Ms Hyd Belhadji+Moumeni PDF
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Faculté De Technologie
Département D’hydraulique
Thème
Soutenue le : 15/06/2016
بعذ مخببعت معبييز انخهىد انخي أخزيج عهى ميبه انصزف انصحي انمعبندت من مدمع اننسيح بسبذو:ملخص
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. سبذو، انخحهيم، محطت معبندت ميبه انصزف، انخهىد، ميبه انصزف انصحي، صنبعت انغزل واننسيح:كلمات مفتاحيه
Remerciements
travail.
textile de SEBDOU
formation.
Je dédie ce travail à :
A mes très chers parents qui ont toujours été là pour moi,
et qui m'ont donné un magnifique modèle de labeur et de
persévérance, J’espère qu'ils trouveront dans ce travail toute
ma reconnaissance et tout mon amour.
A mes très chères sœurs.
A mes tantes et à mes oncles.
A chaque cousins et cousines.
Mes camarades de la promo d’hydraulique option
Technologie et Traitement des Eaux De 2015/2016.
Hicham
Dédicaces
Je dédie ce travail à :
Ma très chère mère qui m’a toujours apportée
Son amour et son affection
Mon frère, qui m’a toujours encouragé, conseillé et
Soutenu dans mon travail
Mes très chers frères
Mes camarades de la promo d’hydraulique option
Technologie et Traitement des Eaux
De 2015/2016
Mes très chers amis
Je dédie ce modeste travail.
Ouassini
List des figures
Tableau II.1: Principaux groupes chromophores et auxochromes classés par intensité croissante.
....................................................................................................................................................... 12
Tableau II.2 : Valeurs limites des paramètres de rejets d’effluents textiles ................................. 18
Tableau III.1 : Principaux avantages et inconvénients des techniques de traitements des effluents
industriels ...................................................................................................................................... 23
List des abréviations
Générale
Introduction Générale
Introduction Générale
La contamination des eaux par des polluants d’origines diverses est un problème
d’actualité. Dans l’industrie textile en particulier, les eaux résiduaires sont l’une des plus
importantes sources de pollution des eaux superficielles et des nappes souterraines, surtout
envers les terres agricoles (qualité de la récolte) et sur la faune et la flore.
L’industrie du textile est l’une des industries la plus consommatrice d’eau et génère des
rejets constitués de molécules organiques récalcitrantes présentant généralement des problèmes
de couleur, de concentrations élevées de DBO5, de DCO, de matières en suspension, ainsi que de
toxicité et de conductivité élevées [1].
Les rejets de l’industrie textile constituent d’énormes nuisances pour la santé humaine et
l’environnement. En fait, les différents colorants utilisés causent de sérieux problèmes en raison
de leur stabilité et de leur faible biodégradabilité. Ainsi, il est nécessaire de traiter ces rejets
avant qu’ils soient déversés dans le réseau d’assainissement. Ces effluents à traiter contiennent
des substances non biodégradables, inhibitrices ou toxiques pour la plupart des microorganismes
vivants. Par ailleurs, l'hétérogénéité de leur composition rend difficile voire quasiment
impossible l'obtention de seuils de pollution inférieurs ou égaux à ceux imposés par les normes
environnementales, après traitement par les techniques traditionnelles [2].
Ce travail a pour objectif d’établir une étude expérimentale sur les performances de
fonctionnement d’une station d’épuration des eaux usées de l’industrie textile opérationnelle
dans notre région. Le choix s’est porté sur la STEP du complexe textile DENITEXT de Sebdou
situé dans la wilaya de Tlemcen (Ouest d’Algérie). Le but est d’analyser les performances de la
STEP en matière de dépollution des effluents liquides à travers plusieurs séries de mesures de
paramètres indicateurs de pollution.
- Le deuxième chapitre donne une description sur les eaux usées d’industrie textile
(colorants textiles, classification, impacts des rejets de l’industrie textile sur l’environnement…).
2
Introduction Générale
- Le troisième chapitre expose l’ensemble des procédés appliqués pour le traitement des
eaux usées de l’industrie textile.
3
Chapitre I
usées industrielles
Chapitre I Généralités sur les eaux usées industrielles
Chapitre I
I.1. Définition :
Les eaux usées industrielles sont les eaux usées qui proviennent de locaux utilisés à des
fins industriels, commerciales, artisanales ou de services, leurs eaux de refroidissement de
pompes à chaleur et de climatisation. Les eaux usées industrielles doivent faire l’objet, avant
rejet vers le réseau public, d’un traitement adapté à leur nature afin d’assurer la protection du
milieu récepteur [3].
La variété des eaux résiduaires industrielles est très grande. Certaines de ces eaux sont
toxiques pour la flore et la faune aquatique ou pour l'homme. Il faut bien distinguer les eaux
résiduaires et les liquides résiduaires de certaines industries. Les eaux résiduaires sont celles qui
ont été utilisées dans des circuits de réfrigération, qui ont servi à nettoyer ou laver des appareils,
des machines, des installations, des matières premières ou des produits d'une usine, ou qui ont
servi à retenir des poussières de fumées ; elles peuvent contenir des substances chimiques
utilisées au cours des fabrications. Les liquides résiduaires sont des liquides résultant des
fabrications ; c'est le cas des solutions de produits chimiques, des solutions de sous-produit, c’est
le cas de liquides acides provenant de la vidange des cuves de décapage des métaux etc. Dans
certaines usines on a encore tendance à mélanger les liquides résiduaires avec les eaux
résiduaires. Il sort alors de ces usines des liquides très chargés et difficiles à épurer dans des
conditions économiquement valables [4].
La composition de ces eaux est liée à l’activité industrielle, on peut catégoriser les
établissements industriels sur la base des secteurs d’activité industrielle de la classification SIC
(Standard Industriel Classification) en les répartissant en neuf secteurs qui sont :
Les fabriques de pâtes et papiers ;
Les raffineries de pétrole ;
Les industries de la métallurgie primaire ;
Les industries de chimie (organique et inorganique à l’exception des raffineries de
pétrole;) ;
Les industries de transformation du métal (métallurgie secondaire, machinerie,
équipements électroniques, matériel de transport, instrument de mesure…etc.) ;
Les industries agro-alimentaires ;
Les industries de textile et du vêtement ;
Les industries de transformation du bois (scieries, fabrication de meubles, …etc.) ;
Les industries diverses non classées dans les secteurs précédents par exemple
(transformation de la pierre, de l’argile, de l’imprimerie…etc.) [3].
5
Chapitre I Généralités sur les eaux usées industrielles
I.2. Différents types de polluants
On distingue :
I.2.1 La pollution physique :
C'est une pollution due aux agents physiques (tout élément solide entraîné par l'eau), elle
est d'origine domestique, essentiellement industrielle. On peut la répartir en trois classes :
mécanique, thermique et radioactive [5].
a) La pollution mécanique :
Elle résulte des décharges de déchets et de particules solides apportés par les ERI, ainsi
que les eaux de ruissellement. Ces polluants sont soit les éléments grossiers soit du sable ou bien
les matières en suspension MES [5].
b) La pollution thermique
Les eaux rejetées par les usines utilisant un circuit de refroidissement de certaines
installations (centrales thermiques, nucléaires, raffineries, aciéries...) ; ont une température de
l'ordre de (70 à 80) °C. Elle diminue jusqu’ à (40 à 45) °C lorsqu’elle contacte les eaux des
milieux aquatiques entraînant un réchauffement de l'eau, qui influe sur la solubilité de l'oxygène.
En outre tout changement de température cause des effets significatifs sur la survie des
organismes aquatiques. Un abaissement important de température ralenti la plupart des réactions
chimiques vitales voire les arrêter. Au contraire, des augmentations de température peuvent tuer
certaines espèces, mais également favoriser le développement d'autres organismes causant ainsi
un déséquilibre écologique [5].
c) La pollution radioactive
C'est celle occasionnée par une éventuelle radioactivité artificielle des rejets qui trouvent
leur source dans l'utilisation de l'énergie nucléaire sous toutes ces formes (installations et
centrales d'exploitation de mine d'uranium, traitement des déchets radioactifs). Les éléments
radioactifs s'incorporent dans les molécules des organismes vivants. Plus on s'élève dans la
chaîne alimentaire plus les organismes sont sensibles aux rayonnements [5].
6
Chapitre I Généralités sur les eaux usées industrielles
a) pollution organique
Hydrocarbures
La pollution par les hydrocarbures résulte de plusieurs activités liées à l'extraction du pétrole,
à son transport et en aval à l'utilisation de produits finis (carburants et lubrifiants), ainsi qu'aux
rejets effectués par les navires (marées noires). Les effets des hydrocarbures dans le milieu marin
sont considérables. Ils dépendent largement de leur composition. En fait leurs activités peuvent
s'exercer selon plusieurs modalités très différentes [6].
