Traitement des eaux et valorisation des dechets oléicoles

Propriétés et pollution des eaux

Indispensable à la vie, catalyseur de nombreuses réactions chimiques, l’eau est également le principal agent d’érosion et de sédimentation et donc un facteur déterminant de la formation des paysages. Le caractère banal de l’eau qui nous environne, fait parfois oublier que ce liquide qui nous est familier s’avère en réalité par ses propriétés si particulières à la foi le fluide le plus indispensable à la vie et celui dont la complexité est la plus remarquable.
Comme pour la plupart des corps, l’eau peut se présenter sous trois états phases : solide (glace), liquide (eau proprement dite), et gazeux (vapeur d’eau). Ces trois phases coexistent dans la nature, toujours observables deux à deux, et plus ou moins en équilibre : eau glace, glace-vapeur, eau-vapeur, selon les conditions de température et de pression.

Différentes propriétés de l’eau

Propriétés physiques

Le caractère polaire de la molécule d’eau est à l’origine d’associations possibles entre les molécules d’eau; il donnera lieu à bien des anomalies physiques que nous signalons brièvement, telles que :
La température d’ébullition : anormalement élevée, si on la compare avec celle des composés de masse moléculaire du même ordre et possédant plusieurs atomes d’hydrogène. Dans les conditions normales elle est de 100°C.
La masse volumique : elle varie avec la température et la pression, mais aussi avec la teneur en sels dissous. L’eau a une masse Volumique de 1g/cm3
La viscosité : elle diminue lorsque la température croit ; par contre, elle augmente avec la teneur en sels dissous. Contrairement aux autres liquides, une pression modérée, rend l’eau moins visqueuse aux basses températures. Elle est exprimée en (Pa.s).
La tension superficielle : elle est extrêmement élevée, égale à 73erg/cm à 18C°. L’addition de sels dissous augmente généralement la tension superficielle, les tensioactifs par contre la diminuent. La conductivité électrique : l’eau est légèrement conductrice. Cette conductivité très faible, mais jamais nulle est expliquée par une légère dissolution de la molécule d’eau selon l’équation chimique : 2H2O↔H3O+ .

Propriétés chimiques de l’eau

L’eau est, par ses propriétés électriques et sa constitution moléculaire, partiellement apte à la mise en solution de nombreux corps gazeux, liquides polaires, et surtout solides. La solvatation (ou action hydratante de l’eau) est le résultat d’une destruction complète ou partielle des divers liens électrostatiques entre les atomes et les molécules du corps à dissoudre, pour les remplacer par de nouveaux liens avec les molécules d’eau, et forger ainsi de nouvelle structures : il se produit une véritable réaction chimique (une solvatation complète est une dissolution).
La dissolution des corps minéraux engendre une ionisation, c’est-à-dire la dissociation des molécules formant le cristal minéral, avec apparition d’ions chargés électriquement et dotés d’une certaine mobilité en solution.

Ressources hydriques naturelles

Trois types de sources d’eau sont utilisés par l’homme pour d’une part, satisfaire ses propres besoins en eau de consommation, d’autre part, répondre aux besoins industriels et agricoles. Les sources d’eaux concernent :
Les eaux superficielles ou de surface (de rivières, de fleuves et de lacs…). Les eaux souterraines. Les eaux de dessalement de l’eau de mer.
L’eau à l’état naturel, superficielle ou souterraine, n’est jamais pure ; c’est un milieu vivant qui se charge très rapidement de divers éléments au contact des milieux qu’elle traverse. Elle contient donc naturellement, en l’absence de toute ingérence humaine, une très grande variété de matières dissoutes, inertes ou vivantes : des gaz, des substances minérales ou organiques , et des microorganismes (bactéries, virus ou plancton ). La composition chimique des eaux naturelles est donc très variable; elle dépend de l’oxygénation et de la température de l’eau ; enfin, elle est constamment modifiée par les espèces vivantes présentes dans le milieu, surtout en ce qui concerne les teneurs en matières minérales et en gaz dissous. Ce qui nous permet de confirmer qu’il n’existe pas une eau mais des eaux .

