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République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة اﻟﺘﻌﻠﯿﻢ اﻟﻌﺎﻟﻲ و اﻟﺒﺤﺚ اﻟ

République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة اﻟﺘﻌﻠﯿﻢ اﻟﻌﺎﻟﻲ و اﻟﺒﺤﺚ اﻟﻌﻠﻤﻲ Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﺠﯿﻼﻟﻲ ﺑﻮﻧﻌﺎﻣﺔ Université Djilali Bounaama Faculté des sciences et de la technologie Département des Sciences de la Matière Mémoire de fin d’étude En vue de l’obtention d'un diplôme de Master en Chimie Spécialité: Chimie Pharmaceutique et Substances Naturelles Thème : Présenté par : Encadré par :  Mme: OULARBI Radhia  Melle: MAHARZI Oum el kheir Mme : CHERIFI Souad Année universitaire : 2015/2016 Traitement des eaux usées urbaines de la ville de Ain defla par électrocoagulation République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة اﻟﺘﻌﻠﯿﻢ اﻟﻌﺎﻟﻲ و اﻟﺒﺤﺚ اﻟﻌﻠﻤﻲ Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﺠﯿﻼﻟﻲ ﺑﻮﻧﻌﺎﻣﺔ Université Djilali Bounaama Faculté des sciences et de la technologie Département des Sciences de la Matière Mémoire de fin d’étude En vue de l’obtention d'un diplôme de Master en Chimie Spécialité: Chimie Pharmaceutique et Substances Naturelles Thème : Présenté par : Encadré par :  Mme: OULARBI Radhia  Melle: MAHARZI Oum el kheir Mme : CHERIFI Souad Année universitaire : 2015/2016 Traitement des eaux usées urbaines de la ville de Ain defla par électrocoagulation République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة اﻟﺘﻌﻠﯿﻢ اﻟﻌﺎﻟﻲ و اﻟﺒﺤﺚ اﻟﻌﻠﻤﻲ Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﺠﯿﻼﻟﻲ ﺑﻮﻧﻌﺎﻣﺔ Université Djilali Bounaama Faculté des sciences et de la technologie Département des Sciences de la Matière Mémoire de fin d’étude En vue de l’obtention d'un diplôme de Master en Chimie Spécialité: Chimie Pharmaceutique et Substances Naturelles Thème : Présenté par : Encadré par :  Mme: OULARBI Radhia  Melle: MAHARZI Oum el kheir Mme : CHERIFI Souad Année universitaire : 2015/2016 Traitement des eaux usées urbaines de la ville de Ain defla par électrocoagulation REMERCIEMENTS Au terme de ce travail nous tenons à remercier : En premier lieu le dieu miséricordieux qui nous à donner la force d’achever ce travail. Un grand merci à notre promotrice MmeCherifi Souad pour le temps qu’elle nous à accordé, ainsi pour son grande Aide et ces conseils judicieux. Nous tenons à présenter notre vif remerciement à tous les membres de jury qui nous ont fait l’honneur d’examiner ce travail. Nos sincères remerciements vont également à tous les enseignants de notre faculté. Mes profonds respects et les vifs remerciements au laboratoire l’ONA de Ain defla. Finalement, nous remercions nos chers parents, familles et amis pour leur soutien inconditionnel. . Dédicace Je dédie ce modeste travail à mes très chers parents, pour leur tendresse, leur encouragement et leurs sacrifices, pour l’espoir qu’ils ont semé en moi, qu’ils trouvent ici l’expression de ma reconnaissance A mon marie sidahmed pour ces encouragement A mes très chère frères : Cherif et Abdullah A mes très chère sœurs : Naziha, Nawel, Ahalem, Hoda et Anfelle A mon binôme Oum el kheir qui je souhaite une longue vie pleine de bonheur. A mais formidable amis : Sihame, Asma, Souad, Nesrine et Ismahane A mes collègues de spécialité chimie pharmaceutique et substances naturelles. Promotion 2016 Radhia Dédicace Je dédie ce modeste travail A mes chers parents A ma très chère sœur Fadhila en particulier qui m’a beaucoup encouragée A mes frères Ahmed et Mohamed El Amine A mon binôme Radhia A toute ma famille et mes amis A mes collègues de spécialité chimie pharmaceutique et substances naturelles. A toute la promotion 2016. OUM EL KHEIR Table des matières Remerciements Dédicace Table des matières Liste des abréviations Liste des tableaux Liste des figures et photos Résumé Introduction générale …………………………………………………….