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Mémoire MAGISTER - Bibliothèque Centrale Université de Ouargla

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1. AXANNV SAXANNV ANNEXES Tableau 4 Evolution hebdomadaire des MES et de la turbidit de l eau brute et de l effluent trait Semis Tid UT des pr l vements Sortie _ 21 02 2011 28 02 2011 14 03 2011 87 57 21 2011 4 4 56 28 03 2011 336 25 450 22 92 55 S 04 04 2011 227 24 299 18 89 42 10 04 2011 MORE SERRE 18 04 2011 S auan m gt na 3 600 58 26 33 92 62 540 75 25 16 ANNEXES Tableau 5 Evolution hebdomadaire des NO NO et PO de l eau brute et de l effluent trait semaines mg l NO mg l PO mg l des pr l vements Sortie Sortie Entr e Entr e Sortie Sortie Entr e Entr e Sortie OCC C oe EE LLC ps 81 19784 LI SC LL Sy cO 906 seer ESAT DIS D pm om om en Le om p m mom ome V D gt gt gt N V gt un OO V V V L 6L ES C 6 LEIOC O CT V 6C 69 I TOC CO 0C 8p v8 ITOC CO ET 90718 OLI I 10c c0 90 OHQ OOGd 1 0 SW OOd soga 331 93n iq neo SOC EI EI 9 NEIIqE p cn N lt T SAXANNV ANNEXES ANNEXE 2 1 Aspects sanitaires de la r utilisation des eaux us es en agriculture Le temps de survie des pathog nes excr t s dan
2. QUALT 2001 L ozone est un oxydant puissant la d sinfection par est utilis e aux tats Unis en Afrique du Sud et au Moyen Orient essentiellement Il permet l limination des bact ries des virus et des protozoaires C est le seul proc d 19 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE vraiment efficace contre les virus LAZAROVA 2003 Les tests de toxicit effectu s sur des poissons des crustac s et des algues n ont pas permis de mettre en vidence une quelconque toxicit CAUCHI 1996 Ou physique par Les rayons ultraviolets qui consistent a utiliser des lampes mercure dispos es parall lement ou perpendiculairement au flux d eau Leur rayonnement s attaque directement aux microorganismes Ce traitement est tr s simple mettre en uvre car il n y a ni stockage ni manipulation de substances chimiques et les caract ristiques chimiques de l effluent ne sont pas modifi es BAUMONT er al 2005 filtration est un proc d physique qui permet de retenir les microorganismes par r tention l aide d un filtre Qu elle soit r alis e sur sable ou sur membrane cette technique exige une puration secondaire pr alable garantissant une limination assez pouss e des mati res en suspension CSHPF 1995 L limination des virus des bact ries et des protozoaires est fonction du milieu poreux de la vitesse de percolation de l paisseur du massif filtrant et du niveau
3. Taille des grains de sable ou taille d ouverture des mailles mm Figure 24 Courbe granulom trique du sable utilis La courbe granulom trique figure 24 illustre les caract ristiques suivantes e Le sable utilis est un m lange entre sable fin et sable grossier e La quasi totalit des grains a un diam tre inf rieur 1 mm 75 RESULTATS ET DISCUSSION a Le diam tre efficace Le diam tre efficace Dg exprime le diam tre de l ouverture du tamis qui laisse passer 10 de l chantillon de sable Il repr sente conventionnellement le diam tre moyen des grams de sable Le sable utilis a un diam tre efficace de 0 21 mm c est a dire le diam tre moyen des grains est de 0 20 mm Donc le sable est un sable fin CASTANY 1982 et De MARSILY 1994 b Le coefficient d uniformit CU Le coefficient d uniformit repr sente l homog n it de la distribution des diam tres des grains dans l chantillon Pour le sable utilis CU 3 Selon CRITES et TCHOBANOGLOUS 1998 Le sable doit avoir un diam tre effectif Dg compris entre 0 25 et 1 0 mm La valeur typique g n ralement sugg r e tant de 0 35 mm Son coefficient d uniformit doit tre inf rieur 4 et de pr f rence inf rieur 3 3 Afin d tudier in vitro l efficacit du sable liminer les mati res en suspension et la pollution microbienne pr sents dans l effluent pur de la station d puration d
4. entraine la r duction de ces nitrates essentiellement en azote gazeux CHOUBERT 2002 L limination biologique de l azote s organise selon deux phases successives que sont la nitrification et la d nitrification antagonistes du point de vue de l oxyg ne figure 18 Eau brute Source de carbone Norg Nitritation Nitratation Eau brute gt gt gt NH Nitrification D nitrification NH Oxydation de l azote R duction de nitrates 2 ammoniacal en nitrites en azote gazeux Assimilation a en nitrates Azote int gr dans les nouvelles cellules Figure 18 Les diff rentes tapes de l limination de azote CHACHUAT et al 2007 La pr sence des microorganismes autotrophes vis vis de l azote d gradent les prot ines en azote ammoniacal Les bact ries autotrophes telles que Nitrosomonas et Nitrobacter transforment l azote ammoniacal NH en pr sence d oxyg ne pour produire des nitrites NO puis des nitrates NO ces deux tapes mettent en uvre l oxydation de ces diff rents substrats par des bact ries a robies qui en tirent l nergie n cessaire leur chimiosynth se figure 19 En environnement anoxique certaines bact ries h t rotrophes ana robies m tabolisent les nitrates la place de l oxyg ne en oxyde d azote en de l azote gazeux N2 FAURIE er al 2005 Ces deux processus peuvent n anmoins coexister dans un m me bassin
5. 94 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 21 BEN THAYER B RIAHI K BOUDHRAA H 2007 limination de la turbidit par oxyg nation et filtration successives des eaux de la station de Sfax Sud de la Tunisie Revue des sciences de l eau Volume 20 num ro 4 pp 355 365 22 BERNIER B DUMOULIN P P et TETREAULT R 2001 Guide pour l tude des technologies conventionnelles de traitement des eaux us es d origine domestique Direction des politiques du secteur municipal Service de l expertise technique en eau France 23 BIXIO D DE HEYDER B CHIKUREL MUSTON MISKA V JOKSIMOVIC D SCHAFER A I RAVAZZINI A AHARONI A SAVIC D and THOEYE C 2005 Municipal wastewater reclamation where do we stand An overview of treatment technology and management practice Wat Sci Tech Wat Supply 5 1 pp 77 85 24 D WINTGENS RAVAZZINI A MISKA V MUSTON CHIKUREL AHARONI JOKSIMOVIC D and MELIN 2008 Water reclamation and reuse implementation and management issues Desalination 218 pp 13 23 25 BLAKE G et TISO G 1985 Epuration des eaux domestiques par infiltration puration R le respectif des diff rents compartiments Information eaux Afge 34 pp 11 234 26 BLIEFERT C PERRAUD R 2001 Chimie de l environnement Air Eau Sols D chets Edition de Boeck pp 317 477 27 BONIN J 1986 Hydraulique urbaine appliqu aux agglom rations de petite et moyenne importan
6. boues activ es si l on prend le soin d alterner des phases d a ration et d anoxie 66 RESULTATS ET DISCUSSION Azote organique particulaire Hydrolyse CTL N TRA Azote organique soluble Ammon fication Azote ammomiacal NH4 jacrotie NO lanoxie Figure 19 M canisme de d gradation des mati res azot es dans les proc d s biologiques BASSOMPIERRE 2007 La capacit d a ration est en effet souvent suffisante pour assurer une nitrification pouss e Le plus souvent au niveau des petites stations d puration les a rateurs tant g n ralement surdimensionn s par rapport la charge polluante re ue CHACHUAT et al 2007 ce qui explique le taux lev des nitrates dans l effluent trait Les eaux pur es sont tr s charg es en nitrates mais en moyenne restent inf rieurs aux normes internationales des eaux destin e l irrigation selon l OMS 1989 50mg l I 3 1 2 Les nitrites D apres les r sultats obtenus au cours de la campagne d tude on remarque que la teneur en nitrites des eaux savoir brutes et trait es est tr s faible Ainsi la diff rence de ces valeurs entre l entr e et la sortie nous renseigne sur une l g re variation dont les valeurs se situent entre 0 003 mg l et 0 236 mg l au niveau des eaux brutes Ceci est fonction de la qualit d eau us e Les valeurs signal es apr s traitement varient de 0 00
7. 0 10 8h 300 0 0 0 0 10 88h 40 0 0 0 0 10 oh 500 0 0 0 0 10 1Mh 40 0 0 0 0 10 12h 40 0 0 0 0 10 Dh 350 1 0 1128h 250 4 3 6 433 52 9826 B 130 7 9 12 251 9688 Le nombre de Clostridiums sulfito r ducteurs diminuent tr s rapidement dans l eau percol e pour atteindre des valeurs 10 germes 20 ml apr s 24 heures de filtration L volution de la teneur moyenne des eaux filtr es en Clostridiums sulfito r ducteurs est repr sent e dans la figure 37 On constate que durant cet essai le nombre moyen de ces indicateurs a baiss rapidement pour atteindre O germes par 20 ml apr s 40 h de r tention ce qui correspond un abattement de 10096 pour les Clostridiums sulfito r ducteurs Cependant au bout de 120 h nous avons constat une l g re hausse du nombre de Clostridiums sulfito r ducteurs atteignant ainsi 96 88 de rendement la fin de l essai le nombre moyen de Clostridiums sulfito r ducteurs de l eau percol e est toujours inf rieur celui de l eau brute figure 38 RESULTATS ET DISCUSSION L limination totale de ces microorganismes nuisibles pourrait tre expliqu e par le ph nom ne de r tention physique Ce ph nom ne s effectue selon deux processus le premier correspondant la capture caract ris e par l interception des germes par fr
8. D apr s ASANO 1998 un des premiers cas dans le monde est une papeterie du Japon qui est fournie en eaux pur es depuis 1951 La REUE industrielle peut donc tre int ressante dans le secteur de l nergie dans les circuits de refroidissement ferm s ou ouverts Les autres applications possibles concernent les laveries industrielles les stations de lavage de voiture l industrie du papier la production d acier de textiles les industries d lectroniques et de semi conducteurs etc ASANO 1998 Les risques li s la r utilisation industrielle La qualit requise est sp cifique chaque industrie parce que sa composition chimique peut avoir des r percussions sur les process industriels Les pr occupations concernent principalement les ph nom nes d entartrage de corrosion de d veloppement de bact ries d encrassement de formation de mousse et d inhalation d a rosols par les 27 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE travailleurs Il n y a pas de probl me sanitaire sp cifique l industrie et on retrouve les m mes contaminants que pour les autres usages ASANO 1998 3 3 R utilisation en zone urbaine Les pays la pointe de la REUE en milieu urbain sont en majorit des pays d velopp s et fortement urbanis s Etats Unis Japon Cor e du Sud Allemagne Les utilisations possibles d eaux pur es en zone urbaine sont extr mement nombreuses et il en existe de multiples exemples
9. de filtration est une technique simple mettre en uvre permettant de r duire efficacement la pollution particulaire 100 des mati res en suspension et de 81 de la turbidit avec le moindre co t Ces supports pr sentaient en outre une tr s grande efficacit quant la diminution du nombre des microorganismes de 99 cette diminution varie d un groupe un autre Mais d une mani re g n rale un tel traitement peut participer l limination d une quantit importante parfois quasi totale des germes et des spores Le taux de r tention des bact ries contaminantes des eaux filtr es d pend d une part de la bact rie contaminante consid r e et d autre part de la charge d eau pollu e vers e au dessus de cette colonne de sable Les caract ristiques des eaux qui percolent voluent dans le temps montrant que la r tention des polluants chimiques et bact riologiques des eaux d infiltration par la colonne de sable est un processus dynamique De m me le syst me assure un abattement jusqu 100 en coliformes f caux et spores de clostridiums sulfito r ducteurs et de 99 pour les coliformes totaux et les streptocoques f caux La meilleure performance semble d j tre atteinte d s la sortie des filtres sable La qualit de l effluent filtr correspond la classe A de l O M S pendant toute la dur e de cet essai ce qui permettait sa r utilisation en irrigation sans aucune restriction Ce tra
10. forage 81 9 par un traitement d oxyg nation suivi d une simple filtration B filtre 1 B filtre 2 CE us cm B filtre 3 SS S NO oi GDH DO SON ON CN Temps de filtration h Figure 27 Evolution de la CE des eaux filtr es moyenne E Avant filtration Temps de filtration h Figure 28 Variations de la CE moyenne des eaux en avant et apr s filtration RESULTATS ET DISCUSSION D autre part HOFF et GELDREICH 1981 ont confirm que les propri t s des particules influent consid rablement sur les effets de protection D autres tudes ont montr que le pouvoir germicide des rayonnements UV est d autant plus fort que la turbidit de l eau traiter est plus faible DOR 1989 LAIN et al 1998 La croissance microbienne est facilit e par les nutriments adsorb s la surface des particules par suite d une a ration convenable des eaux et dont les bact ries qui y sont attach es profitent plus que les bact ries en suspension libre JI et ZHOU 2006 La mati re particulaire qu elle soit min rale organique ou due des microorganismes est susceptible de prot ger les bact ries et les virus contre les d sinfectants avec des turbidit s comprises entre 3 8 et 84 UTN OMS 1986 2 Conductivit lectrique La conductivit du fluide traiter permet d valuer la quantit de sels pr sents Les r sultats obtenus sont r sum s dans le tableau 10 Tableau 10 E
11. 2005 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 3 3 1 Les m taux lourds Les m taux lourds que l on trouve dans les eaux us es urbaines sont extr mement nombreux de l ordre de quelques ug l Les plus abondants sont le fer le zinc le cuivre et le plomb Les autres m taux mangan se aluminium chrome arsenic s l nium mercure cadmium molybd ne nickel etc sont pr sents l tat de traces Leur origine est multiple ils proviennent des produits consomm s au sens large par la population de la corrosion des mat riaux des r seaux de distribution d eau et d assamissement des eaux pluviales dans le cas de r seau unitaire des activit s de service sant automobile et ventuellement de rejets industriels CAUCHI er al 1996 Les l ments cit s dans la litt rature comme tant les plus dangereux sont le plomb Pb l arsenic As le mercure Hg le cadmium Cd et le nickel VILAGINES 2003 3 3 2 Les l ments toxiques organiques Les micro polluants d origine organique sont extr mement nombreux et vari s ce qui rend difficile l appr ciation de leur dangerosit Ils proviennent de l utilisation domestique des rejets industriels et des eaux de ruissellement sur les terres agricoles sur le r seau routier etc Parmi ces compos s chimiques toxiques tr s persistants et qui ont une grande lipophilicit on peut citer les hydrocarbures polycycliques aromatiques les alkyl ph nols chloroph nols
12. 2007 38 MATERIEL ET METHODES II Pr sentation de la station d puration HBK 1 Le principe de traitement Le principe de traitement est celui d une puration biologique a boues activ es a faible charge a ration prolong e Dans ce type de traitement biologique des effluents on fait g n ralement appel aux processus a robies par lesquels les bact ries provoquent une oxydation directe des mati res organiques des eaux us es partir de l oxyg ne dissous dans l eau Ce processus a robie provoque le d placement des bact ries qui par des actions physico chimiques retiennent la pollution organique et s en nourrissent Effluent apr s or zt CLARIFICATELR rima au pur 0 BIOREACTEUR Liqueur mixte Extraction des boues en exc s Recyclage des boues Figure 6 Sch ma du principe du proc d de traitement secondaire BASSOMPIERRE 2007 2 La fili re du traitement La station d puration photo 1 de la base de vie Haoud Berkaoui se compose de la ligne de traitement biologique suivante Arriv e des eaux brutes D grillage des eaux brutes Dessablage d shuilage A ration des eaux et formation des boues activ es Clarification des eaux d cantation secondaire D sinfection des eaux trait es Recirculation des boues Epaississement des boues en exc s Evacuation des boues fraiches vers les lits de s chage D shydratation des boues sur les
13. 2008 3 1 4 Les helminthes Les helminthes sont des vers multicellulaires Tout comme les protozoaires ce sont majoritairement des organismes parasites rencontr s dans les eaux r siduaires Le nombre SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE d ufs d helminthes peut tre valu entre 10 et 10 germes l FABY et BRISSAUD 1997 Le stade infectieux de certains helminthes est l organisme adulte ou larve alors que pour d autres ce sont les ufs Les ufs et les larves sont r sistants dans l environnement et le risque li leur pr sence est consid rer pour le traitement et la r utilisation des eaux r siduaires En effet la persistance de ces organismes diff rentes conditions environnementales ainsi que leur r sistance la d sinfection permet leur reproduction ce qui constitue leur risque potentiel CAMPOS 2008 Les helminthes pathog nes rencontr s dans les eaux us es sont Ascaris lumbricades Oxyuris vermicularis Trichuris trichuria Taenia saginata L analyse des risques sanitaires li s aux agents pathog nes susceptibles d tre transport s par les eaux us es est le fondement des recommandations propos es par l Organisation Mondiale de la Sant en 1989 OMS 1989 3 2 Les mati res en suspension MES Ce sont des mati res biod gradables pour la plupart Les micro organismes sont le plus souvent adsorb s leur surface et sont ainsi transport s par les MES Elles donnent galement l eau
14. La turbidit La conductivit lectrique gt Les param tres microbiologiques recherche des bact ries t moins de contamination f cale recherche des parasites Par manque de moyens cette tape n a pas pu tre r alis e 2 1 Technique d chantillonnage du sable 2 1 1 Le choix du site La s lection et la pr paration du sable et du gravier de filtration sont cruciales pour l efficacit de traitement du filtre biosable Bien qu elles ne soient pas compliqu es les tapes de pr paration du sable de filtration doivent tre suivies la lettre De mauvaises s lections et pr parations du sable de filtration pourraient conduire de mauvaises performances Les chantillons de sable utilis s doivent r pondre aux m mes natures et param tres granulom triques du filtre biosable BSF qui est une adaptation du filtre sable lent traditionnel qui a t utilis pour le traitement communautaire de l eau pendant presque 200 ans CAWST 2010 Le filtre biosable est plus petit et le plus adapt pour une utilisation intermittente et convient donc pour les m nages Le corps du filtre peut tre en b ton ou en plastique et est rempli de couches de sable et gravier sp cialement choisis et pr par s d o notre choix du site d chantillonnage qui r pond ces caract ristiques I s agit du sable d une carri re dans la r gion de Hassi Messaoud derri re la raffinerie sur
15. and ALLEN 2000 Escherichia coli the best biological drinking water indicator for public health protection Journal of Applied Microbiology 88 pp 106 116 98 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 62 EFFEBI K R 2009 Lagunage ana robie mod lisation combinant la d cantation primaire et la d gradation ana robie Th se Doctorat Universit de Liege Campus d ARLON pp 7 9 63 FABY J A et BRISSAUD F 1997 L utilisation des eaux us es pur es en irrigation Office International de l Eau pp76 64 FAO 2003 L irrigation avec des eaux us es trait es Manuel d utilisation pp 73 65 FAURIE C FERRA C MEDORI P DEVAUX HEMOPTINNE J L 2005 Ecologie approche scientifique et pratique 597 Edition Tec et Doc Paris pp214 215 66 FRANCK R 2002 Analyse des eaux Aspects r glementaires et techniques Edition Sc r n CRDP AQUITAINE Bordeaux pp165 239 67 GARCIA ARMISEN T 2006 Etude de la dynamique des Escherichia coli dans les rivi res du bassin de la Seine Th se Doctorat Universit Libre de Bruxelles pp 15 16 68 GAUJOUS D 1995 La pollution des milieux aquatiques aide m moire Edition Technique et Documentation Lavoisier pp 220 69 GAUTHIER F and ARCHIBALD F 2001 The Ecology of fecal indicator bacteria commonly found in pulp and paper mill water systems Water Research 35 9 pp 2207 2218 70 GAUTHIER M et PIETRI C 1998 Devenir des bact ries et virus ent riques en mer Mic
16. caux SF a t enregistr Cette r duction est imputable la r tention de ces cellules par la colonne de sable Il ressort de notre tude que la qualit hygi nique des eaux issues de l puration par boues activ es est Nettement am lior e par la filtration sur sable et que cette qualit pourrait tre maintenue si le filtre sable est r guli rement d contamin Mots cl s Eaux us es filtration sable bact ries STEP HBK abattement REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE o 5 F MINISTERE DE L ENSEIGNEMENT SUPERIEUR 3 4 Kb ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE N d ordre UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE ET SCIENCES DE LA TERRE ET DE L UNIVERS D partement des Sciences de la Nature et de la Vie M moire Pr sent en vue de l obtention du Dipl me de MAGISTER Sp cialit Biologie Option Microbiologie Appliqu e Par ATTAB Sarah THEME AMELIORATION DE LA QUALITE MICROBIOLOGIQUE DES EAUX EPUREES PAR BOUES ACTIVEES DE LA STATION D EPURATION HAOUD BERKAOUI PAR L UTILISATION D UN FILTRE A SABLE LOCAL soutenu publiquement le 28 11 2011 Devant le jury Pr sident Mr CHELOUFI H Maitre de conf rences A Encadreur Mme BISSATI S Maitre de conf rences A U K M O Co encadreur Mme OULD EL HADJ KHELIL A Maitre de conf rences A U K M O Examinateur Mr OULD EL HADJ M D Pro
17. cle La filtration rapide sur sable est un processus physique qui enl ve les solides en suspension dans l eau avec une vitesse de 4 25 m h Ils ont des d bits assez lev s et exigent peu d espace pour fonctionner Ces filtres sont g n ralement nettoy s 2 fois par jour USEPA 2007 en existe deux cat gories Les filtres ouverts appel s aussi filtres rapides gravitaires sont g n ralement en b ton et l air libre La hauteur du mat riau filtrant est comprise entre 0 8 et 1 m pour les monocouches et entre 1 2 et 1 5m pour les bicouches avec une galit d paisseur des mat riaux CARDOT 2002 Les filtres sous pression fonctionnent selon les m mes principes que les filtres sable rapides sauf que leurs couches de sable et de gravier ainsi que leur r seau de drainage sont situ s dans des cylindres horizontaux ou verticaux lesquels sont con us pour supporter des pressions de l ordre de 1000kPa DESJARDINS 1997 La hauteur du sable est de 1m CARDOT 2002 36 CHAPITRE Il MATERIEL ET METHODES MATERIEL ET METHODES I Pr sentation de la Direction R gionale Haoud Berkaoui 1 Localisation de la Direction R gionale Haoud Berkaoui 1 1 Situation g ographique La r gion de Haoud Berkaoui repr sente l une des zones d hydrocarbures du Sahara alg rien Situ e au nord de la d pression de Oued Mya une trentaine de kilometres au sud ouest de la ville de Ouargla elle se positionne
18. des SF de 99 99 est obtenu apr s 80 h de percolation Durant cet essai le rendement moyen de la d contamination a t sup rieur 99 avec de l g res variations de l ordre de 0 02 86 M filtre 1 JT mfltre2 B filtre 3 gt d FE KP ML HK gs SP s 5 gt S e E D 2 e V Q S Temps de filtration h Figure 37 Evolution de la teneur des eaux en clostridiums sulfito r ducteurs M Moyenne E Avant filtration C S R germes 20ml Temps de filtration h Figure 38 Variation de la teneur moyenne des eaux en clostridiums sulfito r ducteurs avant et apr s filtration RESULTATS ET DISCUSSION II 4 4 Clostridiums sulfito r ducteurs Les spores de clostridies ce bacille Gram positif ana robie sporog ne se rencontre normalement dans les mati res f cales humaines et animales ses spores peuvent survivre dans l eau et dans l environnement pendant plusieurs mois elles ne seraient pas toujours inactiv es par le chlore et par les rayons ultraviolets RICHARD 1996 Les r sultats obtenus sont r sum au tableau 15 Tableau 15 Evolution de la concentration Clostridiums sulfito r ducteurs de l eau brute et filtr e en fonction du temps Avant 24h 32h 380 8 6 4h 240 4 5 48 30 0 0 0 0 10 565 45 0 0 0 0 0 10 64h 360 0 0 0 0 10 Dh 250 0 0 0
19. fond du coeur pour m avoir soutenu sans r serve et jusqu au bout de mes tudes C est gr ce vous que je suis arriv e jusque l Il est difficile de remercier toutes les personnes qui d une fa on ou d une autre m ont apport leur aide sans prendre le risque d en oublier J esp re n anmoins leur avoir fait preuve de toute ma reconnaissance chaque fois qu elles ont facilit mon travail donn un coup de main souvent en donnant des coups de pelles cout soutenu conseill MERCI MERCI SOMMAIRE INTRODUCTION CHAPITRE I SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE I G n ralit s sur les eaux us es D finition 2 Origine des eaux entrant en station d puration 3 Les eaux us es un r servoir de polluants II Les Biotechnologies appliqu es dans le traitement des eaux us es 1 L assainissement de l Antiquit nos jours 2 L puration des eaux us es en Alg rie 3 Les grandes tapes du traitement 4 La biomasse puratrice III La r utilisation des eaux us es 1 Bilan mondial 2 Cas de l Alg rie 3 Les modes de r utilisation des eaux us es 4 Les risques sanitaires li s la r utilisation des eaux us es IV La filtration sur sable 1 G n ralit s 2 Principe de filtration 3 Constitution d un filtre 4 La nature du milieu poreux 5 Parametres de s lection d un milieu filtrant 6 M canisme de filtration 7 Lavage des filtres 8 Classification des filtres CH
20. golfs cimeti res etc la production d eau potable la recharge de la nappe phr atique DEGREMONT 2005 25 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 200 100 20 m North America Mediterrranean Region amp Middle East d Application d A D Agriculture D Urban B Industry B Mixed B Not available Figure 5 Aspects de r utilisation des EU dans les diff rentes regions du monde BOXIO et al 2005 3 1 R utilisation agricole La r utilisation agricole des eaux pur es comme moyen d conomiser la ressource a donc t une des premieres voies de d veloppement des projets de r utilisation des eaux us es pur es REUE BAUMONT er al 2005 La r utilisation pour l irrigation est essentiellement pr sente dans les pays r put s agricoles mais dont les ressources hydriques sont faibles comme le bassin m diterran en et le Sud des Etats Unis Les plus grands projets de r utilisation ont t d velopp s dans les r gions de l Ouest et de l Est des Etats Unis l espace m diterran en l Australie l Afrique du Sud et dans les zones semi arides de l Am rique du Sud et de l Asie du Sud LAZAROVA 1998 Les risques li s la r utilisation agricole D apr s CAUCHI 1996 les populations humaines expos es a une pathologie associ e de mani re certaine une utilisation agricole d effluents bruts ou trait s sont de quatre ordres 26 SYNTHESE BIBLIOGRAPH