Pollution de l’eau

La pollution de l’eau peut être définie comme une dégradation de celle-ci par les éléments qu’elle a accumulée de son utilisation. Ces éléments indésirables proviennent des excréments chimiques, des rejets provenant d’industries divers, du lessivage des terrains traversées.
Le problème de la pollution des eaux représente sans aucun doute l’un des aspects les plus inquiétants de la dégradation du milieu naturel.

Sources des polluants

Ces sources sont d’après la littérature (dégremont 1978, 1998, BERNE.F et al, T.E.I.P. 1972) comme suit :  Effluents urbains
Eau de ruissellement :L’eau est capable de dissoudre un grand nombre de composés solides ou gazeux. Au cours de son périple, qu’elle tombe en pluie, ruisselle sur les sols, ou simplement coule le long des pentes, elle se charge en éléments solubles. Elle draine aussi avec elle quantité de particules en suspension comme de fines particules d’argiles, des limons et des déchets végétaux. Elles peuvent, constituer la cause de pollutions importantes des cours d’eau, notamment pendant les périodes orageuses. L’eau de pluie se charge d’impuretés au contact de l’air (fumées industrielles), puis, en ruisselant, des résidus déposés sur les toits et les chaussées des villes (huiles de vidange, carburants, résidus de pneus et métaux lourds…).
Eaux domestiques : Elles proviennent des différents usages domestiques de l’eau. Elles sont essentiellement porteuses de pollution organique. Elles se répartissent en ; Eaux ménagères, qui ont pour origine les salles de bains et les cuisines, et sont généralement chargées de détergents, de graisses, de solvants, de débris organiques, etc.
Eaux « vannes » ; chargées de diverses matières organiques azotées et de germes fécaux, constituant un substrat équilibré pour le développement des bactéries.

Effluents agricoles

L’agriculture intensive tire le meilleur parti de l’eau en irriguant quand l’apport d’eau a un effet positif, mais aussi quand l’eau n’est plus un facteur limitant, en augmentant les rendements par d’autres moyens : fertilisation, destruction des mauvaises herbes, lutte contre les insectes ou les maladies cryptogamiques… Cela est le plus souvent obtenu par l’emploi de produits chimiques : engrais de synthèse, herbicides, insecticides, fongicides. Dans ces pratiques, et de façon quasi inévitable, une partie des produits utilisés diffuse vers l’atmosphère, les plans d’eau ou les nappes. C’est ainsi que des produits nécessaires aux cultures, comme les nitrates ou le phosphore, sont aujourd’hui considérés comme potentiellement dangereux lorsqu’ils sont en excès dans l’eau. A coté des risques pour la santé, on peut observer, dans certains cas, une prolifération de la végétation aquatique et une diminution de l’oxygène dissous, phénomène qui a reçu le nom d’eutrophisation. Quant aux produits phytosanitaires, on peut s’interroger sur la nocivité de leurs effets cumulés, même si chaque produit autorisé fait l’objet de tests. Peu à peu, l’agriculture intensive a été associée à l’idée de pollution de l’eau et des sols. On distingue : La pollution ponctuelle plutôt d’origine industrielle ou domestique, dont la source est localisée. La pollution diffuse, liée le plus souvent à la pratique de la fertilisation. Il ne faut pas, non plus, oublier le rôle de l’érosion qui entraîne l’existence d’une charge solide dans les eaux de surface et peut y associer des produits chimiques indésirables.

