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Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Ge

Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous produits. Ville kalaa sraghna …………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Mastère Spécialisé en Mangement et Ingénierie des Services d’Eau, d’Assainissement et Déchets (MISEAD) A.ENNAWAOUI Ecole Nationale du Génie de l'Eau et de Institut Agronomique et L’Environnement de Strasbourg Vétérinaire Hassan II (ENGEES) (IAV HASSAN II) FRANCE Rabat- MAROC Mémoire de fin d’études Pour l’obtention du Diplôme de Mastère Spécialisé En Management et Ingénierie des Services d’Eau d’Assainissement et Déchets (MISEAD) Accrédité par la conférence des grandes écoles en France Date de soutenance : Mars 2010 Présenté et soutenu par : Mr ABDELGHANI EN-NAWAOUI Maître de stage Mr MEHDI HAMIDI PŐYRY ENVIRONMENT GmbH NORD DIRASSAT RABAT Dimensionnement d’une STEP à Lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous-produits. Cas de la ville de Kalaa des Sraghna Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous produits ville Kalaa sraghna ……………………….………………………………………………………………………………………………………………………. .…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2 Mastère Spécialisé en Mangement et Ingénierie des Services d’Eau, d’Assainissement et Déchets (MISEAD) A.ENNAWAOUI I REMERCIEMENTS Au terme de ce travail, je tiens à adresser mes remerciements à Mr Mehdi Hamidi chef de projet à Poyry environment- Nord Dirassat-Rabat pour m’avoir encadré durant toute la période de mon stage. Mes profonds remerciements vont également à mon tuteur académique mohammed benmoussa Professeur à l’IAV Hassan II. Qu’il me soit permis de remercier l’ensemble des responsables de la formation MISEAD à l’ENGEES et à l’IAV ainsi que tous les enseignants qui ont assuré cette formation. Mes remerciements vont également à tous les membres du jury qui par leurs critiques et suggestions contribueront à enrichir ce travail. Enfin, que toute personne ayant contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce travail, puisse trouver ici l’expression de mes sincères remerciements. Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous produits ville Kalaa sraghna ……………………….………………………………………………………………………………………………………………………. .…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3 Mastère Spécialisé en Mangement et Ingénierie des Services d’Eau, d’Assainissement et Déchets (MISEAD) A.ENNAWAOUI II RESUME Le but de cette étude consiste, dans une première partie, à dimensionner une station d’épuration à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies pour le traitement des eaux usées de la ville de Kalaa des sraghna, d’une population d’environ quatre- vingt milles (80 000) habitants, et qui sont rejetées actuellement, à l’état brut dans la nature, pour être réutilisées à des fins d’irrigation en agriculture, ce qui constitue une menace réelle pour la santé et l’environnement. La deuxième partie de l’étude, traite la gestion des sous-produits issus de l’épuration à savoir, les boues et le biogaz produit au niveau des étangs anaérobies. Ainsi, l’épuration de ces eaux usées va permettre, de disposer d’une ressource pérenne en eau qui peut être réutilisée en irrigation. La gestion des boues a été examinée dans un contexte local et des scénarios possibles de leur valorisation en agriculture ont été envisagés, compte tenu des éléments fertilisants qu’elles contiennent et qui constituent une valeur nutritive pour les plantes et le sol. De même, dans le but d’une gestion durable des boues, des aspects juridiques ont été étudiés et des recommandations faites à ce sujet. Enfin, le biogaz produit et récupéré constituera une source d’énergie renouvelable pour l’électrification, le pompage et autres, au sein de la station, ce qui va contribuer à la réduction des charges d’exploitation de la station et à la protection de l’environnement par la réduction d’environ 95 % d’équivalent CO2 responsable de l’effet de serre. Mots Clés : Kalaa des Sraghna, Lit bactérien, Etangs anaérobies, Boues, Biogaz. Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous produits ville Kalaa sraghna ……………………….………………………………………………………………………………………………………………………. .