21. leur origine organique ou min rale biod gradable ou non La d termination de la DCO se fait essentiellement par oxydation avec le dichromate de potassium K2Cr2O7 dans une solution port e bullition reflux pendant 2 heures en pr sence d ions Ag comme catalyseurs d oxydation et d ions He permettant de complexer les ions chlorures Norme NF T 90 10 quivalente ISO 6060 D une mani re simplifi e on peut d crire ce ph nom ne par la r action suivante Compos s organiques _ gt CO BLIEFERT ef PERRAUD 2001 8 Les nitrates NO La m thode de la r duction au cadmium m thode colorim trique n 355 HACH a t appliqu pour la gamme 0 30 0 mg l N l aide d un spectrophotom tre de type DR2000 Le cadmium r duit les nitrates en nitrites L ion nitrite r agit en milieu acide avec de l acide sulfanilique pour former un sel interm diaire de diazonium Le sel r agit avec l acide gentisique pour former une solution color e ambre L absorbance est mesur e 500nm 9 Les nitrites NO7 Ils sont mesur s par la m thode colorim trique n 371 HACH pour la gamme 0 0 3 mg l NO7 N l aide d un spectrophotom tre de type DR2000 Le principe consiste 51 MATERIEL ET METHODES en la r action des nitrites pr sents dans l chantillon avec l acide sulfanilique pour former un sel de diazonium qui r agit avec l acide chromotropique Ainsi il se
22. n ralement associ e une source f cale BEJ et al 1991 EDBERG et al 2000 LECLERC et al 2001 LECLERCQ et al 2002 MC LELLAN et al 2001 TALLON et al 2005 Aujourd hui Escherichia coli est consid r comme le meilleur indicateur d une contamination r cente du milieu aquatique par du mat riel f cal humain ou d animaux sang chaud EDBERG et al 2000 Cependant quelques tudes CARRILLO et al 1985 RIVERA et al 1988 sugg rent qu en milieux tropicaux certaines souches de Escherichia coli font partie de la flore autochtone des rivi res Cette esp ce ne serait donc pas un indicateur id al de contamination f cale en milieux tropicaux Selon WHO 1989 la d contamination est consid r e comme accomplie lorsque la teneur des eaux en coliformes f caux devient inf rieure la limite recommand e par l OMS pour une irrigation non restrictive des cultures Le respect de cette limite devrait en principe garantir l absence de pathog nes d origine ent rique TRAD RAIS et XANTHOULIS 1999 Certains travaux r alis s en introduisant fr quence r guli re dans une colonne de sable insatur et une colonne de sol satur une eau us e contenant les cellules Escherichia coli ont montr que le rendement puratoire de la colonne de sable insatur est lev La concentration des cellules Escherichia coli dans les eaux qui ont percol tant faible par rapport celle des eaux qui ont percol dans la colonne de sablel
23. nom ne intervient d autant plus que la maille du mat riau filtrant est plus fine DEGREMONT 1989 e D p t sur le mat riau filtrant La particule en suspension suit dans le liquide une ligne de courant Sa taille compar e celle des pores pourrait lui permettre de traverser le mat riau filtrant sans tre arr t e Diff rents ph nom nes entra nent cependant un changement de trajectoire et le contact avec le mat riau Ces diff rents m canismes de capture interviennent principalement dans la filtration en profondeur DEGREMONT 1989 34 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 6 2 M canisme de fixation La fixation des particules la surface du mat riau filtrant est favoris e par une faible vitesse d coulement Elle est due a des forces d origine physique coincement coh sion et des forces d adsorption principalement les forces de Van der Waals CARDOT 2002 6 3 M canisme de d tachement Sous l action des m canismes pr c dents 1l se produit une diminution de l espace entre les parois du mat riau recouvertes de particules d j d pos es Les d p ts d j retenus peuvent se d tacher partiellement et tre entra n s plus en avant dans le mat riau filtrant ou m me dans le filtrat DEGREMONT 1989 Le d tachement se fait sous l influence de la vitesse de l eau lors du lavage CARDOT 2002 7 Lavage des filtres Le lavage du filtre est une op ration tr s importante Il est r
24. phtalates les pesticides et les r sidus pharmaceutiques actifs Certains compos s ont un pouvoir de perturber le syst me endocrinien tels que les hydrocarbures polycycliques aromatiques et les alkylph nols BELGIORNO et al 2007 En effet plusieurs environnements aquatiques ont t pollu s par ces compos s en plus des autres substances pharmaceutiques dont la principale source est les eaux us es KIMURA et al 2004 Il s est av r que les stations d puration sont des sources potentielles de ces produits toxiques BELGIORO er al 2007 ANDREOZZI et al 2003 Cependant en raison de la faible solubilit de ces l ments organiques on les retrouvera concentr s dans les boues plut t que dans les eaux r siduaires FAO 2003 3 4 Les substances nutritives Les nutriments se trouvent en grande quantit dans l eau us e et constituent un param tre de qualit important pour la valorisation de ces eaux en agriculture et en gestion des paysages HAMODA 2004 Les l ments les plus fr quents dans les eaux us es sont l azote le phosphore et parfois le potassium le zinc le bore et le soufre Ces l ments se SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE trouvent en quantit s appr ciables mais en proportions tr s variables que ce soit dans les eaux us es pur es ou brutes En outre la pr sence de mati re organique sous diff rentes formes dans l eau us e solides en suspension l ments collo daux et mati res dissoutes p
25. pos pams ouuenuaauos agmpuoaas sum gy gt siuequa wawaean cd moe Imaan un no panumbas urs seq saj sed simu UR no 2 185589 un nup 9015500 2 IUI 01 gt gt mq 18 2 2 05 0 fae ee oe ee ae en ie xX vungr um p NOS ms PUNO aampuojos XI mand sap ap sumeaa sa d juaesinha paway no quau a1puanbas sicura awaye ap SAMU S 242g oam 19 AP MOLA SUN uoi uonrsiiqeis ap surssmq ap 202 gt samoj sonno mog py su naga sups uersu 2IMMOUSE uo uonesi nn jueA soosn sop 6861 SWOL S99SIA91 sonbriSo orqodorur suorepueururooo sop neo qe L SAXHANNV ANNEXES Tableau des prescriptions relatives aux rejets provenant des stations d puration des eaux urbaines r siduaires d apr s le journal officiel des communaut s europ ennes S T E P HBK Pourcentage Param tres concentration minimal de M thode de mesure de r f rence r duction 1 Echantillon homog n is non filtr 1 Demande biochimique non d cant D termination de en oxyg ne DB0 l oxyge ne dissous avant et apr s une 20 C sans 25 mg l 02 incubation de 5 jours 20 C 1 nitrification 2 dans l obscurit complete Addition d un inhibiteur de nitrification Echantillon homog n is non filtr Demande chimique en 125 mg
26. protozoaires gt la faible abondance de chaque esp ce de pathog ne n cessit de concentrer de tr s grands volumes d eau pour les d tecter gt l inexistence de m thodes standardis es et rapides pour la d tection de tous ces micro organismes pathog nes L valuation de la qualit microbiologique des eaux est par cons quence bas e sur le concept de germes dits indicateurs Ces indicateurs ou bact ries indicatrices de contamination n ont pas n cessairement par eux m mes un caract re pathog ne mais leur pr sence indique l existence d une contamination par des mati res f cales et leur abondance 52 MATERIEL ET METHODES est une indication du niveau de risque de pr sence de micro organismes pathog nes Un bon indicateur est par d finition une esp ce ou un groupe de bact ries qui pr sentent certaines caract ristiques Celles ci sont reprises dans le Tableau 3 Tableau 3 Caract ristiques d un indicateur id al de contamination f cale ROSE er al 2004 Propri t s Caract ristiques d un indicateur Pathog nicit Non pathog ne Pr sent en m me temps que les pathog nes absent en absence de Occurrence uu contamination f cale Survie Taus de survie similaire celui des pathog nes Reproduction Ne se reproduit pas dans les eaux naturelles Inactivation Inactiv par les diff rents traitements au m me niveau que les pathog nes Source La seule source dans les eaux na
27. s l entr e et la sortie de la station d puration Les chantillonnages hebdomadaires se sont d roul s du mois de f vrier au mois d avril de l ann e 2011 47 MATERIEL ET METHODES 1 2 M thodes L valuation de la qualit des eaux us es trait es est recommand e et sera effectu e par le biais d un ensemble de param tres physicochimiques et microbiologiques gt Les param tres physico chimiques Le pH La temp rature L oxygene dissous La conductivit Les mati res en suspension MES Le phosphore Les nitrates Les nitrites demande chimique en oxyg ne demande biologique oxyg ne DBO gt Les param tres microbiologiques L Les analyses bact riologiques Recherche et d nombrement des coliformes totaux Recherche et d nombrement des coliformes f caux Recherche est d nombrement des streptocoques f caux Recherche et d nombrement des spores de clostridiums sulfito r ducteurs Les analyses parasitologiques Le d nombrement des parasites susceptibles de provoquer une contamination transcutan e ou par voie orale donc la recherche de larves et kystes de protozoaires ainsi que d ceufs d helminthes Par manque de moyens cette tape n a pas pu tre r alis e 1 2 1 Pr l vement Les r cipients utilis s ne doivent pas apporter de substances toxiques et assurer une fois bouch s une protection total
28. sence 73 RESULTATS ET DISCUSSION de sulfite de fer qui provoque l apparition des mauvaises odeurs et peut tre l origine de la corrosion des conduites RODIER 2005 L abattement de la pollution bact rienne est peu satisfaisant La charge r siduelle moyenne en coliformes f caux dans l effluent trait demeure encore relativement lev e 117 10 g 100 ml par rapport la directive OMS lt 1 000 g 100 ml pour une irrigation non restrictive Vu les teneurs r siduelles en coliformes f caux l effluent en sortie de la fili re de traitement peut tre class en cat gorie B recommandation de l OMS pour la r utilisation agricole des eaux us es 1989 c est dire que cette r utilisation ne peut tre envisag e que pour les c r ales les fourrages les arbres fruitiers et les cultures industrielles Il convient donc de mettre en place un syst me de traitement quaternaire comme la filtration sur gravier apr s le d canteur 74 RESULTATS ET DISCUSSION II Filtration sur sable Les caract ristiques granulom triques sont tr s importantes Un sable trop grossier et trop uniforme favorise un coulement trop rapide alors qu un sable trop fin avec une granularit trop tal e risque plus de se colmater r duit l a ration du filtre et peut entra ner une saturation capillaire N O N O gt res un un O ON O 5
29. son pouvoir d limination des germes pathog nes La filtration sur sable est une technique tr s souple raison pour laquelle elle a t retenue par l ONU lors de la d cennie de l eau 1980 1990 comme technique de choix pour le traitement de l eau dans les pays en voie de d veloppement elle est encore largement utilis e en Angleterre en Hollande et en France HASLAY et LECLERC 1993 L tude que nous pr sentons est une contribution l valuation de la qualit des EU pur es issues de la STEP HBK dans une perspective d utilisation en irrigation des espaces verts de la base de vie de la Direction R gionale Haoud Berkaoui localis e dans la wilaya de Ouargla Deux approches sont vis es dont chacune pr sente une m thodologie d chantillonnage et de caract risation sp cifique Une premi re approche consiste en une valuation et une caract risation qualitative des effluents trait s La seconde ax e sur le recours la technologie de filtration sur sable dont le co t est faible et l exploitation est facile En vue d assurer une bonne qualit savoir physico chimique et microbiologique INTRODUCTION de l eau pur e et de minimiser l utilisation accrue du chlore au moment de la d sinfection une recirculation des effluents trait s sur des filtres sable local est r alis e L essai consiste valuer le taux d abattement sur la base de certains param tres bact riologiques et physicochimique
30. travers le monde Ces projets concernent arrosage de parcs de terrains de sport de terrains de golf d aires de jeux les bassins d agr ments piscines bassins pour la p che et la navigation de plaisance les eaux des sanitaires d un immeuble ou d un groupe d immeubles le lavage de voiries r servoirs anti incendies etc La REUE en zone urbaine n cessite un r seau double qui permet de distribuer s par ment les eaux pur es et l eau potable Les premiers syst mes de ce genre ont t d velopp s aux tats Unis le premier a t construit Grand Canyon Village Arizona en 1926 pour fournir aux habitants de l eau pur e pour l arrosage et de l eau potable ECOSSE 2001 3 4 La production d eau potable La production d eau potable est l aboutissement le plus extr me de la r utilisation des eaux us es pur es Elle a lieu essentiellement dans les zones arides ou semi arides et peut tre directe ou indirecte La r utilisation est directe quand l eau ne revient jamais dans le milieu naturel les eaux pur es sont directement achemin es de la station d puration l usine de traitement pour l eau potable syst me pipe to pipe L unique exemple dans le monde de r utilisation directe se trouve en Afrique Windhoek capitale de la Namibie ASANO 1998 Cependant ce mode de REUE est d conseill 1l doit tre mis en uvre uniquement quand aucune autre solu
31. 02 10 0 1 03 0 2 03 01 0 01 0 5 0 5 0 5 03 20 10 0 3 15 02 05 0 5 03 20 1 0 2 1 3 de Azote Kjeldahl mgl BIB da 42 Phosphates mgl Phosphore total mgl z 09 Cyanures ai 3 qa Aluminium mg l 3 qa Cadmium Mangan se Mercure total Plomb total H Turbidit C CT mon F Nickel otal mei me Zinc total z de O M M M M M Hydrocarbures totaux Indice Ph nols Fluor et compos s Compos s organiques chlor s Chrome III 3 de mg l mg l mg l mg l mg l mg l mg l mg l mg l mg l g l g l g l g l g l g l g l Solvants organiques mgl 9 Chlore acit mgl _ z de 3 qa eat 0 001 Tensioactifs anioniques 10 Valeurs fix es par le D cret ex cutif n 93 160 du 10 Juillet 1993 Huiles et Graisses mgl opsyn sed ou uolsiodse uoresrur T JOS ne 90991 ou PNY unon 930291 L JULAL SOUIBLUOS xnop 1 5 uoresrur SIINI S9IqIE sop seo sueq F saqurueu nue Sonbide ONU sop ISSNE juoruoo NLI J IT no sed eat op uoyegu 99 pneyo yey I T IS AND gt 8 SITU 29327 199JIP
32. 25 42 14 BAUDISOVA D 1997 Evaluation of Escherichia coli as the main indicator of faecal pollution Water Science and Technology 35 pp 333 336 15 BAUMONT 5 CAMARD J P LEFRANC FRANCONI 2005 R utilisation des eaux us es pur es risques sanitaires et faisabilit en le de France Institut d am nagement et d urbanisme de la r gion Ile de France 16 BEAUPOIL A LE BORGNE C MOUSSA ATTO A MUCIG C et ROUX A 2010 Risques sanitaire li s la r utilisation des eaux us es trait e pour l a roaspersion des espaces verts ingenieur du g nie sanitaire PERSAN pp 46 17 BEJ MCCARTY S C and ATLAS R M 1991 Detection of Coliform Bacteria and Escherichia Coli by Multiplex Polymerase Chain Reaction Comparison with Defined Substrate and Plating Methods for Water Quality Monitoring Applied and Environmental Microbiology 57 8 pp 2429 2432 18 BELAID N 2010 Evaluation des impacts de l irrigation par les eaux us es trait es sur les plantes et les sols du p rim tre irrigu d El Hajeb Sfax salinisation accumulation et phytoabsorption des l ments m talliques Th se Doctorat de l Universit de Sfax pp 1 39 20 BELGIORNO V LUIGI R DESPO F CLAUDIO D R GIUSY L NIKOLAOU A VINCENZO N and SUREYYA M 2007 Review on endocrine disruptingemerging compounds in urban wastewater occurrence and removal by photocatalysis and ultrasonic irradiation for wastewater reuse Desalination 215 pp 166 176
33. 27u09 un m d or qnd at so onbso Sar s o3ou p say sonbr qnd mod sorido dde 001 XNB99J sounogi oo 007 gt SAN9INS9I snyd oyw SUN enbnsnejs ors oun p sowa N sop 1mpoJd np IWIN IULI juejo orurop 259 8 suusAOU eT 00 2quiou np onbirowo9ss 9 SojIseJed soJreozojoJd so 317U09 oun g rssne puodso1109 uorepueululooo EI ouiojso o ue SL1MYIMT SIUDISP JUOS sooJoprsuoo sooodso SIT sjnoo p euquiou np onbrjoungure ouuoKoJA 9 oouonbosuoo suonepueuluiooo Sd o3duiroo uo STId xnejuourouuodiAuo s oJn3 no oroos s1n935 Say s1or noryred seo suey sueq np no sanajm seat wo yf sap uonsodxa p sed v u anmurad eum zu pas aun nh suour sed siew up 04390 mod ps gp ia m 2 samma gt saw sonbunpo suos sap mod anpssassu mum sty uou ap se peor unam sap ans but ET EE ODE E ARE EE NEELA AERO eee er Freee TN Bh uonepndoad sur 1 gt SWURIUA saj en V maoy np ined t gt gt samoj matt cu mme 19101 Bruno n e keen e saam sage d uoa anod auria E esu 1e q pement uopeayy aun Moser Mos saa pma sap aed
34. 5 ANDREOZZI R RAFFELE M and NICKLAS P 2003 Pharmaceuticals in STP effluents and solar photodegration in aquatic environment Chemosphere pp 1319 1330 6 ANONYME 1 2004 Dictionnaire Larousse 7 ANONYME 2 2007 Direction R gionale Haoud Berkaoui 8 ANONYME 3 2003 Station d puration des eaux us es Haoud Berkaoui Manuel d entretien des quipements et d exploitation de la station Volume 1 SONATRACH ppl 6 9 APHA AWWA and WEF 1998 Standard methods for the examination of water and wastewater American Public Health Association American Water Works Association et Water Environment Federation 20 me edition pagination multiple 10 ARAMINI J MC LEAN M HOPES J COPES R ALLEN B and SEARS W 2000 Drinking water quality and health care utilization for gastrointestinal illness in Greater Vancouver http www hcsc gc ca ehp ehd catalogue bch pubs vancouver dwq htm 95 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 11 ASANO T 1998 Wastewater reclamation and reuse Water quality management library pp 1475 12 AULICINO E A MASTRANTONIO A ORSINI E BELLUCCI C MUSCILLO M and LAROSA G 1996 Enteric viruses in a wastewater treatment plant in Rome Water Air and Soil Pollution 91 pp 327 334 13 BASSOMPIERRE Cindy 2007 proc d boues activ es pour le traitement d effluents papetiers de la conception d un pilote a la validation de mod les Th se Doctorat Institut National Polytechnique De Grenoble pp
35. 60 des particules et celui qui en laisse passer 10 soit D o D10 DEGREMONT 1997 Ces deux valeurs savoir le diam tre effectif et le coefficient d uniformit sont ensuite compar es aux limites recommand es par le Centre for Affordable water and Sanitation Technology Canada CAWST pour le sable de filtration 57 MATERIEL ET METHODES 2 2 2 La pr paration du sable de filtration La pr paration du milieu filtrant n cessite plusieurs tapes 2 2 2 1 Le tamisage Le sable de filtration a t tamis en le faisant passer a travers une s rie de tamis comme suit 1 Tamiser le sable travers un tamis de 12 mm Ne pas garder le refus car ce sable est trop gros 2 Faire passer le tamisat travers un tamis de 6 mm Entreposer le mat riel retenu sur le tamis de 6mm car il constitue la couche de gravier de drainage 3 Tamiser le sable qui passe travers le tamis de 6 mm l aide d un tamis de 0 7 mm Entreposer le refus du tamis 0 7 mm car 1l constitue la couche de gravier de s paration 4 Stocker le tamisat 1l constitue le sable filtrant 2 2 2 2 Lelavage Apr s le tamisage les fractions du gravier et sable ont t lav es avec de l eau distill e afin d liminer toutes les impuret s puis s ch es l tuve une temp rature de 120 C pendant 12h DESJARDINS 2004 2 2 3 Le dispositif de filtration Le pilote exp rimental est d crit dans WANKO al 2005 Il est c
36. ACEA et al 1988 LONGE 1989 90 CONCLUSION CONCLUSION Conclusion Le pr sent travail de recherche a abord la probl matique de traitement des eaux us es dans notre zone qui comporte d importantes unit s industrielles dont les besoins en eau sont de plus en plus importants face une d gradation de cette ressource li e la pollution de l environnement Nous nous sommes attach s dans la premi re partie de ce manuscrit apporter les connaissances n cessaires sur le traitement biologique des effluents domestiques en d crivant les diff rents types de polluants existants le principe des proc d s de traitement et leur caract ristiques de fonctionnement le m tabolisme bact rien les risques sanitaires li s la r utilisation des eaux us es trait es et la filtration sur sable L tude a permis en premier lieu de caract riser les effluents de boues activ es issus de la station de la station d puration de la Direction R gionale Haoud Berkaoui Les r sultats pr sentent des rendements puratoires satisfaisants pour l limination des mati res en suspension en accord avec les normes de rejet des effluents de boues activ es par l Union Europ enne Les effluents trait s sont caract ris s par un pH l g rement alcalin Les concentrations de la DCO et la DBOs des eaux trait es sont respectivement satisfaisantes L limination des nutriments en NO et en PO est tr s faible Les concentrat
37. HADJ M D Professeur l universit KASDI Merbah et Madame SIBOUKEUR O Maitre de conf rences A l universit KASDI Merbah Ouargla pour l int r t qu ils ont accord ce travail en acceptant de l valuer Qu ils trouvent ici le t moignage de ma respectueuse gratitude Mes plus vifs remerciements Monsieur CHADI B Chef de Division Exploitation pour son aide sa disponibilit et les moyens qu il a mis ma disposition pour la r alisation de ce travail ainsi qu madame BECHICHE H Chef de Service Traitement de Corrosion pour sa gentillesse et sa bonne orientation Mes remerciements vont aussi aux Messieurs BELKACEMI CHENITI et HOSNI pour leurs pr cieuses aides ainsi qu tous les autres membres du laboratoire pour leur contribution directe ou indirecte Je remercie galement Monsieur MESSAOUDI et toute l quipe de la STEP HBK pour la transmission de leur savoir en mati re de gestion des pilotes des stations d puration et d analyses Une partie de ce travail s est d roul e au Laboratoire de l Alg rienne Des Eaux de Ouargla Je tiens donc remercier Madame ATLILI de m y avoir accueillie ainsi qu l ensemble du personnel de son laboratoire Jai bien s r une pens e toute particuli re la meilleure famille au monde la mienne Mes parents et mes fr res qui m ont constamment encourag e dans les moments difficiles en me faisant appr cier les petits bonheurs Je voudrais les remercier du
38. Sanitation Technology 2010 Manuel du filtre biosable conception construction installation fonctionnement et entretien Canada pp 1 54 37 CHACHUAT E ROCHE N et LATIFI M A 2007 Nouvelle approche pour la gestion optimale de l a ration des petites stations d puration par boues activ es L eau l industrie les nuisances 240 pp 24 30 38 CHOUBERT J M 2002 Analyse et optimisation du traitement de l azote par les boues activ es a basse temp rature Th se Doctorat de l Universit Louis Pasteur Strasbourg I pp 29 32 39 CHOCAT B 1997 Encyclop die de l hydrologie urbaine et assainissement Edition Techniques et documentations Paris 1124 40 CORSIN P et LE STRAT P GLS 2007 R utilisation des eaux us es Les effluents des stations d puration comment les rendre aptes une seconde vie L eau l industrie les nuisances 299 pp38 39 96 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 41 COSTERTON J W CHENG K J GEESEY K G LADD P I NICKEL J C DASGUPTA M 1987 Bacterial biofilm in nature and disease Annual Review of Microbiology 41 pp 435 42 CRITES R and TCHOBANOGLOUS 1998 Small and Decentralized Wastewater Management Systems McGraw Hill Series in Water Ressources and Environmental Engineering 43 CROOK J MACDONALD J A TRUSSELL R R 1999 Potable use of reclaimed water Journal of the American water work association 1999 91 8 40 49 44 CSHPF
39. Tableau 1 Tableau 2 Tableau 3 Tableau 4 Tableau 5 Tableau 6 Tableau 7 Tableau 8 Tableau 9 Tableau 10 Tableau 11 Tableau 12 Tableau 13 Tableau 14 Tableau 15 LISTE DES TABLEAUX Principaux groupes et genres d agents pathog nes responsables de maladies d origine hydriques Caract ristiques d un indicateur id al de contamination f cale Evolution hebdomadaire de quelques param tres physico chimiques de l eau brute et de l effluent trait Evolution hebdomadaire des MES et de la turbidit de l eau brute et de l effluent trait Evolution hebdomadaire des NO et PO de l eau brute et de l effluent trait Evolution hebdomadaire de la DCO et la DBO de l eau brute et de l effluent trait Evolution hebdomadaire de la pollution bact rienne de l effluent trait Evolution des MES de l eau brute et filtr e en fonction du temps Evolution de la turbidit de l eau brute et filtr e en fonction du temps Evolution de la conductivit lectrique de l eau brute et filtr e en fonction du temps Evolution du pH de l eau brute et filtr e en fonction du temps Evolution de la concentration en coliformes totaux germes 100ml de l eau brute et filtr e Evolution de la concentration en coliformes f caux germes 100ml de l eau brute et filtr e Evolution de la concentration en streptocoques f aux germes 100ml de l eau brute et filtr e Evolution de
40. alis en inversant le sens d coulement de l eau On le soumet un courant d eau circulant de bas en haut destin d tacher les impuret s et les entrainer ensuite dans une goulotte d vacuation DEGREMONT 1997 Le sable est mis en expansion et les impuret s moins dense que les grains de sable sont d coll s par ph nom nes de frottement intergranulaire La vitesse de l eau du lavage contre courant est limit e du fait des pertes possibles de mat riau On injecte donc de l air pour augmenter les turbulences afin de d coller efficacement les particules de floc fix es sur les grains CARDOT 2002 8 Classification des filtres Il y a deux types de filtration sur sable la filtration lente et la filtration rapide 8 1 La filtration lente Les premiers syst mes sont apparus Londres au 19 si cle La filtration lente sur le sable est un processus biologique parce qu elle emploie des bact ries pour traiter l eau Les bact ries forment une couche appel e biofilm sur la partie sup rieure du sable et nettoient l eau pendant leur travers e en dig rant les contaminants dans l eau Cependant 35 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ces syst mes exigent de grandes surfaces de terre pour fonctionner du la faible vitesse entre 1 2m h USEPA 2007 8 2 La filtration rapide Les syst mes de filtration rapide sur sable sont beaucoup plus r pandus Ils ont t d velopp s durant le 20 si