Table des matières

PROBLEMATIQUE
1 – INDUSTRIALISATION
2 -LISTE DES SYMBOLES ET ABREVEATION
LEXIQUE
CHAPITRE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I – 1 INTRODUCTION
I – 2 Propriétés et pollution des eaux
2. Différentes propriétés de l’eau
2.1 Propriétés physiques
2.1.2 La masse volumique
2.1.2 La masse volumique
2.1.4 La tension superficielle
2.1.5 La conductivité électrique
2.2 Propriétés chimiques de l’eau
2.3 Propriétés biologiques de l’eau
3. Ressources hydriques naturelles
3.1 Eaux superficielles
3.2 Eaux souterraines
3.3 Dessalement de l’eau de mer
4. pollution de l’eau
4.1 Sources des polluants
4.1.1 Effluents urbains
4.1-1.1. Eau de ruissellement
4.1.12. Eaux domestiques
4.1.1.3. Eaux de petites industries (artisanales)
4.1.2 Effluents agricoles
4.1.3 Effluents industriels
1-Eaux à caractère minéral dominant
2-Eaux à caractère organique dominant
3-Eaux à caractère mixte
4.2 Les principaux polluants
4.2.1 Polluants physiques
4.2.1.1. Les éléments grossiers
4.2.1.2. Les sables
4.2.1.3 .Les matières en suspension
4.2.2 Polluants chimiques
4.2.2.1. Pollution chimique minérale
1-La température
2-Le PH
3-Les sels
4.2.2.2. Pollution chimique organique
1- les hydrocarbures
2-les huiles et graisses
3- les pesticides
4-les phénols
5- Les détergents
4.2.3 Polluants microbiologiques
4.3 Paramètres d’étude d’une pollution
4.3.1 Paramètres physiques
4.3.1.1. Matières en suspension
1- Les matières décantables
2- Les matières colloïdales
4.3.1.2 PH
4.3.1.3 Température
4.3.1.4 Couleur
4.3.2 Les paramètres chimiques
4.3.2.1 Demande chimique en oxygène (DCO) – Oxydabilité
4.3.2.2 Demande biochimique en oxygène (DBO5)
4.3.2.3 Azote global
4.3.2.4 Phosphore global
4.3.2.5 Hydrocarbures
4.3.3. Autres paramètres
4.3.3.1 Alcalinité
4.3.3.2 Turbidité
4.3.3.3 Résistivité électrique
4.3.3.4 Matières sèches
1- Le résidu sec à 100-105 °C
2-Le résidu sec à 175-185°C
4.2.3.5 Micro-polluants
4.2.3.6 Carbone organique total (COT)
4.4 Influence de la pollution sur l’environnement
4.4.1 Température
4.4.2 pH
4.4.3 Turbidité
4.4.4 Consommation d’oxygène
4.4.5 Azote
4.4.6 Phosphore
4.4.7 Hydrocarbures
4.4.7.1 influence des hydrocarbures sur les biocénoses
4.4.7.2 Effets des hydrocarbures sur les organismes planctoniques
4.4.7.2.1 Effets des hydrocarbures sur les plantes marines
4.4.7.2.2 Effets des hydrocarbures sur les poissons
CHAPITRE II : PRESENTATION DE LA REGION ETUDIE
1- Situation géographique
2 – Climat
3 – Hydrographie
4 – Hydraulique
5 – Industrie
6- Zone Côtière
CHAPITRE III : GENERALITE SUR LA POLUTION MARINE
1. Historique
2. Définition de la pollution
3. Facteurs Déterminants la pollution de l’eau de mer
4. Origine des eaux résiduaires
4.1. Eaux de centrifugation
4.2 Eaux de désodorisation
4.3. Eaux de traitements des sous-produits
4.4. Eaux de lavage des sols
4.5. Répercussions de la pollution organique
4.5.1. Pollution organique
5- La température
6- La salinité
7- Le pH
8- L’oxygène dissous
9- Les effluents industriels
10- Paramètres spécifiques de pollution
11- Procèdes de traitement des eaux
11. 1. Les traitements biologiques
a. Les boues activités
b- Les lits bactériens
c- Le lagunage
11. 2. Les traitements Physico-chimiques
a. La floculation
b. La flottation et l’électro – flottation
c. Décantation
d. Coagulation – Floculation
d.1 Les floculants
d. 2 Sels d’aluminium
12 – L’Olivier
12 – 1 Généralités
12. 2 Classification botanique
a) L’oléastre
b) L’olivier cultivé
12 – 3 Origine, Distribution et Production
12- 3. 1 Origine
12.3.2 Distribution et production dans le Monde
12. 3. 2. 1 Distribution géographique