Phénols
Ils désignent un ensemble de composés hydroxylés du benzène. La présence du phénol dans
l'eau a pour origine les polluants industriels (usine chimique, cokeries, industries pétrochimique,
raffineries…), ainsi que les revêtements bitumeux des canalisations et des réservoirs, la
décomposition des produits végétaux et la dégradation des pesticides. Ces produits s'oxydent
faiblement, se fixent peu, se filtrent facilement et ils sont souvent biodégradables ; alors ils ne se
trouvent qu'en faible quantité. Leur inconvénient principal est qu'ils donnent à l'eau un goût
extrêmement désagréable et très persistant marqué de chlorophénol lorsqu'ils sont en présence de
chlore.
Les poissons, accumulent les phénols jusqu'à 30 mg/kg, ils sont alors impropres à la
consommation. Les phénols peuvent être séparés des eaux résiduaires par extraction liquide-
liquide, oxydé par le chlore ou l'ozone ou bien détruits par un traitement biologique [6].
b) pollution minérale
Métaux lourds
La présence des métaux lourds dans l'eau, l'atmosphère et par conséquent la chaîne
alimentaire est le cas le plus intéressant parmi les problèmes posés à la pollution. Par ordre
décroissant de toxicité spécifique. Les métaux sont classés comme suit : Hg < Cr < Ti < Cu < Co
< Ni < Pb < Zn. Les métaux lourds sont susceptibles d'être métabolisé et concentrés par les
organismes vivants et mis en circulation dans la chaîne alimentaire ou leur toxicité augmente.
L'irréversibilité de cette pollution est préoccupante du fait qu'il est impossible de les récupérer,
une fois dissipé dans la nature [6].
7
Chapitre I Généralités sur les eaux usées industrielles
Pollution azotée
Les activités industrielles, peuvent être à l'origine des rejets plus ou moins riche en azote
(élément nutritif) issu des fabrications d'engrais, des cokeries, et des industries chimiques et
agroalimentaires [4]. L'azote existe sous deux formes : la forme réduite qui regroupe l'azote
ammoniacal (NH3 ou NH4+) et l'azote organique (protéine, créatine, acide urique). Plus une
forme oxydée en ions nitrites (NO2-) et nitrates (NO3-) [5].
Pollution phosphorée
Le phosphore a pour origine les industries du traitement de surfaces des métaux, les laveries
industrielles des fabrications, d'engrais agroalimentaire [7].
L'eau peut contenir des microorganismes pathogènes (virus, bactéries, parasites) ils sont
dangereux pour la santé humaine, et limitent donc les usages que l'on peut faire de l'eau
(industrie, utilisation domestique…) [8].
Ces eaux sont très abondantes et généralement pas polluées car elles ne sont pas en
contact avec les produits utilisés dans l’usine. Elles peuvent être recyclées. Le problème de
pollution se pose lorsqu’il y a des rejets des purges des circuits d’eaux de réfrigération. Ces rejets
son très minéralisés et peuvent contenir des produits chimiques ayant servi à leur traitement [8].
Ces eaux ont une qualité et un débit très variable. Elles contiennent des matières
premières ou liqueurs de fabrication, hydrocarbure, huiles de machines, produits détergents,
etc.… Cette pollution est souvent importante à la fin de la période de travail et au cours des
nettoyages [8].
8
Chapitre I Généralités sur les eaux usées industrielles
I.3.3 Eaux de fabrication
Ces eaux ont une composition très variable d’une industrie à l’autre. La plupart des
procédés industriels conduisent à des rejets polluants suite au contact de l’eau avec des solides,
des liquides ou des gaz. Dans certaines industries (industrie alimentaire, chimique, textile, …) on
trouve une pollution dissoute, qui peut avoir un caractère biodégradable mais certaines eaux de
fabrication contiennent des produits toxiques dont la présence peut masquer la valeur réelle de la
pollution biodégradable. Les rejets polluants sont soit continus, soit discontinus. Ils peuvent être
produits durant quelques mois par ans (compagne dans l’industrie agroalimentaire, exemple :
industrie du sucre) [8].
Conclusion
Dans ce chapitre on a présenté une petite généralité sur les eaux usées industrielles, et on
a cité les différents types de polluants (pollution physique, chimique et microbiologique) et
l’origine de la pollution des eaux usées industrielles.
9
Chapitre II
l’industrie textile
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
Chapitre II
II.1. Introduction
Les colorants synthétiques représentent aujourd'hui un groupe relativement large de
composés chimiques organiques rencontrés dans pratiquement toutes les sphères de notre vie
quotidienne.
La production mondiale des colorants est estimée à 700 000 tonnes/ an, dont 140 000 sont
rejetées dans les effluents au cours des différentes étapes d’application et de confection [9]. Ces
rejets, composés de surfactants, composés biocides, suspensions solides, agents de dispersion et
de mouillage, colorants et métaux traces, sont toxiques pour la plupart des organismes vivants.
L'hétérogénéité de leur composition rend difficile voire quasiment impossible l'obtention de
seuils de pollution inférieurs ou égaux à ceux imposés par les normes environnementales, après
traitement par les techniques traditionnelles [9].
Les colorants furent, pendant très longtemps, extraits du milieu naturel : plantes, animaux
et minéraux. Le coût d'obtention était souvent très élevé, et les procédés d’application plus ou
moins reproductibles et très fastidieux. Les premiers colorants synthétiques datent du milieu du
XIXème siècle. L'évolution de l'industrie des colorants a été étroitement liée au développement
de la teinture synthétique et de la chimie en général. Un colorant proprement dit est une
substance qui possède deux propriétés spécifiques, indépendantes l'une de l'autre, la couleur et
l'aptitude à être fixée sur un support tel qu’un textile
11
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
L'industrie des colorants constitue un marché économique considérable car de nombreux
produits industriels peuvent être colorés, principalement :
Dans l'industrie textile, fourrure, cuir (textiles à usage vestimentaire, de
décoration du bâtiment, du transport, textiles à. usage médical...) ;
Dans l'industrie des matières plastiques (pigments) ;
Dans l'industrie du bâtiment : peintures (pigments), matériaux de construction,
céramiques... ;
Dans l'imprimerie (encres, papier) ;
Dans l'industrie pharmaceutique (colorants) ;
Dans l'industrie des cosmétiques (dont les colorations capillaires) ;
Dans l'industrie agroalimentaire (colorants et additifs alimentaires...)
La teinture des textiles a été effectuée depuis les temps les plus reculés. On employait
alors uniquement des colorants naturels, mais ces composés ont été presque totalement
remplacés par des colorants de synthèse. Une teinture consiste à. faire absorber, diffuser des
colorants dans les fibres textiles, puis ensuite à les fixer à. l'intérieur de celles-ci [11].
II.2.2. Classification
Chaque colorant dans le colleur index, porte un numéro de référence. Les principes de
classification les plus couramment rencontrés dans les industries textiles, sont basés sur les
structures chimiques 1 des colorants synthétiques et sur les méthodes d'application aux différents
substrats (textiles, cuir, matières plastiques...etc.). Le colorant possède des groupements qui lui
confèrent la couleur appelés chromophores et des groupements qui permettent sa fixation appelés
auxochromes [11]. Le tableau II.1 donne les principaux groupes chromophores et auxochromes
utilisés en teinture et classés par intensité croissante
Tableau II.1: Principaux groupes chromophores et auxochromes classés par intensité croissante
[12].
12
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
a) Classification chimique
Les colorants anthraquinoniques sont d’un point de vue commercial les plus
importants après les colorants azoïques. Leur formule générale dérivée de l'anthracène
montre que le chromophore est un noyau quinonique sur lequel peuvent s'attacher des
groupes hydroxyles ou amino.
Les colorants indigoïdes tirent leur appellation de l’indigo dont ils dérivent. Ainsi, les
homologues sélénié, soufré et oxygéné du bleu indigo provoquent d’importants effets
hypsochromes avec des coloris pouvant aller de l’orange au turquoise.
Les colorants xanthène, dont le composé le plus connu est la fluorescéine, sont dotés
d'une intense fluorescence. Peu utilisés en tant que teinture, leur faculté de marqueurs lors
d'accident maritime ou de traceurs d'écoulement pour des rivières souterraines est malgré
tout bien établie.
Les phtalocyanine : sont une structure complexe basée sur l'atome central de cuivre. Les
colorants de ce groupe sont obtenus par réaction du dicyano-benzène en présence d’un
halogénure métallique (Cu, Ni, Co, Pt, etc.).