41. azote Variations hebdomadaires de la temp rature des eaux la STEP HBK M canisme de d gradation des mati res azot es dans les proc d s biologiques Variations hebdomadaires des teneurs en nitrites des eaux de la STEP HBK Variations de la turbidit moyenne des eaux avant et apr s filtration Evolution de la CE des eaux filtr es Pages 12 2 2 16 2 4 6 2 39 40 43 44 59 61 62 62 63 64 65 67 70 qo 78 78 Figure 32 Variation de la teneur moyenne des eaux coliformes totaux avant et apr s filtration Figure 33 Evolution de la teneur des eaux en coliformes f caux Variation de la teneur moyenne des eaux coliformes f caux avant et apr s filtration KA EI LA C Figure 35 Evolution de la teneur des eaux en streptocoques Figure 36 Variation de la teneur moyenne des eaux en streptocoques f caux avant et apr s filtration Figure 37 Evolution de la teneur des eaux en clostridiums sulfito r ducteurs Figure 38 Variation de la teneur moyenne des eaux en clostridiums sulfito r ducteurs avant et apr s filtration Figure 39 Microscopie lectronique d adh sion des Staphylococcus epidermidis aux particules de sable Figure 40 Minces filets merg s de la surface du corps bact riens de Klebsiella pneumoniae vue par microscopie lectronique LISTE DES PHOTOS 7 Dispositif exp rimental de la filtration sur sable EN Tableaux
42. d oxydation de l eau filtr e FABY 1997 Lagunes de finition le lagunage naturel tertiaire assure l exposition des micro organismes pathog nes au rayonnement solaire Ce rayonnement provoque une destruction des germes d autant plus efficace que le temps de s jour des eaux trait es dans la lagune est lev Cependant l efficacit de ce traitement s amoindrit lorsque l exposition aux rayons du soleil se r duit CORSIN et LE STRAT 2007 Les eaux us es b n ficiant d un traitement tertiaire contiennent si peu de nutriments qu elles ne peuvent permettre une forte croissance microbienne Le traitement tertiaire est la m thode la plus compl te pour traiter les eaux d gouts mais elle n a t g n ralis e en raison de son co t MADIGAN et MARTINKO 2007 4 La biomasse puratrice Les syst mes de traitement des eaux us es urbaines utilisent la d gradation microbienne comme principal moyen pour d grader les mati res organiques PERRY er al 2004 Cette biod gradabilit est un ph nom ne complexe qui concerne toutes les 20 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE transformations des polluants dans les eaux sous l action de microorganismes OUALI 2001 4 1 Les processus m taboliques La connaissance de ces processus est essentielle car elle permet d expliquer les ph nom nes observ s d un point de vue macroscopique L activit m tabolique de la cellule bact rienne se divise en trois processus
43. dans l atmosph re et de la salinit Les variations de la teneur en oxyg ne pouvant tre fonction de la pr sence d algues de mati res organiques oxydables d organismes et de germes a robies RODIER er al 2005 Quand la temp rature s l ve la teneur en oxyg ne diminue en raison de sa plus faible solubilit mais aussi cause de la consommation accrue par les tres vivants protozoaires m tazoaires algues et les bact ries qui se multiplient MEINCK er al 1977 63 e Entr e E e N gt Sortie 81 S2 53 54 55 56 57 58 S9 SIO SII S12 Semaines Figure 15 Variations hebdomadaires des MES des eaux de la STEP HBK RESULTATS ET DISCUSSION I 2 Param tres de pollution particulaire L volution hebdomadaire des MES et de la turbidit de l eau brute et de l effluent trait est port e dans le tableau 4 Annexe 1 I 2 1 Les mati res en suspension MES Les mati res en suspension MES sont en majeure partie de nature biod gradable FAO 2003 Les valeurs enregistr es au cours de notre tude r v lent une r duction importante des MES entre les eaux brutes et trait es Elles se situent entre 161 mg l et 3430 mg l avec une moyenne de 600 58 mg l figure 15 pour les eaux brutes ces valeurs sont en fonction de la nature du rejet Les remont es brusques de la concentration en MES observ es qui sont respectivement de 3430 mg l et 887 mg l aux mois de mars et a
44. des genres Thiotrix et Microtrix DEGREMONT 1989 4 1 2 La microflore Des algues benthiques se d veloppent la p riph rie des installations Des cellules sont entra n es dans les boues et dans les fibres nitrifiantes par abrasion du biofilm on peut mettre en vidence au microscope des frustules de diatom es HASLAY et LECLERC 1993 Toutefois elles ne jouent pas de r le en puration par les proc d s de boues activ es ou biofiltration contrairement au cas du lagunage Les esp ces les plus courantes sont des algues planctoniques unicellulaires de petite taille dont des algues vertes des algues brunes des phytoflagell s et des diatom es DEGREMONT 2005 4 1 3 La microfaune La microfaune des boues activ es et des biofilms des cultures fix es est tr s importante en quantit de l ordre de 10 10 cellules par litre de boues activ es Elle intervient comme pr datrice des bact ries isol es et des cadavres de bact ries et participe ainsi la clarification de l effluent FRANCK 2002 comme elle est particuli rement sensible aux variations du milieu Elle renseigne sur le niveau d adaptation de la biomasse et est r v latrice des stress auxquels elle est soumise DEGREMONT 2005 Selon l organisation cellulaire des microorganismes on distingue deux familles d individus les protozoaires et les m tazoaires FRANCK 2002 4 3 Les l ments n cessaires au d veloppement des micro organis
45. e par la s cr tion d une matrice adh sive et protectrice Boue mati res solides ayant souvent une teneur lev e en eau qui sont form es lorsque des eaux r siduaires sont immobiles de sorte que les solides plus denses pr cipitent D nitrification La conversion biologique des nitrates ou des nitrites en ou N20 gazeux Diatom es le plus grand groupe d algues du phylum des chrysophyc es Ce sont des organismes unicellulaires mais peuvent appara tre sous forme de colonies ramifi es ou rameuses Leurs cloisons cellulaires consistent en deux valves presque identiques qui s imbriquent l une dans l autre comme le fond et le couvercle d une bo te Les cloisons contiennent de la cellulose mais elles sont principalement compos es de silice qui leur donne une certaine rigidit et produit galement des dessins en relief qui servent souvent de caract res distinctifs Leur cytoplasme contient le pigment vert appel chlorophylle mais d autres pigments particuli rement le xantophylle Eutrophisation ph nom ne volutif au cours duquel le milieu s enrichit en mati res nutritives d une mani re excessive il en r sulte une v ritable d gradation du milieu qui peut tre irr versible Les l ments responsables de cet enrichissement sont essentiellement le phosphore et l azote mais aussi le potassium le mangan se les sulfates et certains oligo l ments peuvent y prendre une part active Myocardite est l infla
46. grand nombre de pays seront en difficult durant les ann es venir Ainsi en 2025 pr s de la moiti de la population des pays m diterran ens se trouvera en situation de tension ou de p nurie d eau TRAD RAIS et XANTHOULIS 1999 Pour ces raisons l Organisation des Nations Unies ONU a d clar la p riode 2005 2015 d cennie internationale d action sur le th me L eau source de vie et en cons quence a d cid d accorder davantage d importance aux probl mes relatifs l eau Parmi les th mes centraux de cette d cennie seront entre autres la p nurie d eau l acc s l assainissement la pr vention des catastrophes la pollution des eaux superficielles et la gestion int gr e des ressources en eau GARCIA ARMISEN 2006 L puration des eaux us es s est donc impos e pour pr server la qualit des milieux naturels et notamment les eaux de surface et souterraines L eau pur e est actuellement en majorit rejet e La g n ralisation de la r utilisation de ces eaux peut donc contribuer combler en partie le d ficit d eau de premi re main Le recyclage de l eau dans les industries et l utilisation de l eau pour l arrosage des espaces r cr atifs peuvent par cons quent contribuer diminuer la pression exerc e sur les ressources naturelles de bonne INTRODUCTION qualit L utilisation d une eau non conventionnelle dans l agriculture peut contribuer la cr ation de nouveaux p rim tres i
47. groupe le plus important qui est en m me temps l acteur principal de l limination de la pollution DEGREMONT 2005 Les bact ries peuvent se pr senter sous diff rentes formes Bact ries libres peu abondantes du fait de la pr dation par d autres microorganismes Bact ries filamenteuses pr sentes normalement en petite quantit elles entravent la d cantation par le ph nom ne de foisonnement ou bulking DEGREMONT 2005 parmi ces bact ries ind sirables Sphaerotilus natans et Thriothrix nivea PERRY et al 2004 Bact ries flocul es plus int ressantes dans le proc d d puration car elles permettent une bonne s paration entre la biomasse puratrice et l eau pur e FRANCK 2002 les genres les plus fr quents de bact ries floculantes sont Pseudomonas Actrobacter Arthrobacter Alcaligenes Zooglea Citromonas Flaviobacterium et Arthromobacter DEGREMONT 2005 La nature des compos s organiques qui constituent la pollution et les conditions du milieu pH temp rature oxyg ne dissous influent sur la nature des germes dominants Ainsi un rejet riche en mati res prot iques favorise le d veloppement des germes 22 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Alcaligenes Bacillus ou Flavobacterium tandis qu une eau r siduaire riche en glucides ou en hydrocarbures conduit la pr dominance du germe Pseudomonas La pr sence de soufre r ducteur se r percute par le d veloppement
48. la conductivit a augment pour atteindre 3140us cm Entre le d but et la fin de l essai la conductivit lectrique moyenne de l eau filtr e a augment de 423 5us cm part rapport l eau brute Cette augmentation est plut t faible inf rieure 1 mS cm figure 28 Les donn es relatives a la conductivit lectrique des eaux ne traduisent pas une importante variation de ce param tre II 3 pH Les variations de ce param tre sont mentionn es dans le tableau 11 Tableau 11 Evolution du pH de l eau brute et filtr e en fonction du temps Avant 0 02 16h 0 03 24h 0 06 32h 0 06 20h 0 02 48h 0 02 seh 0 01 64h 0 03 72h 0 02 son 0 03 ssh 00i 96h 001 001 Ba 2e re 768 764 78 90 80 RESULTATS ET DISCUSSION D apr s les r sultats obtenus les valeurs mesur es du pH des trois pilotes sont quasiment identiques elles gravitent autour de la neutralit avec une tendance vers l alcalinit Ainsi en d but de filtration nous avons enregistr une valeur moyenne entre les 3 pilotes de 7 78 avec un cartype de 0 02 cette valeur a tendance diminuer dans le temps jusqu atteindre une valeur moyenne de 7 56 et un cartype de 0 005 figure 29 et 30 Parmi les facteurs influen ant la valeur du pH nous avons la temp rature et la salinit RODIER 2005 Le pH moyen de l eau filtr est toujours sup rieur celui de l eau brute Il a augment de 0 09
49. la concentration Clostridiums sulfito r ducteurs de l eau brute et filtr e Pages 99 I 109 110 111 1 12 72 T 78 79 2 OO Un OO OO OO I LA MAITRISER LA QUALITE DE L EAU VASTE DEFI AUX ENJEUX VITAUX Kofi Annan INTRODUCTION INTRODUCTION L eau est un bien pr cieux qui subit diverses pollutions et d gradations les cosyst mes et la sant des personnes en sont directement impact s Les pollutions pr sentes dans l eau sont d origines diverses industrielle domestique ou agricole BASSOMPIERRE 2007 Les chiffres publi s par l Organisation Mondiale de la Sant OMS en 2004 r v lent que chaque ann e 1 8 million de personnes dont 90 d enfants de moins de cinq ans vivants pour la plupart dans les pays en voie de d veloppement meurent de maladies diarrh iques Or l chelle mondiale 88 des maladies diarrh iques sont imputables la mauvaise qualit de l eau de boisson et un assainissement insuffisant des eaux us es L eau est devenue un enjeu strat gique mondial dont la gestion doit imp rativement s int grer dans une perspective politique de d veloppement durable Certains affirment en effet qu elle sera au troisi me mill naire un enjeu de guerres comme le p trole l a t et l est encore aujourd hui GARCIA ARMISEN 2006 Selon des tudes prospectives les pressions sur les ressources devraient augmenter et un plus
50. les envoyer sur les lits de s chage L ouvrage se pr sente sous forme d un cylindre fond conique en b ton arm faible pente et de 3 m de diam tre photo 7 Le surnageant passe par surverse dans une goulotte p riph rique d o 1l est retourn en t te du poste de relevage tandis que les boues paisses sont ramen es par raclettes de fond dans une fosse centrale d o elles sont envoy es ver les lits de s chage Photo 7 Epaississeur 46 MATERIEL ET METHODES 2 5 Les lits de s chage Les boues paisses sont pandues sur 7 lits de s chage photo 8 pour y tre d shydrat es naturellement Les lits sont form s d aires d limit es par des murettes en b ton arm et d une couche de sable dispos e sur une couche support de gravier Des conduites de drainage dispos es sous la couche support recueillent les eaux d gouttage Photo 8 Lits de s chage ITI Etude exp rimentale Notre tude comporte deux parties Dans la premi re partie nous nous int resserons la qualit de l eau pur e produite par la station et la comparer avec les normes alg riennes et internationales des rejets partir des r sultats obtenus nous tenterons de classer cette eau en vue de sa r utilisation agricole 1 Caract risation des effluents de boues activ es de la Direction R gionale Haoud 1 1 Mat riel Des chantillons hebdomadaires d eau ont t pr lev
51. lits de s chage V V V V V V V V V V V R utilisation des eaux trait es 39 MATERIEL ET METHODES Photo 1 La station d puration HBK Arriv e des eaux brutes Les eaux brutes sont achemin es vers les ouvrages de la station par deux postes de pompage en s rie SRI et SR2 2 1 Le pr traitement Destin pr parer l effluent au traitement biologique ult rieur le pr traitement comporte une succession d op rations physiques ou m caniques destin es s parer les eaux us es des mati res volumineuses en suspension ou flottantes qu elles v hiculent PRETRAITEMENT Figure 7 Sch ma du pr traitement ANONYMES 3 2003 40 MATERIEL ET METHODES 2 1 1 Le d grillage De la station de relevage SR2 les eaux brutes sont refoul es vers le d grillage le d grilleur photo 2 comporte un tamis rotatif de 1 5mm de passage avec une capacit hydraulique de 105m h actionn par un moteur de 0 37kW En cas de d faillance du tamis il y a un canal en b ton arm de largeur de 400mm quip d une grille fine de by pass nettoyage manuel I sera isol par des vannes manuelles type canal Photo 2 D grilleur 2 1 2 Le dessablage d shuilage Il est toujours craindre une pr sence importante de sable de mati res min rales en suspension et d huiles pouvant g ner voire freiner le fonctionnement de l installation Pour cela une phase de pr traitement des eaux d grill es
52. odeurs CARDOT 2002 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 3 Constitution d un filtre Tout filtre est compos de trois parties Le fond doit tre solide pour supporter le poids de l eau du sable et du gravier doit permettre la collecte et l vacuation de l eau filtr e Le gravier support a pour r le de retenir le sable et d am liorer la distribution de l eau de lavage dans le filtre Le mat riau filtrant les mat riaux utilis s sont des granules libres non adh rents les uns aux autres insolubles inattaquables par le liquide filtr ni par les particules solides retenues CARDOT 2002 4 La nature du milieu poreux Le sable quartzeux a t le premier des mat riaux utilis s pour la filtration et c est encore le mat riau de base pour la plupart des filtres actuels Certains filtres utilisent une combinaison de plusieurs mat riaux filtres multicouches le sable peut alors tre associ de l anthracite du grenat des schistes plus au moins poreux Enfin la filtration peut s effectuer sur du charbon actif granul suffisamment r sistant DEGREMONT 1997 5 Param tres de s lection d un milieu filtrant Les principales caract ristiques d un milieu filtrant sont le diam tre effectif le coefficient d uniformit la densit relative la masse unitaire s che et la porosit Il existe d autres caract ristiques beaucoup plus difficiles mesurer comme la forme des grains et la sur
53. organique faisant intervenir essentiellement des populations bact riennes 14 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Bacteria et d Archaea ainsi que des protozoaires et quelques champignons ana robies EFFEBL 2009 Le traitement anoxique est typiquement employ pour traiter des eaux us es contenant de grandes quantit s de mati res organiques insolubles telles que les fibres la cellulose r sultant des industries laiti re et agroalimentaire Le processus de d gradation anoxique proprement dit se d roule dans de grands r servoirs clos appel s digesteurs ou bior acteurs MADIGAN et MARTINKO 2007 Le principe de la digestion ana robie est d crit comme la conversion de la mati re organique en biomasse et en biogaz compos essentiellement de m thane CH et de gaz carbonique CO2 La digestion ana robie figure 2 d un produit organique complexe comporte quatre tapes diff rentes savoir hydrolyse l acidog n se l ac tog n se et la m thanog n se EFFEBI 2009 Gr ce l action des microorganismes ana robies pr sents les compos s macromol culaires des eaux us es sont d abord dig r s par des polysaccharases des prot ases et des lipases pour donner des compos s solubles Ces derniers sont alors ferment s pour fournir un m lange d acides gras volatils qui sont ensuite ferment s en ac tate et ces produits sont alors utilis s comme substrats par les Archaea m thanog nes capa
54. satur bien que les deux types de sol aient les coefficients de filtration de premier ordre relativement proches POWELSON et MILLS 2001 84 RESULTATS ET DISCUSSION Selon HEISE et GUST 1999 les variations des volumes d eau introduits au dessus de la colonne de sable peuvent influencer la vitesse d infiltration de l eau dans la colonne de sable ainsi que celle du transport des cellules bact riennes contenues dans ces eaux Le flux advectif des bact ries transport es dans les eaux d infiltration travers les colonnes de sable a t mentionn comme li la force et la vitesse d coulement de l eau dans les pores de la colonne de sable La diminution des potentialit s de r tention des cellules de bact ries coliformes thermotol rantes parall lement l augmentation de la charge d eau appliqu e serait li e la perturbation par les mouvements de l eau les configurations des surfaces des particules de sol et celles des cellules bact riennes et des mol cules chimiques NOLA et al 2006 II 4 3 Streptocoques f caux Diff rents groupes de bact ries sont utilis s comme indicateurs de contamination f cale dans divers pays et sous diff rentes juridictions Les r sultats obtenus sont consign s dans le tableau 14 Tableau 14 Evolution de la concentration en streptocoques f caux germes 100ml de l eau brute et filtr e en fonction du temps Avant Rendement 3m 4
55. sur des surfaces r duites les ph nom nes de transformation et de d gradation des mati res organiques tels qu ils se produisent en milieu naturel Ils sont la reconstitution d un cosyst me simplifi et s lectionn faisant intervenir une microflore bact rienne et une microfaune de protozoaires et de m tazoaires BASSOMPIERRE 2007 Les proc d s de traitement secondaires sont fond s sur la digestion microbienne a la fois en pr sence ou en absence d oxyg ne pour r duire la concentration en mati res organique MADIGAN et MARTINKO 2007 Plusieurs techniques peuvent tre distingu es le choix de l une ou l autre est fonction de l emplacement disponible pour le proc d de traitement de la charge de l effluent et de la quantit de pollution traiter Du fait que les micro organismes les plus actifs sont les bact ries qui conditionnent en fonction de leur modalit propre de d veloppement les proc d s biologiques de traitements peuvent tre class s en proc d s a robies et ana robies VILAGINES 2003 3 3 1 Le traitement secondaire ana robie La digestion ana robie a t d couverte il y a plus de trois si cles C est en 1630 que des scientifiques ont pour la premi re fois constat qu un gaz inflammable pouvait se d gager d une mati re organique en d composition KALOGO 1999 Le traitement secondaire ana robie est un processus microbiologique de conversion de la mati re
56. the Coliform Group Their suitability as markers of microbial water safety Annual Review of Microbiology 55 pp 201 234 95 LECLERCQ A WANEGUE C and BAYLAC P 2002 Comparison of fecal coliform agar and violet red bile lactose agar for fecal coliform enumeration in foods Applied and Environmental Microbiology 68 4 pp 1631 1638 101 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 96 LEMARCHAND K MASSON L and BROUSSEAU R 2004 Molecular biology and DNA microarray technology for microbial quality monitoring of water Critical Reviews in Microbiology 30 3 145 172 97 LONGE E O 1989 Epuration des eaux us es par infiltration M canismes de d contamination et protection des eaux souterraines Th se Doctorat Univ Sci et Tech du Languedoc Acad mie de Montpellier pp 353 98 LUNN M 2001 The deliberate indirect wastewater reuse scheme at Essex amp Suffolk Water Colloque de Noirmoutier pp 4 99 MADIGAN Michael et MARTINKO John 2007 Biologie des microorganismes 11 dition Pearson ducation Paris pp 918 932 100 MAYER A S CARRI RE P P E GALLO PENNELL K D TAYLOR T P WILLIAMS G A ZHONG L 1997 Ground water quality Water Environ Res 69 pp 778 844 101 LELLAN S L DANIELS and SALMORE 2001 Clonal populations of thermotolerant Enterobacteriaceae in recreational water and their potential interference with fecal Escherichia coli counts Applied and Environmental Mi
57. unit s entre le d but et la fin de l essai Cette augmentation est favorable la d contamination des eaux puisqu il a t d montr que les valeurs de pH approchant 9 ou plus augmentent la mortalit des coliformes f caux TRAD RAIS et XANTHOULIS 1999 II 4 L abattement des bact ries La Recherche des organismes pathog nes de mani re sp cifique est tr s co teuse et al atoire c est pourquoi l on s int resse aux concentrations des germes t moins coliformes totaux coliformes f caux et streptocoques f caux en g n ral pour estimer la population de pathog nes En effet il existe une corr lation entre la pr sence de ces bact ries t moins et la pr sence de bact ries pathog nes Cependant cette estimation de la contamination de l eau 422 par l utilisation de germes t moins n est pas toujours suffisante En effet certains micro organismes chappent cette surveillance 1l s agit essentiellement des formes de r sistance des protozoaires kystes et des ufs d helminthes II 4 1 Coliformes totaux La pertinence de ce groupe comme indicateur est aujourd hui fortement contest e du fait que toutes les esp ces incluses dans les CT ne sont pas sp cifiques de la flore intestinale des animaux sang chaud En effet certaines esp ces sont d origine tellurique ou aquatique et sont capables de se d velopper dans l environnement aquatique LEMARCHAND et al 2004 TALLON et al 20
58. 05 Les r sultats obtenus sont r sum s dans le tableau 12 81 15625 3125 625 ail H E gt gt E Tani T Hitten zs A BIS IHR 7 REREREEEEEERRE S Qe NS S L D S de Qe N S de 5 1 Temps de filtration h Figure 31 Evolution de la teneur des eaux en coliformes totaux 1 00E 08 1 00E 07 1 00E 06 1 00E 05 1 00E 04 1 00E 03 1 00E 02 1 00E 01 1 00E 00 SE AP AAP BH HPP PAP GH ET AE EP M Moyenne E Avant filtration CT germes 100ml gt wie num Temps de filtration h Figure 32 Variation de la teneur moyenne des eaux en coliformes totaux avant et apr s filtration RESULTATS ET DISCUSSION Tableau 12 Evolution de la concentration en coliformes totaux germes 100ml de l eau brute et filtr e en fonction du temps Avant Wh LIOEM 11000 11000 11000 11000 0 999 16h Tam _ 400 0 99 _ x 0 mm am _ Who 4 4 4 2 D 9 1 1 1 96h 4 608406 0 33 33 4 60E 06 280 280 210 256 67 4041 8h 16h 600 4h 400 2h 500 Oh 280 Sh 280 seh 210 64h 200 2h 150 26 son 70 38h m 7 0 99 96h 70 70 0 om _ so 1732 9999 10 mn a 3333 Es 200 210 _4600 4600 _ 2400 2400 1200 1500 320 280 2 280 280 28 200 210 2 200 200 200 150 183 3
59. 1 e Entr e Sortie 81 52 53 54 55 56 S7 S8 59 S10 S11 512 Semaines Figure 12 Variations hebdomadaires du pH des eaux de la STEP HBK e Entr e Sortie gt E C Q 81 S2 53 54 55 S6 57 58 59 SIO STI S12 Semaines Figure 13 Variations hebdomadaires de la CE des eaux de la STEP HBK RESULTATS ET DISCUSSION des eaux us es admises dans la nature sont de l ordre de 30 C les valeurs de la temp rature pour les diff rents chantillons sont inf rieurs aux normes JORA 1993 Annexe 2 1 2 Une eau us e urbaine poss de un pouvoir tampon lev Les valeurs de pH des eaux us es avant traitement sont comprises entre 7 22 et 8 une moyenne de 7 77qui est une caract ristique des eaux r siduaires dont le pH est souvent de l ordre de 7 5 8 le plus favorable l action bact rienne pour les processus d puration a robie et ana robie FRANCK 2002 D apr s SEVRIN REYSSAC er al 1995 le pH alcalin et la temp rature mod r e constituent des conditions de milieu 1d ales pour la prolif ration des microorganismes qui tablissent un parfait quilibre biologique permettant la d gradation de la mati re organique ce qui conduit la d contamination de l eau En ce qui concerne les eaux trait es le pH est toujours inf rieur celui enregistr l entr e Les valeurs gravitent autour de la neutralit avec une tendance ver l al
60. 1 02 non d cant Bichromate de oxyg ne DCO potassium Filtration d un chantillon repr sentatif sur une membrane de 0 45 um s chage 105 C et pes e Centrifugation d un chantillon Total des a 35 mg 1 3 repr sentatif pendant 5 minutes au solides en suspension moins avec acc l ration moyenne de 2 800 a 3200 g s chage 105C pes e 1 R duction par rapport aux valeurs l entr e 2 Ce param tre peut tre remplac par un autre carbone organique total COT ou demande totale en oxyg ne si une relation peut tre tablie entre la DBOs et le param tre de substitution ANNEXES Tableau des normes physico chimiques de rejets de l OMS 1989 Param tres o2 mg l 9 5 T H 02 DB DCO ME P Normes 90 Tableau des normes extr mes limit es aux eaux d irrigation Param tres H Conductivit lectrique ms cm MES mg 1 DCO mg l NO mg l NO mg l P04 mg l HCO mg l 5047 mg 1 CL mg l Ca mg l mg l Mg mg l mg l mg l Zi mg l Cr mg l Source OMS 1989 FAO 2003 400 x Glossaire Glossaire Anoxie lorsque les cellules ne re oivent plus d oxyg ne Biofilm est une communaut multicellulaire plus ou moins complexe et symbiotique de micro organismes bact ries champignons algues ou protozoaires adh rant entre eux et une surface et marqu
