Traitement d’effluents agro-alimentaires par des procedes physico-chimique et biologique par chaine

L’eau recouvre 71% de la surface de la terre, seulement 1% de ce volume est disponible pour les humains et pour le reste de l’écosystème (Chelbi, 2012). C’est pour cela que l’eau est classée comme un patrimoine universel et qui devrait être protégée et traitée. L’eau est utilisée dans plusieurs secteurs tels que l’agriculture, l’élevage, l’industrie, et d’autres utilisations domestiques. Toutes ces activités engendrent une pollution ou plus précisément elles produisent des eaux usées.

Ces eaux usées sont qualifiées comme :

– « eaux grises » quand elles contiennent peu de charges en matières polluantes, par exemple les eaux d’origine domestique, résultant du lavage de la vaisselle, des mains, des bains ou des douches ;
– « eaux noires » lorsqu’elles contiennent diverses substances plus polluantes ou plus difficiles à éliminer telles que des matières fécales, des produits cosmétiques, ou tout type de sous-produit industriel mélangé à l’eau (wikipedia.org/Eau usée) .

Les industries agro – alimentaires figurent parmi les plus grandes utilisatrices d’eaux pour les nettoyages de l’usine proprement dite, des matériels de production. En conséquence, elles sont les plus grandes productrices d’eaux usées par la nécessité d’utiliser certains produits chimiques pour le nettoyage et pour la désinfection comme les détergents, qui s’avère incontournable de nos jours (Tsilavindranto, 2010).

SYNTHESES BIBLIOGRAPHYQUES

POLLUTION DES EAUX

Les eaux usées ou eaux résiduaires renferment des différentes matières polluantes issues des activités humaines et industrielles. Elles peuvent engendrer la pollution des eaux superficielles (Rabenirina, 2015) .

ORIGINE DE LA POLLUTION DES EAUX

Une pollution de l’eau est une altération qui rend son utilisation dangereuse et perturbe le milieu aquatique ainsi que l’ensemble des organismes vivants dans ce milieu. Cela peut concerner les eaux superficielles et les eaux souterraines. Les polluants sont notamment les microorganismes pathogènes, les matières organiques, les nutriments, les métaux lourds et les produits chimiques toxiques (Earthscan, 2002). Ces agents polluants peuvent être d’origines physiques, chimiques, organiques et biologiques.

Pollution physique
C’est une pollution due aux agents physiques c’est-à-dire tout élément solide entraîné par l’eau, cela peut être d’origine domestique mais essentiellement, d’origine industrielle. On peut la répartir en trois classes : pollution mécanique, pollution thermique et pollution radioactive .

● La pollution mécanique
Cela résulte des décharges de déchets et des particules solides apportés par les eaux résiduaires industrielles, ainsi que les eaux de ruissellement (Melle, 2009).
● La pollution thermique
Ce sont les eaux rejetées par les usines possédant un circuit de refroidissement des installations (centrales thermiques, nucléaires, raffineries, aciéries…). Ces eaux ont une température de l’ordre de 70 à 80°C, diminuent jusqu’ à 40 à 45°C en contact avec les eaux des milieux aquatiques. Ce contact entre les eaux de rejet et les eaux du milieu a une influence sur la solubilité de l’oxygène (Melle, 2009).
● La pollution radioactive
C’est celle occasionnée par une éventuelle radioactivité artificielle des rejets qui trouvent leur source dans l’utilisation de l’énergie nucléaire sous toutes ses formes (installations et centrales d’exploitation de mine d’uranium, traitement des déchets radioactifs). Les éléments radioactifs s’incorporent dans les molécules des organismes vivants. Plus on s’élève dans la chaîne alimentaire plus les organismes sont sensibles aux rayonnements (Melle, 2009).

Pollutions chimiques

L’utilisation de diverses substances chimiques pour le besoin du développement industriel, a entraîné une dissémination dans le milieu naturel, d’une multitude de résidus toxiques . Actuellement les différents types de polluants chimiques sont :

✔ Les substances chimiques indésirables
Ce sont des substances dont la présence dans l’eau est tolérée, tant que cela reste inférieure à la norme recommandée, tel que les nitrates et les phosphates. Les substances chimiques indésirables sont majoritairement caractérisées par la pollution azotée et phosphorée et sont dues aux activités agricoles et industrielles. Leur toxicité varie selon la substance et sa concentration.

✔ Les pesticides
Le terme pesticide regroupe les substances chimiques destinées à repousser, à détruire ou à combattre les ravageurs et les espèces indésirables de plantes ou d’animaux causant des dommages aux denrées alimentaires, aux produits agricoles et au bois. On trouve des catégories de produits tels que les herbicides, fongicides, insecticides (www.actu-environnement.com).

▶ Les détergents
Un détergent est un composé chimique, généralement issu du pétrole, doté de propriétés tensioactives qui le rend capable d’enlever les salissures. Les produits synthétiques de nettoyage ont pris une importance croissante comme produits de remplacement pour les savons, notamment dans l’industrie textile et les blanchisseries. Le nombre de produits de lavage, de dispersion et de détergents qu’on peut actuellement trouver dans le commerce, est très élevé.

