utile

1. Communication
THEME 1 : Traitement des eaux usées hospitalières par la méthode d’électrocoagulation
Dans ce projet :
Mettre en exergue le principe de l’électrocoagulation et son intérêt dans le traitement des eaux usées
hospitalières en particulier ;
Décrire et présenter en détail le dispositif d’électrocoagulation ;
Proposer un schéma de fonctionnement de l’équipement ;
Proposer le coût d’installation d’un tel dispositif.

2. Introduction
 Objectifs
 Définition des concepts
 Caractéristiques de EUH
 Normes de traitement
 Méthode d’épuration des EU
 Composition minéralogique
 L’électrocoagulation
Conclusion
Plan

3. Les déchets hospitaliers sont tous les déchets générés par les activités hospitalières sous forme solide,
liquide et gazeuse.
Les eaux usées sont toutes les eaux usées, y compris les matières fécales provenant des activités
hospitalières, qui peuvent contenir des micro-organismes pathogènes et des produits chimiques
toxiques et radioactifs qui sont nocifs pour la santé.
Par conséquent, chaque hôpital doit traiter ses eaux usées de manière à ce qu'elles répondent aux
exigences de la norme et n'aient pas d'effet direct sur la santé.
Introduction

4. L’objectif général: décrire le procédé de traitement des eaux usées
hospitalières par l’EC
De façon spécifique,
Décrire les caractéristiques physicochimiques, microbiologies et
minéralogiques des eaux hospitalières
Décrire le principe de l’électrocoagulation
Décrire et présenter en détail le dispositif d’électrocoagulation ;
Proposer un schéma de fonctionnement de l’équipement ;
Proposer le coût d’installation d’un tel dispositif.
Objectif

5. Caractéristiques
microbiologiques
On peut citer
bactéries, notamment des
coliformes fécaux (E.coli),
des streptocoques et
des staphylocoques
les coliformes
Phyla
Caractéristiques des eaux usées hospitalières
Caractéristiques physico
chimiques
On peut citer
demande chimique en
oxygène (DCO),
la demande biologique en
oxygène (DBO),
les nitrates, l'ammoniac, le
phosphore,
la conductivité électrique
et le pH.
Caractéristiques
minéralogiques
On peut citer métaux lourds
tels que le cadmium (Cd),
 le plomb (Pb),
 le zinc (Zn),
 le chrome (Cr),
 le cuivre (Cu)
 le mercure (Hg)

6. Les eaux usées hospitalières peuvent être traitées à l'aide de diverses méthodes.
- Ozonation, qui consiste à utiliser de l'ozone combiné avec du CaO et des
graines de Moringa pour dégrader les liaisons polluantes insaturées et décomposer les
composés organiques complexes.
- Utilisation un réacteur pilote UASB, qui peut réduire efficacement les
niveaux de polluants tels que la DCO, la BOD5, le TSS, la turbidité et le phosphore
dans les eaux usées des hôpitaux
- L'électrocoagulation est une autre méthode qui utilise des électrodes
sacrificielles et un courant électrique pour éliminer les polluants des eaux usées
Utilisation d’un système à écoulement continu à base d'ozone
inactive efficacement les bactéries et les antimicrobiens dans les eaux usées des
hôpitaux.
- Aération prolongée pour éliminer les contaminants organiques et biologiques
des eaux usées hospitalières, ce qui a permis d'obtenir des rendements élevés
d'élimination des solides en suspension, de la DBO et des coliformes fécaux.
Méthodes d’épuration des eaux usées hospitalières

7. PARTI II:
ELECTROCOAGULATION

8. Définition: L'électrocoagulation (EC) peut être définie comme une méthode utilisée
pour éliminer les polluants des eaux usées en appliquant un courant électrique à des
électrodes sacrificielles.
Description et fonctionnement de l’électrocoagulation
Le procédé d‘ EC permet le traitement des métaux solubles qui se trouvent dans les eaux
de rinçage des bains de traitements de surfaces. Ce procédé permet de coaguler les
polluants grâce à une électrolyse à anode consommable (Al ou Fe).
La libération des ions Al et Fe par électrolyse et leur réaction avec l'eau permet de
former des amas de particules de pollution : les flocs. L'électrolyse de l'eau génère des
microbulles qui se fixent sur les flocs.
Le réacteur d'électro-floculation doit être suivi d'un procédé complémentaire pour
séparer l'effluent traité des flocs.
Electrocoagulation