61. 2886 9999 90 70 76 70 70 70 70 70 70 70 40 50 40 40 40 40 30 33 210 200 600 100 200 280 280 210 210 200 70 70 70 40 40 30 200 80 7 6 4600 6 2100 7 1200 7 280 7 280 6 210 60E 06 210 _ 4 60E 06 200 _ 6 70 5 70 6 70 6 40 6 40 6 30 6 200 6 600 400 200 320 280 200 200 200 70 70 70 40 40 210 280 Les r sultats des analyses effectu es sur l eau filtr e par le sable des trois colonnes montrent une forte diminution de la concentration en coliformes totaux apr s 8h de fonctionnement de la filtration avec une moyenne de 11 000 germes 100 ml et un rendement de 99 9 apr s 40h de filtration le taux de ces germes a fortement diminu o l on a enregistr une teneur moyenne de 393 33germes 100ml apr s avoir atteint un taux de 40 germes 100 ml respectivement dans les trois colonnes Cette valeur a augment des concentrations moyennes respectives de 203 33 et 256 66 germes 100 ml au del de 128h et 136h de filtration figure 31 Malgr la forte charge en coliformes totaux dans l eau filtrer nous remarquons une augmentation importante du rendement concernant l limination de ces germes d une valeur de 99 99 82 RESULTATS ET DISCUSSION II 4 2 Coliformes F caux CF Appel s aussi coliformes thermotol rants Les CF constituent un sous groupe des CT capables d
62. 3 NO cx US Ada QU late AI gi pall Ja ol YE al de 4 16 36 20 0 073 Ai gh ill Ge 10 1 17 1501 s i all Ge 10 2 09 Jes gies G lil Asl El LBS Ce 72 12 5 da 100 53 all 8 Sall Zell e 10 1 8 cux Ale Cu jai dll dis danz Sall gill 1 glas Jal Ga Qa 71 358 3l gall 100 AI dues casos d Albes ud Qa A 238 333 ja col ial cept jill Ge dels 64 Aai poll 2803 sl LIST Ce 99 Sail 99 99 AI well 252 Cas wei Ba ju ASI Lo w e all Ac gl al gall Ce 100 lt hiill i iul ja Ge san 5 Soll Ge 99 98 5 s jl gall al de gall Lind 13 23 Sa d g e JG Gb ye B gala JSS n Ua ga Alias 44 olyall ibaa del rri C Ga Al 5 59 s BLBVB BCPL BSF CAWST COT CE CF CSHPF C S R CT DAPE DBO DCO EU FAO HBK MES MTH NPP OMS REUE SAR SF STEP UTN UV WTP uS LISTE DES ABREVIATIONS Bouillon Lactos Bili au Vert Brillant Bouillon Lactos au Pourpre Bromocr sol Bio Sand Filter Centre for Affordable water and Sanitation Technology Carbone organique total Conductivit Electrique Coliformes F caux Conseil Sup rieur d Hygi ne Publique de France Clostridiums Sulfito R ducteurs Coli
63. 6 mg l 0 295 mg l 67 e Entr e ms Sortie Z 81 82 53 54 55 56 S7 S8 59 510511 512 Semaines Figure 20 Variations hebdomadaires des teneurs en nitrites des eaux de la STEP HBK 81 52 S3 54 55 56 57 58 59 S10 S11 512 Semaines Figure 21 Variations hebdomadaires des teneurs en phosphore des eaux de la STEP HBK RESULTATS ET DISCUSSION figure 20 Les nitrites proviennent soit d une oxydation incompl te de l ammoniaque o la nitrification n tait pas conduite son terme soit d une r duction des nitrates sous l influence d une action d nitrifiante des temp ratures lev es cette derni re joue un r le important pour le fonctionnement du syst me de traitement CHOUBERT 2002 Une valeur de 0 295 mg l a t enregistr e pour le dernier pr l vement figure 20 ceci est probablement li e la temp rature relativement lev e 23 1 C au mois d avril Les travaux de SANZ et al 1996 montrent qu il existe des changements de l activit de la biomasse autotrophe nitrifiante sous l effet des variations de la temp rature ce qui influence le taux de nitrification Ainsi une eau refermant des nitrites est consid rer comme suspecte car ces substances sont souvent associ es une d t rioration de la qualit microbiologique RODIER 1996 Cependant la moyenne de la concentration des nitrites au cours du suivi 0 073 mg l est inf rieure aux normes intern
64. 60B 04 43 4 43 4 0 99 mh comes 9 7 7 766 41 15 9998 _ am 9 7 7 766 999 _ s 4608 04 7 4 1 LB 9997 _ 4 0 mm 4 4 0 9998 ium 2108404 4 4 3 366 me 9998 _ 4 4 35 4 lt J AININ S H RL A Ww 54A K 120h 2 10B 04 4 7 A 1 73 9997 128h 4 60E 04 09 1 3 46 9997 136h 2 80E 04 y 85 NO Un No filtre 1 B filtre 2 E filtre 3 m D O E gt 8 150 D N Un H p qe SSD PS DG D ap GY 9 IZ HY D D YE E ve d QU d oS ei PT AS C gt Temps de filtration h Figure 35 Evolution de la teneur des eaux en streptocoques 2 62E 05 6 55E 04 HN O A a wg 1 64E 04 4 10E 03 1 02E 03 2 56E 02 he 6 40E 01 M Avant filtration SF germes 100ml 1 60E 01 4 00E 00 ee TT EP ll Do 1 00 00 S gt Z Temps de filtration h Figure 36 Variation de la teneur moyenne des eaux en streptocoques f caux avant et apr s filtration RESULTATS ET DISCUSSION Les eaux introduites dans l ensemble des trois filtres avaient une charge lev e en streptocoques f caux 11 10 SF 100 ml Ce compor
65. 7 KIMURA TOSHIMA S AMY G WATANABE Y 2004 Rejection of neutral endocrinedisrupting compounds EDCs and pharmaceutical active compounds PhACs by RO membranes Journal of Membrane Science 245 pp 71 78 88 KOLLER E 2004 Traitement des pollutions industrielles Eau air d ch ts sols boues Prais Dunod pp 424 89 KLUTSE A et B BALEUX 1995 Elimination des ceufs de n matodes et des kystes de protozoaires des eaux us es domestiques par lagunage a microphytes en zone soudano sah lienne Rev Sci Eau 8 pp 563 577 90 LAINE S POUJOL T DUFAY S BARON J and ROBERT P 1998 Treatment of stormwater to bathing water quality by dissolved air flotation filtration and ultraviolet disinfection Water Sci Technol 38 pp 99 105 91 LAZAROVA V et BRISSAUD F 2007 Int r t b n fices et contraintes de la r utilisation des eaux us es en France L eau l industrie les nuisances N 299 11 pages 92 LAZAROVA V GAID A RODRIGUEZ GONZALES J ALDAY ANSOLA J 2003 L int r t de la r utilisation des eaux us es analyses d exemples mondiaux Techniques Sciences et M thodes 9 pp 64 85 93 HYARIC R 2009 Caract risation traitabilit et valorisation des refus de d grillage des stations d purations Th se Doctorat l Institut National des Sciences appliqu es de Lyon pp 30 34 94 LECLERC H MOSSEL D A A EDBERG S C and STRUIJK C B 2001 Advances in the bacteriology of
66. 96 29 apr s huit heures de fonctionnement respectivement pour les eaux filtr es des trois colonnes pour atteindre 100 d limination au del de 16h et jusqu la fin du processus Le taux d limination des MES est relativement lev la diminution de la taille des grains de sable permet une meilleure filtration et une meilleure absorption Elle augmente la surface de contact entre l eau brute et le sable et diminue la taille des pores ce qui est conforme aux travaux de GENIN et a 1989 qui ont constat apr s plusieurs heures de fonctionnement d un mat riau filtrant ne maturation du filtre Il se forme dans les couches sup rieures du sable une accumulation de particules organiques et min rales dans les quelles r gne une activit biologique intense sur les grains de sable II 1 2 La turbidit La turbidit d une eau est une mesure globale qui prend en compte toutes les mati res soit colloidales soit insolubles d origine min rale ou organique Les r sultats obtenus sont repr sent s dans le tableau 9 77 B filtre 1 B filtre2 4 filtre 3 Z 2 qe Temps de filtration h Figure 25 Evolution de la turbidit des eaux filtr es M Moyenne Turbidit UTN M Avant filtration Temps de filtration h Figure 26 Variations de la turbidit moyenne des eaux avant et apr s filtration Tableau 9 Evolution de la turbidit UTN de l eau brute et filtr e en fonction d
67. 989 provient du m tabolisme humain un homme excr te entre 1 et 2 grammes de phosphore 68 ON 81 S2 53 54 55 56 57 58 59 510511512 Semaines Figure 22 Variations hebdomadaires de la DCO des eaux de la STEP HBK RESULTATS ET DISCUSSION par jour ce qui repr sente 30 50 du phosphore total DERNAT et al 1994 et les rejets de d tergents qui sont l origine de 50 70 du phosphore Ces d tergents et en particulier les lessives utilisent des polyphosphates pour lutter contre la duret de l eau faciliter l mulsion des graisses et maintenir la salissure en suspension Les polyphosphates sont ensuite rejet s au cours du rin age et ont tendance s hydrolyser en phosphates dans les eaux us es FRANCK 2002 Les micro organismes assurant la d gradation du carbone et de l azote int grent du phosphore leur mat riel cellulaire structure membranaire ATP et ARN La part de phosphore limin e simplement par cette voie repr sente environ 25 de la quantit journali re d grader DERONZIER et CHOUBERT 2004 De ce fait les phosphates chappent en majeur partie 80 au traitement des stations d puration biologique classique boues activ es Ainsi ils se retrouvent dans les rejets essentiellement sous forme d ortho phosphates PO4 HPO4 90 de ces rejets peuvent tre importants et accompagn s par une source d azote comme les nitrates RODIE
68. APITRE Mat riel et m thodes I Pr sentation de la Direction R gionale de Haoud Berkaoui 1 Localisation de la Direction R gionale Haoud 2 Les activit s de la Direction R gionale de Haoud Berkaoui 3 La nature des rejets de Haoud Berkaoui 4 Mesures entrepris pour la protection de l environnement 10 10 11 20 24 25 26 30 32 32 33 33 33 34 35 37 24 38 38 II Pr sentation de la station d puration 1 Principe de traitement 39 2 Fili re du traitement 59 III Etude exp rimentale 1 Caract risation des effluents de boues activ es 47 2 Essai de filtration de l eau pur e sur sable local 55 CHAPITRE RESULTAS ET DISCUSSIONS I Caract risation physico chimique et bact riologique des eaux trait es 61 II Filtration sur sable 73 CONCLUSION 91 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 93 ANNEXES 107 GLOSSAIRE Am lioration de la qualit microbiologique des eaux pur es par boues activ es de la station d puration Haoud Berkaoui par l utilisation d un filtre a sable local R sum Les eaux r siduaires de la STEP HBK situ e 35 km au sud ouest de la ville de Ouargla Alg rie trait es par boues activ es ont t caract ris es en vue d une r utilisation pour l arrosage des espaces verts Les r sultats pr sentent des rendements puratoires satisfaisants de 92 62 des mati res en suspension MES Le taux d abattement de la demande
69. Avant filtration 1 00E 02 CF germes 100ml 1 00E 01 CRE NN RN RN RR RN a RN NN m uu LAN ss ss ss SS LA UA LL IOO 1 00E 00 em e gt 9 RO on YP 9 Ri LY D 905 Z EE Temps de filtration h Figure 34 Variation de la teneur moyenne des eaux en coliformes f caux avant et apr s filtration RESULTATS ET DISCUSSION Les eaux us es v hiculaient initialement 46 10 CF 100 ml Ce nombre a r gress plus ou moins rapide en fonction du temps de filtration Le tableau 13 montre qu apr s 8h de filtration les teneurs en coliformes f caux enregistr e sont de l ordre de 280 CF 100ml pour les filtres 1 et 2 et de 390 CF 100ml pour le filtre 3 L am lioration de la qualit bact riologique de l eau est relativement rapide apr s 64h de filtration l eau ne v hicule plus de CF partir de 120 h les coliformes f caux voluent d une fa on similaire au niveau des trois filtres 30 CT 100ml pour atteindre un nombre moyen de 60 CT 100ml la 136 h figure 33 Concernant le d roulement de la d contamination des effluents secondaires la comparaison des figures met en vidence un ralentissement de ce processus apr s 128h En effet un abattement des CF de l ordre de 100 est obtenu apr s 64 h de filtration De nombreuses tudes ont montr qu Escherichia coli tait g
70. Conseil Sup rieur d Hygi ne Publique de France 1995 Recommandations sanitaires relatives a la d sinfection des eaux us es urbaines Section des eaux 22 pages 45 DAPE Direction de l Assainissement et de la Protection de l Environnement 2006 Etude de r utilisation des eaux pur es a des fins agricoles ou autres sur tout le territoire national Mission 1 Reconnaissance et collecte des donn es de base 120 pages 46 DEGREMONT 1989 M mento technique de l eau vol 1 9 dition Edition Technique et Documentation Lavoisier pp 592 47 DEGREMONT 1997 M mento technique de l eau Tome 1 Paris 223 229 48 DEGREMONT 2005 M mento technique de l eau Tome 1 2 dition Cinquantenaire Paris pp 109 599 49 DE MARSILY G 1994 Hydrog ologie comprendre et estimer les coulements souterrains et le transport des polluants Edition Ecole de mines de Paris 50 DERNAT ELMERICH P POUILLOT M 1994 Vers une optimisation de la d phosphatation physicochimique L Eau l Industrie les Nuisances n 182 51 DERONZIER G CHOUBERT J M 2004 Traitement du phosphore dans les petites stations d puration boues activ es Comparaisons techniques et conomiques des voies de traitement biologique et physico chimique Minist re de l Agriculture de P Alimentation de la P che et des Affaires rurales FNDAE n 29 Edition Cemagref Antony 24 pages 97 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 52 DESJARDI
71. ETRI 1998 Les r sultats des analyses bact riologiques sont repr sent s dans le tableau 7 71 RESULTATS ET DISCUSSION Tableau 7 Evolution hebdomadaire de la pollution bact rienne de l effluent trait Coliformes Coliformes Streptocoques Clostridiums totaux f caux f caux sulfitor ducteurs germes 100ml germes 100ml CC germes 100ml germes 20ml s s 2 10 06 1 18E 06 1 82E 05 1 83E 04 72 12 Les eaux trait es sortie de la STEP de Haoud Berkaoui restent riches en bact ries Semaines des pr l vements f cales coliformes et streptocoques On d nombre durant la p riode d tude allant du mois de f vrier jusqu au mois d avril une moyenne de 2 1 10 CT 100 ml 1 18 10 CF 100 ml et 1 8 10 SF 100 ml D une mani re g n rale dans les eaux trait es la sortie de la STEP HBK les abondances en CT et CF cultivables varient de 11 10 46 107100 ml La plupart de ces valeurs sont lev es c est pourquoi des pics d abondances en coliformes sont souvent observ s en aval des rejets de STEP Ainsi les CF et CF cultivables sont mieux limin s durant la p riode de traitement tertiaire mais ceci reste insuffisant car les valeurs d passent toujours les normes de l OMS autoris es pour la r utilisation agricole 1100g 100 ml On note une volution qui d passe les 11 10 g 100 ml aux mois de mars et avril ceci est du l arr t de la d sinfection par l hypochlorite de sodium en r
72. France 4 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 720000 800000 900000 1000070 Volume moyen journalier des eaux recycl es m j Figure 4 Volume moyen journalier des eaux us es recycl es dans quelques pays de la M diterran e donn es pour les ann es 2000 2003 adapt es de JIMENEZ et ASANO 2007 D une mani re g n rale pratiquement tous les autres pays du pourtour de la M diterran e de l Espagne la Syrie r utilisent des eaux us es trait es et non trait es pour diverses applications BIXIO et al 2005 En effet le bassin m diterran en est une r gion o la p nurie en eau est particuli rement ressentie C est aussi l une des r gions o la r utilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqu e Dans certains pays cette r utilisation est devenue l objet d une politique nationale comme en Tunisie en Gr ce et en Jordanie REBHUN 2004 24 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 2 Cas de P Alg rie En Alg rie 60 des eaux us es trait es sont rejet es soit loin des p rim tres d irrigation et des barrages soit en mer ce qui rend leur r utilisation en irrigation peu rentable Ainsi seulement 240 millions de m sont potentiellement utilisables en irrigation en raison de la localisation des points de rejet 2004 Un programme de r alisation et de modernisation d ouvrages de traitement destin s la r utilisation des eaux us es en irrigation est actue
73. IQUE les consommateurs de l gumes crus le risque est statistiquement plus lev pour les helminthes par rapport la population g n rale par contre 1l ne l est pas pour le risque bact riologique les consommateurs de viande bovine insuffisamment cuite la contamination par le ver solitaire Tzenia est possible car les bovins sont des h tes interm diaires de cet helminthe les travailleurs agricoles le risque est plus lev pour les helminthes En laboratoire il a t mis en vidence que l exposition aux ent rovirus est plus lev e m me si sur le terrain il n y a pas eu d augmentation de cas cliniques Des tudes list es par DEVAUX 1999 montrent que les travailleurs agricoles sont l g rement plus expos s que la population normale ou que les personnels de station d puration et les goutiers Les nouveaux travailleurs sont plus sensibles que les anciens il semble y avoir une adaptation immunitaire aux bact ries et aux virus CLARK et COLL 1981 les populations avoisinantes surtout dans le cas d irrigation par aspersion qui forme des a rosols Le risque est l g rement plus lev pour les helminthes et Shigella CAUCHI 1996 3 2 R utilisation industrielle La r utilisation industrielle des eaux us es et le recyclage interne sont d sormais une r alit technique et conomique Pour certains pays l eau recycl e fournit 85 des besoins globaux en eau pour l industrie OMS 1989
74. Microbiologie des eaux d alimentation Edition Techniques et documentations Paris pp 309 347 79 HAZOURLI S BOUDIBA L ZIATI M 2007 Caract risation de la pollution des eaux r siduaires de la zone industrielle d El Hadjar Annaba Larhyss Journal ISSN 1112 3680 n 06 pp 45 55 80 HEISE S et GUST G 1999 Influence of the physiological status of bacteria on their transport into permeable sediments Mar Ecol Progr Ser 190 pp 141 153 81 HENDRY M J LAWRENCE J R and MALOSZEWSKI P 1997 Role of sorption in the transport of Klebsiella oxytoca though saturated silica sand Ground Water 35 pp 574 584 82 JI L et J ZHOU 2006 Influence of aeration on microbial polymers and membrane fouling in submerged membrane bioreactors J Membr Sci 276 168 177 83 JIMENEZ et ASANO T 2007 International survey of wastewater reclamation and reuse practice eds WA Publishing 84 JORA JOURNAL OFFICIEL DE LA REPUBLIQUE ALGERIENNE 1993 Annexe des valeurs limites maximales des param tres de rejet des installations de d versement industrielles n 46 pp 7 85 KALOGO Y and VERSTRAETE W 1999 Development of anaerobic sludge bed ASB reactor technologies for domestic waste water treatment motives and perspectives World Journal of Microbiology and Biotechnology 15 pp 523 534 100 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 86 1992 Traitement des eaux potables Edition OPU Alger 22 151 8
75. NS R 1997 Le traitement des eaux Edition de l cole polytechnique de Montr al 53 DEV AUX I 1999 Int r ts et limites de la mise en place d un suivi sanitaire dans le cadre de la r utilisation agricole des eaux us es trait es de l agglom ration clermontoise Th se Doctorat Sciences de la Vie et de la Sant univ Joseph Fourier Grenoble pp 2215 54 DOMMERGUES Y et MONGENOT F 1970 Ecologie microbienne du sol Edition Masson et Cie Editeurs pp 796 55 DOR M 1989 Chimie des oxydants et traitement des eaux Edition Lavoisier Paris France pp505 56 DRBEO Direction Risques Biologiques Environnementaux et Occupationnels 2006 Avis r utilisation d effluents de stations de traitement d eaux us es domestiques pour l irrigation d un terrain de golf groupe scientifique sur l eau Institut de sant publique Qu bec 17 pages 57 DUPAIN LANCHON R et SAINT ARROMAN J 2004 L analyse granulom trique Edition Castella pp34 37 58 DUPONT A 1981 Hydraulique urbaine Edition Eyrolles tome 1 Paris 59 DUPRAY E et DERRIEN A 1995 Influence du passage de Salmonella spp et Escherichia coli en eaux us es sur leur survie en eau de mer Wat Res 29 4 pp 1005 1011 60 ECOSSE D 2001 Techniques alternatives en vue de subvenir la p nurie d eau dans le monde M moire D E S S Qualit et Gestion de l Eau Fac Sciences Amiens pp 62 61 EDBERG S C RICE E W KARLIN R J
76. R et al 2005 I 4 Les param tres de pollution organique DCO DBOs L volution hebdomadaire de la DCO et la DBOs de l eau brute et trait e est port e dans le tableau 6 Annexe 1 1 4 1 La demande chimique en oxyg ne DCO Dans le domaine des eaux us es pour d terminer la pollution d une eau on utilise tr s souvent des param tres globaux qui d crivent la somme des pollutions provoqu es par des polluants appartenant un groupe d termin de compos s L un de ces param tres est la demande chimique en oxyg ne DCO qui est une indication sur les quantit s de substances organiques chimiquement oxydables pr sentes dans l eau BLIEFERT et PERRAUD 2001 On remarque que les valeurs de la DCO de l eau brute est variable selon les semaines elles oscillent entre 165 mg et 2 000 mg O l avec une moyenne de 527 83 mg Concernant l effluent trait les valeurs enregistr es de la DCO sont largement inf rieure celle de l eau brute pour moyenne de 78 66 mg O l elles varient entre 46 mg et 176 mgO l figure 22 69 2125 625 i NO 5 pum 81 52 S3 54 SS S6 57 58 S9 S10 S11 S12 e Entr e me Sortie ON ca Semaines Figure 23 Variations hebdomadaires DBO des eaux de la STEP RESULTATS ET DISCUSSION Durant les mois de mars et avril des concentrations anormalement lev es sont obtenues en sortie de la fili re de trai
77. REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE N d ordre N de s rie UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE ET SCIENCES DE LA TERRE ET DE L UNIVERS D partement des Sciences de la Nature et de la Vie M moire Pr sent en vue de l obtention du Dipl me de MAGISTER Sp cialit Biologie Option Microbiologie Appliqu e Par ATTAB Sarah THEME AMELIORATION DE LA QUALITE MICROBIOLOGIQUE DES EAUX EPUREES PAR BOUES ACTIVEES LA STATION D EPURATION HAOUD BERKAOUI PAR L UTILISATION D UN FILTRE A SABLE LOCAL Soutenu publiquement le 28 11 2011 Devant le jury Pr sident Mr CHELOUFI H Maitre de conf rences A U K M O Encadreur Mme BISSATI 5 Maitre de conf rences A U K M O Co encadreur Mme OULD EL HADJ KHELIL A Maitre de conf rences A U K M O Examinateur Mr OULD EL HADJ M D Professeur U K M O Examinatrice Mme SIBOUKEUR Maitre de conf rences A Ann e universitaire 2010 2011 Am lioration de la qualit microbiologique des eaux pur es par boues activ es de la station d puration Haoud Berkaoui par l utilisation d un filtre a sable local R sum Les eaux r siduaires de la STEP HBK situ e 35 km au sud ouest de la ville de Ouargla Alg rie trait es par boues activ es ont t caract ris es en vue d u
78. SCUSSION La r tention des bact ries pourrait dans un premier temps tre suivie de leur lib ration puis d une possible re r tention des cellules traduisant une possible r versibilit de la r tention des microorganismes travers la colonne de sable Ces fluctuations indiquent la r versibilit du processus et traduisent le ph nom ne d adsorption d sorption r adsorption cellulaire aux particules CALLOW et FLETCHER 1994 Cette r versibilit peut tre caus e par des interactions sous formes de signaux prot iques entre les cellules retenues MILLSAP al 1998 ainsi que par l activit cellulaire et les variations des propri t s chimiques des eaux qui percolent MURPHY and GINN 2000 VANCE 2002 Certains auteurs ont mentionn que les l ments nutritifs tels le carbone l azote et le phosphore dans le sol peuvent stimuler une certaine activit bact rienne perturber ainsi le processus de r tention cellulaire et induire sa r versibilit MURPHY et GINN 2000 Bien que la r tention des bact ries dans le sable soit en principe r versible HENDRY et al 1997 plusieurs auteurs d crivant les variations de la concentration d un microorganisme dans le sable ont d velopp en condition de carotte de sable la th orie de filtration bas e sur un mod le de r tention irr versible de ler ordre SIMONT er al 1998 Ce mod le tient compte de la concentration bact rienne initiale introduite dans le sabl
79. a probabilit d tre contamin dans une population expos e Il d pend des facteurs li s au risque potentiel et d pend galement des capacit s immunitaires de l individu naturelles ou acquises ainsi que d autres facteurs comme l ge le sexe l tat de sant la nutrition l hygi ne et la capacit de diagnostic clinique s rologique et portage des acteurs de sant 4 2 Les maladies transmission hydrique Les maladies transmission hydrique MTH sont l origine de la mortalit lev e des populations des pays en voie de d veloppement L eau contamin e par les microorganismes est une source d infections tr s importante MADIGAN et MARTINK 2007 Ces micro organismes pathog nes peuvent survivre quelques jours semaines ou mois dans le sol ou sur des terres en culture sur lesquels des eaux us es auraient t d vers es Les risques la sant li s ces agents sont principalement des infections ent riques Certains agents microbiens peuvent causer des infections respiratoires cutan es oculaires ou encore plus s v rement occasionner une h patite DRBEO 2006 Selon le type de micro organismes la dose infectieuse les voies d exposition aux agents infectieux n cessaires pour provoquer la maladie est tr s variable En g n ral la dose n cessaire est plus faible dans le cas des virus et des protozoaires qu avec les bact ries Ainsi l ingestion de 1 10 particules virale
80. aison de l puisement de ce dernier Les abondances en coliformes dans les effluents trait s d pendent de la qualit microbiologique des eaux brutes d une part et de l efficacit de la fili re de traitement liminer les coliformes d autre part La pr sence de coliformes r sulte de leur abondance 72 RESULTATS ET DISCUSSION dans mati res f cales des animaux sang chaud et constituent des indicateurs f caux de premi re importance DUPRAY et DERRIEN 1995 Les coliformes sont ubiquitaires et peuvent se trouver dans les eaux naturelles La d termination du nombre total des coliformes n est pas consid r e en g n ral comme un bon indicateur pour d terminer la pr sence ou non des microorganismes pathog nes seulement Escherichia coli reste l indicateur le plus fiable pour d terminer la pr sence ou l absence d une pollution indiquant une contamination f cale la concentration moyenne Escherichia coli tant de 18 10 germes 100ml Ainsi Escherichia coli qui est un excellent t moin de contamination f cale est beaucoup moins r sistant dans l environnement ou des traitements de d sinfection que de nombreux germes pathog nes et m me que d autres indicateurs de pollution f cale tels que les streptocoques f caux de plus en plus utilis s depuis quelques d cennies Conseil Sup rieur d Hygi ne Publique de France 1995 Elle peut survivre jusqu deux mois dans une eau non trait e mais
81. aliment en eaux us es d grill es dessabl es et d shuil es qui seront brass es avec les boues de retour et la liqueur mixte Le bassin est quip de deux a rateurs de surface axe vertical reposant sur une passerelle en b ton arm l a rateur de surface a pour r le gt D apporter oxyg ne n cessaire aux bact ries puratrices De provoquer une intense turbulence qui permet d une part le maintien en suspension des boues activ es et d autre part de renforcer le contact intime de l eau brute avec les bact ries puratrices Le bassin d a ration est quip aussi d un oxym tre permettant de contr ler en continu la teneur en oxyg ne de la biomasse et la r gulation de la vitesse des a rateurs 42 MATERIEL ET METHODES Apr s un temps de contact suffisant le m lange eau boues activ es est vacu par l interm diaire d un ensemble de d versoir ver le clarificateur BASSIN AERATION Figure 8 Sch ma du bassin d a ration ANONYME 3 2003 Photo 4 Bassin d a ration 2 2 2 Le bassin de clarification d cantation secondaire Les performances de l puration biologique r sultent de l action d a ration et de clarification qui sur le plan technique forment une seule unit La liqueur mixte maintenue en suspension dans le bassin d a ration passe dans un bassin de clarification de forme circulaire pour y tre clarifi e figure 9 L alimentati