13
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
Les colorants nitrés et nitrosés forment une classe de colorants très limitée en nombre
et relativement ancienne. Ils sont actuellement encore utilisés, du fait de leur prix très
modéré lié à la simplicité de leur structure moléculaire caractérisée par la présence d’un
groupe nitro (-NO2) en position ortho d'un groupement électro-donneur (hydroxyle ou
groupes aminés).
14
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
et l’euco-dérivé se réoxyde lentement. Le colorant est donc régénéré, mais entre-temps il
est emprisonné au sein de la fibre et il devient insoluble. Les teintures obtenues sont très
solides. L’indigo est un colorant de cuve connue depuis longtemps.
Les colorants de cuve sont souvent subdivisés en :
- Indigoïdes : Ce groupe doit son nom à l’indigo. Tous les indigoïdes présentent la
même disposition de groupement d’atomes entre deux noyaux hétérocycliques.
- Anthraquinoniques : Dérivé d’un hydrocarbure (l’anthracène constitué de trois
noyaux benzéniques accolés), c’est le plus important sous-groupe de colorants de
cuve.
- Au soufre : Même principe de préparation : action du soufre ou du sulfure de sodium
sur diverses molécules organiques, d’où leur nom d’origine.
- phtalocyanines : Assimilables aux colorants de cuve, ils s’en différencient par leur
application en milieu neutre [10].
Les colorants directs contiennent ou sont capables de former des charges positives ou
négatives électrostatiquement attirées par les charges des fibres. Ils se distinguent par leur
affinité pour les fibres cellulosiques sans application de mordant, liée à la structure plane
de leur molécule.
Les colorants réactifs contiennent des groupes chromophores issus essentiellement des
familles azoïques, anthraquinonique et phtalocyanine. Leur appellation est liée à la
présence d’une fonction chimique réactive, de type triazinique ou vinylsulfone assurant la
formation d’une liaison covalente forte avec les fibres. Solubles dans l’eau, ils entrent de
plus en plus fréquemment dans la teinture du coton et éventuellement dans celle de la
laine et des polyamides.
Les colorants développés ou azoïques insolubles sont formés directement sur la fibre.
Au cours d’une première étape, le support textile est imprégné d’une solution de naphtol
ou copulant. Les précurseurs de la molécule suffisamment petits pour diffuser dans les
pores et les fibres sont ensuite traités avec une solution de sel de diazonium qui, par
réaction de copulation entraîne le développement immédiat du colorant azoïque.
15
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
b) Sous-oxygénation :
Lorsque des charges importantes de matière organique sont apportées au milieu via des
rejets ponctuels, les processus naturels de régulation ne peuvent plus compenser la
consommation bactérienne d'oxygène [13]. Estime que la dégradation de 7 à 8 mg de matière
organique par des micro-organismes suffit pour consommer l'oxygène contenu dans un litre
d'eau.
16
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
II.3.2. Les dangers à long terme
a) La persistance :
Les colorants organiques synthétiques sont des composés impossibles à épurer par
dégradations biologiques naturelles [15]. Cette persistance est en étroite relation avec leur
réactivité chimique :
Les composés insaturés sont moins persistants que les saturés,
Les alcanes sont moins persistants que les aromatiques,
La persistance des aromatiques augmente avec le nombre des substituants,
Les substituants halogènes augmentent plus la persistance des colorants que les
groupements alkyles.
b) Bio-accumulation :
Si un organisme ne dispose pas de mécanismes spécifiques, soit pour empêcher la
résorption d’une substance, soit pour l’éliminer une fois qu’elle est absorbée, alors cette
substance s’accumule. Les espèces qui se trouvent à l'extrémité supérieure de la chaîne
alimentaire, y compris l'homme, se retrouvent exposées à des teneurs en substances toxiques
pouvant être jusqu’à mille fois plus élevées que les concentrations initiales dans l'eau. Une
illustration du phénomène de bio-accumulation de pesticides est présentée en figure II.6.
c) Cancer :
Si la plupart des colorants ne sont pas toxiques directement, une portion significative de
leurs métabolites l’est [17]. Leurs effets mutagènes, tératogène ou cancérigène apparaissent après
dégradation de la molécule initiale en sous-produits d'oxydation : amine cancérigène pour les
azoïques, leuco-dérivé pour les triphénylméthanes [18].
17
Chapitre II Les eaux usées de l’industrie textile
II.4. Législation sur L’environnement
La législation sur les rejets d’eaux résiduaires devient de plus en plus stricte dans notre
pays. En effet, l’Algérie est dotée d’une réglementation 06-141 sur les rejets d’effluents textiles
dans le milieu hydrique. Le tableau II.2 précise les limites réglementaires de ces rejets.
Tableau II.2 : Valeurs limites des paramètres de rejets d’effluents textiles [19]
18
Chapitre III
Procédés de traitement
l’’industrie textile
Chapitre III Procédés de traitement des eaux usées de l’industrie textile
Chapitre III
III.1. Introduction
L’épuration consiste à éliminer les matières minérales et organiques en suspension et
solution, ainsi qu’un certain nombre de déchets divers afin d’obtenir une eau épurée conforme
aux normes de rejets. Une grande majorité de ces polluants est transférée de la phase liquide vers
une phase concentrée boueuse. Une station d’épuration comporte donc des installations de
traitement des eaux et des dispositifs de traitement des boues produites [20].
20
Chapitre III Procédés de traitement des eaux usées de l’industrie textile
* La floculation : est l'agglomération (coalescence) des colloïdes déchargés. Elle résulte
d'une série de collisions successives favorisées par une agitation mécanique. Un floculant est
donc surtout un composé qui a une action de pontage inter particulaire, moyennant la mise en
œuvre d'un processus d'adsorption puis de réticulation il augmente la vitesse de formation, la
cohésion et la densité des flocs qui deviennent facilement décantables.
Au cours de la formation de gros flocons facilement séparables, sont surtout éliminées les
particules colloïdales, tandis que les matières dissoutes sont adsorbées. Il n’y a pas de recette
universelle pour le dosage optimal du précipitant et le pH correspondant. L’expérience montre
clairement que chaque type d'eaux usées a un comportement spécifique à l’égard de la
précipitation et de la floculation. La conduite de processus optimal doit donc être déterminée sur
la base des résultats d'essais obtenus dans laboratoire.
Les principaux produits utilisés pour déstabiliser les particules en suspension et produire
des flocs, sont :
Toutefois, ce procédé génère des quantités énormes de boues en fin de traitement, ce qui
nécessite des investissements supplémentaires pour leur traitement en vue de valorisation [2].
21
Chapitre III Procédés de traitement des eaux usées de l’industrie textile
III.3. Procédés biologiques
Les procédés d'épuration par voie biologique sont basés sur la biotransformation
microbienne des colorants. En outre, la majorité des colorants sont très stables et non
biodégradables. Néanmoins, beaucoup de recherches ont démontré la biodégradation partielle ou
complète des colorants par voie biologique. Si ces techniques sont adaptées à un nombre de
polluants organiques, elles ne sont pas toujours applicables sur les effluents industriels en raison
de fortes concentrations de polluants, de leur toxicité qui entraînent la mort des microorganismes
ou de leur très faible biodégradabilité. De plus, ces techniques génèrent des quantités importantes
de boues biologiques à retraiter.
La biodégradabilité est favorable pour les eaux usées présentant un rapport DBO5/DCO>
0,5, par contre elle est très limitée lorsque ce rapport devient inférieur à 0,2. Ce rapport, appelé
degré de dégradation biochimique, sert de mesure pour la dégradation biochimique des polluants
dans les eaux usées [7]. Le traitement des colorants peut etre conduit en condition aérobie ou
anaérobie.
Traitement aérobie :
Des réacteurs dits à lits bactériens sont utilisés pour cet effet. Ils sont constitués d’une
unité de boue activée où les polluants sont décomposés par des bactéries aérobies et autres
microorganismes. Après épuration, la boue est séparée des eaux usées par sédimentation dans un
décanteur, une partie est recyclée et le surplus est évacué après pressage ou centrifugation. Ce
procédé est resté longtemps un moyen pour dégrader un grand nombre de polluants organiques.
Il s’est avéré efficace pour une certaine catégorie de rejets textiles. Notons cependant que des
colorants tels que les azoïques, les colorants acides et les colorants réactifs se sont révélés
persistants à ce mode de traitement. La décoloration observée dans ces cas est attribuée à
l’adsorption de ces polluants sur la boue activée et non à leur dégradation.