9. Principes
Pour récupérer les boues formées, il faut soit tirer parti des microbulles fixées pour
effectuer une séparation par flottation, soit les récupérer par décantation, les microbulles
pouvant être gênantes et favoriser la mousse en surface.
Cette technique ne peut être employée que si l'effluent est suffisamment bon conducteur
électrique.
L’électrocoagulation est une méthode simple et efficace pour le traitement des eaux
usées. Cette technique entraîne une dissolution du métal de l’anode avec formation
simultanée d’ions hydroxyles et de gaz hydrogène à la cathode.
Elle a été proposée avant le début du XXe siècle, dans une usine d’épuration à Londres
construite en 1889 en vue de l’épuration des eaux d’égout mélangées à l’eau de mer.
Electrocoagulation

10. Principes
L’électrocoagulation-floculation est basée sur le principe d’anodes solubles. En imposant un courant
continu entre des électrodes en fer, aluminium ou alliage, on génère des cations métalliques (Al3+ ou
FE2+) qui vont jouer le rôle de coagulant pour permettre la déstabilisation des particules en suspension
et le piégeage des métaux en les précipitant.
La formation d’hydroxydes (de fer ou d’aluminium) et la géométrie particulière des réacteurs
d’électrocoagulation entraînent des phénomènes de floculation. L’électrolyse conduit à la formation de
microbulles, les flocs formés ont forte tendance à flotter, aussi sont-ils généralement séparés de l’eau
traitée par flottation à air dissous ou par filtre presse sans adjonction de floculant. On sépare ainsi les
Electrocoagulation

11. Electrocoagulation

12. Electrocoagulation

13. Electrocoagulation

14. Maintenance et entretien des plaques
L'investissement dans ce type de matériel entraîne une maintenance et un entretien,
notamment :
 la collecte et l'élimination des boues de traitement ;
 l'entretien et le nettoyage ponctuel du système ;
 l'entretien de la pompe et du compresseur ;
 la vérification ponctuelle des branchements électriques.
Electrocoagulation

15. Avantages de la méthode de EC
Pour les eaux de rinçage, le procédé
d'électrocoagulation présente plusieurs avantages :
 Réduction des consommations en eau par le
recyclage
 Épuration des eaux rejetées : très bonne capacité
de rétention des métaux sous formes ioniques
 Facilité de mise en œuvre :
 Installation rapidement opérationnelle
 Maintenance assez aisée
 Durée de vie variable en fonction de la charge à
traiter
Electrocoagulation
Les inconvénients de la méthode de EC
Une sensibilité au moussage
Une faible aptitude à la flottation des
hydroxydes métalliques (difficulté de
récupérer des boues qui flottent et qui
décantent)
Un coût d'exploitation élevé

16. Intérêt de l’électrocoagulation dans le traitement des eaux usées hospitalières
Des chercheurs dans le monde ont déjà étudié l’utilisation de EC pour éliminer
 les MES des eaux usées textiles
 le pH des lixiviats de décharge
 le zinc et le cuivre des solutions aqueuses en Iran
 le Fe des eaux usées minières en Indonésie,
 la couleur et la DCO des eaux usées du bétail en Corée.,
 les MES et la DCO des eaux usées des papeteries en Jordanie
 les MES, la DCO et la couleur des effluents d'une usine d'huile de palme en Chine
 les MES des effluents des usines de fabrication d'huile de palme au Brésil
 Ils ont utilisé aussi l’EC pour le traitement des eaux usées domestiques en Turquie
 le traitement des eaux usées municipales en Arabie Saoudite
 le tannage de l'huile en Inde
Electrocoagulation

17. Intérêt de l’électrocoagulation dans le traitement des eaux usées hospitalières
L'électrocoagulation (EC) offre plusieurs avantages pour le traitement des eaux usées hospitalières en Afrique.
Premièrement, EC peut éliminer efficacement les polluants de différents types d'eaux usées selon divers
paramètres de fonctionnement et configurations d'électrodes.
Deuxièmement, on a constaté que la CE augmentait considérablement le pH et les matières en suspension
totales (SST) des eaux usées, ce qui constitue une solution pratique pour surmonter les problèmes de pH et de
SST dans les eaux usées
Troisièmement, l'EC utilisant des électrodes en cuivre et en zinc a montré une grande efficacité dans
l'élimination de la demande chimique en oxygène (DCO), du TSS, de la conductivité, du pH et de la turbidité
des eaux usées
De plus, l'EC est une technique respectueuse de l'environnement qui peut purifier l'eau et les eaux usées, ce
qui en fait une option appropriée pour le traitement durable de l'eau en Afrique
Dans l'ensemble, la facilité d'installation, le faible coût des matériaux et la grande efficacité d'EC en font une
méthode avantageuse pour traiter les eaux usées hospitalières en Afrique, améliorer la qualité des eaux usées
rejetées et répondre aux problèmes de pollution de l'eau (Ammar et al., 2023).
Electrocoagulation

