République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA N a D’ordre N • de série : FACULTE DES SCIENCES ET SCIENCES DE L’INGENIEUR Département d’hydraulique et de génie civil Memoire En vue d’obtention d IP or75 Option : Aménageme hy Sni* to vieu Réalisé par Melle: Yamina GHERAIRI THEME Contribution à l’étude de l’efficacité de la filtration biologique sur sables de dunes Soutenue le : 21/02/2008 Devant le jury : Président KRIKER Abdel wahed Maitre de conférences MCA Univ.
Ouargla Examinateur n Hydraulique arides niveau des laboratoires pédagogique de l’I. T. A. S surtout mon responsable direct M. BEGGARI Liche Je remercie les honorables membres du jury qui m’ont font l’honneur de corrlger et juger mon travail -Mes collègues de promotion surtout: A. KHALIFA, A. BENLAMNOUAR, E. TALBI A. BELMAEBDI. – Mes amies: Zakia, Hadjira, Zaineb, Asma, Fouzia Wahiba, Samira, Mabrouka, Assia et toutes les filles de la city ENS. A tous qui ont contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce travail.
Je dédie ce mémoire A toute ma grande famille A tous mes amies et amis A tous qui me souhaitent une bonne vie A tous mes enseignants du primaire jusqu’à aujourd’hui A mes collègues de la promotion. A mes collègues de travail A tous ceux que raime Yamina GHERAIRI SOMMAIRE Introduction Générale 01 PARTIE A: BIBLIOGRAPHIE CHAPITRE I:GENERALITIE SUR LES EAUX USEES l. 1. Définition OF Filtres à sable rapides 11. 4. 2. Filtration à sable lente 11. 4. 2. 1 . Caractéristiques des filtres lents Il. 4. 2. 3. Avantages des filtres lents 11. . 2. 4. Inconvénients des filtres lents Il. 5. L’écoulement à travers le filtre à sable Il. S. I. Mécanisme de filtration 1. 5. 1. 1 Mécanismes de capture 11. 5. 1. 2. Mécanismes de fixation Il. 5. 1. 3 Mécanisme de détachement 11. 6. Colmatage du filtre a sable Il. 6. 1. Définition Il. 6,2. Types de colmatage 11. 6. 2. 1 . Colmatage physique 11. 6. 2. 2. Colmatage chimique 11. 6. 2. 3. Le colmatage biologique 11. 7. Optimisation de l’utilisation d’un filtre à sable 10 12 2 13 14 15 16 17 18 Qualité des eaux 1 .
La demande biochimique en oxygène DB05 11. 2. 1. 2. La demande biochimique en oxygène DCO 3. Les matières en suspensions MES 11. 2. 1 . 4. L’azote Kjeldahl NK 5. Le pH Les eaux de vanne EV 8 39 40 CHAPITRE 111: DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL 111. 1 Introduction . 2. Dispositif d’étude du colmatage 1 2. 1. Pilote de filtratlon Ill. 2. 2. Calcul des débits I . 2. 3. Mise en marche des pilotes I . 2. 4. Méthode de prélèvement . 3. Dispositif d’étude de rendement épuratoire I . 3. 1. ébit d’alimentation 43 45 47 49 50 domestique propriétés physiques des matériaux filtrants la densité réelle la densité apparente la conductivité électrique qualité des eaux usées préparées au laboratoire qualité des eaux de vanne la porosité après le fonctionnement des filtres (%) es écarts types entre les valeurs de la porosité Les valeurs du colmatage (%) La matière organique après fonctionnement (%) les valeurs du colmatage mécanique en (%) les valeurs du colmatage organique les valeurs du colmatage physique les valeurs des MES les valeurs des rendements des MES les valeurs de la DCO les valeurs des rendements de la DCO Page 07 24 25 26 53 56 60 63 64 69 PAGF s OF filtre La variation des différent type de colmatage du cinquième filtre La variation des différent type de colmatage du sixième filtre L’évolution du rendement des MES L’évolution du rendement de la DCO 0 31 48 54 55 57 58 61 65 66 67 70 72 LISTE DES PHOTOS Numéro 02 03 04 Dispositif expérimental po PAGF OF colmatage Ouargla (code 3099010312/MS) «traitement des eaux usées de la région de Ouargla en vue d’une réutilisation et protection de l’environnement».