Traitement anaérobie :
En absence de l’oxygène, la digestion anaérobie des composés organiques conduit à la
formation du dioxyde de carbone, du méthane et de l’eau. Ce procédé présente une efficacité
importante dans le traitement des effluents très chargés caractérisés par une DCO relativement
élevée. Ce procédé utilisé dans les stations d’épuration des eaux permet de produire des quantités
importantes en méthane. Ce dernier est utilisé comme source d’énergie notamment pour le
chauffage ou pour l’éclairage. Des études ont montré que la réduction voire la disparition de la
couleur n’est pas accompagnée de la minéralisation des colorants. La formation de composés
intermédiaires plus toxiques, notamment des amines a été signalée dans la littérature [22].
Ont estimé la réduction de coloration par les procédés biologiques à seulement 10-20 %.
Cette constatation laisse présager d’autres techniques qui permettraient d’abaisser le degré de
réfractabilité de la charge polluante en association avec les méthodes biologiques [1].
22
Chapitre III Procédés de traitement des eaux usées de l’industrie textile
Tableau III.1 : Principaux avantages et inconvénients des techniques de traitements des
effluents industriels [9]
Technologie Exemples Avantages Inconvénients
-Equipement simple -Formation de boues
-Décoloration -Adjonction de produits
Coagulation/ Chaux, FeCl3, relativement rapide chimiques nécessaires
Floculation Polyélecrolyte. -Réduction significative -Fonctionnement onéreux
de la DCO -Coagulants non réutilisables
-Réduction spécifique de la
couleur
-Peu d’informations sur la
réduction de DBO et DCO
Osmose -Pas d’addition de -Investissement important
Filtration sur inverse, produits chimiques -Encrassement rapide des
membranes Nano-filtration, -Faible consommation membranes
Microfiltration, énergétique -Pré et post traitement
Ultrafiltration. -Réduction de la couleur Nécessaires
-Grands volumes traités
-Réduction efficace de la -Investissement et coût de
Adsorption Carbone activé, couleur fonctionnement élevés
Silice, -Technologie simple -Régénération des adsorbant
-Faible coût d’utilisation son éreuse voire impossible
pour certains adsorbants -Formation de boue
-Spécifique à certains colorants
-Décoloration variable
-Approprié pour les -Grandes quantités de boues
Procédés Aérobie colorants Insolubles générées
biologiques -Besoins énergétiques
Importants
-Décolore la plupart des -Produits de dégradation
colorants par un inconnus
Anaérobie mécanisme de réduction -Beaucoup de produits
-Réutilisation du méthane toxiques non dégradés
produit comme source -Nécessite de grands réservoirs
d’énergie sur le site d’aération
III.4. Conclusion :
Le traitement des rejets textiles, compte tenu de leur hétérogénéité de composition,
conduira toujours à la conception d’une chaine de traitement assurant l’élimination des différents
polluants par des étapes successives.
23
Chapitre IV
Présentation et description
du Complexe textile de
Sebdou
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
Chapitre IV
25
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
leur teneur en colorants, en agents auxiliaires, en moyens d’apprêtage et en sels minéraux. Les
eaux souillées des industries sont caractérisées exclusivement par des matières organiques ou
minérales, par des colorations et par des températures élevées.
Les eaux usées colorées sont toujours considérées, comme eaux souillées, bien que
beaucoup de matières colorantes facilement solubles perdent rapidement de leur danger. Mais
puisque les bains de teinture ne prennent jamais entièrement des résidus de couleur dans les eaux
usés textiles sont inévitables.
A côté des matières consommables réagissant de façon alcaline, comme la lessive de
soude pour le mercerisage et le sodium sulfuré pour la teinture des matières colorants sulfurées,
les matières fibreuses sont très souvent, lors de leur traitement teintes dans des bains plus ou
moins alcalins, lessivées de façon alcaline, débouillies de façon alcaline et finalement lavées de
façon alcaline aussi.
Aux eaux usées textiles, des eaux usées industrielles s’ajoutent encore des eaux usées de
la production de vapeur et les eaux de service.
26
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
La STEP a été conçu sur la base d’une qualité d’eau brute dont la composition est la
suivante :
Valeur de PH 8,5 à 12.
Température normale 30 à 40°C.
Température de pointe à court terme environ 70°C.
Matières sédimentaires <= 5m1/l.
Proportion en fibres environ 10m1/1.
Teneur totale en sels jusqu'à 4000m1/1 (calculer comme Na CL).
DBO5 environ 400 mg /1 d'eau.
DCO (K2Cr2O7) 800-1400 mg/1 d'eau.
Oxydabilité au KMnO4 600-1000 mg/1 d'eau.
Coefficient de biodégradabilité 2 < k < 3,5
27
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
28
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
Deux pompes immersibles relèvent l’eau brute non traitée vers le bassin de mélange et
d’égalisation (1). Ces pompes sont réglées par le réglage de niveau. Lors d’un fonctionnement
normal, une pompe est en marche ; lors d’une charge de pointe, la deuxième pompe semis
automatiquement est mise en marche
* Donné techniques :
- Dimensions 4 m x 3 m.
- Volume 40 m3
- 02 pompes immersibles (Q= 150m3/h, H=14m d’eau), 2 soupapes de retenue.
- 02 Armateurs d’arrête (Robinet, Vanne plat à coins),
29
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
* Données techniques : - Dimensions : 4 m x 3m
- Volume : 40 m3
Pour le cas des eaux usées prétraitées réunies :
Débit normale 101 m3/h
Débit de pointe 190 m3/h
Lors d’une production de pointe simultanée de 2 eaux usées
b) Dégrillage- dessablage :
Cette étape de pré nettoyage des eaux usées sanitaires se compose d'un complexe de
râteaux et d'un dessabler. Le complexe de râteaux doit retenir les matières grossières présentes. Il
travaille de façon tout à fait automatique et est pourvu d'une armoire de commande propre. La
pression différentielle, mesurée devant et derrière les tiges de râteaux, donne par l'intermédiaire
d'un convertisseur de mesure, un contact pour la mise en marche de râteaux qui se débranche
automatiquement lors que la pression différentielle tombe.Les armateurs retenus par la grille
tombent dans un petit container. Le dessableur doit être séparé, le sable provenant des douches,
des salles d'eaux et des installations ménagères. Ceci à lieu dans un déssableur circulaire, ou le
sable se rassemble par le courant circulaire dans un entonnoir, pour tenir le pourcentage en boue
très bas. Le sable est rincé, avant la vidange avec de l'air comprimé. La soupape de décharge
restant fermée. Ensuite, le sable rassemblé dans l'entonnoir est rincé dans le bassin récepteur de
sable.
* Données techniques :
Dessableur : - Diamètre : 2m
- Capacité : 6 m3
Bassin récepteur : - Dimension : 3,5 m x 3,5 m
30
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
Le réglage de niveau se fait par les contacts. Le contact interrupteur est à régler de telle
façon qu’1 m d’eau au moins couvre les aérateurs immersibles. Lors d’un fonctionnement
normal, une seule pompe est en marche. Lors d’une charge de pointe, une deuxième pompe est
mise en marche au niveau supérieur.
- Donnée technique du bassin
- Dimensions : 28 m x 14 m
- Volume : 1200 m3
31
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
neutralisées par un acide (acide sulfurique a 10%). Dans le bassin de neutralisation on a installé
un mesurage de la valeur de pH qui mesure continuellement la valeur du pH.
- Si la valeur de pH diffère de la valeur de pH théorique fixée, une pompe de dosage est
mise en marche, selon la différence.
Pompe de dosage d’acide sulfurique.
Pompe de dosage de lait de chaux
- Si la valeur de pH théorique est atteinte, les débits des pompes de dosage toujours en
marche retournent sur un débit nul par un moteur de levage.
Deux (2) agitateurs rapides toujours en marche assurent un mélange intensif. La valeur de
pH théorique est fixée lors de réglage de l’installation, et dépend de résultat de floculation.
Dans le bassin de mélange rapide communiquant on ajoute de chlorure ferrique en
solution d’environ 20% à l’aide des pompes de dosage, ce dosage se fait automatiquement,
quantitativement proportionnel à la quantité d’eaux usée mesurée à la sortie. Le mesurage se fait
dans de poste chloration avec de mesurage de débit total. La proportionnalité est fixée au régleur
dans le centre de commande et dépend de résultat du la floculation.
Lors d’un démarrage ou redémarrage, le régleur doit être mis sur la position manuelle et y
resté jusqu’à ce que la quantité de débit puisse être enregistrée à la fin de l’installation par le
mesurage de débit total alors on met le régleur sur la position automatique. Un mélange rapide
obtenu par l’agitateur. En suite les eaux usées floculées et avec une valeur de pH régularisée
s’écoulent en chute, par le puits d’alimentation dans le bassin de clarificateur floculation.