12.3. 2. 2 Distribution et production mondiale en huile d’olive
13- L’oléiculture en Algérir
13.1 Nature des plantations oléicoles Algériennes
13. 2 Composition variétale du verger national
14. L’élaboration de l’huile d’olive
14.1 Etapes de fabrication
14.1.1 Période de Récolte
14.1. 2 Lavage, Broyage, Malaxage
14.1. 3 L’extraction de l’huile d’olive
14.2 Les Systèmes d’extraction de l’huile d’olive existants
14.2.1 Comparaison des systèmes d’extraction
14.2.1.1 Productions aqueuses
14.2.1.2 Quantités des sous-produits selon le système
Les sous-produits oléicoles
14.4 Caractéristiques physico-chimiques des Margines, grignons
15. La problématique des déchets oléicoles margines et solides
15.1La pollution par les déchets oléicoles
15.1.1 La pollution des sols
15.1. 2 La pollution des eaux
15. 1.3 Les techniques de traitement d’épuration existantes ou en développement
15.1.3.1 Installations à évaporation naturelle
15.1.3.2 Elimination par lagunage
15.1.3.3 Installations de concentration thermique avec et sans récupération thermique
15.1.3.4 Installations biologiques et microbiologiques
15.1.3.5 Traitement des margines par électrocoagulation et bio méthanisation
15.1.3.6 Traitement électrochimique des Margines
15.1.3.7 Exemple de station pilote de traitement biologique des margines (Tunisie)
16. La valorisation des sous-produits oléicoles
16 .1 La valorisation des sous-produits oléicoles
16. 2 Valorisation des margines
16.2.1 Fertilisation des sols agricoles
16.2.2 La récupération de quelques composants
16.2.3 l’utilisation des margines sur les cultures
CHAPITRE IV – EXPERIMENTATION
A – MATERIEL ET METHODE
1. Mode et fréquences d’échantillonnage
2. Détermination des paramètre analytiques et méthodes
3. Traitement par coagulation – décantation
4. Caractérisation qualitative et quantitative
4.1. Charge en éléments polluants de l’effluent de la raffinerie de Bejaia
B – DISCUTION DES RESULTATS
1. Effet du à la durée d’agitation
2. Devenir des boues physico – chimiques produite
3- Analyse statistique des données expérimentales
4. Mesure des matières en suspension
4 -1 Principe de la méthode
4 -2 Principe de la méthode de renforcement
4.2.1Filtration
4.2.2 Séchage et posée des filtres
4 – 3 Calcul et expression des résultats
4 – 4 Dosage Au Phosphore Minéral Dissous
4.4.1 Flaconnage
4.4.2 Echantillonnage
4.4.3 Appareillage
4.4.4 Réactifs : a- Solution de molybdate d’ammonium
b- Acide sulfurique 2.5 mol.l-1
c- Solution d’acide ascorbique
d- Solution d’oxytartrate de potassium et d’antimoine
e- Mélange réactif
f- Solution étalon primaire de phosphate
g- Solution étalon secondaire de phosphate
4.4.5 Mode opératoire
4.4.6 Etalonnage
4.4.7 Calcul et expressions des résultats
4 – 5 Dosage de l’azote total (organique + ammoniacal)
4.5.1 Réactifs
4.5.2 Préparation
4.5.3 Mode opératoire
4.5.4 Détermination de la DBO5
4.5.5 Dosage du glycérol
a. Principe
b. Défécation
c. Dosage du glycérol par l’acide périodique
d. Solution d’acide perIiodique N/50
e. Solution déci normale d’acide arsénieux
f. Mode opératoire
g. Dosage témoin
h. Dosage de la solution du glycérol
5- Dosage Des Chlorures Par La Méthode De Mohr
5.1 Principe
a. Réactifs
b. Mode opératoire
c. Calcul
5– Essai d’élaboration du matériau glucidique
Matériel et méthode
1. Origine de l’échantillon
2. Préparation des échantillons
3. Séparation pulpe-noyau
Partie expérimentale
Analyse
1. Analyse qualitative
2. Analyse quantitative
3. Conclusion de la synthèse du saccharide
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE

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