18. Dispositif d’électrocoagulation
 un bain d'électrocoagulation avec une configuration de six plaques d'aluminium équipées ;
 d'un spectrophotomètre intégré pour les solides totaux, qui a été utilisé pour mesurer les MES dans les eaux
usées ;
 d'un chronomètre, qui a été utilisé pour mesurer le temps de contact dans le processus d'électrocoagulation ;
 d'un testeur multiple, qui a été utilisé pour mesurer le temps de contact dans le processus
d'électrocoagulation ;
 d'un testeur multiple, utilisé pour mesurer la tension électrique dans le processus d'électrocoagulation ;
 d'un stabilisateur, utilisé pour stabiliser la tension électrique dans le processus d'électrocoagulation ;
 d'un transformateur de 12 V et 5 A ;
 d'un mini générateur comme source d'alimentation de secours.
Electrocoagulation

19. Un appareil d'électrocoagulation peut comprendre : un réservoir ayant une première
extrémité et une seconde extrémité ; une pluralité de cellules électrolytiques disposées
dans le réservoir, chaque cellule électrolytique ayant au moins une électrode anodique
et au moins une électrode cathodique définissant une paire d'électrodes anode/cathode ;
et une alimentation en tension connectée à chaque cellule électrolytique pour fournir
une tension aux bornes de chaque paire anode/cathode.
Electrocoagulation; Coût de l’installation

20. Coût de l’installation
Le coût d'installation d'un système d'électrocoagulation peut être calculé en tenant compte
de divers facteurs :
 La consommation d'électricité pour le fonctionnement des cellules d'électrocoagulation
 le coût des cartouches d'électrode
 la taille du système de traitement,
 la capacité d'égout souhaitée
 les exigences particulières de l'hôpital
Electrocoagulation

21. Coût de l’installation
Les coûts d'exploitation totaux de la CE comprennent généralement
 le coût des matériaux (OCma, €/m3),
 OCme = mA/V 1000
∗
mA = I × t × Mw/z × F
Où, mA est la masse d'anode dissoute (g), I est le courant (A), t est le temps de
fonctionnement (s), Mw est le poids moléculaire de l'anode (aluminium, 29,89 g/mol),
F est la constante de Faraday (96,487 C/mol), et z est le nombre d'électrons impliqués
dans la réaction. mA = I × t × Mw z ×F
Electrocoagulation

22. Coût de l’installation
 des produits chimiques (OCch, €/m3), OCch= mC/V
 de l'électricité (OCen, €/m3), OCen = U It/V 3600000
∗
 des boues produites (OCsl, m3),
 de la maintenance (OCma, €),
 de l'amortissement (OCde, €) et
 de la main-d'œuvre (OCla, €)
OCTotal = a × OCme + b × OCch + c × OCen + e × (OCsl + OCma + OCde + OCla)
Electrocoagulation

23. Coût de l’installation
où a est le prix de l'électricité, b est le prix des produits chimiques, « c » est le prix du
matériau de l'électrode, e est le coût de la déshydratation et de l'élimination des boues.
U est la tension appliquée (V), I est le courant (A), t est le temps de réaction (s), V est
le volume (m3) de l'échantillon, et mc (kg) est la masse de NaCl ajoutée (pour
augmenter la conductivité électrique des solutions)
Electrocoagulation

24. Coût de l’installation
pour notre travaille, soit :
 Consommation d'énergie : 0,5 à 8 kW soit 0,05 à 0,9 € HT par m3 traité.
 6 Électrodes (Al-Al, Fe-Al et Fe-Fe) : 120 g de fer /m3 traité (198 mm × 48 mm) surface immergée
69.6cm2
Ces électrodes sont branchées aux bornes d’une alimentation en courant continu (générateur)
dont la tension maximale est de U= 26 V et l’intensité de courant maximale de I= 12 A (d'environ 0,6 à
1 EUR/m3 d'eau purifiée)
 mc=0.05kg NaCl
 V=volume d’eaux usée produite par l’hôpital
 OCen = U It/V 3600000 environ
∗ 0,75 à 1,1 kWh/m3 d'eau purifiée
 Durée de vie des électrodes : environ 1 200 m3 d'eau/bloc d'électrodes,
Electrocoagulation