………………..01 Partie I Chapitre 1 : Traitement des eaux usées 1.1. Introduction ……………………......................................................................................04 1.2. Définition des eaux usées……………………………………………………………..…04 1.3. Origine des eaux usées……………………………………………………………..……04 1.3.1. Les eaux usées domestiques………………………………………………...…04 1.3.2. Les eaux usées industrielles………………………………………………....…05 1.3.3. Les eaux agricoles……………………………………………………………..05 1.3.4. Les eaux pluviales…………………………………………………………..…06 1.4. Caractéristiques des eaux usées ………………………………………………………...06 1. Les paramètres physico-chimiques…………………………………..……………06 1.1. La température………………………………………………………….06 1.2. Le potentiel d’Hydrogène (pH)………………………………….………06 1.3. La turbidité………………………………………………………............07 1.4. Les matières en suspension (MES)……………………………………...07 1.5. La conductivité électrique ……………………………………………....07 2. Paramètres chimiques………………………………………………………….….07 2.1. Demande chimique en oxygène (DCO)………………………………....07 2.2. Demande biologique en oxygène (DBO5)……………………………….08 2.3. Carbone total organique COT……………………………………………08 2.4. Azote total NT……………………………………………………………09 2.5. Phosphore total PT......................................................................................09 1.5. Les procédés de traitement des eaux usées………………………………………………09 1. Les prétraitements……………………………………………………………….…09 Table des matières 1.1. Dégrillage………………………………………………………………..10 1.2. Dessablage……………………………………………………………….10 1.3. Déshuilage dégraissage…………………………………………………..10 2. Les traitements primaires………………………………………….………………10 2.1. La décantation physique naturelle………………………………….……11 2.2. Le traitement physico-chimique……………………………….………...11 3. Les traitements secondaires……………………………………..…………………11 3.1. Les procédés biologiques extensifs…………………………………..…..12 3.2. Les procédés biologiques intensifs…………………………………….…12 4. Traitement complémentaire……………………………………………………...…14 Chapitre 2 : Généralité sur l’électrocoagulation 2.1. Introduction…………………………………………………………………………..…16 2.2. Définition de l’électrocoagulation………………………………………………………16 2.3. Historique ………………………………………………………………………………16 2.4. Principe du procédé d’électrocoagulation ……………………………………………...17 2.4.1. Electrodes en aluminium………………………………………………………18 2.4.2. Electrodes en fer……………………………………………………………….20 2.5. Principales Lois d’électrolyse …………………………………………………………..22 2.5.1. Loi de Faraday…………………………………………………………………22 2.5.2. Energie consommée……………………………………………………………23 2.6. Paramètres influençant le processus d’électrocoagulation ………………………………24 2.6.1. Le pH……………………………………………………...……………………24 2.6.2. Conductivité………………………………………………...…………...……. 24 2.6.3. Intensité du courant………………………………………………………….....24 2.6.4. La distance entre électrodes………………………………………………..…..25 2.7. Avantages et inconvénients de l’électrocoagulation………………………………..……25 Chapitre 3 : Prélèvement, échantillonnage, résultat et discussion 3.1. Introduction :…………………………………………………………………………….27 3.2. Présentation de la station d’épuration de la ville d’Ain Defla …………………………..27 3.3. Prélèvement des échantillons…………………………………………………………….27 3.4. Matériel et appareillages d’analyse ……………………………………………………...29 3.5. Les méthodes d‘analyses…………………………………………………………………30 Table des matières 3.6. Résultats des analyses ………………………………………………………………..…30 3.7. Interprétation des résultats des analyses……………………………………………..…31 3.7.1. Les paramètres physico-chimiques ………………………………………..….31 3.7.2. Les paramètres de pollution………………………………………….……..…35 3.7.3. La Minéralisation globale………………..………………………………….....38 Chapitre 4 : Traitement des eaux usées urbaines par l’électrocoagulation 4.1. Introduction………………………………………………………………………………40 4.2. Dispositif expérimental…………………………………………………………………..40 4.3. Nature des électrodes………………………………………………………………….…43 4.4. Réactifs utilisés ……………………………………………………………………….…43 4.5. Méthodes d’analyses ……………………………………………………………...….…43 4.6. Paramètres influençant le traitement………………………………………………..