Qualités physico-chimiques d’eau a chaque étape de traitement

GENERALITES SUR LES EAUX USEES

Définition
Les eaux usées ou eaux résiduaires sont des eaux renfermant différentes matières polluantes issus des activités humaines et industrielles et qui peuvent engendrer la pollution des eaux superficielles (Ramisasoa, 2014).

Types d’eaux usées 

Toutes les activités humaines, qu’elles soient domestiques, industrielles, artisanales, agricoles… produisent des eaux usées. On distingue trois grandes catégories d’eaux usées :

Les eaux usées domestiques
Elles proviennent des différents usages domestiques de l’eau. Elles sont essentiellement porteuses de pollution organique. Elles se répartissent en eaux ménagères, qui ont pour origine les salles de bains et les cuisines, et sont généralement chargées de détergents, de graisses, de solvants, de débris organiques… et en eaux-vannes qui sont les rejets des toilettes, chargés de diverses matières organiques azotées et de germes fécaux (http://www.cieau.com/les-eaux-usees/les-origines-des-eaux-usees).

Les eaux usées industrielles
Tous les rejets résultant d’une utilisation de l’eau autre que domestique sont qualifiés de rejets industriels. Cette définition concerne les rejets des usines, mais aussi les rejets d’activités artisanales ou commerciales. La variété des eaux usées industrielles est très grande. Pour les industries minières, ces eaux sont chargées en matières en suspension. Les eaux chargées en matières organiques biodégradables sont issues des industries agro-alimentaires (abattoirs, laiteries,…). Les eaux à caractère toxique rejetées par l‟industrie chimique (Brigitte, 2003 ; Rahariniraka et al., 2014).

Les eaux pluviales et de ruissellement
Elles peuvent constituer une cause de dégradations importantes des cours d’eau, notamment pendant les périodes orageuses. Les eaux de pluie ne sont pas exemptes de pollutions : au contact de l’air, elles se chargent d’impuretés (fumées industrielles, résidus de pesticides…), puis, en ruisselant, des résidus déposés sur les toits et les chaussées des villes (http://www.cieau.com/les-eaux-usees/les-origines-des-eaux-usees).

Différentes types de pollution de l’eau

La pollution de l’eau est une modification néfaste des eaux causée par l’ajout de substances susceptibles d’en changer la qualité, l’aspect esthétique et son utilisation à des fins humaines. Plusieurs critères peuvent être utilisés, selon les besoins, pour classifier les pollutions. Il s‟agit par exemple de l‟origine des substances, qui renseigne globalement sur le mode de transfert, ou sur l‟effet des pollutions ou encore sur le mode d‟apport. L‟origine de la pollution de l‟eau est multiple. Les polluants sont notamment les microorganismes pathogènes, les matières organiques, les nutriments, les métaux lourds et les produits chimiques toxiques (Earthscan publication Ltd, 2002). Ces agents polluants peuvent être d’origine organique, physique, chimique ou biologique, et provoquer une gêne, une nuisance ou une contamination.

Pollution organique
Les matières organiques ont longtemps été les principaux polluants des milieux aquatiques. Elles proviennent des déchets domestiques (les ordures ménagères, les excréments), de l‟agriculture (lisiers ou urines), ou de l‟industrie (huilerie).

Pollution microbienne
Elle est une autre forme de pollution organique. En effet, les déchets tels que les excréments contiennent des germes dits pathogènes, c‟est à dire des virus, des bactéries, ou encore des bactéries véhiculées par l‟eau. Ces germes peuvent provoquer de graves maladies comme le choléra.

Pollution thermique
Elle correspond à l‟augmentation ou à la diminution de la température de l‟eau par rapport à la normale. Cette pollution affecte le milieu aquatique, sur les algues par exemple, on peut observer de fortes proliférations ou un taux de mortalité important. Ce type de pollution est lié particulièrement à l‟industrie.

Pollution chimique
Elle est majoritairement caractérisée par la pollution azotée et phosphorée. Elle est due généralement aux activités agricoles et industrielles. Leur toxicité varie selon la substance et sa concentration.

