1
École Supérieure des Ingénieurs
de Medjez El Bab
Notes de Cours/Epuration des Eaux
2. Paramètres de pollution des eaux usées
Ministère de l’Agriculture des
Ressources Hydrauliques et
de la Pêche
*****************
Institution de la Recherche
et de l’Enseignement
Supérieur Agricoles
Ministère de l’Enseignement
Supérieur et de la recherche
Scientifique
************************
Université de Jendouba
Avril 2020
Avril 2020
Dr. Khalifa RIAHI
2
Eaux naturelles
•Eaux souterraines :
Excellente qualité physico-chimique et bactériologique
Influence des terrains traversés : minéralisation
Minéralisation faible (terrains anciens type granite)
Minéralisation forte (terrains sédimentaires, calcaires…)
Eaux pauvres en O2 dissous et exemptes de MO
•Eaux de surface :
Répartition en eaux circulantes (courantes) et eaux stockées (stagnantes)
Provenant de l’émergence de nappes profondes ou eaux de ruissellement
Riches en gaz dissous, MES, MO, planctons
Très sensibles à la pollution minérale et organique (nitrates, pesticides,…)
3
Eaux usées urbaines
•Pollution carbonée organique et particulaire :
Demande Chimique en Oxygène (DCO)
Demande Biochimique en Oxygène (DBO5)
Matières en Suspension (MES)
•Pollution azotée :
Formes réduites NH4+, N organique
Formes oxydées NO3-, NO2-
Azote Total Khjeldahl (NTK) NTK = NH4+ et N organique
•Pollution phosphorée :
Orthophosphates PO43- (90%), Polyphosphates, Phosphore organique
•Matières inhibitrices toxiques :
Hydrocarbures, Cyanures, Métaux lourds, Organochlorés,…
4
ORIGINES DES POLLUTIONS – TYPOLOGIE ET RATIOS
Toute pollution en milieu aqueux peut se caractériser par 3 données :
 Débit
 Paramètre de pollution
 une concentration (ou un flux)
Eaux résiduaires urbaines (ERU) et industrielles (ERI)
5
DEBIT DES EAUX USEES
6
PARAMETRES DE LA POLLUTION DES EAUX USEES
7
Ordres de grandeur de quelques DBO5
Origine des effluents Concentration (mg/l)
d'oxygène
Effluents domestiques DBO = 250-600
Conserveries DBO = 1100 à 2500
Fromageries
Laiterie
DBO = 1650 à 2700
DBO = 850 à 1200
Abattoirs
Polyvalent (non équipé)
Polyvalent (équipé)
Abattoirs de porcs
Abattoirs de volailles
DBO = 2500
DBO = 1500
DBO = 2500
DBO = 1500
8
Ordre de grandeur de la DCO
Origine des effluents Concentration (mg/l)
d'oxygène
Effluents domestiques DCO = 570-1000
Conserveries DCO = 600 à 4400
Fromageries
Laiterie
DCO = 1100 à 4700
DCO = 1300 à 1900
Abattoirs
Polyvalent (non équipé)
Polyvalent (équipé)
Abattoirs de porcs
Abattoirs de volailles
DCO = 4700
DCO = 2900
DCO = 4500
DCO = 2300
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10
Composition physique des ERU
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12
CONCENTRATIONS ET FLUX
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Type d'effluent MS (mg/l) MES (mg/l) DBO5 (mg/l) DCO (mg/l)
Fort 1200 350 300 1000
Moyenne 700 200 200 500
Faible 350 100 100 250
Coliformes
totaux
Coliformes
fécaux
Streptocoques
fécaux
E.coli Salmonella Entérovirus
10E7 à 10E9 10E6 à 10E8 10E6 à 10E7
10E6 à
10E8
2 à 10 000 4 à 460
Normes
Eau épurée>10 000 EH : 15 mg/l O2 Taux d’épuration 90%
Eau épurée <10 000 EH : 20 mg/l O2 Taux d’épuration 90%
14
Protozoaires : unicellulaires se déplaçant soit à l’aide de pseudopodes
et de flagelles (rhizopodes, flagellés), soit à l’aide de cils vibratiles.
Exemples de protozoaires pathogènes pour l’homme
Entamoeba histolytica, agent de la dysenterie amibienne, résistant sous forme
de kyste plus de 3 semaines dans le milieu hydrique.
Naegleria fowleri. amibe courante du milieu ambiant qui peut révéler un
pouvoir pathogène pour l’homme.
Vers ou helminthes : Leur taille varie, pour les oeufs de 30 à 80 pm,
pour les embryons ou les larves de 100 à 500 µm.
Exemples d’helminthes : Ascaris, Oxyures.
15
Organismes macroscopiques : Ces organismes comprennent une grande
variété de vers, mollusques, crustacés, insectes, algues ou divers végétaux à
divers stades de leur développement.
