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COURS DE GESTION DES EAUX USEES Deuxième graduat Assainissement et environnemen

COURS DE GESTION DES EAUX USEES Deuxième graduat Assainissement et environnement ISSS/CR-2016 PLAN DU COURS 1. INTRODUCTION 2. GENERALITES SUR LES EAUX USEES 2.1. Une nécessité pour l’environnement 2.2. La filière de traitement 2.3. Evacuer les eaux du ciel, une priorité 2.4. Evacuer les eaux usées, un enjeu récent 2.5. Evacuer les résidus, un enjeu critique 3. UNE PAGE DE L’HISTOIRE DES EAUX USEES 4. TRANSPORT DES EAUX USEES 5. NATURE DES EAUX USEES 5.1. Origine et quantité 5.2. Composition 1 Page 2 sur 26 6. TRAITEMENT DES EAUX USEES 6.1. Prétraitement 6.2. Traitement primaire 6.3. Traitement secondaire 6.4. Traitement avancé 6.5. Elimination de liquide : effluent 6.6. Traitement des boues 7. TACHES A L’USINE OU STATION D’EPURATION 8. GESTION DES EAUX USEES EN AFRIQUE, EN RDC 8.1. Gestion des eaux usées à Kinshasa 8.2. Travaux sur terrain 9. GESTION DES EAUX USEES DANS LEFUTUR 10. BIBLIGRAPHIE Cours de gestion des eaux usées G2 ASSEN : ISSS /CR Paul Nzeza Big 2016 Page 3 sur 26 1. INTRODUCTION La croissance de la consommation, l’industrialisation, l’urbanisation, s’accompagnent systématiquement d’une augmentation démesurée de déchets. Parler d’un sujet aussi vaste que celui de la gestion des eaux usées dans les pays en voie de développement (PVD) nécessite énormément de prudence, compte tenu de l’intervention et de l’interférence d’un nombre considérable de facteurs. L’urbanisation accélérée des capitales des pays en voie de développement a engendré beaucoup de problèmes sociaux. Notamment, la production de quantités énormes de déchets liquides, dont la gestion pose problème. En effet, le processus d’occupation de l’espace ne respecte pas généralement les normes de l’habitat et les problèmes d’eau potable et d’assainissement s’y posent avec acuité. De même, les ouvrages d’assainissement restent une préoccupation secondaire pour ces populations. Dans la structure de l’habitat, il ressort que ces ouvrages ne sont pas prioritaires. 2. PRESENTATION : GENERALITES SUR LES EAUX USEES Définition du déchet ; sur le plan économique, le déchet est une matière ou un objet dont la valeur économique est nulle ou négative pour son détenteur. Sur le plan juridique, un déchet est un bien dont le propriétaire a la volonté de s’en débarrasser. Sur le plan environnemental, le déchet, englobe tous les déchets solides, liquides et gazeux, c’est un matériau qui ne pas à sa place. Cours de gestion des eaux usées G2 ASSEN : ISSS /CR Paul Nzeza Big 2016 Page 4 sur 26 L’eau est une ressource non renouvelable. Elle est nécessaire à la vie, il est donc essentiel de la préserver. Quels risques de pollution les activités humaines lui font-elles courir ? Quelles mesures peut-on pour réduire ces pollutions ? La question de l’élimination des eaux usées a revêtu une importance croissante au début des années 1970, compte tenu de la préoccupation générale exprimée partout dans le monde face au problème de plus en plus important de la pollution de l’environnement humain, de l’atmosphère, des rivières, des lacs, des océans et des eaux souterraines par les déchets ménagers, urbains, agricoles et industriels. a. Une nécessité pour l’environnement L’eau, ressource indispensable et menacée. La consommation d’eau ne cesse d’augmenter sous l’effet du développement économique. Les usages sont multiples : domestiques (cuisine, lave-linge, arrosage des jardins, etc.), agricoles (irrigation), industriels (refroidissement des centrales nucléaires, fabrication de la pâte à papier, etc.). L’eau consommée ne disparaît pas : elle est restituée d’une façon ou d’une autre au cycle de l’eau. Mais elle n’a plus forcément la même qualité qu’avant d’être consommée : certains usages polluent l’eau. Cette pollution a deux conséquences : elle dégrade le milieu aquatique (cours d’eau, lacs, océans) où certaines espèces disparaissent et d’autres prolifèrent ; elle rend impropre à la consommation humaine une partie toujours plus importante des eaux douces, à la fois des eaux de surface (cours d’eau) et des réserves souterraines (nappes phréatiques). Cours de gestion des eaux usées G2 ASSEN : ISSS /CR Paul Nzeza Big 2016 Page 5 sur 26 b. La filière de traitement des eaux L’eau collectée par les égouts est conduite à une usine de traitement appelée couramment station d’épuration. Les plus efficaces emploient des techniques nombreuses et parfois coûteuses. L’eau est d’abord filtrée par des grilles de plus en plus fines, qui retiennent tous les déchets solides. Elle n’est plus dangereuse pour l’environnement, mais elle n’est plus pour autant potable. Si elle est pompée ensuite pour la consommation humaine, elle devra subir d’autres traitements (nouveaux filtrages, chlorage, etc.). Les déchets séparés de l’eau ne sont pas tous des déchets ultimes. Les boues de décantation en particulier, sont utilisées comme engrais. Il arrive également qu’on les laisse fermenter pour produire du méthane, gaz combustible. 