Epuration sur lit bactérien à double couche
EPURATION DES EAUX USEES PAR LIT BACTERIEN:
Introduction:
L’épuration biologique des eaux usées par lit bactérien a le même principe que ceux de l’autoépuration naturelle des cours d’eau (rivières, lacs, barrages, mers) sous l’action des microorganismes aquatiques. Dans les ouvrages d’épuration biologique, tous les processus sont intensifiés à cause des conditions artificielles plus favorables à la dégradation de la matière organique.
Les conditions qui assurent l’épuration biologique des eaux usées par ce procédé sont :
- La formation des flocons est une propriété commune des bactéries qui se groupent et se développent en flocons ;
- Les flocons légers possèdent une grande surface qui leurs confère la propriété d’absorber les substances organiques ;
- Il y’a une forte concentration des micro-organismes dans les flocons ;
- Une aération intensive de l’eau résiduaire assure dans les ouvrages :
- Une quantité d’oxygène dissous suffisante pour une forte concentration de micro-organismes sur les flocons.
- Une bonne agitation de l’eau qui crée un contact optimal entre les microorganismes et l’eau épurée.
- Une bonne dispersion des flocons dans l’eau [52].Description du lit bactérien: Le lit bactérien est un procédé d’épuration biologique aérobie. Des bactéries sont cultivées sur un substrat neutre comme de la pierre concassée (pouzzolane, sable volcanique…) ou en plastique et l’effluent passe à travers ce substrat. La difficulté de ce procédé consiste à trouver une bonne vitesse du flux d’eau qui ne doit pas être trop rapide (pour permettre la dégradation bactérienne) ni lente ( pour assurer une bonne évacuation des MES en excès) [53].
Dans le lit bactérien, les micros -organismes sont retenus sur un support appelé garnissage, sous la forme d’un biofilm. Il s’agit d’une couche dense de bactéries. Le garnissage est arrosé avec l’eau usée à traiter après une décantation primaire ou un simple tamisage fin. Le temps du passage de l’eau au sein du système est très court de l’ordre de quelques minutes. Les rendements d’épuration sur lit bactérien peuvent atteindre 85 à 95 % [54]. Classification des lits bactériens :Le classement des lits bactériens se fait en fonction des charges hydrauliques et organiques:
- La charge hydraulique est le rapport entre le débit horaire des polluants traités et la surface de lit (m3/m2.j)
- La charge organique est la masse de DBO5 par jour sur le volume du matériau kg DBO5/ m 3.j.
lit bactérien à faible charge:
Ces types de lits sont caractérisés par : - La charge hydraulique est de [1 et 5 m 3 /m2 .j] ;
- La charge organique : [0,08 à 0,2 kg DBO5/ m 3 .j] ;
- Le rendement d’épuration est de l’ordre de 90% en DBO5 [11].Lit bactérien à forte charge:
Ces types de lits sont caractérisés par : La charge hydraulique est de [20 m3 /m2 .j] ; - La charge organique: [0,7 kg DBO5/m3.j] ;
- Hauteur minimale des matériaux: 2 m ;
- Les rendements d’épurations sont de l’ordre de 60% sans recyclage, et de 80% à 90% avec recyclagePrincipales méthodes d’analyses d’eau :
Echantillonnage :Nous avons ramenés 300 litre d’eaux usées de la STEP de Ain EL HOUTZ pour chaque expérience, cette eau usée brute est prise à partir de prétraitement.Le prélèvement :Nous avons effectués deux prélèvements par jour ; a 10h :00 et à 12h :00 au niveau de la cuve d’alimentation en eau brute et au niveau du décanteur sur lesquels nous avons analysés les paramètres physico chimiques au laboratoire par les différentes appareils de mesure sur le pilot.
Paramètres, appareils de mesure et leur mode opératoire :
Plusieurs paramètres sont analyses dans notre étude a savoir:
Oxygène dissous :
L’oxygène dissous est l’un des paramètres chimique importants, il sert au contrôle du fonctionnement du traitement biologique.
Appareillage : L’oxymètre (figure III.10) est un appareil utiliser pour mesurer l’oxygène dissous .Les mesures couramment utilisées sont les suivantes: parties par million (ppm) ou par pourcentage (%), laquelle est définie comme étant le pourcentage d’oxygène dissous dans 1 litre d’eau. Il faut d’abord étalonner l’appareil avec des solutions tampons, puis rincer l’électrode de l’oxygène dissous et les immerger dans la solution à mesurer, lire la valeur sur l’écran une fois le signale se stabilise [70].Température :
La valeur de la température est donné par l’oxymètre en, degré Celsius (C°)
Mesure du pH:
Pour mesurer le pH nous avons utilisé un pH-mètre (figure III12), qui est étalonné avant chaque utilisation avec une solution d’étalonnage d’un pH=7 ou pH=10 ou pH=4, puis rincer
le pH-mètre avec de l’eau distillé et introduire dans l’échantillon, la lecture sera faite après stabilisation de la valeur du pH.