82. alyse r sines changeuses d ions strippage de l ammoniaque mais ces traitement ne sont pas utilis s dans le traitement des eaux r siduaires urbaines pour des raisons de rendement et de co t FRANCK 2002 3 4 2 L limination du phosphore L limination du phosphore ou d phosphatation peut tre r alis e par des voies physico chimiques ou biologiques En ce qui concerne les traitements physico chimiques l adjonction de r actifs comme des sels de fer ou d aluminium permet d obtenir une pr cipitation de phosphates insolubles et leur limination par d cantation Ces techniques les plus utilis es actuellement liminent entre 80 et 90 du phosphore mais engendrent une importante production de boues PRESCOTT er al 2007 3 4 3 La d sinfection Un abaissement de la teneur des germes parfois exig pour les rejets dans des zones sp cifiques zones de baignade zones de conchylicoles FRANCK 2002 ou dans le cadre d une r utilisation il sera r alis par des traitements de d sinfection chimique par Le chlore est un oxydant puissant qui r agit la fois avec des mol cules r duites et organiques et avec les micro organismes BAUMONT et al 2005 Les compos s utilis s dans le traitement des eaux us es sont le chlore gazeux Cl l hypochlorite de sodium NaClO appel commun ment eau de Javel l hypochlorite de calcium Ca ClO le chlore de chaux CaCl OCI et le chlorite de sodium
83. ationales des eaux destin e l irrigation selon l OMS 1989 lt I mg l Annexe 2 I 3 2 Pollution phosphor e Le phosphore des eaux us es particulaire ou soluble est essentiellement constitu de phosphore inorganique essentiellement des polyphosphates et des orthophosphates dont une part provient de l hydrolyse des polyphosphates de phosphore organique phospholipides esters polynucl otides ATP ADP DERONZIER et CHOUBERT 2004 L volution hebdomadaire des de l eau brute et de l effluent trait est port e dans le tableau 6 Annexe 1 D apr s les r sultats obtenus les valeurs des orthophosphates 4 varient du minimum de 1 44 mg l au maximum de 5 4 mg l au niveau des eaux brutes concernant les eaux pur es les concentrations oscillent entre 2 1 mg l 10 7 mg l figure 21 La teneur moyenne en orthophosphates des eaux trait es 4 16 mg l semble sup rieure celle enregistr e dans les eaux brutes 3 14 mg l cela est due l activit des microorganismes qui participent la transformation du phosphore organique polyphosphates et orthophosphates Ces valeurs sont lev es et d passent les normes alg riennes et internationales des rejets lt 2 mg l et celle des eaux d irrigation 0 94 mg l selon POMS 1989 Annexe 2 L origine du phosphore dans les eaux us es domestiques est d duite de la connaissance des sources de phosphore naturel et de son utilisation VILLEBRUN 1
84. ations on the role of sediments surface and groundwater chemistry in transport of bacteria through a contaminated sandy aquifer Environ Sci Technol 26 pp 1410 1417 135 SEVRIN REYSSAC J DE LA NOUE J PROULX D 1995 Le recyclage du lisier de porc par lagunage Edition Technique et Documentation Lavoisier pp118 136 SIMONI S F HARMS H BOSMA T N P and ZEHNDER A J B 1998 Population heterogeneity affects transport of bacteria through sand columns at low rates Environ Sci Technol 32 pp 2100 2105 137 STRAUB T M and CHANDLER D P 2003 Towards a unified system for detecting waterborne pathogens Journal of Microbiological Methods 53 2 pp 185 197 105 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 138 TALLON P MAGAJNA B LOFRANCO C and LEUNG K T 2005 Microbial indicators of faecal contamination in water A current perspective Water Air and Soil Pollution 166 1 4 pp139 166 139 TIZGHADAM GHAZANI Mostafa 2007 Etude des performances et optimisation d un r acteur Cascade a biomasse hybride pour le traitement des eaux us es urbaines Th se Doctorat Universit de Limoges pp 15 16 140 TOZE S 1999 PCR and the detection of microbial pathogens in water and wastewaters Water Res 33 pp 3545 3556 141 TRAD RAIS M et XANTHOULIS D 1999 Am lioration de la qualit microbiologique des effluents secondaires par stockage en bassins Biotechnol Agron Soc Environ pp149 157 142 US EPA 1999 Guidanc
85. bien d finie 10min et une temp rature strictement fix e 80 C pour d truire les formes v g tatives des bact ries Une revivification de ces spores dans un milieu permettant galement la mise en vidence de l action sulfito r ductrice Il s agit d une g lose viande foie paisse peu perm able l air apr s r g n ration apte la vie en ana robiose contenant du sulfite de sodium et d alun de fer L incubation est effectu e 37 C 1 C pendant 24heures puis prolong e 48heures La pr sence de Clostridiums sulfito r ducteurs est relev e sous forme de colonies en halo noir couleur du sulfure de fer r sultant de la r duction des sulfites selon la r action suivante SO 6H 6e gt S 3H 0 NF 90 145 1985 2 Essai de filtration de l eau pur e sur sable local L utilisation de filtres sable pour traiter des eaux us es domestiques est connue depuis tr s longtemps Elle tait d j pratiqu e dans le Massachusetts USA vers la fin des ann es 1800 BERNIER et al 2001 55 MATERIEL ET METHODES Dans cette deuxi me partie nous allons tester la m thode de d sinfection par filtration sur sable et voir son efficacit sur l abattement des germes microbiens dans le but de minimiser l utilisation accrue du chlore au moment de la d sinfection en effectuant les analyses suivantes gt Les param tres de pollution particulaire Les mati res en suspension
86. bles de r aliser les r actions suivantes T CO CO CH 2H 0 MADIGAN et MARTINKO 2007 15 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Compos s organiques complexes Carbohydrates prot ines lipides HYDROLYSE Bact ries fermentatives Compos s organique simples osides peptides acides amin s ACIDOGENESE Bact ries acidog nes Acides gras volatils alcools propionate et butyrate Bact ries METHANOGENES Bact ries m thanog nes METHANOGENES Bact ries m thanog nes Figure 2 Repr sentation sch matique des diff rentes tapes de la digestion ana robie de compos s organiques PAING 2001 16 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Ce type de fermentation est une op ration d licate qui demande une surveillance importante En effet la temp rature doit tre maintenue un niveau tr s stable et suffisamment lev Il faut aussi viter les carts brutaux de pH et les substances inhibitrices du d veloppement bact rien titre d exemple les cyanures les sels de m taux lourds et les ph nols VILAGINES 2003 D embl e on peut rappeler que les syst mes de traitement ana robie sont r put s plus conomiques que les syst mes a robies du fait de l conomie d nergie de la faible production de boue et la possibilit de r utiliser le biogaz produit qui est converti parfois en nergie lectrique
87. calinit elles varient entre 7 4 et 7 76 avec une moyenne de 7 56 figure 12 respectant la norme de rejet d limit e entre 6 5 et 8 5 JORA 1993 Annexe 2 Cette valeur co ncide d apr s GAUJOUS 1995 avec le pH normal de l eau de mer et des eaux douces en zones calmes Le pH des eaux l entr e est souvent sup rieur celui enregistr la sortie ainsi nous avons enregistr un pic d une valeur de 8 6 ceci est en fonction de qualit de l eau us e qui rentre la STEP qui a subi une modification due une op ration de d sinsectisation au niveau du complexe restaurant I 1 3 Conductivit lectrique Les valeurs de la conductivit lectrique se situent dans un intervalle de 2350 3010 us cm figure 13 l entr e et de 2320 2970 us cm enregistr es la sortie Ces valeurs sont en fonction de la min ralisation naturelle de leau potable et celle usage domestique utilis es au niveau de la Direction R gionale HBK qui poss dent respectivement une conductivit de 1006 us cm et 2660 us cm 62 e Entr e Sortie 81 S2 53 S4 55 56 57 S8 59 S10 S11 S12 Semaines Figure 14 Variations hebdomadaires de lO dissous des eaux de STEP RESULTATS ET DISCUSSION La variation de ce param tre pour une m me agglom ration et sa comparaison avec la conductivit de l eau distribu e permettent de conclure sur une variation de charge x 9 2 poll
88. ce Edition Eyrolles Paris pp 2 30 28 BONTOUX 1993 Introduction l tude des eaux douces eaux naturelles eaux us es eaux de boisson Edition Technique et Documentation Lavoisier pp 166 29 CALLOW M E and FLETCHER R L 1994 The influence of low surface energy material on bioadhesion A review Int Biodeterior Biodegrad 34 pp 333 348 95 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 30 CAMESANO and LOGAN B E 1998 Influence of fluid velocity and cell concentration on the transport of motile and nonmotile bacteria in porous media Environ Sci Technol 32 pp1699 1708 31 CAMPOS C 2008 New perspectives on microbiological water control for wastewater reuse Desalination 218 pp 34 42 32 CARDOT C 1999 Les traitements de l eau Proc d s physico chimiques et biologiques Ellipses Paris pp 247 33 CARRILLO M ESTRADA E AND HAZEN T C 1985 Survival and enumeration of the fecal indicators Bifidobacterium adolescentis and Escherichia coli in a tropical rain forest watershed Applied Environmental Microbiology 50 2 pp 468 476 34 CASTANY G 1982 Principes et m thodes de l hydrog ologie Edition Bordas Paris 35 CAUCHI HYVRARD NAKACHE SCHWARTZBROD ZAGURY BARON CARRE COURTOIS DENIS DERNAT LARBAIGT DERANGERE MARTIGNE et SEGURET 1996 Dossier la r utilisation des eaux us es apr s puration Techniques Sciences et M thodes 2 pp 81 118 36 CAWST Center for affordable Water and
89. chimique en oxyg ne et la demande biologique en oxyg ne pendant 5 jours DBOs est respectivement de 78 54 et 92 45 L limination du NO et PO est tr s faible les concentrations r siduelles respectives valu es 0 073 36 20 4 16 mg l restent lev es dans l effluent trait Cependant les analyses bact riologiques ont r v l leurs richesse en germes t moins de contamination f cale en moyenne 2 09 109 coliformes totaux 1 17 10 coliformes f caux 1 8 10 streptocoques f caux SF pour 100 ml et de 72 12 spores de clostridiums sulfito r ducteurs pour 20 ml ont t d nombr s L essai d am lioration de la qualit microbiologique des effluents secondaires non chlor s par filtration sur sable local a t entrepris au niveau de la m me station Les r sultats r v lent une r duction jusqu 100 des mati res en suspension MES 91 3 de la turbidit et en moyenne 99 du nombre de microorganismes dans les eaux percol es travers la colonne de sable Au bout de 64h de filtration un taux d abattement de 100 est obtenu pour les coliformes f caux CF et clostridiums sulfito r ducteurs Ainsi un rendement de 99 99 des coliformes totaux CT et de 99 98 des streptocoques f caux SF a t enregistr Cette r duction est imputable la r tention de ces cellules par la colonne de sable Il ressort de notre tude que la qualit hygi nique des eaux issues de
90. crobiology 67 pp 4934 4938 102 MEINCK F STOOFF H et KOHLSCHUTTER H 1977 Les eaux r siduaires industrielles 2 Ed Masson Paris pp863 103 MIDELET G 2002 Etude des transferts microbiens par contact depuis des surfaces inertes vers un aliment Application a la situation industrielle des bandes convoyeuses utilis es dans l industrie de la viande These doctorat universit de Bourgogne 104 MILLSAP K W VAN DER MEI H C BOS R and BUSSCHER H J 1998 Adhesive interaction between medically important yeasts and bacteria FEMS Microbiol Rev 21 pp 321 336 105 MONTIEL A 2004 Contr le et pr servation de la qualit microbiologique des eaux traitements de d sinfection Rev Fr Lab 364 pp 51 53 102 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 106 MOUHIR L CHOUKRALLAH R SERGHINI FEKHAOUI FADLI D 2001 Performances puratoires d un syst me de traitement par infiltration percolation et d nitrification en milieu semi aride au Maroc Bulletin de l Institut Scientifique Rabat section Sciences de la vie 2001 n 23 83 88 107 MOUSSA MOUMOUNI DJERMAKOYE H 2005 Les eaux r siduaires des tanneries et des teintureries Caract risation physico chimiques bact riologiques et impact sur les eaux de surfaces et les souterraines These Doctorat Universit de Bamako pp 29 108 2003 Synth se sur la situation de l assainissement et valuation des besoins en station de traitement et d pu
91. e de la concentration bact rienne mesur e l instant t dans le sable de la porosit de la couche de sol du rayon du tuyau collecteur de la distance parcourue par l eau d infiltration du facteur d efficacit du collecteur du coefficient de filtration et de l efficacit de collision cette efficacit de collision exprimant le rapport entre la concentration initiale des microorganismes et leur concentration instantan e le long de la colonne de sable CAMESANO and LOGAN 1998 La r tention des bact ries par le sable contribue des eaux us es qui s infiltrent avec leurs contenus f caux et non f caux Ce ph nom ne pour SCHOLL and HARVEY 1992 survient lorsque l association bact rie surface de la particule de sable est largement contr l e par les forces lectrostatiques En effet le sable a un pouvoir purateur important que ce soit sur le plan physico chimique ou microbiologique MOUHIR et al 2001 La d contamination majeure des effluents en charge bact rienne est assur e par les caract ristiques granulom triques l paisseur de la couche colmatante l paisseur de la lame d eau infiltr e quotidiennement la fr quence et la p riodicit des apports en eau au niveau des filtres sable BLAKE et TISO 1985 Ainsi les m canismes biologiques savoir la pr dation des bact ries par les protozoaires para t elle avoir un r le important quant l limination de la charge bact rienne
92. e Haoud les mesures du pH Ce turbidit MES temp rature et de concentration en coliformes totaux coliformes f caux streptocoques f caux E coli et les clostridiums sulfito r ducteurs taient prises syst matiquement sur l eau brute et l eau filtr e Le d bit tait mesur la sortie du filtre II 1 Les mati res particulaires La garantie de la d sinfection de l eau n est donc plus bas e aujourd hui que sur la recherche de germes indicateurs mais galement sur toute une s rie de param tres notamment des param tres physico chimiques qui s ajoutent la recherche de ces germes et en particulier la turbidit MONTIEL 2004 II 1 1 Les mati res en suspension Les mati res en suspension sont souvent responsables de la couleur et de la turbidit du fluide traiter Elles repr sentent la pollution particulaire La mesure de MES des eaux filtr es est effectu e sur 3 pilotes fonctionnant en parall le chaque 8 heures Les r sultats obtenus sont repr sent s dans le tableau 8 76 RESULTATS ET DISCUSSION Tableau 8 Evolution des MES mg l de l eau brute et filtr e en fonction du temps Avant 0 24h 32h 40h 29 25 0 o 100 sh 2 0 0170 010 100 64h 32 o o 10 7h 60010 0 J 0 10 80h Les essais de traitement des eaux issues du d canteur seulement par filtration ont montr des rendements d limination des MES
93. e contre toute contamination ext rieure 48 MATERIEL ET METHODES Les pr l vements sont effectu s dans des flacons st riles en poly thyl ne ou en verre borosilicat 1 2 2 Transport et conservation des chantillons Tout flacon d chantillonnage doit tre clairement identifi et tre accompagn d informations suffisantes concernant la nature de l chantillon et les raisons pour lesquelles l examen est demand La teneur initiale en microorganismes contenus dans l eau risque de subir des modifications apr s le pr l vement c est pour cela que toute analyse doit tre effectu e le plus rapidement possible et transport s dans une enceinte r frig r e aux environ de 49 avec un d lai maximum de 8 heures avant l analyse 1 2 3 M thodes analytiques utilis es 1 2 3 1 M thodes de d termination des caract ristiques physico chimiques des effluents de la station d puration HBK 1 Le pH La mesure est r alis e l aide d un pH m tre de type GLP22 CRISON muni d une lectrode pr alablement talonn avec des solutions tampon pH 4 puis pH 7 La m thode a consist plonger l lectrode dans l chantillon contenu dans un b cher dans lequel un agitateur magn tique homog n ise l chantillon Apr s stabilisation de l affichage sur le cadran du pH m tre nous avons not le pH 2 D termination de la Conductivit lectrique CE La mesure de la conductivit lectrique p
94. e manual for compliance with the interim enhanced surface water treatment rule turbidity provisions United States Environmental Protection Agency EPA 815 R 99 010 Accessible http www epa gov safewater mcl pdf 143 USEPA 2007 Water amp Health Series Filtration Facts United StatesEnvironmental Protection Agency http www epa gov safewater faq pdfs fs healthseries filtration pdf 144 VANCE D B 2002 Particulate transport in groundwater part II Bacteria Accessible http 2the4 net paartbact html 140 VILAGINES R 2003 Eau environnement et sant publique Introduction l hydrologie 2 dition Editions Tec amp Doc pp198 145 VILAGINES Roland 2003 Eau environnement et sant publique introduction l hydraulique 2 dition Edition Tec et Doc Paris 146 VILLEBRUN J F 1989 La d phosphatation biologique appliqu e la station d puration de Craon Rapport de la DDAF de la Mayenne Volume 2 Crit res d hygi ne et documentation l appui Gen ve Suisse pp330 147 WANKO A MOSE R et LIENARD A 2005 Capacit s de traitement d un effluent de synth se en infiltration percolation Revue des sciences de l eau vol 18 n 2 pp 165 175 106 ANNEXES FE STI 0462 010 SS L FOI hee ST TTOC VO VC LO es CIS Ah OOLC LIOC VO LT IIS IML juonjggo 92n41q nv9 op sonbrumqgo ooisAud sonbjonb uonn oA9 neo qe T
95. e se d velopper 44 C Les CF sont les plus appropri s que les CT comme indicateurs de contamination f cale Ce groupe est majoritairement constitu d Escherichia coli mais comprend aussi des Klebsiella des Enterobacter et des Citrobacter Certains auteurs ont rapport la pr sence de ces esp ces dans des eaux sans qu aucune contamination f cale ne soit suspect e BAUDIZSOVA 1997 MC LELLAN et al 2001 GAUTHIER et ARCHIBALD 2001 Les r sultats obtenus sont r sum s au tableau 13 Tableau 13 Evolution de la concentration en coliformes f caux germes 100ml de l eau brute et filtr e en fonction du temps Avant 16h 24h 32h 2 10606 40 70 70 60 732 9999 40h 48h 56h 4 60606 30 30 30 30 0 mam sm 24036 0 0 0 9H Th Tue 0 0 0 0 10 wh 1508 06 0 0 0 O0 10 88h 2108306 0 0 0 O0 10 96h age 0 0 0 0 i mm age 0 0 9 9 9 M age 0 0 9 9 9 M ixh uge 0 9 9 9 M mm Lage 30 30 30 30 mm ih 2406 70 40 70 a 417320 9998 83 M filtre 1 B filtre 2 E filtre 3 E E Q ef Q D 9 59 59 V H GC YW D 49 D YW D ES D 9 Temps de filtration h Figure 33 Evolution de la teneur des eaux en coliformes f caux 1 00 07 1 00 06 1 00 05 1 00 04 E Moyenne 1 00E 03
96. entre les deux r gions de Hassi Messaoud et Hassi R mel a 700Km au Sud Est de la capitale Alger La zone p troli re de Haoud Berkaoui comporte trois champs importants qui renferment les accumulations d huiles essentielles de cette zone Champ de Berkaoui HBK Champ de Benkahla BKH Champ de Guellala GLA D autres champs constituent la p riph rie de cette r gion tels que Dra Et Tamra DRT Mellela Heniet El Baida HEB Bab ElHattabat BHT Mokh El Agroub KG Gellala nord est GLANE N goussa Sahane Takhoukht Boukhzana Ouarsenis etc Il existe deux centres principaux de production situ s Haoud Berkaoui et Guellala et trois centres satellites BKH GLANE et DRT 2 Champ de Haoud Berkaoui sur une superficie de 175 Km ce champ d couvert en 1965 a t mis en production en Janvier 1967 Le centre de production HBK se compose d une unit de s paration d huile avec une capacit de 8 000 m j d une autonomie de stockage de 18 000 m d une unit de boosting gaz de 1 million m j et d une unit de station d injection d eau raison de 6 000 m 2 Les activit s de la Direction R gionale de Haoud Berkaoui La r gion de Haoud Berkaoui fait partie de la division production Ses principales activit s sont essentiellement gt La production du brut Lar cup ration du gaz torch gt L injection d eau 37 MATERIEL ET METHODES 3 La nature des re
97. ermet d valuer rapidement mais tr s approximativement la min ralisation globale de l eau La mesure est faite l aide d un conductim tre de type TOLEDO MC226 La conductivit d une solution est affect e par la temp rature de la solution Donc il est n cessaire de lier les mesures de conductivit une temp rature de r f rence 25 C 3 La temp rature La temp rature est d termin e en m me temps que la conductivit lectrique par le conductim tre 49 MATERIEL ET METHODES 4 L oxyg ne dissous L oxygene dissous est un compos essentiel de l eau car il conditionne les r actions biologiques qui ont lieu dans les cosyst mes aquatiques Dans le domaine de l puration 1l est indispensable pour la d gradation des mati res polluantes qui se fait principalement en a robiose Nous avons effectu la mesure l aide d un oxym tre de type Ox1 179 S 5 Les mati res en suspension M E S Pour la d termination des mati res en suspension M E S nous avons utilis la m thode par filtration sur disque filtrant de 0 45um Le filtre est s ch 105 C puis pes apr s refroidissement Norme EN 872 1996 Le taux des mati res en suspension MES exprim en milligramme par litre mg L est donn par l expression MES M M4 1000 V RODIER 2005 O V Le volume en ml d chantillon utilis Mo La masse en mg du disque filtrant avant utilisation M La masse en m
98. es pathog nes L ensemble de ces organismes peut tre class en quatre grands groupes les bact ries les virus les protozoaires et les helminthes BELAID 2010 3 1 1 Les bact ries Les bact ries sont des organismes unicellulaires simples et sans noyau Leur taille est comprise entre 0 1 et 10 um Le taux moyen de bact ries dans les feces est d environ 10 bact ries g ASANO 1998 Les bact ries sont les microorganismes les plus commun ment rencontr s dans les eaux us es TOZE 1999 Les eaux us es urbaines contiennent environ 10 10 bact ries 100 ml dont la plupart sont des proteus et des ent robact ries 10 10 streptocoques et 10 10 clostridiums La concentration en SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE bact ries pathog nes est de l ordre de 10 germes l Parmi les plus d tect es sont retrouv es les salmonelles dont celles responsables de la typho de des paratypho des et des troubles intestinaux Les coliformes thermotol rants sont des germes t moins de contamination f cale commun ment utilis s pour contr ler la qualit relative d une eau BELAID 2010 3 1 2 Les virus Ce sont des organismes infectieux de tr s petite taille 10 350 nm qui se reproduisent en infectant un organisme h te Les virus ne sont pas naturellement pr sents dans l intestin contrairement aux bact ries Ils sont pr sents soit intentionnellement apr s une vaccination contre la poliomy lite par exemple so
99. est r alis e dans un dessableur d shuileur longitudinal a r La vitesse d coulement des eaux est maintenue environ 0 30nvs Moyennant un a roflot l eau est a r e par des insufflations d air permettant d une part la s paration du sable de l eau et d autre part favorisant l accumulation des graisse et des huiles en surface Le sable d pos au fond de l ouvrage est relev jusqu une tr mie par l utilisation d une pompe sable Les huiles sont r cup r es en surface dans une zone de tranquillisation et sont d vers es dans un puisard graisse pour tre achemin es par un camion vers une d charge am nag e photo 3 41 MATERIEL ET METHODES Photo 3 Dessableur d shuileur 2 2 Le traitement biologique Le proc d de traitement est dit boues activ es car l ensemble des conditions favorables a une activit maximale des bact ries est mis uvre un apport en oxyg ne suffisant une agitation permanente afin de favoriser le contact entre bact ries et pollution une concentration lev e en bact ries pour augmenter l efficacit du traitement La cha ne de traitement est compos e d un bior acteur d un clarificateur et d une boucle de recyclage des boues Le traitement biologique est r alis dans un ensemble complet qui comprend 2 2 1 Le bassin d a ration Le bassin d a ration photo 4 et figure 8 est de forme rectangulaire en b ton arm Il sera
100. est tr s sensible la chloration tant rapidement inactiv par une concentration de chlore r siduel libre variant de 0 2 1 mg l Les bact ries n ayant pas t inactiv es ou d truites par la chloration sont par ailleurs capables de survivre pendant quelques jours sans toutefois prolif rer BEAUPOIL et al 2010 Concernant les analyses des streptocoques f caux au niveau des eaux de sortie de la STEP de Haoud elle ont permis de d nombrer sur douze chantillons hebdomadaires une moyenne de 18 10 germes 100 ml Ainsi ces bact ries sont des t moins assez r sistants de contamination f cale y compris dans les milieux sal s GAUJOUS 1995 Ils peuvent aussi se multiplier dans les milieux pr sentant des pH allant jusqu 9 6 par cons quent sont utilis s comme indicateurs d organismes pathog nes qui pr sentent une r sistance similaire au pH lev OMS 1979 Quant aux clostridiums sulfito r ducteurs les r sultats des analyses montrent la richesse des eaux de sorties par ces germes avec une moyenne de 72 12 g 20 ml Les valeurs oscillent entre 15 et 350 g 20 ml Les variations de la concentration de ces germes durant la p riode allant du 06 02 2011 au 14 03 2011 sont fonction de la qualit de l eau brute Les teneurs en Clostridiums sulfito r ducteurs ont d pass les 3 10 g 20 ml ceci est du l arr t de la d sinfection par l hypochlorite de sodium La pr sence de ces germes indique la pr