* Données techniques
Bassin de neutralisation :
Dimensions : 7,5 m x 4 m
Volume : 96 m3
Temps de séjour
Débit normal 1 h 10 m
Débit de point 36 min
Bassin de mélange rapide :
Dimensions : 4 m x 2,5 m
Volume : 33 m3
Temps de séjour
Débit normal 23 min
Débit de pointe 12 min
32
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
e)Floculateur-clarificateur (séparation de boues et eaux claires)
Par la floculation chimique ayant lieu dans le floculateur clarificateur, on élimine en
grande partie la teneur en colorants des eaux usées, de plus une grande partie des autres
pollutions. Les particules fines en suspension et des particules colloïdales se déposent. En même
temps, les ions de sulfite toxiques éventuellement présents réagissent avec les ions de fer du
chlorure ferrique en formant du sulfure ferrique insoluble qui se dépose en même temps dans les
flocons. Des ions de métal lourd éventuellement présents sont réduits en hydroxyde insoluble et
éliminés avec les flocons d'hydrate d'oxyde ferrique. Par les deux procédés précédents, on
obtient pratiquement une élimination complète de tels éléments toxiques.
La valeur de pH des eaux usées à traiter joue un rôle déterminant pour l'effet de
floculation. La détermination de la valeur de pH théorique dépend des matières et des bains des
teintures présentes dans les eaux usées, dans le domaine neutre uniquement des petites
concentrations de matières colorantes peuvent être floculées par des quantités de fer relativement
grandes. Les meilleurs résultats sont obtenus dans un domaine légèrement acide pH 5,5-8,5 ou
dans un domaine légèrement alcalin, pH 7,5-8,5.
Pour soutenir l'effet de séparation, une partie des boues déposées est retournées à
l'intérieure du floculateur clarificateur muni de deux agitateurs. Le liquide surnageant entre
radialement par une paroi circulaire d'échange dans le compartiment de clarification du
floculateur ou la boue se dépose. La boue déposée est amenée par un racleur dans une rigole
collecteur de boue, qui entoure l'intérieur du floculateur clarificateur de là, elle est transportée en
partie dans le puits récepteur de boue par une pompe immersible circulant avec le racleur.
La plus grande partie, la proportion s'élève en pratique à environ de 80% de boue de
recyclage et 20% de boue en excès est ramenée dans le compartiment de contacte, par un réglage
approprie des armatures d'arrêt. Le réglage précis dépend de la concentration en boue dans
floculateur, il est surveillé et réglé pendant le fonctionnement. Il y a une pompe qui transporte les
boues en excès, du puits récepteur de boue, dans le bassin collecteur de boue, ou commence le
processus de la déshydratation des boues. Cette pompe est dirigée par le réglage de niveau.
* Données techniques :
- Diamètre : 18 m
- Volume : 840 m3
- Surface de clarificateur : 210 m2
- Vitesse de montée
Débit normal 0.41 m/h
Débit de pointe 0.79 m/h
33
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
Remarque : Tous les 3 mois environ, il faut vider entièrement le floculateur clarificateur, le
nettoyer et contrôler les installations intérieures
34
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
Si la valeur de pH diffère de la valeur théorique fixée.
a) -Pompe de dosage de lait de chaux entre en jeu.
b) -Pompe de dosage d'acide sulfurique entre en jeu.
Si la valeur de pH théorique est atteinte, les débits des pompes de dosage toujours en
marche reviennent vers un débit nul par un servomoteur de levage.
Du bassin de neutralisation (2) l'eau s'écoule en chute libre dans le bassin activant de la
biologie.
* Données techniques :
- Dimension : 10 m x 4 m
- Volume : 150 m3
- Temps de séjour
Avec débit normal 1h 30 min
Avec débit de pointe 47 min
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Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
matières polluantes organiques et se déposent dans les bassins de post clarification. Les boues
floconneuses formées de façon biologique, développent de nombreux petits organismes, surtout
des bactéries c'est pourquoi on les nomes de boues activées.
Pour cette réduction des matières polluantes, les bactéries biozones ont besoin d'oxygène
qui leur est continuellement donné par air comprimé avec les souffleries, à l'aide d'un système de
bougies d'aération réparties sur tout le bassin. Le nettoyage biologique a comme base un apport
d'oxygène. Si l'oxygène fait défaut ou si dans le bassin un minimum de 1 mg/l d’O2 n'est pas
atteint ce nettoyage est considérablement amoindrie par le mesurage d'oxygène, la teneur en
oxygène est constamment surveillée et enregistrée sur un appareil d'enregistreur dans le centre de
commande.
Si la concentration minimum n'est pas atteinte, un signal acoustique retentit et un
clignotant se déclanche dans le centre de commande.
36
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
bactéries manquent souvent de matières nutritives importantes. Pour compenses le manque de
matières nutritives, l'installation est munie d'une station de dosage de sels nutritifs, qui selon
besoin dose de l'azote (N) et du phosphore (P). La dose est fixée d'après la formule suivante et
dépend de l'entrée DBO et de la teneur en « N » et en « P » des eaux usées :
DBO : N : P: = 100 :5 :1.
N : est dosé comme urée (CO(NH2)2); P : est dosé comme acide phosphorique (H3PO4).
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Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
* Données techniques :
02 Bassins de clarification circulaires :
- Diamètre : 18 m/unité
- Volume : 540 m3.
- Surface de clarification chacun 250 m2.
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Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
Remarque
L'une des pompes à boue de recyclage est aussi toujours en marche, tandis que l'autre se
trouve toujours à la disposition en réserve. Ces pompes sont mises « en/hors marche » par des
indicateurs de temps en dépendance au volume de boue déterminé.
De ce fait, la quantité de boue à éliminer est transportée automatiquement, à un rythme
choisi à l'avance dans le bassin collecteur de boue.
Avant son entrée dans le cours d'eau récepteur, l'eau traverse la chicane prévue dans le
bassin de post chloration, dans le but d'être mélangée encore une fois. Ici le chlore a une fonction
microbicide sur les bactéries se trouvant encore dans l'eau claire. Dans la station de chlore, la
teneur résiduelle en chlore est automatiquement surveillée et réglée. A la fin de l'installation se
trouve le mesurage du débit total. Ce mesurage inductif indique dans le centre de commande, le
débit momentané et enregistre la quantité totale des eaux traitées.
* Données techniques :
Bassin de post chloration
Dimensions : 10 m x 4 m, Volume : 121 m3
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Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
Temps de séjour : - Débit normal : 1h 12 min
- Quantité maximale ajustable : 9 g/m3
Installation de chlore sous vide avec 4 bouteilles en service.
* Données techniques :
- Diamètre 12 m
- Surface 113 m2
- Capacité 590 m3
40
Chapitre IV Présentation et description du Complexe textile de Sebdou
teneur finale en matières consistantes plus élevées et aussi, parce que face à des filtres presse, il
est moins coûteux.
Sur la presse tamiseuse les boues sont déshydratées mécaniquement jusqu'à une densité
de matières solides de 25 % par conséquent la production de boues solides par jour s’élevé à 6,4
m3 .
A la sortie de la presse tamiseuse, on a des boues avec une teneur en matière consistantes
de 25 %. De ce fait la quantité supposée par jour s'élevé à environ 6,4 m3 qui peuvent être
collectés dans un container et ôtés.
41
Chapitre V
Matériel et méthodes
Chapitre V Matériel et méthodes
Chapitre V
Matériel et méthodes
V.1. Introduction
Dans toute station d’épuration des eaux usées il est nécessaire d’effectuer des analyses de
l’eau brute et de l’eau traitée afin d’évaluer les performances de la STEP en matière
d’élimination de la pollution de l’eau. Pour notre cas d’étude de la STEP du complexe textile de
Sebou, les analyses ont été faites au laboratoire de cette STEP. Le but de ces dernières est de
faire un contrôle de la qualité des eaux épurées à différentes étapes du processus de la station en
vue d’un meilleur respect des normes de rejet.
Les paramètres analysés sont : la température, le pH, la demande biochimique en oxygène
(DBO5), la demande chimique en oxygène (DCO), la sédimentation (au niveau de la sortie du
floculateur et au niveau de l’entrée du bassin biologique), l’alcalinité, le titre hydrométrique ou
dureté de l’eau (TH) et les matières organiques (MO) basiques. Ces paramètres ont été effectués
au sein même du laboratoire du complexe textile de Sebdou (Figure V.1).
