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1 MODULE : TECHNIQUES D’EPURATION DES EAUX USEES Chapitre 1 : GENERALITES 1- La

1 MODULE : TECHNIQUES D’EPURATION DES EAUX USEES Chapitre 1 : GENERALITES 1- La problématique de l’eau en Algérie Les potentialités hydriques naturelles de l’Algérie sont estimées actuellement à 18 milliards de m3 par an répartis comme suit :  12,5 milliards de m3/an dans les régions Nord dont 10 milliards en écoulements superficiels et 2,5 milliards en ressources souterraines (renouvelables).  5,5 milliards de m3/an dans les régions sahariennes dont 0,5 milliard en écoulements superficiels et 5 milliards en ressources souterraines (fossiles). L’irrigation occupe une place importante dans la consommation d’eau (62 % de la demande totale du pays). La demande en eau potable, qui a considérablement augmenté depuis les années 1970, représente quant à elle 35 % de la demande totale. La part des besoins en eau du secteur industriel ne s’élève qu’à 3 %. Le recours a l’utilisation des eaux non conventionnelles par le dessalement de l’eau de mer (soit une capacité de production totale de 2,1 millions de m3/jour en 2013) et la réutilisation des eaux usées épurées issues de 239 stations d’épuration (soit 1,2 milliards de m3 par an en 2014) semble jalonner la nouvelle politique des pouvoirs publics pour lutter contre la situation du stress hydrique. 2- Définition de la pollution  Les experts européens (1961) assimilaient la pollution à une composition ou à un état directement ou indirectement modifié du fait de l'activité de l'homme de telle façon que cela se traduit par une moindre utilisation de l'eau.  Une eau est polluée lorsque, sous l'effet de l'activité humaine, elle devient impropre à satisfaire la demande d'utilisation, ou qu'elle présente un danger pour l'environnement, abstraction faite des eaux naturelles de dégradation de la qualité des eaux dans ce concept.  La pollution désigne l'ensemble des rejets des composés toxiques que l'homme libère dans l'écosphère, mais aussi les substances qui, sans être dangereuses pour les organismes vivants, exercent une influence perturbatrice sur l'environnement. 3- Principe de la pollution Un polluant est un agent physique, une substance chimique ou biologique issu de l'activité humaine provoquant sous une intensité ou une concentration anormale une dégradation de la qualité de l'eau naturelle. Le pouvoir polluant d'une substance est déterminé par deux facteurs principaux :  La dose d'introduction dans le milieu récepteur, déterminée par la concentration dans l'eau et le volume d'eau en mouvement, véhicule de transport.  La fréquence des apports, dont la répétition accroît les risques par effet cumulatif. 4- Principaux types de polluants Le nombre des polluants est considérable. La société américaine de chimie en dénombre 4 millions, dont 70000 suspects d'action cancérigène en 1977. Il est donc impossible de les énumérer tous d'autant plus que leur nombre croit sans cesse. Les polluants peuvent être classés, selon leur nature, en trois grandes catégories: Physique, chimique et bactériologiques. 2 4.1 Polluants physiques Les trois principaux agents physiques de la pollution sont: La chaleur, le transport des matières solides en suspension et la radioactivité. La chaleur, par élévation de la température de l'eau, surtout de surface, provoque des effets écologiques sur la vie aquatique (développement des microorganismes comme les algues). Elle diminue la solubilité de l'oxygène, déficit renforcé par l'accroissement de l'activité biologique qui en consomme. Les matières solides en suspension sont introduites par les précipitations et les eaux de surface. Certaines particules, très petites de l'ordre du micron, peuvent ainsi transiter. La radioactivité est potentiellement le plus dangereux des polluants physiques, C'est pourquoi tous les rejets sont sévèrement réglementés et contrôlés. 4.2 Polluants chimiques L'eau, par son pouvoir dissolvant élevé, dissout les substances rejetées par l'activité humaine. Les polluants chimiques sont nombreux et d'origines diverses : Sels minéraux dissous, métaux lourds, pesticides, et détergents constituent les micropolluants. a- Sels minéraux dissous Les plus nocifs sont les composés de l'azote: nitrates (NO3) et nitrites. Ils provoquent des troubles graves chez les jeunes vertébrés par dégradation de l'hémoglobine du sang et production de méthémoglobine toxique. Ils peuvent provoquer l'hypertension et sont les précurseurs de nitrosamines cancérigènes. Non présents dans les formations géologiques ou très rares, les nitrates sont essentiellement d'origine agricole. Toutefois leur présence dans l'eau souterraine ancienne montre que cette pollution n'est pas toujours liée à des causes récentes. Leur accroissement dans les eaux souterraines, au cours de dernière décennie est préoccupant. b- Les sulfates et les chlorures: Ils sont naturellement présents dans l'eau souterraine (dissolution des sels minéraux des réservoirs). Les chlorures, par leur persistance dans tous les milieux, constituent d'excellents traceurs naturels. Mais la montée significative de leurs teneurs, est inquiétante. Ils sont introduits par