101. et s dans le r seau domestique gt soit ils sont enti rement trait s sur place et rejet s dans le milieu naturel Ce dernier cas ne nous int resse pas dans le cadre de la r utilisation des eaux us es pur es Dans le cas d un rejet dans le r seau domestique avec ou sans pr traitement les effluents industriels peuvent fortement modifier la composition des eaux us es Cette modification est tr s troitement li e l activit industrielle concern e et peut prendre des formes innombrables BAUMONT et al 2005 2 3 Eaux de ruissellement Les eaux pluviales peuvent elles aussi constituer une source de pollution importante des cours d eau notamment pendant les p riodes orageuses L eau de pluie se charge d impuret s au contact de l air fum es industrielles puis en ruisselant elle entraine des r sidus d pos s sur les toits et les chauss es des villes huiles de vidange carburants r sidus de pneus et m taux lourds BONTOUX 1993 Les eaux de pluie qui ruissellent sur les surfaces imperm abilis es en g n ral en zone urbaine sont collect es par un r seau qui peut tre le m me que celui qui collecte les eaux us es ou non On distingue SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE gt les r seaux unitaires un seul collecteur assure le transport des eaux us es et des eaux pluviales La qualit et le volume des eaux qui arrivent alors la station d puration sont tr s variables Pour vite
102. ettre des possibilit s de traitement plus lev sans n cessiter d augmenter le volume de bassin d a ration GERMAIN et al 2007 Deux grandes familles de bior acteurs membrane Y les bior acteurs membrane externes install s l ext rieur du bassin d a ration Y les bior acteurs membrane immerg es install s l int rieur du bassin d a ration DEGREMONT 2005 La diversit des technologies et l efficacit de chacune d entre elles permet galement de concevoir des fili res adapt es chaque besoin sp cifique dans le but d atteindre le juste co t conomique CORSIN et LE STRAT 2007 3 4 Le traitement tertiaire Certains rejets d eaux trait es sont soumis des r glementations sp cifiques concernant l limination d azote de phosphore ou des germes pathog nes qui n cessitent la mise en uvre de traitements tertiaires FRANCK 2002 Il regroupe toutes les 18 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE op rations physiques et chimiques qui compl tent les traitements primaires et secondaires OU ALL 2001 3 4 1 L limination de l azote Les stations d puration n liminent qu environ 20 de l azote pr sent dans les eaux us es par les traitements de nitrification d nitrification Pour satisfaire aux normes de rejet en zones sensibles des proc d s physiques et physico chimiques compl mentaires 171 r r 1 permettent l limination de l azote par lectrodi
103. eut par son effet long terme sur la fertilit du sol contribuer galement la stabilit structurale du sol FAO 2003 II Les biotechnologies appliqu es dans le traitement des eaux us es L assainissement de l Antiquit nos jours De nos jours l assainissement des eaux us es domestiques et industrielles est per u comme une vidence aussi bien pour la protection de notre sant que pour la pr servation de l eau en tant qu cosyst me La collecte et le traitement des eaux us es ont suivi la fois le mode de vie des soci t s au fil de l Histoire mais galement les d couvertes scientifiques D un point de vue historique la croissance d mographique et le d veloppement des villes ont impos la n cessit de fournir aux citoyens une eau saine de bonne qualit La protection de la sant publique a fait l objet de nombreux efforts avec notamment la d pollution des eaux us es depuis plusieurs g n rations Scientifiquement la prise de conscience des probl mes de sant publique et la compr hension des causes d pid mies telles que le chol ra la peste et le typhus ont entra n la construction d infrastructures et le d veloppement de proc d s de plus en plus sophistiqu s permettant de mettre un terme ces probl mes LE HYARIC 2009 2 L puration des eaux us es en Alg rie En Alg rie peu d importance est accord e la couverture des services d assainissement compar e
104. face sp cifique CARDOT 2002 5 1 Le diam tre effectif et le coefficient d uniformit Le diam tre effectif et le coefficient d uniformit sont deux caract ristiques importantes d un mat riau filtrant e Le diam tre effectif Le diam tre effectif correspond la taille des mailles du tamis qui laissent passer 10 de la masse de l chantillon 33 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE e Le coefficient d uniformit s agit du rapport entre deux diam tres apparents d finis de telle sorte que la taille de 60 et respectivementi0 des particules soit inf rieure Soient den et dio tant les valeurs lues en abscisse pour les points de la courbe granulom trique correspondant aux ordonn es de 60 et 10 DESJARDINS 1997 C d u d 10 6 M canisme de filtration Suivant les caract ristiques des particules retenir et du mat riau filtrant mis en uvre peuvent intervenir l un ou plusieurs des trois m canismes principaux suivants capture fixation et d tachement DEGREMONT 1989 6 1 M canismes de capture La capture est caract ris e par l interception de la particule par frottement grace son inertie et sa d cantation CARDOT 2002 Les m canismes de capture sont essentiellement de deux natures e Tamisage m canique s agit de la r tention des particules plus grosses que la maille du filtre ou que celle des l ments d j d pos s formant eux m mes le mat riau filtrant Ce ph
105. fesseur U K M O Examinatrice Mme SIBOUKEUR O Maitre de conf rences A U K M O Ann e universitaire 2010 2011 REMERCIEMENTS Ce travail a t r alis au Laboratoire du Service de Traitement Corrosion ainsi que sur la station d puration des eaux us es au sein de la Direction R gionale Haoud Berkaoui Je remercie Monsieur OUASTI G le Directeur R gional de la SH DP HBK pour son accueil et son appui dans la mise en place de cet essai J exprime ma profonde reconnaissance Madame BISSATI S Maitre de conf rences A l universit KASDI Merbah Ouargla pour la confiance qu elle m a t moign en dirigeant ce travail sa rigueur scientifique sa qualit humaine son optimisme ainsi que ses connaissances m ont permis d avancer sereinement durant cette ann e Je vous remercie galement pour votre disponibilit votre patience et vos pr cieux conseils Mes sinc res remerciements Madame OULD EL HADJ KHELIL Maitre de conf rences A l universit KASDI Merbah Ouargla d avoir co encadrer ce travail Ses conseils son dynamisme et ses qualit s humaines ont t une source de motivation durant cette ann e Qu elle trouve ici le t moignage de ma profonde reconnaissance Je remercie vivement l ensemble des membres du jury Monsieur CHELOUFI H Maitre de conf rences A l universit KASDI Merbah Ouargla qui m a fait l honneur de bien vouloir pr sider le jury de soutenance Monsieur OULD EL
106. figure 3 e catabolisme correspondant au processus de fragmentation des substances nutritives en l ments plus simples pyruvates Il repr sente l ensemble des r actions d oxydation et de d gradation enzymatique C est une activit exothermique qui lib re l nergie qui servira la croissance cellulaire et l entretien de la cellule anabolisme repr sentant l ensemble des r actions de synth se des constituants cellulaires C est une activit endothermique qui utilise l nergie lib r e par les processus de catabolisme pour d velopper la croissance cellulaire et la division cellulaire la respiration endog ne repr sentant l tape d oxydation des compos s cellulaires Leur dissociation en produits r sidus mati res carbon es azot es permet de satisfaire les besoins des cellules vivantes en cas de carence en substrat Les r actions de catabolisme et d anabolisme sont tr s g n rales et sont en fait constitu es de plusieurs r actions l mentaires BASSOMPIERRE 2007 21 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Substrat pr digestion Substrat soluble A Diffusion dii CO NH PO Catabolisme BACTERIE _ Figure 3 M tabolisme d une bact rie h t rotrophe ou autotrophe BASSOMPIERRE C 2007 4 2 Les microorganismes associ s l puration 4 2 1 Les bact ries puratrices Dans la biomasse puratrice les bact ries constituent le
107. forme un complexe color rose dont la coloration est proportionnelle a la quantit des nitrites pr sents L absorbance est mesur e a 507nm 10 Le phosphore PO Pour la d termination du phosphore r actif le dosage a t r alis selon la m thode colorim trique n 490 HACH pour des teneurs comprises entre 0 et 2 5 mg l l aide d un spectrophotometre de type DR2000 Les phosphores dans les us es se trouvent uniquement sous forme de phosphate La seule forme de phosphate susceptible d tre d termin e directement est l orthophosphate L orthophosphate r agit avec le molybdate en milieu acide pour produire un complexe phosphomolybdate L acide ascorbique r duit le complexe donnant une coloration intense de bleu de molybd ne L absorbance est mesur e 890nm 1 2 3 2 M thodes de d termination des caract ristiques microbiologiques des effluents de la station d puration HBK Actuellement et malgr le d veloppement des m thodes mol culaires il n est toujours pas possible de d tecter de mani re exhaustive dans un chantillon d eau l ensemble des microorganismes pr sents Il est galement impossible de baser la surveillance de la qualit de l eau sur la d tection des germes pathog nes eux m mes pour les raisons suivantes STRAUB et CHANDLER 2003 gt la tr s grande vari t et diversit des micro organismes pathog nes qui peuvent tre pr sents dans l eau virus bact ries
108. formes Totaux Direction de l Assainissement et de la Protection de l Environnement Demande Biologique en Oxyg ne pendant 5 jours Demande Chimique en Oxyg ne Eaux Us es Food and Agriculture Organisation germes Haoud Berkaoui Mati res en suspension Maladies Transmission Hydrique Nombre le Plus Probable Organisation Mondiale de la Sant R utilisation des eaux us es pur es Sodium Absorbation Ratio Ratio du Sodium Absorbable Streptocoques F caux Station d Epuration des Eaux Us es Unit de Turbidit N ph lom trique Ultra Violet Wastewater Treatment Plant Micro semence Figures Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13 Figure 14 Figure 15 Figure 16 Figure 17 Figure 18 Figure 19 Figure 20 Figure 21 Figure 22 Figure 23 Figure 24 Figure 25 Figure 26 Figure 27 LISTE DES FIGURES Etapes d une fili re de traitement des eaux Repr sentation sch matique des diff rentes tapes de la digestion ana robie de compos s organiques M tabolisme d une bact rie h t rotrophe ou autotrophe Volume moyen journalier des eaux us es recycl es dans quelques pays de la m diterran e Aspects de r utilisation des eaux us es dans les diff rentes r gions du Sch ma du principe du proc d de traitement secondaire monde Diff rentes tapes de l limination des eaux de l
109. g du disque filtrant apr s utilisation 5 La turbidit La turbidit est la mesure de l aspect plus ou moins trouble de l eau Techniquement la turbidit correspond la propri t optique de l eau permettant une lumi re incidente d tre d vi e ou absorb e par des particules US EPA 1999 Sant Canada 1995 La mesure a t effectu e l aide d un spectrophotometre de type DR2000 HACH 6 La demande biochimique en oxyg ne DBO L effet principal d un rejet de mati res organiques biod gradables dans le milieu naturel est la consommation d oxyg ne qui en r sulte La d termination de la DBO a donc pour but d valuer cette nuisance et d en estimer les effets 50 MATERIEL ET METHODES Substances organiques H20 biomasse BLIEFERT et PERRAUD 2001 La d termination de la DBOs consiste mesurer la consommation d oxyg ne par voie biologique temp rature constante de 20 C pendant un temps limit par convention 5 jours et l obscurit l aide d un syst me de mesure OxiTop Ce syst me est plus pratique rapide et donne des r sultats repr sentatifs 7 La demande chimique en oxyg ne La valeur de la DCO est une indication importante avec laquelle on peut caract riser la pollution globale d une eau par des compos s organiques Cette mesure correspond une estimation des mati res oxydables pr sentes dans l eau quelle que soit
110. imulerait les activit s enzymatiques bact riennes Avec une moyenne de 13 95 mg 2 la qualit de l eau en DBO est inf rieure aux normes alg riennes de rejet 40 mg et celles du journal officiel de la communaut europ enne 30 mg 1 ainsi qu aux normes extr mes limit es aux eaux d irrigations lt 30 mg 2 1 Annexe 2 Le rapport entre la DCO et la DBOs permet de caract riser la nature de l effluent en entr e de la STEP il est en moyenne de 2 77 3 ce qui confirme que les eaux us es trait es au niveau de la STEP HBK sont d origine domestique RODIER 2005 Selon BLIEFERT et PERRAUD 2009 les valeurs de la DCO et la DBOs de l eau trait e sont typique des eaux communales apr s puration biologique I 5 Pollution bact rienne La nature de la population microbienne est tr s vari e dans les eaux us es RODIER 2005 Les bact ries sont couramment recherch es dans l eau principalement comme t moins de contamination f cale GAUJOUS 1995 L OMS 1989 a choisi plusieurs t moins r pondant certaines exigences 1l s agit des coliformes des streptocoques f caux du groupe D de LANCFIELD 1933 et parfois les Clostridium perfringens La raison de ce choix r side dans le fait que la num ration de ces bact ries est beaucoup plus simple et rapide entre 24 et 48h que celle des germes pathog nes n cessitant g n ralement plusieurs jours d identification s rologique GAUTHIER et PI
111. ions r siduelles restent tr s lev es dans l effluent trait Cependant ils constitueront un apport int ressant de fertilisation en nutriments azot s et phosphor s dans le cas d une r utilisation en agriculture Quant aux bact ries les eaux trait es issues de la STEP HBK sont tr s charg es en coliformes totaux coliformes thermotol rants streptocoques f caux et en spores de clostridiums sulfito r ducteurs Par cons quent les effluents trait s ne r pondaient pas aux recommandations de l O M S quant leur r utilisation pour l arrosage d espaces verts L effluent ne satisfait pas les crit res sanitaires des eaux d arrosage Pour cette raison son utilisation des fins d arrosage doit tre pr c d e d un traitement compl mentaire visant r duire les risques sanitaires Cependant il est n cessaire dans ce cas pour valuer davantage sa qualit d tudier d autres param tres n ayant pas fait l objet de notre tude savoir la salinit le rapport d absorption du sodium RAS les l ments traces cadmium aluminium etc les ions toxiques 91 CONCLUSION travers la seconde partie de notre travail qui consiste r aliser un essai de recyclage de l effluent secondaire sur une couche de sable filtrante en vue d am liorer sa qualit microbiologique Le sable d origine concass constituait les garnissages des colonnes d infiltration Au vu des r sultats obtenus il para t que le proc d
112. it chez un individu infect accidentellement BAUMONT er al 2005 On estime leur concentration dans les eaux us es urbaines comprise entre 10 et 10 particules par litre Leur isolement et leur d nombrement dans les eaux us es restent difficiles ce qui conduit vraisemblablement une sous estimation de leur nombre r el Les virus ent riques sont ceux qui se multiplient dans le trajet intestinal Parmi les virus ent riques humains les plus nombreux nous nous citerons les ent rovirus exemple polio les rotavirus les retrovirus les ad novirus et le virus de l H patite A Il semble que les virus soient plus r sistants dans l environnement que les bact ries AULICINO et al 1996 3 1 3 Les protozoaires Les protozoaires sont des organismes unicellulaires munis d un noyau plus complexes et plus gros que les bact ries La plupart des protozoaires pathog nes sont des organismes parasites c est dire qu ils se d veloppent aux d pens de leur h te Certains protozoaires adoptent au cours de leur cycle vital une forme de r sistance appel e kyste qui peut tre v hicul par les eaux r siduaires Cette forme peut r sister g n ralement aux proc d s de traitements des eaux us es BAUMONT al 2005 Ainsi selon les conditions du milieu ces organismes peuvent survivre plusieurs semaines voir m me plusieurs ann es En revanche 10 30 kystes est une dose suffisante pour causer des troubles sanitaires CAMPOS
113. itement est donc tr s utile pour r duire la quantit de d sinfectants chimiques hypochlorite de sodium n cessaires surtout pour l limination des germes et micro organismes r sistants a ce type de d sinfectants serait tr s important de mener une tude s talant sur une plus longue p riode afin d observer l av nement du colmatage dans ces r acteurs et son incidence sur les capacit s d infiltration et de filtration ainsi que son impact sur le d veloppement bact rien au sein du milieu poreux 92 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES R f rences bibliographiques 1 M J and ALEXANDER 1988 Growth and survival of bacteria and introduced into carbon amended soil Soil Biol Biochem 20 pp 703 709 2 ALTMEYER ABADIA G SCHMITT S et LEPRINCE A 1990 Risques microbiologiques et travail dans les stations d puration des eaux us es Document pour le m decin du travail n 44 pp 374 377 3 AMY G DEBROUX J F ARNOLD R et WILSON L G 1996 Preozonation for enhancing the biodegradability of wastewater effluent in a potable recovery soil aquifer treatment SAT system Rev Sci Eau 9 pp 365 380 4 ANDREJ TRAMPUZ JULIA STEINR CKEN MARTIN CLAUSS ALAIN BIZZINI ULRIKA FURUSTRAND ILKER UCKAY ROBIN PETER JACQUES BILLE OLIVIER BORENS MER and REAS SERRA 2010 Nouvelles m thodes pour le diagnostic des infections li es aux implants Rev Med Suisse 6 pp 731 734
114. jets de Haoud Berkaoui La direction r gionale de Haoud habit e par pr s d un millier d habitants est constitu e d un noyau urbain et une base industrielle 3 1 Les rejets domestiques La consommation d eau potable de la r gion est environ de 250 l habitant jour Les eaux r siduaires urbaines sont repr sent es par les rejets des 28 villas la base de vie cuisine et complexe restaurant et la buanderie 3 2 Les rejets industriels Ces eaux sont repr sent es par des eaux de lavage les eaux de vidange contenant des huiles de lubrification moteurs pompes machines et v hicules les eaux huileuses de purge des s parateurs du p trole et bacs de stockage contenant du p trole en mulsion et les mati res en suspension les s diments paraffine etc et les eaux contenant des produits chimiques du laboratoire tels que les acides chlorhydrique et sulfurique les bases la soude caustique etc 4 Mesures entreprises pour la protection de l environnement Pour parer au probl me de l environnement en g n ral et la protection de la nappe phr atique les premi res mesures prises par la SONATRACH sur terrain sont repr sent es par deux projets ambitieux qui ont t lanc s en 2003 savoir gt La r alisation de la station de d shuilage pour traitement des rejets industriels gt La r alisation de la station d puration des eaux us es domestiques par boues activ es ANONYME 2
115. l puration par boues activ es est Nettement am lior e par la filtration sur sable et que cette qualit pourrait tre maintenue si le filtre sable est r guli rement d contamin Mots cl s Eaux us es filtration sable bact ries STEP HBK abattement Microbiological quality improvement of the activated sludge effluents from Haoud sewage treatment plant by local sand filter Abstract The wastewater from Haoud Berkaoui treatment plant located at 35 km from southwest of Ouargla city Algeria treated by an activated sludge process was characterized for reuse in the watering of parklands The results present satisfactory outputs purifying 92 62 of the suspended matter The outputs of chemical oxygen demand COD and five day biological oxygen demand BODs is respectively 78 54 and 92 45 The elimination of NO and is very weak the evaluated respective residual concentrations with 0 073 36 20 4 16 mg l remain high in the treated effluent However the bacteriological analyses revealed on their witness with indicator of fecal contamination on average 2 09 10 total coliforms 1 17 10 fecal coliforms 1 8 10 fecal streptocoques per 100 ml and of 72 12 spores of clostridiums sulfito reducers per 20 ml were counted Microbiological quality improvement test of secondary effluents by local sand filter was undertaken in the same sewage treatment plant The results reveal a reduction up
116. la couverture des services d approvisionnement en eau et encore moins d importance est accord e l puration En effet pour un taux de couverture du r seau d assainissement de l ordre de 85 96 seules 20 des eaux us es collect es en Alg rie sont trait es Le volume annuel des eaux us es est estim 600 millions de m dont quelques 550 millions de m correspondent aux agglom rations de taille sup rieure 50 000 habitants HARTANI 2004 Au cours de ces derni res ann es le Minist re des Ressources en Eau MRE entrepris la mise en uvre d un important programme d investissement concernant la r alisation de 84 stations d puration STEP et la r habilitation de 15 autres dont deux en exploitation Ceci a port le nombre actuel des STEP existantes et en exploitation de 46 138 avant la fin 2008 noter aussi que 56 10 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE STEP sont actuellement en cours d tude ou en tude de r habilitation et dont le lancement des travaux a t pr vu pour le moyen terme 2007 2010 ce qui a permis d atteindre un parc de 194 STEP l horizon 2010 DAPE 2006 3 Les grandes tapes du traitement Nous venons de voir que la composition d une eau us e est tr s diversifi e suivant son origine chaque installation est par cons quent con ue pour r pondre un besoin sp cifique Les technologies utilis es se d veloppent et se perfectionnent constamment par la recherche de technologies o
117. la route menant vers le champ d El Gassi 56 MATERIEL ET METHODES 2 1 2 Pr l vement des chantillons Les chantillons de sable sont pr lev s arbitrairement au niveau de la carri re livr s dans des sachets en grande quantit 2 2 Caract risation du sable filtrant 2 2 1 L analyse granulom trique L analyse granulom trique permet de d terminer la grosseur et le pourcentage pond raux respectifs de diff rentes familles de grams constituant les chantillons du sable DESJARDINS 2004 On se reporte aux recommandations de la norme frangaise NF X 11 507 pour effectuer les analyses granulom triques dans les meilleures conditions savoir Tamiser ce mat riau successivement sur des tamis normalis s AFNOR n X11 501et noter la masse retenue sur chaque tamis Calculer partir de ces r sultats la masse de mat riau a travers chaque tamis total du mat riau retenu ou non sur tous les tamis de dimension inferieure celle consid r e et l exprimer en pourcentage de la masse de mat riau utilis pour l analyse Tracer la courbe repr sentant ces pourcentages en fonction des tailles de maille de chaque tamis A partir de la courbe nous pouvons d terminer les param tres physiques suivants gt Diam tre effectif Dg taille des mailles qui laissent passer 10 des particules de sable gt Coefficient d uniformit Cu rapport entre le diam tre qui laisse passer
118. llement mis en uvre MRE 2004 Le ratio entre la r utilisation des eaux us es et l affectation des ressources permet d estimer la contribution de la r utilisation des eaux us es en irrigation Cette contribution est de 13 37 dans le cas de la r gion hydrographique Chelif Zahrez de 21 4 dans la r gion hydrographique Constantine Seybousse Mellegue et de 34 92 dans la r gion hydrographique Oranie Chott Chergui Cette derni re est nettement d ficitaire pluviom trie par rapport aux autres r gions du Nord alg rien 400mm an environ La composante r utilisation des eaux us es en irrigation devient m me pr pond rante avec un ratio de 45 voire 100 dans le cas du p rim tre de Ml ta dans la r gion de l Oranie de l Ouest alg rien 2004 3 Les modes de r utilisation des eaux us es La r utilisation des eaux us es figure 5 est r pandue dans le monde entier avec plusieurs types de valorisations Il existe des milliers de projets de r utilisation des eaux us es BOXIO er al 2008 On peut distinguer cinq cat gories de r utilisation r utilisation pour l irrigation cultures fourrag res ou maraich res c r ales prairies etc r utilisation industrielle circuit de refroidissement construction papeteries industries textiles etc r utilisation en zone urbaine lutte contre l incendie lavage de voirie recyclage des eaux us es d un immeuble arrosage de parcs
119. lus en plus fines Les r sidus recueillis sont d pos s en d charge Le dessablage pour pr venir les d p ts dans les canalisations prot ger les organes m caniques pompes contre l abrasion et viter de perturber les autres tapes de traitement Les sables recueillis g n ralement par raclage en fond de bassin sont recycl s d graissage d shuilage pour viter l encrassement de la station par des corps gras Effectu e dans le m me bassin que l tape de dessablage la r cup ration des graisses et huiles se fait en surface Les compos s collect s seront alors incin r s cas du traitement d un effluent urbain ou recycl s pour la fabrication de savons ou d tergents cas de certains effluents industriels en fonction de leur qualit BASSOMPIERRE 2007 3 2 Le traitement primaire Le traitement s effectue par voie physico chimique et a pour but d extraire le maximum de mati res en suspension et de mati res organiques facilement d cantables Trois voies de traitement sont possibles La d cantation processus physique le principe de s paration solide liquide est la pesanteur les mati res en suspension ou collo dales tendent se s parer du liquide par s dimentation La flottation processus physique par opposition la d cantation la flottation est un proc d de s paration solide liquide ou liquide liquide qui s applique a des particules dont la masse volumique r elle ou a
120. mes Le terme substrat d signe les substances constituant la nourriture n cessaire au d veloppement des micro organismes les compos s organiques d grader repr sentant la majorit de ces substances Si le substrat n est pas sous une forme directement assimilable par la bact rie 1l sera hydrolys l ext rieur de la cellule bact rienne par des exoenzymes L azote ammoniacal et les phosphates sont utilis s en tant que nutriments car ils entrent dans la composition des compos s cellulaires prot ines membrane cellulaire ADN L oxyg ne dissous est galement indispensable au d veloppement des bact ries a robies BASSOMPIERRE 2007 23 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ITI La r utilisation des eaux us es 1 Bilan mondial Pendant les derni res ann es la r utilisation des eaux us es a connu un d veloppement tr s rapide avec une croissance des volumes d eaux us es r utilis es de l ordre de 10 29 par an en Europe aux tats Unis et en Chine et jusqu 41 en Australie Le volume journalier actuel des eaux r utilis es atteint le chiffre impressionnant de 1 5 1 7 millions de m par jour dans plusieurs pays comme par exemple en Californie en Floride au Mexique et en Chine LAZAROVA et BRISSAUD 2007 La figure 4 illustre l ampleur de la valorisation des eaux us es dans diff rents pays du monde Israel Espagne Italie Tunisie Chypre i Angleterre Gr ce