Les méthodes analytiques et le matériel nécessaire à leurs applications sont exposés dans
ce qui suit :
43
Chapitre V Matériel et méthodes
V.2. Prélèvement et échantillonnage
Pour que les analyses soient fiables il faut que l’eau soit prélevée de manière convenable
et représentative de l’échantillon pour ne pas fausser les résultats. Les échantillons analysés au
niveau de la STEP de Sebdou ont été prélevés au niveau de l’entrée du bassin d’égalisation (1)
tandis qu’à la sortie, les échantillons ont été prélevés après la clarification finale. Les
prélèvements ont été effectués quotidiennement une fois par jours à 8 h du matin sur une période
d’environ 90 jours ayant du 17/01/2016 jusqu’au 18/04/2016.
V.3.2. pH
Le pH est une des caractéristiques fondamentales de l'eau. Il donne une indication de
l'acidité d'une substance. Il est déterminé à partir de la quantité d'ions d'hydrogène hydronium
(H+) ou d'ions hydroxyde (OH-) contenus dans la substance. La valeur du pH est à prendre en
considération lors de la majorité des opérations d'épuration de l'eau, surtout lorsque celles-ci font
appel à une réaction chimique et aussi quand certains procédés nécessitent d'être réalisés avec un
pH.
Principe
Le principe consiste à introduire un morceau de papier de l’appareil dans l’échantillon et
comparer sa nouvelle couleur avec ceux des couleurs existantes dans l’appareil montrant la
valeur du pH.
44
Chapitre V Matériel et méthodes
45
Chapitre V Matériel et méthodes
V.3.4. Demande biochimique en oxygène (DBO5)
La DBO est la quantité d‘oxygène nécessaire aux micro-organismes aérobies de l‘eau
pour oxyder les matières organiques, dissoutes ou en suspension dans l‘eau. Il s‘agit donc d‘une
consommation potentielle de l‘oxygène par voie biologique. Ce paramètre constitue un bon
indicateur de la teneur en matières organiques biodégradables d‘une eau (toute matière organique
biodégradable polluante va entraîner une consommation d’O2) au cours des procédés
d‘autoépuration. La DBO est mesurée au bout de 5 jours (DBO5), à 20°C (température favorable
à l‘activité des micro-organismes consommateurs d‘O2) et à l‘obscurité (afin d‘éviter toute
photosynthèse parasite) [25].
a) Principe
Le principe de mesure de la demande biochimique en oxygène consiste à déterminer la
quantité d'oxygène consommée au bout de cinq jours d'incubation, dans les conditions d'essai, à
20°C dans une solution diluée de l'échantillon.
b) Mode opératoire :
Prendre 432 ml d'échantillon d'eau à analyser.
Ajouter un comprimé de NaOH
Fermer le flacon et laisser pendant 5 jours dans l’appareil de DBO
Lire le résultat en mg/l
46
Chapitre V Matériel et méthodes
V.3.5. Alcalinité
A l’inverse de l'acidité, l'alcalinité d'une eau correspond à la présence de bases et de sels
d'acides faibles. Dans les eaux naturelles, l'alcalinité résulte le plus généralement à la présence
d'hydrogénocarbonates, carbonates et hydroxydes. D'autres sels d'acides faibles peuvent aussi
être dosés et interfèrent dans la mesure : acide humique, phosphates, citrates, tartrates... La silice
ionique peut aussi interférer notamment lorsque le pH est supérieur à 8,5.
On distingue comme pour la mesure de l'acidité, deux titres qui sont le titre
alcalimétrique ou titre alcalimétrique simple (TA) et le titre alcalimétrique complet (TAC).
L'unité utilisée est le degré français (1 of = 10 mg.L-1 de CaCO3 = 0,2 milliéquivalent. L-1). On
trouve parfois des ouvrages qui mentionnent l'alcalinité exprimée en mg.L-1 de CaO.
Le TA et le TAC étant mesurés successivement sur un même échantillon, les deux
méthodes de dosage seront présentées en même temps.
a) Mode opératoire du titre alcalimétrique simple (TA)
- Prélever 100 ml d'eau à analyser dans une fiole conique ;
- Ajout 1 à 2 gouttes de solution alcoolique de phénol phtaléine.
Une coloration rose doit alors se développer.
47
Chapitre V Matériel et méthodes
Mode opératoire :
Le dispositif utilisé pour déterminer la dureté est présenté sur la figure V.5 ci-dessous :
Protocole expérimental :
- Prendre 100 ml d’eau à analyser,
- Ajouter 0.5 ml de solution tampon pH=10 et quelques gouttes de N.E.T,
Si la couleur deviendra bleue, le TH est nul si non on fait le titrage avec de (l’E.D.T.A)
(0.02N) jusqu’au virage du violet au bleue.
48
Chapitre VI
Résultats et discussions
Chapitre VI Résultats et discussions
Chapitre VI
Résultats et discussions
VI.1. Introduction
Afin d’évaluer les performances de la station d’épuration du complexe textile de Sebdou
(DENITEXT) en matière d’abattement de la pollution de l’eau, une série de mesure sur les
paramètres de pollution de l’eau ont été effectué respectivement à l’entrée (eau brute) et à la
sortie (eau traitée) de cette STEP. Le travail expérimental à été réalisé sur une période d’environ
90 jours allant du 17/01/2016 jusqu’au 18/04/2016.
VI.2.1. La température
La figure suivante représente la variation de la température de l’eau de la STEP.
D’après les résultats obtenus dans la figure VI.1, on remarque que la température de l’eau
varie entre 17°C et 28°C à l’entrée de la STEP avec une moyenne de 23.11°C tandis qu’à la
sortie elle oscille entre 16°C et 24°C avec une moyenne de 21,03°C. On constate que les valeurs
50
Chapitre VI Résultats et discussions
de la température de l’eau à la sortie de la STEP ne dépassent pas la norme autorisée 30°C. La
température de l’eau joue un rôle très important en ce qui concerne l’accroissement des vitesses
des réactions chimiques et biochimiques et sur l’activité bactérienne d’où elle influe beaucoup
sur l’efficacité du procédé de traitement.
En examinant les résultats obtenus (figure VI.2), on remarque que les valeurs du pH de
l’eau traitée qui varient entre 7 et 7,5 avec une moyenne de 7,43 sont inférieures à celles de l’eau
brute qui varie entre 8 et 14 avec une valeur moyenne de 10,33. Les valeurs du pH à la sortie
sont très proches de la neutralité et elles sont relativement constantes et ne dépassent pas la
norme autorisée pour les rejets industriels (6.5 à 8.5).
51
Chapitre VI Résultats et discussions
VI.2.3. La demande chimique en oxygène (DCO)
La figure VI.3 donne la variation de la DCO de l’eau brute et traitée de la STEP.
Figure VI.3 : Variation journalière la demande chimique en oxygène (DCO) de l’eau (entrée et
sortie STEP)
52
Chapitre VI Résultats et discussions
VI.2.4. Demande biologique en oxygène (DBO5)
La figure VI.4 suivante représente la variation de la DBO5 de l’eau traitée de la STEP.
Figure VI.4 : Variation journalière la demande biologique en oxygène (DBO5) de l’eau à la sortie
de la STEP (eau épurée)
D’après la figure VI.4, les valeurs de la DBO5 à la sortie de la STEP varient de 10 mg/l à
18 mg/l avec une moyenne de 14.94 mg/l. Cette valeur reste au-dessous de la norme des
effluents liquides (35 mg/l) grâce à la bonne aération dans le bassin biologique.
VI.2.5. Sédimentation
L’analyse de la sédimentation a pour but de savoir la quantité de la boue décantée au
niveau des bassins (floculateur et bassin biologique) afin d’évacuer la boue en excès pour ne pas
perturber le bon fonctionnement des compartiments de la station d’épuration par son évacuation
vers l’épaississement.
Pour élaborer cette analyse, on met les échantillons d'eau dans les éprouvettes et on
attend environ 30 min pour lire les résultats en ml/l grâce aux graduations.
a) Sédimentation au niveau de la sortie du floculateur
La figure VI.5 représente la variation de la sédimentation de l’eau de la STEP à la sortie
du floculateur.
53
Chapitre VI Résultats et discussions
54
Chapitre VI Résultats et discussions
Selon la figure IV.6, on remarque une large variation de la sédimentation de la boue à
l’entrée du bassin biologique. Elle oscille entre 22 % et 54 % durant la période du 17 janvier
2016 au 10 avril 2016 ce qui signifie qu’on a un bon fonctionnement du floculateur. Au jour du
12 avril 2016, une vidange du bassin a été faite pour garder environ 30 % de la boue dans ce
bassin.
VI.2.6. Alcalinité
La figure VI.7 donne la variation de l’alcalinité de l’eau épurée de la STEP.
