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1 Traitement des eaux usées Encadrée par : Mr Jaouad Laafat Préparée par : Tarb

1 Traitement des eaux usées Encadrée par : Mr Jaouad Laafat Préparée par : Tarbe Aboubekrine Option : chimie industrielle Année scolaire :2020- 2021 SOMMAIRE INTRODUCTION I-Définitions II- L’origine et les compositions et les caractérisations de l’eau usée III- le principe du traitement des eaux usées IV- Les séparations physiques (prétraitement) V- Traitement primaire VI- les transformations biologiques (traitement secondaire) A- Traitement extensif B- Traitement intensif VII-les corrections chimiques (traitement tertiaire) VIII-traitement quaternaire IX- traitement de boues X- les difficultés XI-Avantages du traitement des eaux XII – inconvénients du traitement des eaux Conclusion 1 INTRODUCTION Les eaux usées sont un milieu complexe chargé de matières présentes sous différentes formes. Pour éliminer ces matières, il existe des techniques de dépollution ou d’épuration fondées sur des processus simples de séparation physique, de transformation biologique et de correction chimique. L’ensemble de ces processus crée des sous-produits sous formes de boues, qu’il convient soit d’éliminer, soit de valoriser. Définitions Les eaux usées Les eaux usées (ou eaux polluées) sont des eaux qui ont été altérées par l'activité humaine. Il peut ainsi s'agir d'eaux polluées provenant d'usines ou d'eau de ruissellement provenant d'un parc de stationnement. Le circuit des eaux usées ces eaux contiennent des hydrocarbures et autres éléments chimiques polluants qui contraignent à un traitement de l'eau afin de la rendre de nouveau propre. Elles sont la plupart du temps expédiées à travers les égouts, au terme desquels elles passeront à travers une station ou un centre de traitement. Ces derniers purifient l'eau avant de la rejeter dans la nature, de telle sorte que l'impact de l'Homme sur l'eau soit le plus neutre possible. II-L ‘origine et les compositions et les caractérisations de l’eau usées Suivant l’origine et la qualité des substances polluantes, on distingue quatre catégories d’eaux usées : Les eaux usées domestiques, les eaux usées industrielles, les eaux agricoles, les eaux pluviales 1 Les eaux usées sont constituées essentiellement : - 99% d’eau - 1% de polluants (sous une forme particulaire ou dissoute). - La caractérisation est une évaluation quantitative et qualitative des eaux usées. - La connaissance de ses caractéristiques permet d’évaluer le flux polluant rejeté par une agglomération. III-le principe du traitement des eaux usées Les eaux usées, après un traitement préalable de décantation qui retient 20 à 30 % de la pollution, sont épurées à travers des massifs de sable disposés en parallèle et fonctionnant en alternance. Le traitement est réalisé par filtration mécanique et par dégradation par la biomasse1 présente dans le filtre. Les unités formant le massif filtrant sont constituées par des sols en place si leur perméabilité est suffisante, ou rapportés, sous forme de sable essentiellement. L'effluent épuré est évacué de deux façons : soit les eaux traitées s'infiltrent dans le sol sous-jacent si sa perméabilité et les caractéristiques hydrogéologiques le permettent, soit elles drainent à travers le massif filtrant et rejoignent le réseau hydrographique superficiel. IV- Les séparations physiques (prétraitement) On désigne sous le terme de prétraitements physiques la séparation des éléments solides de la phase liquide. Cette séparation, selon la taille et la densité des éléments solides, est réalisée par des dispositifs simples de criblage ou en utilisant un processus de décantation physique, sédimentation ou flottation. Le dégrillage Consiste à faire passer les eaux usées au travers d’une grille dont les barreaux, plus ou moins espacés, retiennent les éléments les plus grossiers. Après nettoyage des grilles par des moyens mécaniques, manuels ou automatiques, les déchets sont évacués avec les ordures ménagères. Le tamisage, qui utilise des grilles de plus faible espacement, peut parfois compléter cette phase du prétraitement. 1 Le dessablage Le dessablage permet, par décantation, de retirer les sables mélangés dans les eaux par ruissellement ou amenés par l'érosion des canalisations. Ce matériau, s'il n'était pas enlevé, se déposerait plus loin, gênant le fonctionnement de la station et provoquant une usure plus rapide des éléments mécaniques comme les pompes. Les sables extraits peuvent être lavés avant d'être mis en décharge, afin de limiter le pourcentage de matières organiques, la dégradation de celles- ci provoquant des odeurs et une instabilité mécanique du matériau Le déshuilage-dégraissage Consistent ensuite à faire passer l’eau dans des bassins où la réduction de vitesse d’écoulement fait se déposer les sables et flotter les graisses. L’injection des micro bulles d’air permet d’accélérer la flottation des graisses. Les sables sont récupérés par pompage alors que les graisses sont raclées en surface. On enlève ainsi de l’eau les éléments grossiers et les sables de dimension supérieure à 200 microns ainsi que 80 à 90 % des graisses et matières flottantes (soit 30 à 40 % des graisses totales). V- Traitement primaire La vitesse d’écoulement très lente de l’eau et le phénomène de gravité permettent le dépôt, au fond du décanteur, des matières en suspension (MES) qui constituent les boues primaires. Cette décantation permet leur élimination ainsi que 30 à 50 % des autres matières polluantes. VI- les transformations biologiques (traitement secondaire) Lorsque les éléments sont présents sous forme soluble ou lorsque leur taille ne permet pas de les piéger par les prétraitements physiques, sauf au prix d’un conditionnement physico-chimique complémentaire, on utilise le plus souvent un traitement biologique. Le conditionnement physico-chimique permet de faire passer des éléments présents sous forme soluble ou colloïdale en éléments floculables et de constituer des agrégats que l’on peut de nouveau séparer de la phase liquide. Les systèmes biologiques reposent sur l’aptitude de nombreuses espèces bactériennes à dégrader la matière organique inerte pour assurer leurs besoins métaboliques. 1 L’appauvrissement du substrat qui en résulte se traduit par un abaissement des concentrations en matières organiques exprimées par la DBO5 ou la DCO et par une transformation en nouvelles bactéries floculables et séparables par décantation. VII-les corrections chimiques (traitement tertiaire) Elles sont utilisées pour conditionner ou transformer certains éléments en particules séparables de la phase liquide ou pour éliminer les micro-organismes. Azote et phosphore : Certains types de traitements tertiaires ciblent l'élimination plus poussée de l'azote ou du phosphore. La pollution azotée se trouve sous formes de :  L'azote organique (N), provenant surtout des déjections animales et humaines et des rejets d'industries agro- alimentaires ;  L'azote ammoniacal (NH4 +), qui provient de rejets industriels (chimie en particulier) ou bien de la transformation par des processus biochimiques naturels de l'azote organique des eaux usées domestiques.  L'élimination du phosphore (la déphosphatassions) se fait soit par un procédé chimique, soit par un procédé biologique :  La déphosphatassions chimique est réalisée au moyen de réactifs : sels de fer et d'aluminium, et qui donnent naissance à des précipités ou complexes insolubles séparés de l'eau par des techniques de séparation de phase solide-liquide.  La déphosphatation biologique repose sur le transfert du phosphore de la phase liquide (eaux usées à épurer) vers la phase solide (boues) par stockage intracellulaire ; la boue s'enrichit progressivement en phosphore jusqu'à des teneurs très importantes. Il est alors très aisé d'assurer l'élimination du phosphore par simple soutirage des boues en excès. Traitement bactériologique Cette étape permet de réduire le nombre de bactéries, donc de germes pathogènes présents dans l'eau traitée. Elle peut être demandée dans le cadre d'un schéma d'aménagement et de gestion des eaux et/ou pour protéger des eaux de baignade (en eau douce ou en mer), un captage d'eau potable ou une zone conchylicole, une zone vulnérable aux 1 nitrates, au phosphore et à l'eutrophisation. Ce traitement peut être réalisé en traitement tertiaire par chloration ou ozonation… Le traitement tertiaire n'est pas toujours réalisé. Il est destiné à améliorer les performances des traitements des matières en suspension, du phosphore ou encore des pathogènes. Ces traitements sont utilisés dans le cas, par exemple, de milieux récepteurs particulièrement sensibles. VIII-traitement quaternaire Le traitement quaternaire est un processus L’élimination des micro-organismes , il est divisée un deux partie : l’élimination des micropolluants ,et la désodorisation . Élimination des micropolluants Les procédés de traitement listés ci-dessus ne permettent pas d'éliminer les micropolluants des eaux traitées. On désigne par micropolluants les composés traces présents dans les eaux à des concentrations très faibles (de l'ordre du microgramme ou du nanogramme par litre) et qui même en concentrations infimes peuvent exercer un effet nocif sur les organismes aquatiques. Par exemple: les résidus médicamenteux, les hormones, les pesticides ou encore les cosmétiques. Le traitement des odeurs : la désodorisation Parmi les problèmes rencontrés lors de la dépollution de l'eau figurent les mauvaises odeurs provenant des boues, des postes de relevage, qui sont considérées comme une gêne pénalisante pour les riverains. Pour limiter ces nuisances olfactives, il existe trois types différents de traitement : physico-chimique, biologique et par adsorption sur charbon actif.  Dans le traitement physico-chimique, un système de lavages chimiques successifs permet d'avoir un rendement épuratoire supérieur à 99 %. Il est basé sur le transfert des molécules gazeuses odorantes en solution aqueuse. Les tours sont garnies de matériau inerte arrosé avec une solution chimique, ce qui favorise le contact gaz-liquide. 1  Dans le traitement biologique, la biofiltration est opérée lorsque les molécules odorantes sont dégradées durant leur uploads/Sante/ rapport-traitement-des-eaux-copie.pdf