1.3.Evacuer les eaux du ciel, une priorité L'assainissement (sanitationen anglais) est le concept de base pour comprendre les enjeux actuels de la gestion des eaux usées. Omettre l'histoire des équipements et des coutumes relatives à l'assainissement des villes, c'est ignorer les raisons d'être de l'existant et risquer l'incompréhension. Car l'Histoire, après l'archéologie, nous enseigne que toute cité commence par se préoccuper du problème des évacuations par temps de pluie, il faut en effet éviter les eaux qui débordent des cours d'eau et peuvent noyer les hommes, inonder les bâtiments, détruire les biens et causer des épidémies. Sur la base d'un savoir empirique de protection contre des risques sanitaires et plus particulièrement contre les fièvres de type paludisme, les hommes ont très tôt entrepris des travaux pour assainir les terrains marécageux considérés comme insalubres. Ainsi, le Cloaca Maxima (grand cloaque ou égout principal) de Rome, initié par Tarquin l'Ancien vers -600 av. JC, fut-il édifié par des esclaves au prix de très pénibles et coûteux travaux souterrains. Ce canal souterrain, qui part du Forumjusqu'au Tibre, avait pour objet d'assainir la partie basse de la ville. Pour l'anecdote (Plaute, -200 av. JC), c'était d'ailleurs Cours de gestion des eaux usées G2 ASSEN : ISSS /CR Paul Nzeza Big 2016 Page 6 sur 26 au Forum, auprès de l'ouverture de l'égout, que se donnaient rendez-vous les "gens mauvais" ou canalicoles. Débouché du Cloaca Maxima dans le Tibre, Rome donc, la fonction primaire des réseaux d'égouts est initialement d'éloigner au loin les eaux tombées du ciel. 1.4. Evacuer les eaux usées, un enjeu récent Puis est venue, avec l'arrivée des eaux sous pression, la gestion des eaux usées,transformant la question des déjections humaines en boues d'épuration distantes etméconnaissables.Le pluvial est une question relativement complexe qui va de la prévision desprécipitations par images satellites, en passant par la rétention des eaux à la parcelle(techniques alternatives), la dépollution des eaux de ruissellement ou de surverseunitaire par divers procédés (physiques, chimiques, biologiques), la réduction desdébits (bassins, urbanisme)… 1.5. Evacuer les résidus, un enjeu critique Le devenir des résidus, tout particulièrement les boues d'épuration, est un sujet relativement récent. Longtemps très empirique, l'assainissement est aujourd'hui science et l'on distingue : - l'hydrologie, qui concerne l'étude des bassins versants (territoiregéographique plus ou moins cohérent sur le plan de l'écoulement des eaux desurface et/ou souterraines) et la mise en relation des paramètres pluie, relief,réseau et débit. On retrouve de nombreux points communs entre approcheurbaine et agricole avec, par exemple, des thèmes comme le transport solideou la modélisation de la diffusion des pollutions. Cours de gestion des eaux usées G2 ASSEN : ISSS /CR Paul Nzeza Big 2016 Page 7 sur 26 - l'hydraulique, qui concerne principalement la modélisation des écoulementsdans des conduits ouverts (canaux, noues, bassins…) ou fermés (canalisation PVC, fonte…). - l'épuration des eaux usées, qui s'applique à la dépollution des eaux uséesurbaines (ou industrielles) à l'aide d'une panoplie de processus naturels mis enœuvre de façon plus ou moins industrielle, onéreuse, efficace et robuste. - le traitement des boues, sujet d'actualité, couvre des champs variés commela digestion des boues, la déshydratation, le séchage, le compostage,l'incinération, la thermolyse etc… 3. ELEMENTS DE L’HISTOIRE Les techniques d’élimination des déchets sont très anciennes : on a trouvé des égouts d’évacuation des eaux sanitaires dans les ruines des cités préhistoriques de Crète et dans les cités antiques d’Assyrie. Des égouts construits par les Romains pour l’écoulement des eaux de pluie sont toujours en service aujourd’hui. Bien que la fonction première de ces canalisations fût le drainage, l’habitude qu’avaient les Romains de déverser les ordures dans la rue obligeait à rejeter d’importantes quantités de matières organiques avec les eaux de pluie. Vers la fin du Moyen Age, les celliers privés souterrains et plus tard les fosses de décantation se sont développés en Europe. Lorsque ces conteneurs étaient pleins, les responsables de l’assainissement évacuaient les dépôts aux frais du propriétaire. Les déchets étaient utilisés comme fertilisants sur les champs avoisinant ou déversés dans les cours d’eau ou sur des terres inoccupées. Quelques siècles plus tard, on assiste à la construction de déversoirs d’orage, le plus souvent sous la forme de conduites ouvertes ou de caniveaux dans les rues. Initialement, il était interdit de déposer quelque déchet que ce fût dans ces égouts, mais, vers le XIXe siècle, on s’est rendu compte que la santé publique pouvait être améliorée si l’on évacuait dans les déversoirs Cours de gestion des eaux uploads/Industriel/ notes-sur-la-gestion-des-eaux-usees.pdf