CHAPITRE
N°01
PREMIERE
PARTIE
Chapitre 1 Première partie : Les eaux
usées
1. Généralité
Les eaux de surfaces constituent un écosystème
où règne une communauté d'êtres vivants qui
établissent des relations et interactions entre eux et leur milieu. Dans
ce fragile équilibre, un seul facteur de l'écosystème est
modifié, et c'est l'équilibre qui est perturbé.
C'est ainsi que la présence ou la surabondance d'un
élément dans un écosystème dont il est normalement
absent constitue une pollution. Nos eaux usées contiennent de nombreux
éléments polluants. Ces polluants s'ils se retrouvent directement
dans les milieux naturels, perturbent les écosystèmes.
Les eaux usées nécessitent d'être
traitées avant leur évacuation dans le milieu récepteur,
la protection de l'environnement en dépend.
2. Types des eaux usées
La classification des eaux usées s'appuie sur leurs
origines :
1. les eaux usées domestiques.
2. les eaux usées industrielles.
3. les eaux de pluie et de ruissellement dans la ville.
4. les eaux de ruissellement dans les zones agricoles.
3. Origine des eaux usées
Les eaux usées résultent de la pollution tant
physico-chimique que bactériologique des eaux de consommation de bonne
qualité, du fait des activités humaines, qu'elles soient
domestiques, industrielles ou agricoles (Richard, 1996). Ces eaux
proviennent de quarte sources principales :
3.1. Les eaux usées domestiques
Elles proviennent des différents usages domestiques de
l'eau. Elles sont essentiellement porteuses de pollutions organiques. Elles se
répartissent en eau ménagère qui a pour origine les salles
de bain et les cuisines, elles sont généralement chargées
de détergents, de graisses, de solvants, et de débris organiques.
Il s'agit aussi des rejets des toilettes, chargées de diverses
matières organiques azotées et de germes
fécaux.
La pollution journalière produite par une personne
utilisant de 150 à 200 litres d'eau est évaluée à
:
· de 70 à 90 grammes de matières en
suspension.
· de 60 à 70 grammes de matières
organiques.
· de 15 à 17 grammes de matières
azotées.
· 4 grammes de phosphore.
· plusieurs milliards de germes pour 100 ml.
3.2. Les eaux usées industrielles
Elles sont très différentes des eaux
usées domestiques. Leurs caractéristiques varient d'une industrie
à l'autre. En plus des matières organiques azotées ou
phosphorées, elles contiennent également des produits toxiques,
des solvants, des métaux lourds, des micropolluants organiques, des
hydrocarbures.
3.3. Les eaux usées pluviales
Normalement les eaux pluviales ne sont pas forcément
polluées. Elles ne sont considérées comme des eaux
usées que si elles sont mélangées avec des effluents
urbains au niveau des égouts de type unitaire. Elles sont de même
nature que les rejets domestiques et peuvent contenir en plus des
éléments toxiques (Hamdani, 2002).
3.4. Les eaux usées de ruissellement agricole
Il s'agit de rejets liquides agricoles issus du ruissellement
d'eau d'irrigation qui entraîne des engrais, des pesticides, des
herbicides ou des rejets organiques dus à un élevage
important.
4. Caractérisation des eaux usées
La composition des eaux usées est extrêmement
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
caractéristiques physiques, chimiques, biologiques et du danger
sanitaire qu'elles représentent, ces substances peuvent être
classées en quatre groupes : les micro-organismes, les matières
en suspension, les éléments traces minéraux ou organiques,
et les substances nutritives.
4.1. Paramètres physicochimiques
4.1.1. La température :
Il est primordial de connaître la température
d'une eau. En effet, elle joue un rôle très important dans la
solubilité des sels et surtout des gaz, et la détermination du pH
.Donc cette grandeur physique permet de déceler les conditions
extrêmes préjudiciables au bon fonctionnement du processus
biologique.
4.1.2. Le pH :
Le pH est la mesure du caractère acide (1 < pH <
7) ou basique (7 < pH < 14) des eaux usées. En
général, l'activité biologique se situe entre 6.5 et 8
unités de pH. En dehors de cet intervalle, le pH affecte la vie
aquatique et par conséquent influence l'autoépuration du milieu
naturel.
4.1.3. Matières en suspension (MES) :
C'est la quantité de pollution organique et
minérale non dissoute dans l'eau (Gomella et Guerree, 1978).
Les MES sont responsable d'ensablement et de baisse de
pénétration de la lumière dans l'eau, ce qui
entraîne une diminution l'activité photosynthétique et une
chute de la productivité du phytoplancton.