l'eau des précipitations, les engrais chimiques et les rejets industriels. c- Les micropolluants : Les micropolluants groupent des substances toxiques à très faible teneur dans l'eau, de l'ordre du millionième de gramme (microgramme) voire du nanogramme par litre. Ils sont dangereux, même à l'état de traces, car la chaîne alimentaire a un effet cumulatif. L'ingestion répétée des métaux lourds par l'homme provoque des stockages nocifs dans le squelette (plomb), les reins et le foie (cadmium) ou les cellules nerveuses (mercure). Les plus dangereux sont : les cyanures très toxiques (rejets interdits), le mercure sous sa forme de composés soluble (dose mortelle 1 à 2g/l), le chrome cancérigène sous sa forme polyvalente (chromates et bichromates), le plomb (saturnisme), le sélénium, l'arsenic et le cadmium (2g tuent l'homme). Leur teneur, à l'état de traces, est sévèrement réglementé, même dans les eaux brutes de rivière utilisées par les stations de traitement. Le terme de pesticides groupe tous les produits de lutte contre les parasites des cultures et des animaux. Leur évolution dans le sol, aboutissant à des dérivés toxiques, est encore mal connue. Par 3 suite du pouvoir autoépurateur du sol, la plupart d'entre eux sont rapidement éliminés, et les eaux souterraines en sont pratiquement dépourvues. L'usage des détergents, d'apparition récente, est en accroissement considérable. Ils inhibent les processus d'autoépuration, limitent le développement des microorganismes du sol, bloquent la réoxygénation. La fabrication de détergents biodégradables devrait supprimer cette source de pollution. d- Hydrocarbures Les hydrocarbures, par suite de leur pouvoir de dilution, sont pernicieux à des doses très faibles. Une teneur de 1/10000 à 1/100000 en volume donne un goût désagréable à l'eau. Un litre d'essence suffit pour dégrader entre 1000 et 5000 m3 d'eau. Une nourrice de 20 litres pollue la consommation quotidienne d'une ville de 200000 habitants. 4.3 Polluants bactériologiques: L'écoulement de surface est exclusivement le vecteur principal du transport des microorganismes, ce sont essentiellement les germes de matières fécales (Coliformes totaux, les Escherichia Coli, les entérocoques et les salmonelles) qui sont le plus redoutable pour la santé humaine (MTH) et dans une certaine mesure à la vie aquatique. Il faut noter que le pouvoir autoépurateur du sol est très efficace. Pratiquement l'eau souterraine en est dépourvue dans les conditions naturelles. 5- Principales sources de pollution La pollution de l'eau est provoquée par les rejets des activités domestiques et urbaines, agricoles ou industrielles, dont l'eau est le véhicule de transport et de dissémination idéal. D’où trois grandes sources de pollution: domestique, agricole et industrielle. 5.1 Pollution d'origine domestique Ce sont les rejets d'eaux usées domestiques, municipales (lavage, arrosages) et les eaux pluviales qui se trouvent le plus souvent localisés. Les dépôts d'ordures ménagères apportent aussi leur lot de charge polluante. 5.2 Pollution d'origine agricole Les pollutions agricoles sont causées principalement par l'utilisation irrationnelle des engrais chimiques et des pesticides (épandages). Mais ce sont surtout les pratiques de cultures modernes qui en sont la cause : labourages profonds favorisent l'infiltration directe dans le sous-sol sans autoépuration, alternance des cultures sur une même parcelle dénudant le sol; excès des fertilisants à des périodes mal choisies, déficit en humus résultant d'un abus des engrais chimiques. Elle est caractérisée par sa nature diffuse. 5.3 Pollution d'origine industrielle Elles sont provoquées par les rejets industriels, dont la qualité physicochimique nuit à l'intégrité du milieu récepteur. Il faut ajouter les effets des grands aménagements urbains, le développement des autoroutes. 4 6- Impacts majeurs de la pollution des eaux A - Contribution à la diminution du taux d'oxygène dissous dans les eaux naturelles par :  Oxydation chimique directe  Consommation biologique par les microorganismes aérobies dans le cours de la métabolisation des polluants biodégradables.  Phénomènes physico-chimiques contrariant le maintien d'un taux d'oxygène convenable (température, salinité)  Limitation des échanges gazeux entre l'atmosphère et le milieu aquatique.  Conséquences des phénomènes fermentaires intervenant à la suite de déversements de matières organiques décantables. B - Phénomènes de toxicité aigue ou d'accumulation de micropolluants à effet de toxicité différée :  Toxicité aigue ou subaiguë se traduisant par des taux de mortalité significatifs de populations entières.  Toxicité à long terme au travers de la bioaccumulation dans les chaînes alimentaires qui se manifeste par des effets somatiques avec altération des grandes fonctions physiologiques ou des effets germinaux pouvant conduire à la stérilisation des espèces ou transmission héréditaire de monstruosités. C - Phénomènes résultants de déversements excessifs de substances azotées et phosphorées. a - Substances azotées:  Toxicité directe de certaines formes ammoniacale et nitritique sur la vie piscicole. uploads/Industriel/ chapitre-1-traitement-3-gp.pdf