25. Coût de l’installation: démarche pour la détermination de
la production d’eaux usées
Designation nombre
Normes OMS
(2008,2010)
facteur de rejet
debit en eau de
consomation
debit eaux
usées
débit max eaux
uses
patients en
ambulatoire
n1 5l/patient 0,85*n1 5*n1*0,8 5*n1*0,8*Cp
Patients hospitalisés n2 400l/patient/jr 0,8400*n2 400*n2*0,8 400*n2*0,8*Cp
Salle d'pération ou
service de maternité
n3
100l/
intervention
0,8100*n3 100*n3*0,8 100*n3*0,8*Cp
Centre d'alimentation
theurapeutiquepour
les patien hospitalisés
n4 30l/patient/jr 0,830*n4 30*n4*0,8 30*n4*0,8*Cp
Morgue n5 20l/cadavre/jr 0,820*n5 20*n5*0,8 20*n5*0,8*cp
Buanderie n6 200l/jr 0,8200*n6 200*n6*0,8 200*n6*0,8*cp
Avec n1=nombre de consultation, n2= nombre de patient hospitalisés, n4= nombre d’intervention chirurgicales et n4=
nombre de patients traités en alimentation thérapeutique, n5= nombre de décès, et n6= nombre de jour de lavage
cp=1,5+2,5/(Qm)ˆ1/2 (coefficient de point (l/s))

26. Electrocoagulationm les débits d’eaux usée produites
Avec n1=nombre de consultation, n2= nombre de patient hospitalisés, n4= nombre d’intervention chirurgicales et n4=
nombre de patients traités en alimentation thérapeutique, n5= nombre de décès, et n6= nombre de jour de lavage
cp=1,5+2,5/(Qm)ˆ1/2 (coefficient de point (l/s))
designation Nombre
debit en eau
(m3/jr)
cp
débit eaux usées
(m3/jr)
débit max eaux
uses (m3/jr)
patients en ambulatoire 45387 0,62 4,675 0,50 2,33
patients hospitalisés 304 121,60 1,726 97,28 167,91
salle d'pération ou service
de maternité
2908 0,80 4,29 0,64 2,73
centre d'alimentation
theurapeutiquepour les
patien hospitalisés
361 10,83 2,259 8,66 19,57
Morgue 20 0,60 2,259 0,48 1,08
Buanderie 200 6,00 2,259 4,80 10,84
49180 140,45 1,716 112,36 192,81

27. Electrocoagulation: dimensionnement de la Bassin de
d’électrolyse
N° designation Dimensions
1 Q(m3/jr) 112,36
2 Vc(m3) 56,18
3 t(jr) 0,5
4 S(m2) 28,09
5 L(m) 7,6
6 l(m) 3,8
7 h(m) 2
Le bassin est rectangulaire
• Vc=Q*t
• Vc=S*h
• Soit L=2l
• Soit h=2

28. Electrocoagulation coût d’installation
N°
Désignation Unité Cout unitaire
Débit eau
usées (m3/jr)
Cout
d'installation(
FCFA/jr)
1 Coût des matériaux (Ocma fcfa/m3) 3936
112,36
442248,96
2 Produits chimiques (OCch) fcfa/m3 250 28090
3 Electricité (OCen) fcfa/m3 721,6 81078,976
4 Boues produites (OCsl) fcfa/m3 183,68 20638,2848
5 Maintenance (OCma) fcfa 50000
6 Amortissement (OCde) fcfa 110562
7 Main-d'œuvre (OCla) fcfa 100000
Coût d’Installation fcfa 832 618,221

29. Conclusion
L'électrocoagulation (EC) est une prometteuse technologie dans le traitement des eaux
usées hospitalières. Elle peut être intégrée avec l'ultrafiltration (UF) et l'osmose inverse
(RO) pour donner des rendements élevés d'élimination des contaminants.
La qualité de l'effluent peut être améliorée en remplaçant l'UF par une membrane RO,
permettrait d'améliorer les rendements d'élimination de 97,88 % et 98,38 % pour les
DBO et les DCO, respectivement.
Les configurations EC-UF et EC-RO ont montré une grande efficacité dans
l'élimination des contaminants et peuvent être utilisées comme technologie propre à des