4.1.4. Demande biochimique en oxygène (DBO) :
Les phénomènes d'autoépuration dans les
eaux superficielles résultent de la dégradation des charges
organiques polluantes par les micro-organismes. La demande biologique en
oxygène est, par définition, la quantité d'oxygène
nécessaire aux microorganismes vivants pour assurer l'oxydation et la
stabilisation des matières organiques présentes dans l'eau
usée. C'est un paramètre qui permet d'évaluer la fraction
de la pollution organique biodégradable .Par
convention, la DBO5 est la valeur obtenue après cinq jours
d'incubation (Eckenfelder, 1982). La gamme de la DBO5
des eaux usées urbaines au Maroc est 200-400mg/L (Foutlane,
2005).
4.1.5. La demande chimique en oxygène (DCO) :
DCO est la quantité d'oxygène nécessaire
pour oxyder les matières organiques y compris les matières
biodégradables et non biodégradables par voie chimique. Vu la
simplicité de mesure de DCO et sa précision, il s'est
avéré nécessaire de développer des
corrélations entre la DBO5 et la DCO ainsi le rapport DCO/ DBO5 des eaux
usées urbaines est proche de 2 (Gomella et Guerree, 1978), le
rapport DCO/ DBO5des effluents domestiques est de 1,9 à 2,5.
(Hamdani et al, 2002).
4.1.6. Les matières azotées :
Les formes de l'azote dans les eaux usées sont l'azote
total (NTK), les nitrates (NO3-) et les nitrites (NO2 -). En plus de
la toxicité de la forme ammoniacale et nitrique l'azote intervient dans
le phénomène de l'eutrophisation. Donc, sa caractérisation
et sa quantification sont primordiales pour les rejets liquides dans le milieu
naturel (Deronzier et al., 2001).
4.1.7. Matières phosphatées :
C'est la quantité de phosphore total contenu dans l'eau
sous diverses formes : plyphosphates, organophosphates et orthophosphates. Le
phosphore est aussi responsable de l'eutrophisation du milieu aquatique,
d'où l'obligation de sa détermination (Martin, 1987).
5. Paramètres microbiologiques
Les eaux résiduaires urbaines contiennent de nombreux
germes (champignons, amibes, protozoaires, bactéries, virus)
dont certains sont pathogènes. La présence de coliformes et
de streptocoques témoigne d'une contamination fécale de ces eaux
qu'il est impératif de les épurer pour préserver le milieu
naturel (Olivier et Christelle, 2004).
5.1. Protozoaires :
Ils sont présents dans les eaux usées à
l'état de kystes. La principale forme pathogène pour l'homme est
Entamoeba histolytica, agent responsable de la
dysenterie amibienne (Bouhoum et al,
1997)
5.2. Helminthes :
Les helminthes sont rencontrés dans les eaux
usées sous forme d'oeufs et proviennent des excréta des personnes
ou d'animaux infectés et peuvent constituer une source de
réinfection par voie orale, respiratoire ou par voie cutanée
(Lamghari et Assobhei, 2005).
5.3. Virus :
Les virus se trouvent dans les eaux résiduaires
à des concentrations de l'ordre de milliers d'unités infectieuses
par millilitre d'eau. Parmi les infections virales d'origine hydrique, on
trouve la poliomyélite, également on peut citer l'hépatite
A.
5.4. Les coliformes totaux et fécaux :
C'est un groupe de bactéries utilisé comme
indicateur de contamination fécale. Ils appartiennent à la classe
des Enterobacteriaceaes. Ce sont des bacilles à gram négatif,
asporogénes, oxydase négative, aérobies ou
anaérobie facultatifs, capables de se multiplier et de fermenter le
lactose et produisent de gaz, d'acide et d'aldéhyde (Guedira, 2001).
On les considère comme bons indicateurs de contamination
fécale, ils se cultivent à 44°C.
Les coliformes totaux se developpent a 37°C. Ces derniers
peuvent avoir une origine non strictement fecale : Le sol, les insectes et les
plantes peuvent les heberger. Les coliformes totaux sont inclus dans les germes
temoins de contamination fecale de deuxieme ordre. (Imziln, 1990).
5.5. Les streptocoques fecaux :
Ces bacteries appartiennent a la famille des streptococcaceae,
sont des cocci generalement disposees en diplocoques ou en courte chain, a gram
negatif, asporulantes, immobiles, aerobies facultatifs et possedant un
metabolisme fermentatif. Ces germes colonisent l'intestin de l'homme et des
animaux a sang chaud. Leur presence dans le milieu hydrique prouve une
pollution d'origine fecale de l'eau. Cependant, on peut trouver aussi des
streptocoques fecaux dans le sol, les plantes et les insectes (Papadakis,
1982).
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