55
Chapitre VI Résultats et discussions
VI.2.7. Titre Hydrométrique (la dureté)
La figure VI.8 représente la variation de la dureté de l’eau épurée à la sortie de la STEP.
La dureté de l’eau épurée varie d’une valeur minimale de 12,5 OF et à valeur maximale de
26,5OF avec une moyenne de 18,77 OF.
56
Chapitre VI Résultats et discussions
Les valeurs des matières organiques basiques varient entre 37 et 88 et une moyenne de
62,51.
VI.3. Conclusion
Le suivi des paramètres de pollution effectués sur les eaux usées épurées du complexe
textile de Sebdou a montré des variations importantes de certains paramètres. En revanche,
d’autres présentent que de faibles fluctuations. La valeur moyenne de la température des eaux
usées est de l’ordre de 23,11°C avec une moyenne de 21,03oC à la sortie. Les valeurs du pH de
l’eau épurée sont comprises entre 7 et 7,5 avec une moyenne de 7,43. La DBO5, ses valeurs sont
comprises entre 10 et 18 mg/l dans les eaux traitées. Les valeurs de la DCO qui ne sont pas
élevées (entre 41 et 114 mg/l) à la sortie de la STEP montrent l’efficacité de cette dernière en
matière de dépollution de l’eau en conformité avec les normes de rejet Algérienne.
57
Conclusion
Générale
Conclusion Général
Conclusion générale
Les colorants, plus particulièrement de l’industrie textile, sont des sources dramatiques de
pollution, d’eutrophisation et de perturbation non esthétique dans la vie aquatique et par
conséquent présente un danger potentiel de bioaccumulation qui peut affecter les espèces
animales et végétales y compris l’homme par transport à travers la chaîne alimentaire. Il est
devenu, alors impératif de réduire voire éliminer ces colorants des effluents liquides par des
voies de traitement biologique ou physico-chimique.
Cette épuration met enjeu, d’une part, des mécanismes de sédimentation des matières
décanales, et d’autre part, l’activité biologique des micro-organismes.
Le travail réalisé au cours de cette étude a pour objectif d’étudier les performances
épuratoires d’une station d’épuration des eaux usées de l’industrie textile, en l’occurrence la
STEP de Sebdou à travers une série d’analyses effectuées sur les paramètres de pollution de
l’eau à l’entrée et à la sortie de cette STEP.
L’ensemble des analyses effectuées, nous ont permet de faire les constatations suivantes :
Les paramètres pH et température sont jugés dans les normes ;
La demande chimique en oxygène (DCO), paramètre indicateur de pollution, diminue de
façon flagrante entre les eaux usées brutes (où on enregistre les valeurs les plus élevées qui
varient entre 115 mg/l et 363 mg/l) et les eaux usées traitées (où on enregistre les valeurs
les plus faibles comprissent entre 41 mg/l et 114 mg/l) ;
La DBO5 variable de 10 mg/l à 18 mg/l dans l’eau épurée reste dans les normes ;
L'alcalinité résulte le plus généralement à la présence d'hydrogénocarbonates, carbonates et
hydroxydes. Elle varie entre 42,5OF et 84OF ;
La dureté de l’eau à la sortie de la STEP enregistre une moyenne de 18,77OF.
D’après les paramètres analysés des eaux épurées de la STEP du complexe textile de
Sebdou, il convient de signaler qu’ils sont touts conformes aux normes de rejet et d’après les
résultats obtenus nous confirmons le bon fonctionnement de cette station d’épuration, qui
contribuera sans aucun doute à préserver le milieu récepteur (Oued Tafna) de la pollution généré
par cette usine.
59
Bibliographie
Bibliographie
Bibliographie
[1] Nait Merzoug Nesrine;2014 ; Application des tiges de dattes dans l’adsorption de polluants
organiques ; Mémoire de Magister ; Université Mohamed Cherif Massaadia de Souk-ahras; 72p ;
[2] A.Boulal, M.Bouachema; 2014; étude cinétique de la dégradation d’un colorant par
oxydation; Mémoire fin d’études de master; Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
Mohamed Boudiaf, Faculté de Chimie, Département de génie chimique; 60p.
[3] Directive Européenne du 21 mai 1991(91/271/CEE) relative au traitement des eaux urbaines
résiduaires.
[4] J-R.vailant ; 1974 ; Perfectionnement et nouveautés pour des eaux résiduaires, eaux usées
urbaines et eaux résiduaires industrielles, Edition Eyrolles, 2863 p.
[5] A. MIZI; 2006 ; Traitement des eaux de rejets d'une raffinerie des corps gras région de
BEJAIA et valorisation des déchets oléicoles ; Thèse de doctorat ; Université de Badji Mokhtar
Annaba.
[6] A.Boukredimi ; M.Berrahal; 2014; Suivi des analyses des eaux sanitaires de complexe
gp2/z ; mémoire de Master ; Université des Sciences et de la Technologie d’Oran; 75 p
[7] S.Bouafia;2010; dégradation des colorants textiles par procédés d’oxydation avancée basée
sur la réaction de fenton ; Thèse de doctorat; Université Saad Dahleb de Blida; 160p
[8] Boeglin J.C; 1997; Analyse des eaux résiduaires, Pollution industrielle de l’eau
caractérisation, classification, mesure, technique de l’ingénieur, traite du génie industriel ;
p1210-1
[9] Elodie ZAWLOTZKI GUIVARCH; 2004 ; Traitement des polluants organiques en milieux
aqueux par procédé électrochimique d'oxydation avancée "Electro-Fenton". Application à la
minéralisation des colorants synthétiques. ; Thèse de doctorat; Université de Marne-La-Vallée
France, septembre; 234 p
[10] S.M.Fentous; A.Belhadj; 2014; Etude des interactions colorant tensioactif : application à
la dépollution; Mémoire de master; Université des sciences et de la technologie d’Oran; 51p
[11] W.Lemlikchi;2012; élimination de la pollution des eaux industrielles par différents
procédés d’oxydation et de co-précipitation; Thèse de doctorat; Université Mouloud Mammeri
de Tizi Ouzou; 172p
[12] S.Hammami; 2008;Etude de dégradation des colorants de textile par les procèdes
d'oxydation avancée. Application a la dépollution des rejets industriels; Université de Marne la
Vallée –France; 175p
[13] Manahan S.E; 1994; Lewis publishing; 6eedition; Atlanta;GA; USA.
61
Bibliographie
[14] Willmott N.J., J.T. Gutherie et G. Nelson; 1998;The biotechnology approach to colour
removal from textile effluent; J. Soc. Dyers Colour; 114, 38-41
[15] Pagga U. et D. Brown; 1986; The degradation of dyestuffs part II: behaviour of dyestuffs
in aerobic biodegradation tests; Chemosphere; 15; 479-491
[16] Servais P ; octobre 1999 ; La matière organique dans les milieux naturels. Presse de l'Ecole
Nationale des Ponts et Chausses français, p 49.
[17] Ganesh R; 1992; Thèse de doctorat; Chimie;Virginia Polytechnic Institute and State
University; Blacksburg, VA, USA; 193 p.
[18] Brown M.A eT S.C. Devito; 1993; Predicting azo dye toxicity; Crit. Rev. Environ. Sci.
Technol. 12, 405-414
[19] Décret exécutif no06-141 du 20 Rabie El Aouel 1427, correspondent au 19 avril 2006
définissant les valeurs limites des rejets d’effluents liquides industriels. Journal officiel de la
république Algérienne no 26.
[20] R. SALGHI; Différents filières de traitement des eaux, Ecole Nationale des Sciences
Appliquées d’Agadir, Universite Ibn Zohr Maroc, 22p
[21] Emilain koller ; juin 2009 ; Traitement des pollutions industrielles ; Edition dunod;
deuxième édition; 570p
[22] XU Y., LANGFORD C H; 2000; J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 133, p67-71.
[23] WABAG ;1979 ; Documentation constructeur de la station, laissée par l’éssisslence étrange
Allemagne.
[24] Inoussa ZONGO ; mars 2009; étude expérimentale et théorique du procédé
d’électrocoagulation : application au traitement de deux effluents textiles et d’un effluent simulé
de tannerie ; thèse de doctorat ; université de Nancy ; 224 p.
[25] C.Derradji ; février 2012; traitement des eaux usées industrielles: dégradation des
colorants azoïques par un procédé intégré couplant un procédé d’oxydation avancée et un
traitement biologique. ; Thèse de Doctorat ; université ferhat abbas sétif ; 187 p.