On peut subdiviser ces produits en deux classes principales :
– Les détergents de nature physico – chimique anionique, peu ou facilement biodégradables ;
– Les détergents de nature physico – chimique cationique, difficilement biodégradable (Balaska, 2005).

▶ Les produits chimiques toxiques
En général, on distingue les produits chimiques toxiques en deux catégories :
– Les hydrocarbures : les principales sources de pollution des eaux par les hydrocarbures sont les déversements accidentels qui constituent une grave menace pour l’équilibre écologique.
– Les métaux lourds : Plomb, mercure, cadmium, chrome,… ; présents dans la nature à très petites quantités et dont les rejets industriels chimiques et métallurgiques augmentent ces concentration dans les eaux.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : SYNTHESES BIBLIOGRAPHYQUES
CHAPITRE I : POLLUTION DES EAUX
I.1. ORIGINE DE LA POLLUTION DES EAUX
I.1.1. Pollution physique
I.1.2. Pollutions chimiques
I.1.3. Pollutions organiques
I.1.4. Impuretés de nature biologique
I.2. FACTEURS INFLUANÇANT LA POLLUTION
I.2.1. Facteurs physico-chimiques
I.2.1.1. pH
I.2.1.2. Conductivité électrique
I.2.1.3. Turbidité
I.2.1.4. Matières en suspensions
I.2.2. Facteurs biologiques
I.2.2.1. Demande biochimique en oxygène
I.2.2.2. Demande chimique en oxygène
I.2.3. Facteurs microbiologiques
I.2.3.1. Coliformes Totaux
I.2.3.2. Escherichia coli
I.2.3.3. Streptocoques Fécaux
I.3. EFFETS DE LA POLLUTION DES EAUX
I.3.1. Impact au niveau des ressources environnementales et écosystèmes
I.3.2. Impact sur la santé humaine
I.4. LES EAUX USEES
I.4.1. Eaux usées domestiques
I.4.2. Eaux usées industrielles
I.4.3. Eaux pluviales et ruissellements
CHAPITRE II : METHODES DE TRAITEMENTS DES EAUX USEES
II.1. PRETRAITEMENTS
II.1.1. Dégrillage
II.1.2. Dessablage
II.1.3. Dégraissage
II.2. TRAITEMENT PHYSICO – CHIMIQUE
II.2.1. Décantation
II.2.1.1. Principe de base de la décantation
II.2.1.2. Types de décanteur
II.2.2. Flottation
II.2.3. Coagulation-floculation
II.2.3.1. Particules en suspension et leur caractérisation
II.2.3.2. Principe de la coagulation – floculation
II.3. TRAITEMENT BIOLOGIQUE
II.3.1. Epuration aérobie : la boue activée
II.3.1.1. Principe de la boue activée
II.3.1.2. Rendement d’une épuration à boue activée
II.3.2. Epuration anaérobie : la méthanisation
II.3.2.1. Principe de la digestion anaérobie
II.3.2.2. Utilisation pratique de la méthanisation
II.3.2.1. Composition général du biogaz
II.3.3. Lit bactérien
II.3.3.1. Principe d’épuration
II.3.3.2. Rendement d’épuration
CHAPITRE III : REVUES SCIENTIFIQUES
III.1. Conclusion
PARTIE II : ETUDES EXPERIMENTALES ET RESULTATS
CHAPITRE IV : MATERIELS ET METHODES
IV.1. ETAT ZERO DE LA ZONE D’ETUDE
IV.2. COAGULATION – FLOCULATION
IV.1.1. Réactifs utilisés
IV.1.2. Mode opératoire
IV.1.3. Optimisation des paramètres
IV.3. BOUE ACTIVEE
IV.2.1. Caractéristiques de la boue activée
IV.2.2. Matériels et méthodes
IV.2.3. Optimisation des paramètres
IV.4. METHANISATION
IV.3.1. Préculture et revivification
IV.3.2. Description du procédé à utiliser
CHAPITRE V : RESULTATS ET DISCUSSIONS
V.1. TRAITEMENT PAR COAGULATION – FLOCULATION
V.1.1. Choix du volume de coagulant
V.1.2. Optimisation du temps de décantation
V.1.3. Comparaison entre les deux coagulants
V.1.4. Conclusion
V.2. TRAITEMENT PAR LA BOUE ACTIVEE
V.2.1. Le temps d’aération optimal
V.2.2. Optimisation du temps de décantation
V.2.3. Optimisation de la masse de la boue activée
V.2.4. Comparaison des résultats entre la boue STAR et la boue SAMVA
V.2.5. Conclusion
V.3. ETUDE DE LA PERFORMANCE DE CHAQUE PROCEDE DE TRAITEMENT
V.4. LA METHANISATION
V.3.1. Production du biogaz
V.3.2. Conclusion
CHAPITRE VI : PROPOSITION D’UNE STATION D’EPURATION
VI.1. ORIGINES DES EAUX USEES ET QUANTITES JOURNALIERE
VI.2. PROPOSITION D’UNE STATION D’EPURATION
VI.2.1. Traitements physico – chimiques
VI.2.2. Conception d’une station d’épuration à boue activée
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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