…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4 Mastère Spécialisé en Mangement et Ingénierie des Services d’Eau, d’Assainissement et Déchets (MISEAD) A.ENNAWAOUI III ABSTRACT The purpose of this study, at the first part, consists of dimensioning a purification station with a biological filter preceded by an anaerobic tanks, for treating waste water in Kalaa sraghna city, which has a population of about 80 000 inhabitants. These waters that are rejected actually in a brute state in nature, in order to be re-used for agricultural arrogation, that consists a real threat for health and environment. The second part of this study deals with managing the remains of this purifying process, such as sewage sludge and biogas produced at the level anaerobic tanks. Also, the purification process of waste water can help create a permanent resource of water that can be re-used for arrogation. Sewage sludge managing was examined at a local context, and other possible scenarios for investing it agriculture have been faced, because of the fertilizing elements that contains sewage sludge and that are considered a nutritive value for land and plantations. For a durable gestion of sewage sludge, lawful aspects have been studied and other Recommendations have been established for this reason. Finally, the biogas produced and recuperated will consist a source of renewable energy for electrification, pumping and other purposes in the station which will contribute to reduce exploitation expenses of the station and protect environment by reducing about 95 % the equivalent CO2 responsible for global warming effect. Key words: Kalaa sraghna, biological filter, anaerobic tanks, sewage sludge, biogas. Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous produits ville Kalaa sraghna ……………………….………………………………………………………………………………………………………………………. .…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5 Mastère Spécialisé en Mangement et Ingénierie des Services d’Eau, d’Assainissement et Déchets (MISEAD) A.ENNAWAOUI IV Sommaire Partie I : Dimensionnement de la STEP 1- Introduction……………………………………………………………………………………..………………………………………………………………..…………....1 2- Cadre général du projet…………………………………………………………………………………………………………………..……….……………..….2 2-1 Zone du projet…………………………………………………………………………………………………………………………………...………………2 2-2 Cadre naturel du projet……………………………………………..………………………………………………….…….….………….…….….3 2-3 Données démographiques………………………………………………………………………………………………………….…………….…..4 2-4 Données sur l’assainissement de la ville……………………………………………………………………………………..………...5 3- Données de bases et critères de dimensionnement de la STEP………………………………………………..…………….…5 3-1 consommation en eau………………………………………………………………………………………………………….……..……………….…5 3-2 production d’eau usée…………………………………………………………………………………………………………………………….……...6 3-3 charges hydrauliques……………………………………………………………………………………………………………………….…………....7 3-4 charge polluante……………………………………………………………………………..………………………………………………………………..8 3-5 récapitulatif des charges hydrauliques et polluantes arrivant à la STEP………………..………………. 9 4- Conception de la STEP et méthodes de dimensionnement……………………………………………………………………….. 11 4-1 Choix du site d’implantation de la station………………………………………………………………………………………….. 11 4-2 Transfert des eaux usées vers la station……………………………………………………………………………………………..12 4-3 Conception de la station et justification des ouvrages……………………………………………………….….……..12 5 – Description et fonctionnement des ouvrages de la station……………………………………………………………………..14 5-1 Prétraitement ………………………………………………………………………………..…………………………………………………………...….14 5-2 Bassins anaérobies………………………………………………………………………………………………………….…….……………………….18 5-3 lits bactériens………………………………………………………………….………………………………………………………………………………..19 5-4 Clarificateurs……………………………………………………………………………………………….…………………………………………………….25 5-5 Bassins de maturation………………………………………………………………………………………………………………..………………..27 6- Dimensionnement et calcul des ouvrages de la STEP………………………………………………………..………………………….28 6-1 Paramètre de dimensionnement……………………………………………………………….……………………………………………. 28 6-2 résultats de dimensionnement……………………………………………………………………..…………………………………………. 