Les résultats des essais faites au laboratoire méritent des approfondissements, ils apportent un plus pour la gestion des ressources en eaux et une valorisation à la fois des eaux usées et des sables de dunes dans les domaines de l’agriculture et l’environnement au Sahara. Au cours de son fonctionnement, le filtre à sable soumis à des ariations des caractéristiques morphologiques ; ces derniers gênent le parcours de la filtration. L’objectif du présent travail est de procéder à la détermination de la variation de la porosité (colmatage), et à l’évolution de la teneur en matière organique en fonction du temps d’utilisation, ceux-ci le long de la profondeur du filtre ; ainsi que de suivre l’effet de l’élimination de la matière organique sur le filtre.
Ce travail, contient deux parties: dans la première partie; une étude bibliographique sur les eaux usées, la filtration biologique et la caractérisation des upports filtrants. Dans la deuxième partie; les étapes de l’expérimentale vont être représenté avec touts les analyses et les mesures qui on été faites au cours de l’étude. En suit les résultats obtenus à travers l’ex érience et ses interprétations. En fin une conclusion gén s recommandations. PAGF 7 OF nomination l’indique; sont les eaux déjà utilisées. Elles constituent l’ensemble des déchets liquides produits par l’homme par ses propres besoins et au cours de ses activités domestiques, agricoles et industrielles. (Satin M. 1999 et Ziani M. 200 ) l. 2.
Origines des eaux usées Les eaux usées appelées aussi eaux résiduaires sont identifiées selon leurs origines comme suit: 1 Les eaux usées domestiques Sont les eaux Issues des habitations ou de sanitaires des entreprises. L’eau usée domestique est un complexe de matière organique et minérales; produits par les eaux de cuisine, les eaux de vannes et les eaux de lavage. (Rejsek F. 2002) l. 2. 2. Les eaux usées pluviales Malgré que ces eaux n’ont pas été utilisées par l’homme; elles sont considérées comme des eaux usées car elles ne sont pas toujours propres. Il arrive même qu’elles oient plus polluées que les eaux usées domestiques.
Elles sont ruisselées sur les surfaces imperméables, de même les gouttes de pluie traversent une atmosphère chargée de poussières et de produits divers. (satin M. 1999) l. 2. 3. Les eaux usées agricoles Ces eaux sont considérées comme usées, car elles sont chargées de matériaux contenus dans les engrais, de même des eaux faire un lavage du sol. (Claude G. C. 1999) l. 2. 3. Les eaux usées ind E OF l. 3. Nature et composition des eaux usées Les matières polluantes contenues dans les eaux usées urbaines sont diverses; uivant leur nature, elles n’entrainent pas le même type de nuisance et nécessitent des traitements différents et appropriés.
La composition et la quantité des eaux usées sont liées aux modes de vie. Elles proviennent essentiellement des activités domestiques et industrielles. La composition des eaux usées est étudiée par le biais de diverses mesures physiques, chimiques et biologiques. (Bernar lery J. 1999) l. 3. 1. Les matières en suspension MES Elles représentent les matières qui ne sont ni à l’état soluble ni ? l’état colloïdal, donc retenues par un filtre. Les MES, qui comportent des matières organiques et minérales, constituent un paramètre important qui marque bien le degré de pollution d’une eau usée. Il existe deux grands types de méthode de détermination des MES: (Rejsek F. 002) Les méthodes gravimétriques résultant d’une séparation physique des MES de l’eau par filtration ou centrifugation; Les méthodes optiques qui mesurent l’absorption ou la réfraction d’un rayonnement lumineux par les particules en suspension. Cette détermination est réalisée par turbidimétrie. PAGF détermination de la DCO comme par exemple ‘azote organique. La méthode de dosage de la DCO est essentiellement basée sur la mesure de la consommation en oxygène nécessaire à sa dégradation. La DCO est exprimée en mg. L-1 dioxygène équivalente à la quantité de dichromate de potassium consommée par les matières dissoutes et en suspension lorsqu’on traite un échantillon d’eau avec cet oxydant dans des conditions définies par les normes. (Degrement 1989) 6 Chapitre Généralités sur les eaux usées l. 3. 3.
La demande biochimique en oxygène après cinq jours DB05 Elle représente la quantité d’oxygène consommée à 20 co et ? ‘obscurité pendant cinq jours, pour assurer par voie biologique l’oxydation des matières organiques présentes dans l’eau. La DB05 est mesurée par la méthode manométrique qui consiste à mesurer l’évolution de la pression de l’aire ? l’intérieur d’un flacon contenant l’échantillon de l’eau cette évolution est liée directement à la diminution de la concentration en oxygène de l’atmosphère d incubation. La DB05 est exprimée en mg. L-1. (Degrement 1989) l. 3. 4. Le carbone organique total COT Il représente la teneur en carbone lié à la matière organique, et repose sur une 75
