau dépend de différents facteurs, dont la température, la pression et la force ionique du milieu. La concentration en oxygène dissous est exprimée en mg O₂ /L.

DCO : Demande Chimique en Oxygène

La DCO est une mesure de la quantité total d’oxygène (exprimée en mg O₂/L = 10⁻³ kg DCO/m³) nécessaire pour oxyder toute la matière organique (et inorganique oxydable) d’une eau usée :
Matière organique + O₂ CO₂ + H₂O .Une solution de dichromate de potassium est utilisée pour la détermination de la concentration en DCO d’une eau. Le dichromate de potassium est un oxydant fort, capable de casser la plupart des liaisons organiques à l’exception des chaines carbone linéaires et aromatiques.La précision de la mesure en DCO est très bonne (5-10%) et le temps d’analyse relativement court (environ 3 heures). Les valeurs de DCO peuvent être utilisées comme mesure de la quantité totale de contamination organique (et inorganique) dans une eau usée.

DBO : Demande Biochimique en Oxygène

Pratiquement, la demande biochimique en oxygène devrait permettre d’apprécier la charge du milieu considéré en substances putrescibles, son pouvoir auto-épurateur et d’en déduire la charge maximale acceptable, principalement au niveau des traitements primaires des stations d’épuration.
La demande biochimique en oxygène après 5 jours (DBO5) d’un échantillon est la quantité d’oxygène consommé par les microorganismes aérobies présents dans cet échantillon pour l’oxydation biochimique des composés organiques et/ou inorganiques.

Les détergents

Les détergents sont des agents tensioactifs classés en détergents anioniques, cationiques et non ioniques. On les trouve dans les eaux usées communales ou industrielles.
Tensio-actifs anioniques
Les détergents anioniques forment dans les conditions appropriées avec le bleu de méthylène un complexe coloré qui sera extrait par une phase organique.
Tensio-actifs cationiques
Les tensio-actifs cationiques réagissent avec le bleu de disulfine pour former un complexe coloré extrait au chloroforme.
Tensio-actifs non ioniques
Les tensioactifs non ioniques réagissent avec un indicateur (TBPE) pour former un complexe coloré extrait du dichlorométhane. Si l’eau contient des détergents cationiques et anioniques, les quantités équivalents se combinent et échappent à l’analyse.

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Table des matières

Introduction Générale :
Chapitre I : Présentation de la STEP et Généralités sur les eaux usées
I. Présentation de la STEP
1. Présentation Générale
2. Traitement des eaux usées :
 Filière Eau :
a) Réception des eaux usées et pompage
b) Prétraitement :
c) Décantation primaire :
d) Traitement biologique avec aération de surface :
e) Dégazage :
f) Décantation secondaire :
 Filière Boue
a) Epaississeurs des boues primaires :
b) Flottateurs des boues secondaires :
c) Digestion des boues mixtes
d) Déshydratation :
e) Stockage des boues déshydratées :
 Filière biogaz :
a) Récupération du biogaz :
b) Désulfurisation
c) Stockage de biogaz :
d) Cogénération du biogaz :
e) Torchère :
II. Généralités sur les Eaux Usées :
1. Définition :
2. Origine des Eaux Usées :
a. Origine industrielle :
b. Origine domestique :
c. Origine agricole :
3. Impact des eaux usées sur la santé
Chapitre II : Les Caractéristiques des Eaux Usées
I. Paramètres Physiques :
1. Température :
2. MES : matière en suspension (mg/L)
II. Paramètres Physico-chimiques :
1. Le potentiel Hydrogène (pH) :
2. La Conductivité :
3. L’Oxygène Dissous :
4. La Demande Chimique en Oxygène (DCO) :
5. DBO : demande biochimique en oxygène
6. Les détergents :
 Tensio-actifs anioniques :
 Tensio-actifs cationiques :
 Tensio-actifs non ioniques :
Chapitre III : Procédé de Coagulation
I. La Coagulation :
1. Les particules en suspension :
2. Structure :
3. Le principe de la coagulation :
4. Forces mises en jeu :
5. Déstabilisation des colloïdes
II. Méthodologie :
1. Jar-test :
2. Techniques expérimentales :
a) Objet des essais :
b) Procédure :
3. Techniques analytiques :
a) Analyses physico-chimiques :
b) Paramètres d’analyses :
 Mesure des matières en suspension (MES) :
 Détermination de la DCO (demande chimique en oxygène) :
 Détermination de la DBOƽ (demande biologique en oxygène) :
 Déterminer le pH :
 Détermination de la conductivité :
Conclusion