28 7- Réutilisation des eaux usées épurées en irrigation……………………………………………….………………………………………. 34 7-1 situation actuelle des eaux usées………………………………………………………………….…………………………………………34 7-2 valorisation des eaux épurées……………………………………………………………………………………………………….………….34 7-3 zones potentielles de réutilisation des eaux épurées en irrigation……………………………………………35 7-4 Normes et réglementations pour la réutilisation des eaux épurées en agriculture………….. 35 7-5 Evaluation des superficies irrigables……………………………………………………………………………………………….……. 35 7-6 Gains attendus de la valorisation des eaux épurées en irrigation………………………….………………… 36 7-7 Condition de réussite du projet de valorisation……………………………………………………………………………..…37 Partie II : Gestion des sous-produits de l’épuration (Boues et Biogaz 1- Introduction………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………….…...38 2- Gestion des boues………………………………………………………………………………………………………………………………………….…....……38 2-1 Mise en décharge……………………………………………………………………….……………………………………………………………………38 2-2 Incinération……………………………………………………………………………………………..…………………………………..……………….……38 2-3 Valorisation agricole des boues…………………………………………………………………………………………………………….……39 2-4 Critères de choix de la filière de traitement des boues……………………………………….………………….………43 2-5 Gestion des boues de la STEP de kelaa des sraghna…………………………………………………………….…………44 2-6 Aspects réglementaires et recommandations………………………………………………………….………………………….45 3- Gestion du biogaz…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…48 3-1 Historique et mécanisme de la digestion anaérobie………………………………………………………………………..48 3-2 Possibilités de récupération du biogaz…………………………………………………………………………………………..………50 3-3 Potentialités de production en biogaz…………………………………………………………………………………………………….50 3-4 Récupération du biogaz………………………………………………………………………………………….……………………………..…….52 3-5 Utilisation du biogaz et rentabilité……………………………………………………………………………………………..……………54 4- Conclusions……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………57 Bibliographie……………………………………………………………………………………………………58 Annexes…………………………………………………………………………………………………………..62 Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous produits. Ville kalaa sraghna …………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Mastère Spécialisé en Mangement et Ingénierie des Services d’Eau, d’Assainissement et Déchets (MISEAD) A.ENNAWAOUI Dimensionnement d’une STEP à lits bactériens précédés d’étangs anaérobies et Gestion des sous produits ville Kalaa sraghna ……………………….………………………………………………………………………………………………………………………. .…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1 Mastère Spécialisé en Mangement et Ingénierie des Services d’Eau, d’Assainissement et Déchets (MISEAD) A.ENNAWAOUI Partie I : Dimensionnement de la STEP 1. INTRODUCTION L’eau est un bien économique, social et environnemental. Il est donc nécessaire et important d’en garantir la disponibilité dans le temps au moyen de formes d’exploitation durables qui permettent de faire face aux exigences actuelles sans menacer l’équilibre environnemental. La pénurie des ressources en eau au Maroc ne fait qu’accroître. De ce fait, il est apparu urgent de réduire la consommation et de préserver la ressource en eau, à travers une gestion efficace de tout le cycle de l’utilisation de l’eau, en associant l’utilisation rationnelle de ces ressources en eau naturelles à d’autres sources d’approvisionnement non conventionnelles, notamment le traitement des eaux usées. Au Maroc, le développement démographique et socio-économique engendre un volume d’eaux usées de plus en plus important. De plus, les objectifs fixés par le plan national d’assainissement liquide (PNAL), d’atteindre un niveau de raccordement global au réseau d’assainissement de 80 % en milieu urbain et de rabattre la pollution domestique de 60 % en 2010 et 80 % en 2015, vont permettre d’accroître encore d’avantage ce volume d’eaux usées dont une partie reste sans traitement, et est rejetée dans la nature. Selon le secrétariat d’Etat chargé de l’eau et de l’environnement, le coût de dégradation de l’environnement, dont la pollution sous toutes ses formes constitue la cause principale, a été estimé ces dernières années à 13,10 milliards de uploads/Management/ en-nawaoui.pdf