[26] Site web : www.nicole.cortial.net
62
Annexes
Annexes
Annexe 1
Processus de Traitement des Eaux d’alimentation du Complexe
Textile De Sebdou
b- Adoucissement
Dans le complexe textile les eaux doivent être limpides incolores et sans matières en
suspension en plus il faut éliminer avant l'utilisation des eaux les formes de dureté.
64
Annexes
Annexe 2
65
Annexes
toutes les commandes automatiques sont construites de telle sorte que tout le processus de
dissolution peut être actionné à la main.
Les pompes de dosage sont mises en position de marche contenue. Les servomoteurs des
pompes de dosage sont mis en marche par les circuits de réglage de la valeur de pH des bassins
de neutralisation (1) et (2). La pompe de dosage est une pompe de réservoir peut être mise en
marche par un commutateur sélectif à la place des pompes. Dans ce cas, les armateurs d'arrêt à
refoulement prévu sont à régler de telle sorte que la chemine choisi soit libre. Si une
Pompe de dosage est mise hors service, il faut la rincer à avec la chasse d'eau prévue pour
ôter toute trace de chaux.
-Données techniques :
Silo réservoir :
- Diamètre : 3,1m x environ 11m
- Volume : 49m3
Réservoir de dissolution :
- Diamètre : 1,6m x environ 1,3m
- Volume : 2000 litre (2m3).
66
Annexes
inverse a comme conséquence la destruction irréversible du réservoir imprégné de caoutchouc
(ébonite).
A cause de la chaleur de réaction produit lors de la dilution de l'acide sulfurique environ
140°C, un tuyau en téflon parfois a été installé dans le réservoir de dissolution pour garantir, à
l'entrée, un mélange égal avec l'eau d'environnement.
Lors de dissolution de l'acide, les mesures de sécurité nécessaire sont à respecter.
Les contacte de niveau du réservoir de stockage protégeant la pompe de transvase d'acide
sulfurique entre la marche en sec.
Le réglage de niveau du réservoir de dissolution aux fonctions de commandes suivantes,
décrites de bas en haut :
1-Protection contre la marche des pompes de dosage.
2-Signal « remplir de l'eau de dissolution + de l'acide».
3-« agitateur hors de marche ».
Les pompes de dosage sont mises en position de marche continue par servomoteur, pour
un refoulement réglable des pompes de dosage sont commandées par les circuits de réglage de la
valeur de pH des installations de neutralisation (1) et (2). La pompe de dosage est une pompe de
réserve ; elle est mise en marche par un interrupteur sélecteur à la place de la deuxième pompe.
Dans ce cas, les armateurs manuelles sont à régler du coté refoulement de telle sorte que le
chemine choisi soit libre.
67
Annexes
Le réglage de la proportionnalité signifie :
La quantité de dosage dépend des résultats de floculation pendant le traitement chimique.
La base de départ théorique est l'emploi 480 ml/m3 de FeCL3 à 40%.
Les raisons de dosage peuvent être :
1-La nécessité d'éliminer du phosphate.
2-Alourdissement de boues flottantes ou des boues gonflées, causant meilleure formation
de flocons et de meilleures caractéristiques de sédimentations dans le bassin de clarification
final.
Dans ce cas, un dosage de FeCL3 d’environ 10 à 15 mg/l est nécessaire.
• Une solution FeCL3 à 40% a une densité de 1,44g/cm3.
• Une solution FeCL3 à 20% a une densité de 1,19g/cm3.
-Données techniques :
Un réservoir de stockage : - Diamètre : 2m x 6,8m
- Volume : 20m3.
2 régulateurs à air comprimé.
3 pompes de dosage (1 avec servomoteur pour un refoulement réglable 0-120 L/h).
1 indicateur de niveau.
1 électrode à barre de niveau.
2 débitrices, champ de mesure de 50-500 L/h
2 robinets à membrane (soupape d'arrêt, soupape de tuyau de décharge).
3 robinets à membrane (soupape d'arrêt).
9 robinets à membrane (5 soupapes de réglage, 2 soupapes d'arrêt, 2 soupapes d'arrêt à
boulet).
5 soupapes de sûreté (2 soupapes de teneur de la pression, 3 soupapes de trop-plein).
2 soupapes de réglage (soupape d'arrêt d'eau de dissolution).
2 soupapes magnétiques (soupape électro-aimant, fermée sans courant).
2 soupapes d'aération (robinet à bille).
4) Station de dosage pour sel nutritif
Le procédé de traitement biologique pour les eaux usées industrielles pose parfois des
problèmes, parce que les matières nutritives organiques pour les bactéries sont trop uni latérales.
Dans le cas présent, la quantité en eaux usées fécales, facilement décomposables façons
biologiques est trop petite en rapport avec les eaux usées industrielles. C'est pour ça, le manque
de matières nutritives est composé par l'addition de sels nutritifs.
La station de dosage de sels nutritifs est munie de réservoir de dissolution.
1-Solution d'urée (NH2)2C0 environ 10%.
68
Annexes
2- Acide phosphorique H3PO4 environ 10 à 75%.
Ces solutions sont transportées par des pompes de dosage vers l'entrée dans la biologie.
-Données techniques :
2 réservoirs de dissolution :
- Diamètre : 1,6m x 1,75m
- Volume : 3000 Litre (3m3).
2 régulateurs à air comprimé (1 pour d'urée, 1 pour d'acide phosphorique).
2 agitateurs (1000 Tr/mn).
2 sondes de niveau (électrode à barre de niveau pour de 2 points de contact).
2 robinets à membrane (soupape de tuyau de décharge).
12 robinets à membrane (6 soupapes d'arrêt, 6 soupapes de réglage).
3 pompes de dosage (pour refoulement réglable à main de 0-300 litre/h).
5 soupapes de trop plein (2 soupapes de tenue de la pression).
2 soupapes de réglage (soupape d'arrêt d'eau de dissolution).
2 soupapes d'aération (robinet à bille).
69
Annexes
Annexe 3
Résultats des analyses effectuées durent la période du 17 janvier à 18 avril 2016
Date Entrée Sortie Entrée
neutralisation flocul mélange Sortie clarification finale
.1 ateur égalisateur
Jour Heur PH T SED DCO DBO5 DCO PH T
o o
C % mg/l mg/l mg/l C
17_janv 8h 10,5 21 74 137 18 52 7,5 22
19_janv 8h 14 22 80 137 17 50 7,5 23
21_janv 8h 10 23 72 162 17 50 7,5 22
25_janv 8h 14 23 70 210 16 114 7,5 21
27_janv 8h 11 22 80 202 18 76 7,5 23
31_janv 8h 10,5 22 67 145 17 40 7,5 24
02_févr 8h 11,5 24 47 263 15 88 7,5 21
07_févr 8h 12,5 24 62 224 13 68 7,5 22
09_févr 8h 10 24 78 211 17 63 7,5 23
11_févr 8h 10,5 24 66 180 12 62 7,5 24
14_févr 8h 9,5 23 75 195 16 68 7,5 23
17_févr 8h 10 21 75 165 13 70 7,5 22
20_févr 8h 10 23 72 190 18 68 7,5 22
22_févr 8h 9,5 22 50 154 15 60 7,5 22
24_févr 8h 10 25 55 215 16 86 7,5 21
29_févr 8h 9 17 79 182 16 85 7,5 20
01_mars 8h 9 17 62 205 18 76 7,5 19
03_mars 8h 11 23 59 205 13 70 7,5 17
06_mars 8h 12 18 65 190 16 75 7,5 16
08_mars 8h 9,5 21 68 186 12 72 7,5 17
10_mars 8h 9 20 98 195 15 82 7,5 16
14_mars 8h 9 21 95 185 13 78 7,5 18
16_mars 8h 9 23 11 142 18 63 7,5 18
20_mars 8h 10 24 12 256 10 41 7 19
22_mars 8h 11,5 24 99 363 16 57 7 19
24_mars 8h 9 28 98 265 12 58 7 19
27_mars 8h 12 28 86 270 15 72 7 21
29_mars 8h 11 26 99 237 18 63 7,5 21
31_mars 8h 9 26 86 212 16 63 7,5 22
03_avr 8h 9 22 65 206 11 52 7,5 23
05_avr 8h 12 24 88 175 13 57 7,5 22
10_avr 8h 9 26 99 146 11 46 7,5 23
12_avr 8h 11 26 97 158 16 52 7,5 24
14_avr 8h 9 26 99 115 12 42 7,5 24
17_avr 8h 8 26 99 133 14 47 7 23
70
Annexes
Annexe 4
Décret exécutif no06-141 du 20 Rabie El Aouel 1427, correspondent au 19 avril 2006
définissant les valeurs limites des rejets d’effluents liquides industriels. Journal officiel de la
république Algérienne no 26.
71
Annexes
72
Annexes
73