Mesure du la Turbidité:
La turbidité d’une eau est due à la présence des particules en suspension (colloïdales) dans l’eau .L’appareil de mesure est appelé « turbidimètre » (figure III.12), il donne une lecture directe en NTU (Unit Turbidité Néphélométrie). On prend 10ml de l’échantillon et touille 10 fois puis mettre dans l’appareil et lire la valeur.
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Table des matières
Introduction générale
CHAPITRE I : Généralités sur les eaux usées
I. 1.Définition des eaux usées
I.2.Classification des eaux usées
I.2.1. Eau usée domestique
I.2.2 .Eau usée industriel
I.2. 3 .Eau usée agricole
I.2. 4 .Eau usée pluviale
I.3. Paramètres de pollution des eaux usées
I.4.Caractéristique et composition des eaux usées
I.4.1. micro-organismes
I.4.2. Salinité
I.4.3.Les micropolluants organiques
I.4.4. Paramètres bactériologiques
• Coliformes fécaux
• Coliformes totaux
I.4.5. L’équivalent habitant (EH)
I.5. L’épuration des eaux usées
I.6. Réutilisation des eaux usées
I.6.1. Réutilisation industrielle
I.6.2. Réutilisation en irrigation
I.6.3. Réutilisation en zone urbaine
I.7. Normes de rejets d’effluents
I.7.1. Normes internationales
I.8. Description de la station d’épuration de la ville de Tlemcen
I.8.1.Situation géographique
I.8.2.. Principe de fonctionnement de la STEP de AIN EL HOUTZ
I.8.3. Rendement de la station
CHAPITRE II: EPURATION DES EAUX USEES PAR LE LIT BACTERIEN
II.1 Introduction
II. 2. Description du lit bactérien
II.3. Classification des lits bactériens
II.3.1. Lit bactérien à faible charge
II.3.2. Lit bactérien à forte charge
II.4. Mise en œuvre des lits bactériens
II.5. Principe du traitement par lit bactérien
II.6. Réalisation des lits bactériens
II.6.1. Choix du matériel
II.6.2 Répartition de l’effluent
II.6.3 .Utilisation du recyclage
II.7. Domaine d’application recommandé
II.8. Eléments de fonctionnement des lits bactériens
II.9. Avantages et inconvénients des lits bactériens
II.10. Bassin d’aération
II.10.1. Principe de Fonctionnement
II.10.2. Couplage entre le bassin d’aération et le lit bactérien
CHAPITREIII : PROTOCOLE EXPERIMENTAL ET MATERIEL ET METHODES
III.1.Objectifs principaux des expériences
III.2. Composition de L’équipement
III.3. Description du pilote TE900
III.3.1. Instrumentation
III.3.2 Liste des Vannes
III.4. Mise en marche
La mise en marche du pilote s’effectue selon les étapes si après
III.4.1. La commande du recyclage de l’eau claire
III.4.2. Etalonnage
III.5. Fonctionnement du pilote
III.5.1.Clarificateur
III.5.2.Cartouche
III.5.3.Bassin d’aération (Réacteur)
III.5.4. Paramètres d’entrée et de sortie
III.6. Manipulation
III.6.1.Procédé d’ épuration avec lit bactérien
III.6.2. Procédure générale d’arrêt
III.7. Principales méthodes d’analyses d’eau
III.7.1. Echantillonnage
III.7.2. Le prélèvement
III.7.3.Paramètres, appareils de mesure et leur mode opératoire
III.8. Matériaux de garnissage
III.9. Caractéristique de matériaux filtrants
III.9.1. Analyse granulométrique
III.9.2. Coefficient d’absorption
III.9.3. La masse volumique apparente
III.9.4. La masse volumique absolue
III.9.5. Porosité
III.9.6. Indice de vide
CHAPITRE IV : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
IV.1. Analyse et interprétation des résultats
IV.2. Epuration sur lit bactérien à double couche
IV.2.1. Epuration avec un débit de 10 L/h
IV.2.2. Epuration avec un débit de l5 L/h
IV.2.3. Epuration avec un débit de 20L/h
IV.2.4. Epuration avec un débit de 25 L/h
IV.3. Amélioration de la qualité des eaux épurées par boue activée
IV.3.1. Epuration avec un débit de 15L/h
IV.3.2. Epuration avec un débit de 20L/h
IV.3.3.Epuration avec un débit de 25L/h
IV.4. Comparaison des résultats avec ceux des études précédentes
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