121. mmation ou la d g n rescence du muscle cardiaque Orthophosphates sels ou esters d acide phosphorique Percolation c est la circulation d un fluide travers une substance poreuse sous l effet d une pression Ubiquitaire c est la capacit de se trouver au m me moment en plusieurs lieux Strippage Proc d de fractionnement qui consiste liminer des composants l gers d un produit p trolier par injection de gaz inerte ou de vapeur d eau
122. n par la station les effluents trait s s appauvrissent ils montrent des teneurs en entre 4 mg O l et 46 mg O 1 ce qui correspond un taux d abattement moyen de 92 45 Cette performance de la station est li e une optimisation des r glages d exploitation Ainsi l augmentation des concentrations de la DBOs de l eau brute et trait e de 46 35 et 700 164 respectivement est en relation avec la charge en mati res organiques biod gradable d apr s BLIEFERT et PERRAUD 2009 elle est associ e au maximum du d veloppement de l abondance bact rienne et une diminution de la teneur en oxyg ne suite la consommation de ce dernier par les microorganismes D apr s HARMSEN 1987 Les teneurs en mati re organique exprim e par la DCO et la DBOs contenues dans les eaux us es sont domin es par les acides gras volatiles Au vu des r sultats obtenus c est en p riode o les temp ratures sont lev es que le flux des 70 RESULTATS ET DISCUSSION mati res organiques biod gradables sortant de la fili re de traitement commence avoir des valeurs lev es par rapport celle enregistr es au d but de notre suivi Cette augmentation est associ e au maximum de d veloppement de l abondance bact rienne et une diminution des teneurs en oxyg ne dissous succ de la consommation de ce dernier par les microorganismes Cependant la temp rature des eaux joue un r le pr pond rant dont l l vation st
123. n n cessaire en boues activ es dans le bassin d a ration est assur e par deux groupes lectro pompes 2 2 4 Les boues en exc s Les boues en exc s sont extraites du poste de pompage par un groupe lectro pompes et envoy es l paississeur o elles subiront une stabilisation et une concentration avant exp dition vers les lits de s chage 2 La d sinfection des eaux Les eaux d cant es s coulent gravitairement dans un bassin final de st rilisation l hypochlorite de sodium avant rejet vers l exutoire L eau clarifi e en provenance du bassin de clarification alimente un bassin de contact rectangulaire permettant d assurer un bon m lange de la solution d sinfectante avec l eau clarifi e Ce bassin est dimensionn pour un temps de s jour qui assure une bonne efficacit de l action du chlore actif photo 6 La solution d hypochlorite de sodium des distribu e par un groupe de dosage comprenant une pompe doseuse une autre de secours et une cuve de stockage plac e dans un local ind pendant en b ton arm L eau trait e et apr s la d sinfection sera pomp e au bassin de stockage par deux pompes Il y a un syst me de suppresseur pour l exp dition de l eau trait e aux services d irrigation 45 MATERIEL ET METHODES Photo 6 Bassin de chloration 2 4 L paississement des boues L paississement des boues a pour but de les concentrer au maximum avant de
124. nce de microorganismes plus la teneur en particules de l eau est lev e plus il est probable de trouver des microorganismes Sant Canada 1995 I 3 Param tres de pollution I 3 1 Les mati res azot es L azote est pr sent dans les effluents sous diff rentes formes azote organique Norg azote ammoniacal ammoniac ion ammonium NH nitrates NO nitrites KOLLER 2004 L volution hebdomadaire des NO et NO de l eau brute et de l effluent trait est port e dans le tableau 5 Annexe 1 I 3 1 1 Les nitrates Les valeurs des nitrates obtenues apr s analyses varient entre 3 4 mg l et 28 5 mg l l entr e et de 16 1mg l 50 8 mg l au rejet avec une valeur moyenne de 36 20 mg l on constate que les taux de nitrates ont augment consid rablement au niveau des eaux trait es par rapport aux eaux brutes figure 17 Les faibles teneurs en nitrates au niveau des eaux brutes sont probablement dues au fait que l azote contenu dans les eaux r siduaires domestiques a essentiellement une origine humaine On estime environ 13g jour d azote rejet par un tre humain adulte sous forme essentiellement organique pr sent dans l urine CHOCAT 1997 C est donc sous les formes organiques et ammoniacales que l azote est pr sent dans les eaux us es que devront 65 RESULTATS ET DISCUSSION traiter les stations d puration Ainsi le transfert dans l gout v ritable r acteur biologique
125. ne r utilisation pour l arrosage des espaces verts Les r sultats pr sentent des rendements puratoires satisfaisants de 92 62 des mati res en suspension MES Le taux d abattement de la demande chimique en oxyg ne DCO et la demande biologique en oxyg ne pendant 5 jours DBOs est respectivement de 78 54 et 92 45 L limination du NO et PO est tr s faible les concentrations r siduelles respectives valu es 0 073 36 20 4 16 mg l restent lev es dans l effluent trait Cependant les analyses bact riologiques ont r v l leurs richesse en germes t moins de contamination f cale en moyenne 2 09 10 coliformes totaux CT 1 17 10 coliformes f caux CF 1 8 10 streptocoques f caux SF pour 100 ml et de 72 12 spores de clostridiums sulfito r ducteurs pour 20 ml ont t d nombr s L essai d am lioration de la qualit microbiologique des effluents secondaires non chlor s par filtration sur sable local a t entrepris au niveau de la m me station Les r sultats r v lent une r duction jusqu 100 des mati res en suspension MES 91 3 de la turbidit et en moyenne 99 du nombre de microorganismes dans les eaux percol es travers la colonne de sable Au bout de 64h de filtration un taux d abattement de 100 est obtenu pour les coliformes f caux CF et clostridiums sulfito r ducteurs Ainsi un rendement de 99 99 des coliformes totaux CT et de 99 98 des streptocoques f
126. of 100 of the suspended matter 91 3 of turbidity and on average 99 of the number of micro organisms in the percolating water through the sand column At the 64h of filtration a rate of abatement of 100 is obtained for the fecal coliforms and clostridiums sulfito reducers respectively Thus an output of 99 99 of the total coliforms and 99 98 of fecal streptocoques was recorded This reduction is ascribable with the retention of these cells by the sand column It appears from our study that the hygienic quality of water treated by an activated sludge is significantly improved by sand filtration and this quality could be maintained if the sand filter 1s regularly decontaminated Key words wastewater filtration sand bacteria WTP HBK and abatement Ans as blant Jas C pall plual Aaa sl qu due oil asi O Jarila 246 ga oluall v i ibaa Al ell shall 48 phas ca ea 44 Jal Aus pall Cu jal As g G Gi gin AS 35 dus ele Anil sil 296 ibia lial Qe een CHI Jara id La ef Lal al sall Aal 92 62 pati ja Aaa g yo ise d A AM 5 dans O cs A ell sill Le 92 45 5 78 54 Land 53 ja A8 389 Cus aS ol gulls ire Jau gia jus 3 olal adi pall aa uS jets Ale 9 gaiii Ae POW NO
127. ologiques durant le processus de migration Les pathog nes et les mati res en suspension sont limin s par une combinaison de processus physiques et biologiques au sein de la couche de sable Ces processus incluent le pi geage m canique la pr dation l adsorption et la mort naturelle Les mati res en suspension et les pathog nes sont physiquement pris au pi ge dans les espaces entre les grains de sable ce qui favorise l attachement des pathog nes les uns aux autres aux mati res en suspension dans l eau et aux grains de sable L adh sion est en effet un ph nom ne d une port e g n rale figure 39 qui r git de l volution des microorganismes et leurs interactions dans tous les milieux o ils se trouvent HASLAY et LECLERC 1993 88 RESULTATS ET DISCUSSION Sable Colonnies bact riennes Figure 39 Microscopie lectronique de l adh sion des bact ries de Staphylococcus epidermidis aux particules de sable MIDELET 2002 Pour COSTERTON et al 1987 l adh sion de certains microorganismes serait due un enchev trement de leurs fibres polysaccharidiques partant de la surface bact rienne r alisant un feutrage serr autour des cellules qu on appelle habituellement glycocalyx permettant ainsi la pr dation Figure 40 Minces filets merg s de la surface du corps bact riens de Klebsiella pheumoniae vue par microscopie lectronique ANDREJ et al 2010 89 RESULTATS ET DI
128. omass and influence of dividing behaviour http www riob org divers megev eau montagne 2002 pdt trevisan pdf 127 RICHARD C 1996 Les eaux les bact ries les hommes et les animaux Edition Elsevier Paris pp 32 54 104 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 128 RIVERA S C HAZEN T C and TORANZOS G A 1988 Isolation of fecal coliforms from pristine sites in a tropical rain forest Applied and Environmental Microbiology 54 2 pp 513 517 129 RODIER J 1996 L analyse de l eau naturelle eaux r siduaires eaux de mer 8 me Edition DUNOD technique Paris pp 968 1046 130 RODIER J 2005 L analyse de l eau naturelle eaux r siduaires eaux de mer 8 me Edition DUNOD technique Paris pp 1008 1043 131 ROSE J B FARRAH S R HARWOOD V J LEVINE A D LUKASIK J MENENDEZ P and SCOTT T 2004 Reduction of Pathogens Indicators Bacteria and Alternative Indicators by Wastewater Treatment and Reclamation Processes WERF final report IWA publishing London UK 132 Sant Canada 1995 La turbidit Document de support aux recommandations pour la qualit de l eau potable au Canada Accessible a http www hc sc gc ca ehp dhm catalogue dpc_pubs rqepdoc_appui rgep htm 133 SANZ J P FREUND M and HOTHER S 1996 Nitrification and denitrification in continuous upflow filters process modelling and optimization Water Science and Technology 34 pp 441 448 134 SCHOLL M A and HARVEY R W 1992 Laboratory investig
129. on se fait au moyen d une conduite en siphon surmont e au centre du bassin et d une jupe de r partition Le floc se s pare dans l eau interstitielle et se d pose sur le radier de l ouvrage 43 MATERIEL ET METHODES de clarification tandis que l eau clarifi e est vacu e par surverse dans une rigole p riph rique DECANTEUR SECONDAIRE CHLORATION SORTIE 8Y Pa5s gt e Al i e i gt Si 001 8 5 003 F BCS 003 6 POMPES REFOULEMENT DES EAUX TRAITEES Figure 9 Sch ma du d canteur secondaire ANONYME 3 2003 Le bassin de d cantation de 6m de diam tre est quip d un pont racleur muni de racleur de fond ramenant les boues s diment es sur le radier de l ouvrage vers la fosse centrale boues d o ces derni res seront reprises par l interm diaire de tuyauteries ver la station de pompage et d un racleur de surface pour limination des flottants photo 5 Photo 5 D canteur secondaire 2 2 3 Poste de recirculation des boues Les boues reprises au centre du d canteur sont transf r es gravitairement vers le poste de pompage des boues pour y tre recircul es ou dirig es vers le traitement des boues en fonction de la destination des boues produites 44 MATERIEL ET METHODES L efficacit des proc d s du traitement biologique par boues activ es est bas e sur une recirculation importante de boues provenant de la clarification La concentratio
130. onstitu de trois colonnes de sable aliment e de fa on manuelle jusqu remplir le r servoir Chaque colonne est constitu e d un tube de PVC d une hauteur de 100 cm Le diam tre int rieur est de 14 cm soit une surface m nag e d environ 154 cm figure 10 58 MATERIEL ET METHODES 44 L eau filtrer R servoi Tuyau d vacuation en PVC de 3 cm de diam tre 100cm 60 cm de sable filtrant 5 cm de gravier de s paration 5 cm de gravier de drainage 4 140mm P gt Figure 10 coupe du filtre sable utilis La phase de filtration se fait partir de l effluent issu du d canteur provenant de la station d puration de Haoud Berkaoui L eau est vers e dans le r servoir de fa on intermittente Elle passe lentement travers le diffuseur et s infiltre en traversant les couches biologiques de sable et de graviers L eau filtr e s coule naturellement vers le tuyau d vacuation photo 9 Sur une p riode de 136h des mesures de pH de CE de turbidit et les MES ainsi que les concentrations en coliformes totaux coliformes f caux streptocoques f caux et les clostridiums sulfito r ducteurs taient prises syst matiquement chaque 8h sur l eau brute et l eau filtr e Les pr l vements des chantillons d eau ont t effectu s dans des flacons en verre d une capacit de 250 ml pr alablement st rilis s 59 MATERIEL ET METHODES Photo 9 Disp
131. ositif exp rimental de la filtration sur sable 60 CHAPITRE III RESULTATS ET DISCUSSION 4 PL e Entr e Sortie Tatm C Q O Q ec 9 5 81 52 53 54 55 56 57 58 59 S10 S11 S12 Semaines Figure 11 Variations hebdomadaires de la temp rature de la STEP HBK RESULTATS ET DISCUSSION ITI R sultats et discussions I Caract risation physico chimique et bact riologique des eaux trait es Les r sultats sont pr sent s de telle fa on qu ils soient facilement exploitables pour d terminer la pollution r siduelle de la station d puration par boues activ es de la direction r gionale de Haoud Berkaoui I 1 Analyses physico chimiques des rejets L volution hebdomadaire de quelques param tres physico chimiques de l eau brute et de l effluent trait est port e dans le tableau 3 Annexe 1 1 1 1 La temp rature D apr s les r sultats obtenus figure 11 les valeurs de la temp rature des diff rents chantillons sont tr s proches Elles se situent dans un intervalle qui va du minimum de 16 9 C au maximum de 25 C l entr e et entre 14 8 C et 23 1 C pour les eaux pur es avec une moyenne de 18 56 C durant la p riode d tude elle sont voisines des temp rature ambiantes les temp ratures de l effluent trait restent toujours inf rieures celles enregistr es au niveau des eaux brutes le syst me renferm des canalisations fa
132. ottement gr ce son inertie et sa d cantation le second qui concerne l limination des germes de grosse taille telles que les spores de Clostridium sulfito r ducteurs par le tamisage m canique ce processus intervient d autant que la maille du mat riau filtrant est plus fine par ailleurs le d p ts sur le mat riaux filtrant o les mati res en suspension d j d pos es formes eux m mes un mat riau filtrant DEGREMONT 1997 KETTAB 1992 Les r sultats de cet essai prouvent que durant cette p riode de filtration les deux indicateurs de pollution f cale pr sentent des caract ristiques de survie similaires et auraient par cons quent la m me valeur en tant qu indicateurs de l efficacit de traitement Au moment de la filtration les microorganismes p n trent dans le sable puis augmentent l activit de leurs fonctions vitales permettant une bonne migration en direction de la profondeur GOUNOT 1994 Cette migration est contr l e par divers processus de transport tels l advection dispersion et l adsorption d sorption l ensemble d pendant de la trajectoire de l coulement de l eau MAYER er al 1997 RALFS et al 2002 ont not que le nombre de cellules de Pseudomonas fluorescens dans certains percolats subit l influence de leurs diff rents tats physiologiques et m taboliques au cours de la percolation dans la colonne de sol les cellules subissant souvent des modifications morph
133. ou m canique EFFEBI 2009 3 3 2 Les traitements secondaires a robies Les bact ries utilis es exigent un apport permanent d oxyg ne Deux grandes familles peuvent tre distingu es les proc d s cultures fixes microorganismes fix s sur des supports les proc d s culture libre micro organismes maintenus en suspension dans le m lange purer Nous pouvons citer les plus courantes selon DEGREMONT 2005 3 3 2 1 Les proc d s a robies culture fix e Le lit bact rien ou granulaire ruissellement de l eau traiter sur le support ne n cessite pas de clarificateur en ce qui concerne le lit granulaire co ts de fonctionnement faibles rendement moyen pour un lit bact rien et bon pour un lit granulaire chocs toxiques support s fonctionnement stable risque de colmatage Les biodisques biomasse fix e sur des disques tournants au sein du m lange a traiter co ts de fonctionnement faibles efficace faible charge uniquement sensible aux conditions climatiques lessivage du biofilm par la pluie BASSOMPIERRE 2007 3 3 2 2 Les proc d s a robies culture libre Le lagunage l effluent pr trait s journe pendant une dur e allant de plusieurs semaines plusieurs mois dans des bassins peu profonds mais de grande surface L puration biologique est assur e par les microorganismes se d veloppant dans le milieu gr ce l oxyg ne de la photosynth se des algues lagunage na
134. pparente flottation assist e est inf rieure celle du liquide qui les contient La d cantation associ e l utilisation d un coagulant floculant voie physico chimique le principe est ici de favoriser l agr gation des mol cules en suspension gr ce aux techniques de coagulation et de floculation de fa on augmenter la s dimentation gr ce l obtention de flocs plus gros Durant la phase de traitement primaire une quantit importante de la pollution totale est limin e abattement des mati res en suspension pouvant atteindre 90 et de la demande biochimique en oxyg ne de l ordre de 35 CARDOT 1999 La DCO et la concentration en azote peuvent galement tre r duits durant cette phase de traitement Les 13 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE mati res solides extraites repr sentent ce que l on appelle les boues primaires BASSOMPIERRE 2007 3 3 Le traitement secondaire Le traitement secondaire a pour objectif principal l limination des compos s solubles d origine organique Parall lement la floculation de la biomasse permet de pi ger les mati res en suspension restant l issue du traitement primaire Le principe de ce traitement est de mettre en contact la mati re organique contenue dans les eaux us es avec une population bact rienne Celle ci assimile alors la mati re organique pour son propre d veloppement Ces dispositifs permettent d intensifier et de localiser
135. r qu un d bit sup rieur sa capacit n arrive la station d puration des ouvrages de d viation r servoirs et d versoirs d orage sont r partis sur le r seau gt les r seaux s paratifs deux r seaux sont mis en place l un pour collecter les eaux us es l autre pour les eaux de ruissellement En principe seules les eaux us es arrivent la station d puration pour traitement c est dire que les eaux de pluie ne sont pas trait es mais rejet es directement La station ne doit donc th oriquement recevoir qu un effluent brut de qualit relativement r guli re et de d bit relativement bien d termin BAUMONT et al 2005 3 Les eaux us es un r servoir de polluants La composition des eaux us es est extr mement variable en fonction de leur origine industrielle domestique etc Elles peuvent contenir de nombreuses substances sous forme solide ou dissoute ainsi que de nombreux micro organismes En fonction de leurs caract ristiques physiques chimiques biologiques et du danger sanitaire qu elles repr sentent ces substances peuvent tre class es en quatre groupes les micro organismes les mati res en suspension les l ments traces min raux ou organiques et les substances nutritives BAUMONT et al 2005 3 1 Microorganismes Les eaux us es contiennent tous les microorganismes excr t s avec les mati res f cales Cette flore ent rique normale est accompagn e d organism
136. ration en vue de prot ger les ressources en eau S minaire sur le secteur de l eau en Alg rie Minist re des Ressources en eau Alger Alg rie pp 11 109 MURPHY E M and GINN T R 2000 Modelling microbial process in porous media Hydrogeol J 8 pp 142 158 110 NOLA M NJINE N ZEBAZE TOGOUET S H SERVAIS P MESSOULI M et BOUTIN CL 2006 Transfert des bact ries f cales vers une nappe phr atique travers une colonne de sol en r gion quatoriale influence de la charge en eau appliqu e en surface Revue des sciences de l eau Journal of Water Science Volume 19 n 2 pp 101 112 111 Norme NFT9 101 1988 D termination de la demande chimique en oxyg ne AFNOR Paris 112 Norme nf 1189 1997 Dosage du phosphore M thode spectrom trique AFNOR Paris 113 Norme 90 413 1985 Recherche et d nombrement des coliformes et des coliformes thermotol rants M thode g n rale par ensemencement milieu liquide NPP AFNOR Paris 114 Norme NF EN ISO 9308 3 1999 Recherche et d nombrement des streptocoques du groupe D M thode g n rale par ensemencement en milieu liquide NPP AFNOR Paris 115 Norme NF T 90 145 1985 Recherche et d nombrement des clostridiums sulfito r ducteurs M thode par ensemencement en milieu solide AFNOR Paris 103 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 116 Norme EN 872 1996 Dosage des MES par filtration sur filtre en fibres de verre AFNOR Pa
137. ris 117 OMS 1979 Recommandation pour la surveillance sanitaire des zones c ti res usage r cr atif et des zones conchylicoles Bureau r gional de l pour l Organisation Mondiale de la Sant Copenhague pp 168 118 OMS 1986 Directives de qualit pour l eau de boisson Organisation Mondiale de la Sant Geneve 119 OMS 1989 L utilisation des eaux us es en agriculture et aquiculture recommandation avis es sanitaires Organisation Mondiale de la Sant Gen ve pp 17 60 120 OMS 1994 Directives de qualit de l eau de boisson 2 dition Vol 1 Recommandations OMS Gen ve pp 8 30 121 OUALI M S 2001 Cours de proc des unitaires biologiques et traitement des eaux Office des Publications Universitaires Alger 12 31 122 PAING J 2001 Bilan du carbone et du soufre dans le lagunage ana robie contr le de l mission d HS pour la r duction des nuisances olfactives Th se Doctorat Universit Montpellier I pp 255 123 PAPAIACOVOU I 2001 Case study wastewater reuse Limassol as alternative water source Desalination 138 pp 55 59 124 POWELSON D K and MILLS A L 2001 Technical report waste management J Environ Qual 30 pp 238 245 125 PRESCOTT HARLEY et KLEIN 2007 Microbiologie 2 Edition de Boeck Paris pp 837 855 126 RALFS KLAUTH P USTOHAL P and KLUMPP E 2002 Deposition and transport of metabolic active bacteria in soils balance of bi
138. rmes thermotol rants Ce sont des coliformes qui fermentent le lactose mais 44 C La recherche et d nombrement des coliformes f caux sont r alis s sont r alis s en milieu liquide par la technique du NPP Norme NFT 90 413 1985 3 Identification du genre Escherichia coli Escherichia coli appartient la famille des Enterobact riaceae qui se caract rise par la possession de deux enzymes la 8 galactosidase et la D glucuronidase Elle d veloppe a 44 C sur des milieux complexes et provoque la fermentation du lactose et du mannitol avec formation d acide et de gaz et produit de l indole a partir du tryptophane Certaines souches peuvent se d velopper uniquement a 37 C Son identification complete est tr s complexe mais des preuves ont t mises au point pour l identifier rapidement avec un haut degr de certitude OMS 1994 La recherche et d nombrement du genre Escherichia coli sont r alis s sont r alis s en milieu liquide par la technique du NPP Norme NFT 90 413 1985 4 Recherche et d nombrement des streptocoques fecaux Le terme streptocoques f caux d signe les streptocoques g n ralement pr sents r dans les f ces de l homme et des animaux Ils se pr sentent sous forme de cocci Gram formant des cha nettes d pourvus de catalase mais poss dant la substance antig nique caract ristique du groupe D de Lancefield c est dire gt Streptococcus faecalis gt Strep
139. roorganismes dans les cosyst mes oc aniques Edition Masson pp 447 71 GERMAIN E BANCROFT L DAWSON A HINRICHS C FRICKER L et PEARCE P 2007 Evaluation of hybrid processes for nitrification by comparing MBBR AS and IFAS configurations Water Sci Technol 55 pp 8 9 72 GOULA B T KOUAME I K COULIBALY L GNAGNE SAVANE I et DJOMAN P D 2007 Caract risation des effluents de boues activ es d une usine agroalimentaire en vue de son utilisation comme eau d arrosage de pelouses en zone tropicale humide Revue des sciences de l eau vol 20 n 3 pp 299 307 73 GOUNOT A M 1994 Microbial ecology of groundwater Dans GIBERT J amp STANFORD J Editeurs Groundwater Ecology Academic Press San Diego 189 219 99 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 74 HADJ SADOK Z M 1999 Mod lisation et estimation dans les bior acteurs prise en compte des incertitudes application au traitement de l eau These Doctorat Sciences de l Ing nieur Nice Sophia Antipolis pp 267 75 HAMODA M F 2004 Water strategies and potential of water reuse in the south Mediterranean countries Desalination 165 pp 31 41 76 HARMSEN J 1987 Identification of organic compunds in leach ate from a waste tip Wat Res 17 pp 669 705 77 HARTANI 2004 La r utilisation des eaux us es en irrigation cas de la Mitidja en Alg rie Institut national agronomique Alger Alg rie pp 3 78 HASLAY C et LECLERC H 1993
140. rrigu s ou constituer une source d appoint pour des p rim tres existants Elle est pratiqu e aussi bien dans les pays d velopp s que dans les pays en d veloppement AMY et al 1996 La r utilisation des eaux us es pur es constituent en outre une alternative aux rejets dans les milieux r cepteurs qui peuvent pr senter des capacit s d absorption limit es PAPAIACOVOU 2001 Par ailleurs le contenu de ces eaux en l ments nutritifs notamment en azote potassium et phosphore permet de diminuer les frais de fertilisation des sols L utilisation des eaux us es peut galement pr venir l eutrophisation et viter la croissance des algues dans les zones de rejets elle peut tre galement une source de pollution avec son contenu en l ments traces organiques et m talliques et en pathog nes BELAID 2010 L utilisation des eaux r siduaires trait es est souvent confront e un certain nombre d obstacles notamment d ordres sanitaire et chimique Pour ces raisons l am lioration de la qualit des effluents trait s est n cessaire avant leur r utilisation KLUTSE et BALEUX 1995 La filtration lente sur sable est le plus ancien mode de traitement des eaux En effet la premi re installation de filtration l chelle industrielle date de 1829 en Angleterre L efficacit de ce proc d est reconnue comme moyen de pr vention contre les pid mies d origine hydrique et des tudes bact riologiques ont d montr
