REPUBLIQUE DE COTE D'IVOIRE Union - Discipline - Travail
MINISTERE DE LA LA CONSTRUCTION, DU LOGEMENT DE L’ASSAINISSEMENT ET DE L’URBANISME
SYSTEMENT D’EPURATION BIOLOGIQUE DES EAUX USEES THEORIE DES BOUES ACTIVEES
OPERATION PERFORMER IMMOBILIERS
AVRIL 2013
BUREAU IVOIRIEN D'INGENIERIE ET D E DEVEL OPPEMENT 2 0 BP 1 5 72 ABID JAN 20 TE L: 20 21 7 8 10 FA X: 20 2 2 8 8 87 E -m ail: b2 id@ aviso.ci
Bureau Ivoirien d’Ingénierie et de Développement (B2ID)
L’épuration biologique Théorie des boues activées L’épuration biologique aérobie, employée seule ou associée à divers procédés physicochimiques, constitue la pièce maîtresse de presque toutes les installations d’épuration d’eaux résiduaires d’origine domestique. On peut classer les procédés de traitement biologique en deux groupes, selon que la culture bactérienne est fixée sur un support ou en suspension dans le milieu liquide. Dans le premier groupe (culture bactérienne développée sur un support) on peut ranger les lits bactériens et les disques biologiques pour les procédés dépuration intensive ou "artificielle "et l’épuration par le sol pour les procédés extensifs ou "naturels " Les lits bactériens on été très largement utilisés dans les débuts de l’épuration, et surtout étudiés dans les pays anglo-saxons. De plus en plus, ils laissent la place aux procédés du second groupe, non sans que la mode y soit pour quelque chose.
Dans le second groupe (culture bactérienne développée en suspension dans le milieu liquide), on trouve les procédés extensifs de lagunage, et intensifs des BOUES ACTIVEES. Le développement des boues activées s’est accompagné de nombreuses études dont les résultats permettent, sinon peut-être de calculer parfaitement toute station d’épuration, du moins d’avoir une meilleure compréhension des phénomènes utilisés et d’éviter des erreurs grossières. Tandis que se développaient une théorie des boues activées applicable au plus grand nombre d’installations, les constructeurs de stations d’épuration cherchaient, pour des raisons techniques mais aussi commerciales, à diversifier au maximum leurs matériels. Ainsi il existe sur le marché une multitude de "procédés" qui relèvent tous des boues activées mais portent des noms différents correspondant chacun à une combinaison particulière de forme de bassin et de dispositif d’aération. Tout système d’épuration par boues activées peut se schématiser ainsi : -
Un bassin d’aération (B.A.), aéré et agité, dans lequel l’eau à épurer est mise en contact avec la boue activée et ou se produit l’épuration.
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Un décanteur (D) ou l’eau épurée est séparée de la boue plus lourde. L’eau épurée est rejetée (ou dirigée vers un traitement complémentaire) tandis que la boue est renvoyée au bassin d’aération. 2 Etude de filière d’assainissement de l’Opération immobilière «PERFORMER »
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La boue activée Dans certaines conditions d’aération, d’agitation et de charge, les bactéries qui se développent dans les eaux chargées en matière organique se groupent pour constituer des particules floconneuses qui décantent si on cesse l’agitation. La boue activée est constituée par ces particules ou "floc bactérien" (ou simplement "floc") de quelques microns à quelques millimètres de diamètre, en suspension dans l’eau. La concentration de particules en suspension est toujours assez faible, même dans les boues concentrées (quelques grammes à quelques dizaines de grammes par litre), et la boue activée se traite comme un liquide. Le floc est formé de colloïdes à l’état agglomérés avec des poussières minérales et des microorganismes vivants et morts plus ou moins enrobés et maintenus par une substance mucilagineuse d’origine biologique. Les espèces vivantes que l’on y rencontre sont, outre des bactéries hétérotrophes aérobies (strictes ou facultatives), quelques rares levures, champignons et algues mais surtout des protozoaires flagellées et céliés, des rotifères et des nématodes. Les bactéries ont le rôle essentiel de consommer la matière organique contenue dans l’eau à épuré, mais les protozoaires, en tant que prédateurs des bactéries libres, contribuent aussi à l’épuration. La présence de certaines espèces de protozoaires est un des meilleurs indicateurs de bonne santé d’une boue, donc de bonne épuration. Un floc bien constitué est essentiel pour pouvoir réaliser l’épuration car il serait inutile de développer la culture bactérienne dans l’effluent si l’on ne pouvait, ensuite séparer l’eau épurée de la masse biologique. Il semble que la constitution d’un floc soit due à plusieurs facteurs : vieillissement d’une culture relativement peu alimentée, activité de certaines espèces qui secrètent ou libèrent au moment de leur mort une substance mucilagineuse, activité des protozoaires, etc…. agitation modérée et aération sont en tous cas indispensables. Une boue activée se caractérise par : -
Sa couleur, généralement brune (noire si elle manque d’oxygène ; plus claire si la charge est élevée).
