Traitement et épuration des eaux usées

L’eau usée : Généralité et Traitement

Généralités sur les eaux usées :

En parlant de l’eau usée il semble important d’avoir une idée sur sa définition, son origine et ses caractéristiques, ainsi que les différentes méthodes utilisées pour son épuration.
Définition :
Les eaux résiduaires urbaines (ERU), ou eaux usées, sont des eaux chargées de polluants, solubles ou non, provenant essentiellement de l’activité humaine. Une eau usée est généralement un mélange de matières polluantes, dispersées ou dissoutes dans l’eau qui a servi aux besoins domestiques ou industriels. Donc sous la terminologie d’eau résiduaire, on groupe des eaux d’origines très diverses qui ont perdu leurs puretés ; c’est-à-dire leurs propriétés naturelles par l’effet des polluants après avoir été utilisées dans des activités humaines (domestiques, industrielles ou agricoles).
Origines :
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.
La pollution journalière produite par une personne utilisant 150 à 200 litres d’eau est évaluée à :
– 90 grammes de matières organiques ou minérales (en suspension dans l’eau sous forme de particules).
– 57 grammes de matières oxydables.
– 15 grammes de matières azotés.
– 4 grammes de phosphore (issus des détergents).
– 0,23 grammes de résidus de métaux lourds (plomb, cadmium, arsenic, mercure…).
– 0,05 grammes de composés (fluor, chlore, brome, iode…).
– 1 à 10 milliards de germes par 100 ml.
– Les eaux usées industriels :
Elles sont très différentes des eaux usées domestiques. Leurs caractéristiques varient d’une industrie à l’autre. En plus de matières organiques, azotées ou phosphorées, elles peuvent contenir des produits toxiques, des solvants, des métaux lourds, des micropolluants organiques, des hydrocarbures…
Certaines d’entre elles font l’objet d’un prétraitement de la part des industriels avant d’être rejetées dans les réseaux de collecte. Elles ne sont mêlées aux eaux domestiques que lorsqu’elles ne présentent plus de danger pour les réseaux de collecte et ne perturbent pas le fonctionnement des usines de dépollution.
– 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 (huiles de vidange, carburants, résidus de pneus, métaux lourds…).
– Les eaux usées agricoles :
L’utilisation en agriculture des engrais chimiques de synthèse (engrais phosphatés et azotés), des pesticides ainsi que les effluents des élevages constituent des sources diffuses de pollution des eaux d’origine agricole à travers les sols (lessivage, percolation, lixiviation). Ces substances chimiques peuvent soit s’infiltrer dans le sol et atteindre la nappe phréatique, soit être lessivées par les eaux de pluie et drainées dans les eaux usées. Les engrais chimiques contiennent certains métaux et métalloïdes à l’état de trace, surtout le cas des superphosphates constituant ainsi une pollution du milieu récepteur.
Caractérisation des eaux usées :
La composition des eaux usées s’analyse par le biais de diverses mesures physiques, chimiques et biologiques. Les analyses les plus fréquentes comportent :
– La température :
Il est important de connaître la température de l’eau avec une bonne précision. En effet, celle-ci joue un rôle dans la solubilité des sels et surtout des gaz, dans la dissociation des sels dissous donc sur la conductivité électrique, dans la détermination du pH, pour la connaissance de l’origine de l’eau et des mélanges éventuels,…etc.
– Le potentiel Hydrogène (pH) :
Le pH permet d’exprimer le caractère acide (pH<7) ou basique (pH>7), sa valeur dépend des équilibres ioniques dans l’eau, il a une grande influence sur la répartition des métaux lourds dans l’eau. Des pH faibles (eaux acides) augmentent notamment le risque de présence de métaux sous une forme ionique plus toxique, il influence de nombreuses réactions physico-chimiques et la distribution des microorganismes impliqués dans la dégradation des matières organiques.

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Table des matières

Introduction 
L’eau usée : généralité et traitement
I. Généralité sur les eaux usées
1. Définition
2. Origines
3. Caractérisation
II. Traitement et épuration des eaux usées
1. Prétraitement
2. Traitement primaire
3. Traitement secondaire
4. Traitement tertiaire
Partie expérimentale
I. Méthode et matériel 
1. Paramètres de caractérisation des eaux usées
a. Température
b. pH
c. Conductivité
d. Turbidité
e. Matière en suspension
f. Demande chimique en oxygène
g. Demande biochimique en oxygène
h. L’oxydabilité
i. L’oxygène dissous
j. Les nitrates
k. L’ammonium
2. Epuration des eaux usées
II. Résultat et discussion
Conclusion

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