Certains ont un rôle important dans le traitement des eaux résiduaires, d’autres
sont prédominants dans les cours d’eau fortement pollués et peuvent servir
d’indicateurs de pollution (indices biotiques).
Exemples d’organismes macroscopiques:
- Crustacés : daphnies, cyclops, moinia (cladocères).
- Algues : diatomées, cyanophycées, chlorophycées (Oscillatoria)
- Mollusques : Bithynia tentaculata, Valvata tricarinata
- Rotifères
16
Les effluents industriels à prédominance organique biodégradable (industries
agro-alimentaires (laiterie, conserverie, abattoir, etc..)) se prêtent bien à un
traitement combiné avec les eaux usées domestiques.
Des effluents industriels à prédominance organique ou minérale toxique qui
devront subir un traitement spécifique avant rejet dans les milieux récepteurs
(industries pharmaceutiques, papeterie, tannerie, sidérurgiques, etc).
17
Rapports de biodégradabilité
Rapport C/N/P = 100/5/1
Rapport DCO/DBO5
= 1,5 à 2 Effluent spontanément biodégradable
Rapport DCO/DBO5
= 2 à 3 Effluent biodégradable à condition
Rapport DCO/DBO5
> 3 Effluent non biodégradable
• Pour un effluent à dominante domestique :
DCO/DBO5
= 2
NT/DBO5
= 0,18
PT/DBO5
= 0,03
MES/DBO5
= 1,25
18
Equivalent-Habitant
EH = Charge polluante adoptée en g de DBO5 par Habitant et par jour
Une charge spécifique de 30 g DBO5/hab/j
Une charge spécifique de 135 g DCO/hab/j
Une charge spécifique de 70 g MES/hab/j
Une charge spécifique de 12 g NT/hab/j
Une charge spécifique de 3 g PT/hab/j
19
EFFETS DES POLLUTIONS SUR LES MILIEUX RECEPTEURS
20
21
Seuil de toxicité vis à vis des poissons
22
Dose létale pour les insecticides les plus courants
vis à vis de divers poissons d’eau douce
23
Micropolluants minéraux : leur présence est dû soit à l’activité minière
(lessivage par les pluies de terrils ou sont rejetés des métaux
d’accompagnement de l’élément recherché), soit à l’accession au rang de
métal industriel de métaux peu communs dans le milieu.
De plus, on retrouve nombre de ces métaux à l’état de trace dans certains
engrais utilisées en agriculture (engrais phosphatés, pesticides).
Principales impuretés présentes
dans les superphosphates
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CHAP 1. PARAMETRES DE POLLUTION d'eau dans l'environnement

  • 1.
    1 École Supérieure desIngénieurs de Medjez El Bab Notes de Cours/Epuration des Eaux 2. Paramètres de pollution des eaux usées Ministère de l’Agriculture des Ressources Hydrauliques et de la Pêche ***************** Institution de la Recherche et de l’Enseignement Supérieur Agricoles Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la recherche Scientifique ************************ Université de Jendouba Avril 2020 Avril 2020 Dr. Khalifa RIAHI
  • 2.
    2 Eaux naturelles •Eaux souterraines: Excellente qualité physico-chimique et bactériologique Influence des terrains traversés : minéralisation Minéralisation faible (terrains anciens type granite) Minéralisation forte (terrains sédimentaires, calcaires…) Eaux pauvres en O2 dissous et exemptes de MO •Eaux de surface : Répartition en eaux circulantes (courantes) et eaux stockées (stagnantes) Provenant de l’émergence de nappes profondes ou eaux de ruissellement Riches en gaz dissous, MES, MO, planctons Très sensibles à la pollution minérale et organique (nitrates, pesticides,…)
  • 3.
    3 Eaux usées urbaines •Pollutioncarbonée organique et particulaire : Demande Chimique en Oxygène (DCO) Demande Biochimique en Oxygène (DBO5) Matières en Suspension (MES) •Pollution azotée : Formes réduites NH4+, N organique Formes oxydées NO3-, NO2- Azote Total Khjeldahl (NTK) NTK = NH4+ et N organique •Pollution phosphorée : Orthophosphates PO43- (90%), Polyphosphates, Phosphore organique •Matières inhibitrices toxiques : Hydrocarbures, Cyanures, Métaux lourds, Organochlorés,…
  • 4.
    4 ORIGINES DES POLLUTIONS– TYPOLOGIE ET RATIOS Toute pollution en milieu aqueux peut se caractériser par 3 données :  Débit  Paramètre de pollution  une concentration (ou un flux) Eaux résiduaires urbaines (ERU) et industrielles (ERI)
  • 5.
  • 6.
    6 PARAMETRES DE LAPOLLUTION DES EAUX USEES
  • 7.