Caractéristiques des eaux usées

La composition des eaux usées est extrêmement variable en fonction de leur origine (industrielle, domestique, etc.). Elles peuvent contenir de nombreuses substances, sous forme solide ou dissoute, ainsi que de nombreux micro-organismes. Les trois principaux paramètres qui permettent de mesurer la pollution d‟une eau sont les paramètres physicochimiques, biologiques et microbiologiques.

Paramètres biologiques

Demande Biologique en Oxygène (DBO) pendant 5 jours et Demande Chimique en Oxygène (DCO) :
– l‟analyse de DBO5 et de DCO permet d‟obtenir la concentration de matières organiques.
– la DBO5 est la quantité d’oxygène indispensable aux microorganismes pendant cinq jours pour l‟oxydation des matières organiques des eaux usées.
– la DCO est la quantité d’oxygène indispensable pour oxyder les matières organiques, en utilisant du bichromate dans une solution acide, pour les transformer en dioxyde de carbone et en eau.
– la valeur de la DCO est habituellement plus élevée par rapport au DBO5, car les substances organiques biodégradables sont plus faciles à éliminer.
– la DBO5 est utilisée pour mesurer le degré de pollution des eaux usées. Corrélation entre DCO et DBO5 :
– Le rapport (DCO/DBO5) informe sur la biodégradabilité de la matière organique.
– L‟accroissement de ce rapport se traduit par l‟augmentation de la proportion des matières organiques non biodégradables des eaux usées.

Paramètres microbiologiques (Rakotomanga, 2007)

Les eaux usées contiennent de nombreux germes (champignons, amibes, protozoaires, bactéries, virus) dont certains sont pathogènes; le rejet des eaux usées dans le milieu naturel fait courir ainsi un risque pour la santé (http://gue.univreunion.fr/ressources). Les bactéries sont couramment recherchées dans l’eau, principalement comme témoins de contamination fécale.

Les principaux microorganismes indicateurs de contamination fécale des eaux usées sont :
• L‟Escherichia coli qui a une haute spécificité diagnostique, sa présence dans une eau est signe de contamination par des excrétas humains ou animaux.
• Les Streptocoques fécaux sont des bactéries en chainette. Ce sont des flores normales des matières fécales humaines et animales. Ils sont extrêmement résistants aux agents chlorés.
• Les Coliformes totaux et fécaux se présentent sous forme de bâtonnets, non sporulés, capables de croître en aérobiose à 30°C.
• les Clostridium Sulfito-Réducteurs (CSR) se présente sous forme de point noire avec auréole noire, sa présence marque la contamination par des matières fécale humaine ou animale et /ou des matières organiques en voie de purification.