……44 4.6.1. Influence de temps d’électrocoagulation ………………………………………44 4.6.2. Influence de pH sur l’électrocoagulation :………………………………..……49 4.6.3. Influence de l’intensité du courant …………………………………………….51 4.6.4. Influence de la distance inter-électrode………………………………………...53 4.7. Analyse physico-chimique et bactériologique…………………………...………………56 4.7.1. Résultats d’analyse …………………………………………….………………56 4.7.2. Le rendement faradique et la quantité d’électricité consommé……….…. ……58 Conclusion générale……………………………………………………………………..……61 Références bibliographiques Annexe 1 Annexe 2 Liste des tableaux Chapitre 2 : Généralité sur l’électrocoagulation Tableau 2.1 : Forme prédominante des hydroxydes métallique en fonction du pH 24 Chapitre 3 : Prélèvement, échantillonnage, résultats et discussion Tableau 3.1 : types d’appareillages utilisés pour les différentes analyses 29 Tableau 3.2 : Paramètres physico-chimiques 30 Tableau 3.3 : Paramètres de pollution 31 Tableau 3.4 : Minéralisation globale 31 Chapitre 4 : Traitement par l’électrocoagulation Tableau 4.1: Composition chimique de l’acier de type DC06EK 43 Tableau 4.2 : Composition chimique d’aluminium 43 Tableau 4.3 : Variation de taux de réduction de la turbidité en fonction du temps d’électrocoagulation (électrodes en aluminium) 46 Tableau 4.4 : Variation de taux de réduction de la turbidité en fonction du temps d’électrocoagulation (électrodes en fer) 46 Tableau 4.5 : Variation des taux de réduction de la turbidité et le pH final en fonction de pH initial (électrodes en aluminium) 49 Tableau 4.6 : Variation des taux de réduction de la turbidité et le pH final en fonction de pH initial (électrodes en fer). 50 Tableau 4.7 : Variation des taux de réduction en fonction de l’intensité de courant (électrodes en aluminium) 52 Tableau 4.8 : Variation des taux de réduction en fonction de l’intensité de courant (électrodes en fer) 52 Tableau 4.9 : Variation des taux de réduction en fonction de la distance inter- électrode (électrodes en aluminium) 54 Tableau 4.10 : Variation des taux de réduction en fonction de la distance inter- électrode (électrodes en fer) 54 Tableau 4.11 : Les paramètres de clarification des eaux usées urbaines par l’électrocoagulation. 56 Tableau 4.12 : Les paramètres physico-chimiques 56 Tableau 4.13 : Les paramètres de pollution 57 Tableau 4.14 : résultats d’analyse bactériologique 57 Liste des figures et photos Chapitre 1 : Traitement des eaux usées Figure 1.1 : schéma du traitement biologique aérobie à boue activée 14 Chapitre 2 : Généralité sur l’électrocoagulation Figure 2.1 : Principe de l’électrocoagulation 17 Figure 2.2 : Diagramme de solubilité d’hydroxyde d’aluminium Al(OH) 3(s) en fonction du pH pour des espèces en aluminium mononucléaires 20 Figure 2.3 : Diagramme potentiel-pH du fer dans les conditions standard avec une concentration en fer de 10-2 mol.l-1 22 Chapitre 3 : Prélèvement, échantillonnage, résultats et discussion Figure 3.1 : évolution de la température en fonction du temps 32 Figure 3.2 : évolution de pH en fonction du temps 32 Figure 3.3 : évolution de la conductivité en fonction du temps 33 Figure 3.4 : évolution de l’oxygène dissous en fonction du temps 34 Figure 3.5 : évolution des MES en fonction du temps 34 Figure 3.6 : évolution de la DBO5 en fonction du temps 35 Figure 3.7 : évolution de la DCO en fonction du temps 36 Figure 3.8 : évolution de NH4 +en fonction du temps 36 Figure 3.9 : évolution de NO3 - en fonction du temps 37 Figure 3.10 : évolution de NO2 - en fonction du temps 37 Figure 3.11 : évolution de PO4 3-en fonction du temps 38 Figure 3.12 : évolution de Ca2+ en fonction du temps 39 Figure 3.13 : évolution de Mg2+ en fonction du temps 39 Chapitre 4 : Traitement par l’électrocoagulation Figure 4.1 : Schéma de dispositif expérimental 41 Figure 4.2 : Dimensionnement du dispositif expérimental 42 Figure 4.3 : Variation des uploads/Science et Technologie/ traitement-des-eaux-usees-urbaines-de-ain-defla-par-l-x27-electrocoagulation.pdf