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Son aspect macroscopique et microscopique (floc plus ou moins gros plus ou moins bien constitué, présence anormale de filaments)
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La concentration de matière en suspension (obtenue par pesée après filtration ou centrifugation et séchage à 105°). 3 Etude de filière d’assainissement de l’Opération immobilière «PERFORMER »
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Son degré de minéralisation : (pourcentage restant des matières en suspension après calcination à 550°c).
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Son "volume de boues" (volume en ml occupé par le floc après décantation d’1/2 heure d’un litre de la boue étudiée) ou son "pourcentage de boues" (fraction du volume occupé par le floc après décantation 1 /2 h.).
La dilatabilité de la boue est exprimée par l’indice de Mohlman qui est le volume en ml occupé par un gramme de boue après décantation 1 /2 heure (ou, ce qui revient au même le volume de boues divisé par la concentration en g /1). L’indice de Mohlman (S.V.I. des anglo-saxons) est de l’ordre de 100. Les valeurs supérieures à 150 traduisent une mauvaise constitution de la boue. Mécanisme d’élimination de la DBO (d’après ECKENFELDER). L’élimination de la charge organique d’un effluent (exprimée par la DBO) par une boue activée résulte de plusieurs phénomènes : -
Emprisonnement des particules organiques dans le floc. Les matières en suspension sont ainsi piégées très rapidement si l’agitation est bonne.
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Adsorption des colloïdes sur le floc.
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Biosorption de la matière organique dissoute par les microorganismes.
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L’élimination très rapide de la matière organique qui résulte de ces mécanismes est suivie d’une élimination plus lente de la matière organique dissoute restante.
4 Etude de filière d’assainissement de l’Opération immobilière «PERFORMER »
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ASSAINISSEMENT DES EAUX USEES Le réseau d’assainissement des eaux usées domestiques de l’Opération immobilière PERFORMER est calibré pour 4030 usagers et sera de type collectif. LES EAUX USEES En sortie d’habitations, les eaux usées domestiques sont contenues dans les limites minimales de 65 litres usagers et par jour (Instructions Techniques relatives au réseau d’assainissement des agglomérations). Compte tenu de l’absence d’un réseau primaire d’évacuation des eaux usées dans la zone étudiée, nous préconisons l’évacuation des eaux usées dans une station de traitement à boue activée. DONNEES DE BASE -
Réseau………………………………………………………………….type séparatif à 100%
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Nombre d’habitants……………………………………………..4030
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Débit moyen journalier………………………………………..262 m3/j
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Débit de pointe admis sur la station…………………….19 m3/h
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DBO5……………………..…………………………………………….200 mg/l
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Matière en suspension………………….………………………200 mg/l
5 Etude de filière d’assainissement de l’Opération immobilière «PERFORMER »