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. GENERALITES SUR LES EAUX USEES
I.1. Définition
I.2. Types d‟eaux usées
I.2.1. Les eaux usées domestiques
I.2.2. Les eaux usées industrielles
I.2.3. Les eaux pluviales et de ruissellement
I.3. Différentes types de pollution de l‟eau
I.3.1. Pollution organique
I.3.2. Pollution microbienne
I.3.3. Pollution thermique
I.3.4. Pollution chimique
I.4. Caractéristiques des eaux usées
I.4.1. Paramètres physico-chimiques
I.4.2. Paramètres biologiques
I.4.3. Paramètres microbiologiques
I.5. Effets de la pollution de l‟eau
I.5.1. Impacts au niveau des ressources environnementales
I.5.2. Impacts sur la santé humaine
II. TRAITEMENT DES EAUX USEES
II.1. Le traitement préliminaire
II.2. Le traitement primaire ou traitement physico-chimique
II.3. Traitement secondaire ou traitement biologique
III. LES ACTINOMYCETES
III.1. Définition
III.2. Caractéristiques générales
III.3. Ecologie et distribution des actinomycètes
III.3.1. Sols
III.3.2. Milieu aquatique
III.3.3. Air
III.3.4. Thermophile
III.3.5. Les végétaux, l‟animal et l‟homme
III.4. Classification des actinomycètes
III.4.1. Mycobacteriacées
III.4.2. Actinomycétacées (ou Pro-Actinomycètes)
III.4.3. Streptomycétacées
III.4.4. Actinoplanacées
III.5. Rôles des actinomycètes
III.5.1. Dégradation des substances organiques
III.5.2. Production d‟antibiotiques (Métabolites secondaires)
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
I. MATERIELS
I.1. Matériels biologiques d‟étude
I.1.1. Type d‟eau étudiée
I.1.2. Les isolats utilisés
I.2. Milieu d‟étude
I.2.I. Milieu de rajeunissement des souches d‟actinomycètes
I.2.1.1. Milieu International Streptomyces Project 2 (ISP2)
I.2.2. Milieu d‟enrichissement
I.2.2.1. Bouillon nutritif
I.2.3. Milieu pour la purification des souches à tester
I.2.3.1 Milieu gélose nutritif
I.2.4. Milieu pour le test antibiogramme
I.2.4.1. Milieu Muëller Hinton
I.2.5. Milieux pour la recherche et dénombrement des germes dans l‟eau usée
I.2.5.1. Milieu Gélose Lactosé au TTC et au Tergitol 7
I.2.5.2. Milieu Enteroccocus Agar
I.2.5.3. Milieu TSC (Tryptose Sulfite Cycloserine Agar)
II. METHODES
II.1. Criblage des souches d‟actinomycètes
II.1.1. Principe
II.1.2. Mode opératoire
II.1.2.1 Caractéristiques des souches pures à étudier
II.1.2.2. Préparation de l‟inoculum
II.1.2.3. Ensemencement
II.1.2.4. Technique des cylindres d‟agar
II.2. Traitement biologique de l‟eau usée
II.2.1. Préparation de l‟inoculum
II.2.2. Description du procédé de traitement
II.3. Méthodologie de suivi de la qualité de l‟eau
II.4. Choix des paramètres à analyser
II.5. Méthodologie d‟analyse
II.5.1. Analyses des paramètres physico-chimiques
II.5.1.1. Paramètres physiques
II.5.1.1.1. Détermination des matières en suspension
II.5.1.1.2. Détermination de la conductivité électrique
II.5.1.1.3. Mesure du pH
II.5.1.1.4. Détermination de la couleur
II.5.1.2. Paramètres chimiques
II.5.1.2.1. Dosage des nitrates
II.5.1.2.2 Dosage des ortho-phosphates
II.5.1.2.3. Dosage des nitrites
II.5.1.2.4. Dosage des chlorures
II.5.2. Paramètres biologiques
II.5.2.1 Demande biologique en oxygène (DBO)
II.5.2.2. Demande chimique en oxygène (DCO)
II.5.3. Analyses des paramètres bactériologiques
II.5.3.1. Préparation d‟échantillon d‟eau usée à analyser
II.5.3.2 Recherche et dénombrement des bactéries étudiées
a) Recherche et dénombrement des Streptocoques fécaux (ISO 7899 – 2 : 2000)
b) Recherche et dénombrement de coliformes fécaux (ISO 9308-1)
c) Recherche et dénombrement d’Escherichia coli (ISO 9308-1)
d) Recherche et dénombrement des spores des bactéries anaérobies sulfitioréductrices (NF T 90 415)
II.5.3.3. Expression des résultats
II.6. Traitement statistique
TROISIEME PARTIE : RESULTATS
I. ACTIVITE ANTIMICROBIENNE DES ISOLATS D’ACTINOMYCETES
II. QUALITES PHYSICO-CHIMIQUES D’EAU A CHAQUE ETAPE DE TRAITEMENT
II.1. La qualité physico-chimique de l‟eau usée E1
II.2. Les qualités physico-chimiques des eaux E2, E3 et E2+E3
II.2.1. Paramètres physiques
II.2.1.1. pH
II.2.1.2. Matières en suspension
II.2.1.3. Couleur
II.2.1.4. Conductivité
II.2.2. Paramètres chimiques
II.2.2.1. Nitrites
II.2.2.2. Nitrates
II.2.2.3. Phosphates
II.2.2.4. Chlorures
II.2.3. Paramètres biologiques
II.2.3.1. Demande chimique en oxygène (DCO)
II.2.3.2. Demande biologique en oxygène (DBO)
CONCLUSION

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