    7 Ordres de grandeurde quelques DBO5 Origine des effluents Concentration (mg/l) d'oxygène Effluents domestiques DBO = 250-600 Conserveries DBO = 1100 à 2500 Fromageries Laiterie DBO = 1650 à 2700 DBO = 850 à 1200 Abattoirs Polyvalent (non équipé) Polyvalent (équipé) Abattoirs de porcs Abattoirs de volailles DBO = 2500 DBO = 1500 DBO = 2500 DBO = 1500
  • 8.
    8 Ordre de grandeurde la DCO Origine des effluents Concentration (mg/l) d'oxygène Effluents domestiques DCO = 570-1000 Conserveries DCO = 600 à 4400 Fromageries Laiterie DCO = 1100 à 4700 DCO = 1300 à 1900 Abattoirs Polyvalent (non équipé) Polyvalent (équipé) Abattoirs de porcs Abattoirs de volailles DCO = 4700 DCO = 2900 DCO = 4500 DCO = 2300
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    13 Type d'effluent MS(mg/l) MES (mg/l) DBO5 (mg/l) DCO (mg/l) Fort 1200 350 300 1000 Moyenne 700 200 200 500 Faible 350 100 100 250 Coliformes totaux Coliformes fécaux Streptocoques fécaux E.coli Salmonella Entérovirus 10E7 à 10E9 10E6 à 10E8 10E6 à 10E7 10E6 à 10E8 2 à 10 000 4 à 460 Normes Eau épurée>10 000 EH : 15 mg/l O2 Taux d’épuration 90% Eau épurée <10 000 EH : 20 mg/l O2 Taux d’épuration 90%
  • 14.
    14 Protozoaires : unicellulairesse déplaçant soit à l’aide de pseudopodes et de flagelles (rhizopodes, flagellés), soit à l’aide de cils vibratiles. Exemples de protozoaires pathogènes pour l’homme Entamoeba histolytica, agent de la dysenterie amibienne, résistant sous forme de kyste plus de 3 semaines dans le milieu hydrique. Naegleria fowleri. amibe courante du milieu ambiant qui peut révéler un pouvoir pathogène pour l’homme. Vers ou helminthes : Leur taille varie, pour les oeufs de 30 à 80 pm, pour les embryons ou les larves de 100 à 500 µm. Exemples d’helminthes : Ascaris, Oxyures.
  • 15.
    15 Organismes macroscopiques :Ces organismes comprennent une grande variété de vers, mollusques, crustacés, insectes, algues ou divers végétaux à divers stades de leur développement. Certains ont un rôle important dans le traitement des eaux résiduaires, d’autres sont prédominants dans les cours d’eau fortement pollués et peuvent servir d’indicateurs de pollution (indices biotiques). Exemples d’organismes macroscopiques: - Crustacés : daphnies, cyclops, moinia (cladocères). - Algues : diatomées, cyanophycées, chlorophycées (Oscillatoria) - Mollusques : Bithynia tentaculata, Valvata tricarinata - Rotifères
  • 16.
    16 Les effluents industrielsà prédominance organique biodégradable (industries agro-alimentaires (laiterie, conserverie, abattoir, etc..)) se prêtent bien à un traitement combiné avec les eaux usées domestiques. Des effluents industriels à prédominance organique ou minérale toxique qui devront subir un traitement spécifique avant rejet dans les milieux récepteurs (industries pharmaceutiques, papeterie, tannerie, sidérurgiques, etc).
  • 17.
    17 Rapports de biodégradabilité RapportC/N/P = 100/5/1 Rapport DCO/DBO5 = 1,5 à 2 Effluent spontanément biodégradable Rapport DCO/DBO5 = 2 à 3 Effluent biodégradable à condition Rapport DCO/DBO5 > 3 Effluent non biodégradable • Pour un effluent à dominante domestique : DCO/DBO5 = 2 NT/DBO5 = 0,18 PT/DBO5 = 0,03 MES/DBO5 = 1,25
  • 18.
    18 Equivalent-Habitant EH = Chargepolluante adoptée en g de DBO5 par Habitant et par jour Une charge spécifique de 30 g DBO5/hab/j Une charge spécifique de 135 g DCO/hab/j Une charge spécifique de 70 g MES/hab/j Une charge spécifique de 12 g NT/hab/j Une charge spécifique de 3 g PT/hab/j
  • 19.
    19 EFFETS DES POLLUTIONSSUR LES MILIEUX RECEPTEURS
  • 20.
  • 21.
    21 Seuil de toxicitévis à vis des poissons
  • 22.
    22 Dose létale pourles insecticides les plus courants vis à vis de divers poissons d’eau douce
  • 23.
    23 Micropolluants minéraux :leur présence est dû soit à l’activité minière (lessivage par les pluies de terrils ou sont rejetés des métaux d’accompagnement de l’élément recherché), soit à l’accession au rang de métal industriel de métaux peu communs dans le milieu. De plus, on retrouve nombre de ces métaux à l’état de trace dans certains engrais utilisées en agriculture (engrais phosphatés, pesticides). Principales impuretés présentes dans les superphosphates
  • 24.