141. s ASANO 1998 V par recharge directe c est le cas dans le comt d Orange en Californie L eau est inject e dans la nappe par plusieurs puits dispos s en ligne face la nappe d eau sal e et formant une v ritable barri re ASANO 1998 4 Les risques sanitaires li s la r utilisation des eaux us es 4 1 Notion de risque D apr s DEVAUX 1999 les tudes d estimation du risque distinguent deux types de risques le risque potentiel et le risque r el 4 1 1 Le risque potentiel Comprend lui m me le risque th orique et le risque exp rimental a Le risque th orique galement appel danger est d fini par le crit re d absence ou de pr sence d un contaminant micro organisme m tal lourd etc Il d pend de la population qui produit les eaux us es 29 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE b Le risque exp rimental est le risque que le contaminant soit transmis un individu d pend de la dose de d part de l efficacit du traitement de la capacit de survie des microorganismes Annexe 2 ou de r tention pour les micro polluants et de la dose minimale n cessaire pour contaminer un individu des facteurs particuliers interviennent comme la latence ou la multiplication dans l environnement Quant aux micro polluants leur passage dans le milieu naturel peut les d grader en produits plus ou moins dangereux et aux propri t s souvent inconnues 4 1 2 Le risque r el Correspond l
142. s de pollution CHAPITRE 1 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE I G n ralit s sur les eaux us es 1 D finition Une eau us e appel e encore eau r siduaire ou effluent est une eau qui a subi une d t rioration apr s usage La pollution des eaux dans son sens le plus large est d finie comme Tout changement d favorable des caract ristiques naturelles biologiques ou physico chimiques dont les causes sont directement ou indirectement en relation avec les activit s humaines ANONYME 1 2004 L aspect des eaux r siduaires fra ches est celui d un liquide brun gris avec une odeur typique mais faible Durant leur transport ces eaux se modifient d autant plus vite que la temp rature est lev e elles deviennent noires et d gagent une odeur d ufs pourris signe de la pr sence d hydrog ne sulfureux H2S dangereux pour les goutiers et corrosifs pour le b ton et les aciers des gouts Environ un tiers des mati res contenues est en suspension le reste est en solution MOUSSA MOUMOUNI DJERMAKOYE 2005 2 Origine des eaux entrant en station d puration Les eaux us es telles que d finies dans l introduction ont trois origines possibles les eaux domestiques les eaux industrielles les eaux de ruissellement 2 1 Les rejets domestiques Les eaux us es d origine domestique sont issues de l utilisation de l eau potable dans la majorit des cas par les particuliers pour
143. s diff rents environnements une temp rature de 20 30 C sont repris au tableau 22 Les donn es indiquent que presque tous les pathog nes excr t s peuvent survivre suffisamment longtemps dans l eau le sol et sur les cultures pour engendrer des risques potentiels vis vis des ouvriers agricoles FAO 2003 Tableau du Temps de survie des pathog nes excr t s 20 30 C Temps de survie en jours vidange et les eaux us es boues Virus Enteroviruses 100 20 120 50 lt 100 lt 20 lt 60 lt 15 Bacteries Coliformes f caux lt 90 lt 50 60 30 70 20 lt 30 lt 15 Salmonella spp lt 60 lt 30 lt 60 lt 30 lt 70 lt 20 lt 30 lt 15 Shigella spp lt 30 lt 10 lt 30 lt 10 lt 10 lt 5 Vibrio cholerae lt 30 lt 5 lt 30 lt 10 lt 20 lt 10 lt 5 lt 2 Protozoaires lt 30 lt 15 lt 30 lt 15 lt 20 lt 10 lt 10 lt 2 Entamoeba histolytica cysts lt 30 lt 15 lt 30 lt 15 lt 20 lt 10 lt 10 lt 2 Helminthes Plusieurs Plusieurs Plusieurs lt 60 lt 30 Ascaris lumbricoides oeufs mois molis molis Les valeurs entre parenth ses montrent le temps de survie habituel ANNEXES Tableau des valeurs limites des param tres de rejet dans un milieu r cepteur Journal Officiel de la R publique Alg rienne 2006 C EUN 65485 MES JL mei DB mg l 30 29 50 22 20 30
144. s ou de quelques kystes de protozoaires peut provoquer la maladie alors qu une concentration de 10 10 organismes est n cessaire dans le cas de certaines bact ries 30 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Tableau 1 Principaux groupes et genres d agents pathog nes responsables de maladies d origine hydriques Modifi d apr s GERBA 1996 par STRAUB et CHANDLER 2003 Paralysie m ningite rash fi vre Ent rovirus Polio b gt gt Myocardite maladie respiratoire Echovirus Coxsackie gt P diarrh e H patite et B Infections h patiques Sapporo Diarrh e gastroent rites Rotavirus Diarrh e gastroent rites Astrovirus Diarrh e Maladie respiratoire conjonctivite Virus Ad novi EM diarrh e Affection respiratoire b nigne et diarrh e Salmonella Typhoide paratyphoide salmonellose Shigella Dysenterie bacillaire Bact ries Yersinia enterocolitica Diarrh e Escherichia coli Diarrh e gastroent rites Legionella pneumophila Pneumonie autres maladies respiratoires Entamoeba histolytica Dysenterie amibienne Giardia lamblia Diarrh e malabsorption Protozoaires EUIS Cryptosporidium parvum Diarrh e aigue 31 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Ascaris Ascaridiase Trichuris Diarrh e douleur abdominale Helminthes T nia Diarrh e douleurs musculaires Schistosoma mansoni Schistosomiases Hymenolepis Nervosit troubles digestifs anorexie IV La filtra
145. satisfaire tous les usages m nagers Lorsque les habitations sont en zone d assainissement collectif les eaux domestiques se retrouvent dans les gouts Elles constituent l essentiel de la pollution et se composent BAUMONT et al 2005 gt Des eaux de cuisine qui contiennent des mati res min rales en suspension provenant du lavage des l gumes des substances alimentaires base de mati res organiques glucides lipides protides et des produits d tergents gt Des eaux de buanderie contenant principalement des d tergents SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE gt Des eaux de salle de bains charg es en produits utilis s pour l hygi ne corporelle g n ralement de mati res grasses hydrocarbon es gt Des eaux de vannes qui proviennent des sanitaires WC tr s charg es en mati res organiques hydrocarbon es en compos s azot s et microorganismes 1997 FRANCK 2002 2 2 Les rejets industriels Tous les rejets r sultant d une utilisation de l eau autre que domestique sont qualifi s de rejets industriels Cette d finition concerne les rejets des usines mais aussi les rejets d activit s artisanales ou commerciales blanchisserie restaurant laboratoire d analyses m dicales etc Les rejets industriels peuvent donc suivre trois voies d assainissement gt soit ils sont directement rejet s dans le r seau domestique gt soit ils sont pr trait s puis rej
146. t entrainer des difficult s de transport et de distribution des effluents ainsi que l obturation des syst mes d irrigation BELAID 2010 64 e Entr e Sortie Z 2 Bed 81 52 S3 54 55 S6 S7 58 59 S10 S11 S12 Semaines Figure 16 Variations hebdomadaires de la turbidit des eaux de la STEP HBK e Entr e sB Sortie 81 52 853 54 55 S6 57 S8 S9 510 511 512 Semaines Figure 17 Variations hebdomadaires des teneurs en nitrates des eaux de la STEP HBK RESULTATS ET DISCUSSION I 2 2 La turbidit Les valeurs de la turbidit enregistr es dans les eaux us es avant traitement varient de 164 UTN 453 UTN Deux pics ont t enregistr s au cours de notre suivi qui sont respectivement 2480 UTN et 868 UTN figure 16 ces valeurs sont fonction de la nature de l eau traiter Concernant les eaux pur es on remarque une nette r duction de ce param tre dont les valeurs se situent dans un intervalle qui va du minimum 18 UTN au maximum 48 UTN avec une moyenne de 25 16 UTN Ces valeurs restent toujours inf rieures aux normes alg riennes de rejet 50 UTN JORA 1993 Une tude sur la qualit de l eau potable dans le Grand Vancouver r alis e par ARAMINI et al 2000 tablit une relation entre la turbidit de l eau et les troubles gastro intestinaux La turbidit indicateur de pr sence de mati res particulaires renseigne donc indirectement sur la pr se
147. tement La valeur moyenne de la concentration des streptocoques f caux d eau percol e des colonnes de sable est de 151 SF 100 ml d eau apr s les 8 premi res heures de filtration On constate que les streptocoques f caux ont diminu rapidement En effet leur nombre moyen a atteint environ 14 germes dans 100 ml apr s 64h de filtration figure 35 Le niveau de contamination des eaux percol es par ces germes demeure par la suite tr s faible souvent inf rieur 10 SF 100 ml Dans le cas de cet essai la baisse du nombre de streptocoques f caux a t rapide mais moins importante que celle des coliformes f caux Bien que les teneurs initiales des eaux en ces deux indicateurs taient rapproch es le nombre moyen de streptocoques a t durant toute la p riode de filtration sup rieur celui des coliformes Les coliformes totaux et f caux ont t tr s longtemps les principaux indicateurs de contamination f cale mais aujourd hui Escherichia coli et les ent rocoques intestinaux sont reconnus comme plus appropri s et propos s pour remplacer les coliformes dans certaines normes de qualit microbiologique des eaux Il est cependant important de comprendre les potentialit s et les limites de ces diff rents indicateurs EDBERG et al 2000 Concernant le d roulement de la d contamination des effluents secondaires la figure n 36 met en vidence un ralentissement de ce processus apr s 128h En effet un abattement
148. tement pour ce param tre pouvant atteindre respectivement 176 et 116 mg O l Ces valeurs sont sup rieures celles habituellement rejet es de l installation se situant plut t 57 78 mg 2 1 Ces concentrations s expliquent par des relargages de boues plus importants qu l ordinaire se produisant cette p riode et provenant du d canteur secondaire au moment du nettoyage suite des temp tes de sable Par ailleurs une DCO moyenne de 78 67 mg O l obtenue la sortie ob it aux normes alg riennes de rejet 120 mg O l celle du journal officiel de la communaut europ enne 125 mg 1 ainsi qu aux normes de l OMS 90 mg O 1 mais sup rieure a celles des eaux destin es l irrigations 40 mg O 1 Annexe 2 En outre l abattement de l ordre de 78 54 de la DCO obtenu par la STEP satisfait les normes europ ennes d abattement de ces param tres 75 GOULA et al 2007 1 4 1 La demande biologique en oxyg ne DBO Les variations de la teneur en DBOs au cours de notre suivi le long de la fili re de traitement sont repr sent es par la figure 23 La valeur moyenne de la charge polluante re ue par la station varie entre 110 mgO l et 700 mg O l en fonction des semaines Les variations des concentrations en DBOs de l eau brute s expliquent par la nature des eaux r siduaires de la direction r gionale HBK Cependant on constate que le maximum de pollution organique biod gradable est limi
149. tion n est possible CROOK er al 1999 La r utilisation est indirecte et non planifi e quand les eaux pur es sont rejet es dans un cours d eau ou une r serve souterraine qui sert l alimentation d une usine 28 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE de traitement sans que ce lien soit volontaire Cette notion est limite de la d finition d une REUE La r utilisation est indirecte et planifi e quand elle consiste rejeter des effluents de station volontairement en amont d une usine de traitement au niveau du plan d eau ou de la nappe qui sert d ultime r servoir naturel avant le pompage et le traitement C est le cas du comt d Essex en Angleterre o une ville de 140 000 habitants Chelmsford est aliment e en eau potable pendant l t par des eaux pur es apr s un passage dans la rivi re Chelmer LUNN 2001 3 5 La recharge de nappe Ce mode de r utilisation a lieu essentiellement dans des zones arides qui doivent faire face des probl mes d ass chement de nappes ou dans des zones c ti res o les nappes sont envahies par l eau de mer La principale motivation concernant la recharge de nappe est la d gradation de sa qualit environnementale et ou la diminution de sa r serve en eau existe deux moyens de recharger une nappe phr atique par percolation c est le cas Los Angeles o 160 000 m par jour d effluents trait s sont d vers s dans des bassins gravitaire
150. tion sur sable 1 G n ralit s La filtration est un proc d physique dispos g n ralement apr s la d cantation destin clarifier un liquide qui contient des solides en suspension BONIN 1986 en le faisant passer travers un milieu poreux constitu d un mat riau granulaire DESJARDINS 1997 La filtration sur sable est l une des m thodes de traitement de l eau les plus anciennes utilis e pour la production d eau potable et l affinage des effluents pur s Si elle est correctement appliqu e elle permet de produire une eau de grande qualit Un filtre sable est constitu par des couches de sable de qualit et de granulom trie ad quates DUPAIN et al 2004 2 Principe de filtration La r tention des particules se d roule la surface des grains gr ce des forces physiques La plus au moins grade facilit de fixation d pend troitement des conditions d exploitation du filtre et du type de mat riaux utilis L espace intergranulaire d finit la capacit de r tention du filtre Au fur et mesure du passage de l eau cet espace se r duit le filtre colmate et les pertes de charges augmentent fortement Il faut alors d clencher le r trolavage la biomasse qui se d veloppe sur le mat riau filtrant peut efficacement r duire le taux d ammonium de l eau par la nitrification La filtration permet une limination correcte des bact ries de la couleur et de la turbidit et indirectement les
151. tococcus durans gt Streptococcus bovis gt Streptococcus equinus OMS 1994 Deux types de techniques sont utilis s L une par utilisation de filtration sur membrane qui est ensuite d pos e sur le milieu de Stanetz et Barthey en boite de Petri on tuve 4 heures 37 C puis 44 heures 48 C On d nombre les colonnies de couleur rose ou rouge fonc caract ristiques des streptocoques f caux MATERIEL ET METHODES L autre par ensemencement initial de l eau en milieu liquide NPP laquelle a t appliqu e lors de notre pratique un bouillon de Rothe l azide de sodium 37 C pendant 24 48h En cas de culture positive trouble on poursuit en inoculant un bouillon de Litsky l azide de sodium et cristal violet 37 C pendant 24 48h Norme NF EN ISO 9308 3 1999 5 Recherche et d nombrement des spores de Clostridium sulfito reducteurs Les bact ries du genre Clostridium sont des bacilles Gram positif ana robies strictes mobiles sporulant catalase n gative La recherche et d nombrement des spores de Clostridium sulfito r ducteurs permettent de mettre en vidence un groupe de bact ries ana robies caract ris es par la r sistance de leurs spores et par un quipement enzymatique r duisant plus au moins activement les sulfites en sulfures FRANCK 2002 L isolement de ces bact ries exige n cessairement gt Un chauffage de l chantillon d eau de dur e
152. turel le cas ch ant par a ration artificielle lagunage a r par l insufflation d air Ce proc d 17 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE permet galement la stabilit des boues produites En raison de sa simplicit d exploitation et de son efficacit cette technique connait un essor important dans les pays en voie de d veloppement et galement en Europe pour le traitement des eaux us es des communes rurales ALTMEYER et al 1990 Les boues activ es traitement en deux phases contact de la biomasse et de l eau us e dans un r acteur puis s paration des solides de la phase liquide pur e par d cantation Le processus d puration par boues activ es est le plus r pandu Son d veloppement est d ses excellentes performances de d pollution rendement sup rieur 95 par rapport aux autres proc d s existants En contre partie suivant le type d effluents traiter ce proc d peut tre difficile ma triser notamment pour le traitement de l azote et du phosphore ou en cas de variations importantes des flux traiter CARDOT 1990 3 3 2 3 Les proc d s culture hybride R sultant comme nous l avons vu pr c demment du couplage d un syst me culture libre avec un syst me culture fix e au sein du m me r acteur sont propos s et utilis s pour le traitement des effluents de petites municipalit s TIZGHADAM GHAZANI 2007 L avantage principal des proc d s hybrides est de perm
153. turelles est la contamination f cale Co t M thodes de d tection bon march rapide et facile mettre en uvre Le principal objectif des tudes qualitatives et quantitatives sur la flore microbiologique des effluents urbains est de d nombrer les marqueurs de pollution f cale des eaux les coliformes totaux et f caux les streptocoques f caux et les spores des bact ries sulfitor ductrices 1 Recherche et d nombrement des coliformes en milieux liquide Sous le terme de coliformes sont regroup es certaines esp ces bact riennes appartenant la famille des Enterobact riace qui fermentent le lactose avec production du gaz en moins de 48 heures 37 C L organisation internationale de standardisation ISO a d fini les coliformes comme suit bacille a Gram n gatif sporog ne oxydase n gatif facultativement ana robie capable de cro tre en pr sence de sels biliaires ou autre agent de surface poss dant une activit inhibitrice de croissance similaire et capable de fermenter le lactose et le mannitol avec production d acide et d ald hyde en 48 heures a des temp ratures de 35 37 C La recherche et d nombrement des coliformes totaux sont r alis s en milieu liquide BCPL par la technique du NPP Nombre le Plus Probable Norme 90 413 1985 MATERIEL ET METHODES 2 Recherche et d nombrement des coliformes f caux Les coliformes f caux sont appel s aussi les colifo
154. u de proc d s nouveaux et par la mise en place de nombreux automatismes pouvant diminuer efficacement la d gradation environnementale de ressources pr cieuses en eau et d truire les agents pathog nes humains potentiels PRESCOTT et al 2007 Les quatre tapes principales du traitement sont d taill es sur la figure 1 et d crites dans les paragraphes suivants 11 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE EAUX USEES Mati res limin es _ D chets volumineux Sables Grasses et huiles D cantation naturelle Flottation D cantation assist e 4 mdr rc E E cies c RN F pats sos seme ut Boues activeves DEU Has anion Lagunage DO secondames S chage Hietegnque Ln bactenen MES Coleades Compostage in Apache ama robie ___ Phosphates Bh GM Hautes i rues Nature Physici Se Pa Mieropelluanis et chimique cold loses restams EAUX EPUREES lt Milieu naturel Figure 1 Etapes d une fili re de traitement des eaux HADJ SADOK 1999 3 1 Le pr traitement Le pr traitement a pour objectif l extraction des mati res les plus grossi res brindilles feuilles tissus et des l ments susceptibles de g ner les tapes ult rieures du traitement comprend 12 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE Le d grillage pour retenir les d chets volumineux l aide d une succession de grilles 2 4 de p
155. u temps Avant A oa a ar 666 05 7222 _ ih 2 s 6 6 566 057 na a m 4 6 5 35 1 726 xh M 5 5 5 35 9 76 a 25 4 5 5 46 057 wn 48h 0 93 Soh 64h 72h rm 80h ssh 96h 22 0 8636 _ 9 8947 _ um 9 939 _ 4 9 s _ IR Y A AN gt Suite aux r sultats obtenus durant cet essai la turbidit des trois cat gories de l eau filtr e varie de fa on similaire Elle diminue rapidement dans les 8 premi res heures au niveau des trois filtres puis tend diminuer lentement pour se stabiliser apr s 96 h une valeur de 2 UTN ce qui repr sente un taux d limination de 91 Au del de 120 h le taux commence r gresser jusqu 81 la fin de la filtration En tenant compte de ces r sultats nous pouvons dire que la contribution de la filtration seule dans le processus d limination de la turbidit a permis d am liorer la qualit de ces eaux Le meilleur r sultat correspond l limination de 91 3 de la turbidit des eaux d o l utilit d associer ce mode de traitement avec d autres proc d s pour permettre d obtenir des rendements int ressants en mati re d limination de la turbidit Selon BEN THAYER et al 2007 ce mode de traitement a permis un excellent abattement de la turbidit 95 3 Ils ont enregistr galement une importante d ferrisation des eaux de
156. uante Pour une m me eau distribu e tout rejet polluant s accompagne d un accroissement de la conductivit faut noter galement que les traitements physiques ou biologiques n ont qu une faible incidence sur ce param tre et que sa valeur varie peu entre l eau brute et l eau trait e FRANCK 2002 I 1 4 L oxyg ne dissous Pour l oxyg ne dissous les valeurs obtenues montrent une fluctuation allant de 0 6 mg l 1 98 mg l pour les eaux brutes et de 3 2 mg l 5 1mg l pour les eaux trait es avec une moyenne de 3 97 mg l figure 14 D apr s le graphe les teneurs en O dissous enregistr es la sortie sont nettement sup rieures celles de l entr e ce ci est du bonne a ration des eaux au niveau du bassin d a ration n cessaire pour le d veloppent des microorganismes a robies assurant l oxydation des mati res organiques ce qui conduit une bonne puration biologique des eaux us es Le faible taux d O dissous enregistr l entr e caract risant une arriv e d eau us e riche en mati res organiques et inorganiques dissoutes ainsi que la perturbation des changes atmosph riques l interface due la pr sence des graisses des d tergents etc HAZOURLI et al 2007 Au cours de notre exp rimentation la teneur en oxyg ne dissous au niveau des eaux trait es a tendance diminuer Ceci est li la solubilit de est fonction de la temp rature de la pression partielle
157. une apparence trouble une mauvaise odeur Cependant elles peuvent avoir un int r t pour l irrigation des cultures BAUMONT al 2005 Les particules en suspension peuvent par d finition tre limin es par d cantation C est une tape simple et efficace pour r duire la charge organique et la teneur en germes pathog nes des eaux us es Toutefois un traitement beaucoup plus pouss est g n ralement requis pour faire face aux risques sanitaires BELAID 2010 3 3 Les l ments traces min raux ou organiques Les micro polluants organiques et non organiques r sultent d une pollution multiple et complexe Les micro polluants sont des l ments pr sents en quantit infinit simale dans les eaux us es La voie de contamination principale dans le cas d une r utilisation des eaux us es pur es est l ingestion C est la contamination par voie indirecte qui est g n ralement pr occupante Ainsi certains micro polluants comme les m taux lourds ou les pesticides peuvent s accumuler dans les tissus des tres vivants et notamment dans les plantes cultiv es Il peut donc y avoir une contamination de la cha ne alimentaire et une concentration de ces polluants dans les organismes La crispation actuelle de l opinion publique leur sujet et le manque de connaissances sur leurs effets long terme incite analyser avec soin la nature et la pr sence de ces micro polluants dans les eaux us es BAUMONT et al
158. volution de la conductivit lectrique us cm de l eau brute et filtr e en fonction du temps rom 80h mm spo 2940 2940 2940 9 3140 3140 3140 3140 3140 9 H 79 filtre 1 B filtre 2 B filtre 3 9 gt N SLS XY Temps de filtration h Figure 29 Evolution du pH des eaux filtr es D 1 N N ON 1 4 9 Un Moyenne M Avant filtration 7 3 D NO I p s iti H bn om ee mm mm D m gt ON oi GD DOS OO YM CN WM VW D OC Temps de filtration h Figure 30 Variations du pH moyen des eaux en avant et apr s filtration RESULTATS ET DISCUSSION L eau filtr e atteint en premier lieu des valeurs de conductivit lectrique lev es en moyenne de 3231us cm entre les trois filtres au d but du processus figure 27 Cette augmentation de la conductivit lectrique apr s les premi res 8heures de filtration est due probablement un important lessivage des sels contenus dans le sable dans un deuxi me temps on remarque une stabilit vis vis de ce param tre aux alentours de 3139us cm comme moyenne avec un cartype de 5 77 entre les trois filtres La stabilit est fonction de la diminution du ph nom ne de lessivage Apr s une diminution jusqu 2930us cm
159. vorables au d veloppement des organismes ana robies qui par leur activit s fermentescible induisent un d gagement d nergie Ces valeurs sont en fonction de l heure de pr l vement et des conditions m t orologiques L l vation de la temp rature au cours du temps est influenc e par la temp rature atmosph rique Elle s accompagne d une modification de la densit qui d croit lorsque la temp rature croit d une r duction de la viscosit d une augmentation de la tension de vapeur saturante la surface l vaporation et d une diminution de la solubilit du gaz O2 Certains de ces effets peuvent avoir une action b n fique c est ainsi que l augmentation de la temp rature favorise l auto puration et accro t la vitesse de s dimentation ce qui pr sente un int r t dans les stations d puration Par ailleurs les r actions chimiques et biochimiques s acc l rent L effet catalytique des enzymes est en fonction de la temp rature et passe par un maximum situ entre 33 C et 35 C Toutes ces r actions consomment de l oxyg ne si leur fr quence augmente la teneur en oxyg ne dissous diminue et il peut alors apparaitre de l hydrog ne sulfur du m thane des chaines partiellement oxyd es avec comme cons quence des odeurs d sagr ables ainsi que l accroissement du d veloppement des algues RODIER J 1996 La r glementation est tr s diversifi e travers le monde en Alg rie les normes de rejets 6
160. vril sont probablement li es un arrivage d eau charg e en mati re min rale savoir le sable limon argile etc Cela est d au fait que ces pr l vements co ncidaient avec des temp tes de sable En ce qui concerne les eaux pur es le taux des MES varie ente 13 mg l et 54 mg l ces faibles valeurs sont dues la d cantation des mati res d cantables avec une moyenne de 26 33 mg l Cette valeur reste inf rieure la norme de rejet de l OMS 30 mg l et celle du journal officiel alg rien limit e 40 mg l JORA 1993 Annexe 2 Selon RODIER 2005 les mati res interviennent dans la composition de l eau par leurs effets d changes d ions ou d adsorption aussi bien sur les l ments chimiques l tat de traces que sur les micro organismes Les argiles et les particules organiques ont une large surface d adsorption qui constituent un support id al pour les ions les mol cules diverses et les agents biologiques La pr sence de mati re en suspension dans les eaux us es ne constitue pas sauf cas tr s particulier un obstacle la r utilisation de ces eaux Bien au contraire elle contribue la fertilit des sols Cependant l exp rience montre que le maintien d une concentration importante en mati re en suspension dans les eaux us es g ne consid rablement l efficacit des traitements destin s liminer les germes pathog nes FAO 2003 Enfin une pr sence excessive de mati res en suspension peu

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