Etude de l`influence de deux types de sables de même origine au

J. Mater. Environ. Sci. 5 (S2) (2014) 2409-2412
ISSN : 2028-2508
CODEN: JMESCN
EDE4
Et-taleb et al.
Etude de l’influence de deux types de sables de même origine au cours du
traitement des eaux usées urbaines par le procédé
d’infiltration percolation
(Study of the influence of two types of sands of the same origin in the
treatment of urban waste water by the process
of infiltration percolation)
S. Et-taleb, M. Ez-zahery, R. Aba-aaki, R. Elhaouti, M. Abbaz , S. Lhanafi, N. El alem*
Laboratoire Matériaux et Environnement (LME), Université Ibn Zohr, Faculté des Sciences,
Département de chimie, cité DAKHLA B.P 8106, Agadir, Maroc
Received 14 September, Revised 15 October 2014, Accepted 20 October 2014
*Corresponding Author. E-mail: [email protected]; Tel: 00212676260964
Résumé
La dépollution des eaux usées domestiques et industrielles est aujourd’hui une préoccupation majeure. Le traitement de ces
effluents devient une inquiétude pour les ingénieurs et les chercheurs environnementaux qui ont proposés diverses
méthodes telles que la précipitation, l'échange d'ion, l'adsorption, la filtration sur membrane, l'application de
microorganismes et la biomasse. Cependant, il est nécessaire d'avoir des matériaux bon marché pour traiter les grands
volumes d'eaux usées. Parmi les systèmes qui donnent entière satisfaction et qu’on a utilisé dans ce travail, on cite
l’infiltration percolation. Cette méthode permet de suivre le pouvoir épuratoire de deux sables dunaires de BENSERGAO
(région d’Agadir) de même origine, présentant des compositions différentes d’une part et d’autre part d’étudier l’évolution
des paramètres physico-chimiques avant et après infiltration (la température, la conductivité électrique, l’oxygène dissous,
la dureté totale, la dureté calcique)
Mots Clés: Eaux usées, sable, infiltration percolation, paramètres physico-chimiques.
Abstract
Remediation of domestic and industrial wastewater is a major concern today. The treatment of these effluents is
becoming a headache for engineers and environmental scientists who have proposed various methods such as
precipitation, ion exchange, adsorption, membrane filtration, application of microorganisms and biomass. However, it is
necessary to have cheap materials to treat large volumes of wastewater. Among the systems that provide complete
satisfaction and we have used in this work are cited infiltration percolation. This method tracks the purifying power of
two dune sands Bensergao (Agadir region) of the same origin, with different compositions on the one hand and on the
other to study the evolution of physico-chemical parameters before and after infiltration (temperature, electrical
conductivity, dissolved oxygen, total hardness, calcium hardness)
Keywords: Wastewater, sand, infiltration percolation, physico-chemical parameters.
Introduction
L’infiltration percolation est une technique de purification capable d'oxyder complètement les eaux usées. C’est
un procédé de traitement vaste visant à éliminer la pollution organique, l'oxydation de l'ammoniac et
l'élimination des ions majeurs [1]. Il a été de plus en plus utilisé pour le traitement des effluents primaires ou
secondaires en raison de sa faible consommation d'énergie et les exigences d'entretien [2-5]. Il consiste en
l'application séquentielle des eaux usées sur les filtres à sable. L'eau infiltrée s’infiltre à travers le milieu poreux
insaturé.
La station d’épuration (STEP) de BENSERGAO (Agadir, Maroc) utilise le procédé d’infiltration percolation [6,
7], les eaux usées déversées sont très chargées par différents polluants d’origine domestique urbaine [8] générés
par cette ville. Elle est constituée de cinq bassins remplis de massifs filtrants de sable éolien, de deux mètres de
profondeur.
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Notre étude consiste à évaluer par approche sur colonne, le pouvoir épuratoire de deux types de sables de même
origine BENSERGAO, l’un est vierge et l’autre déjà utilisé en suivant l’évolution de la variation des différents
paramètres physico-chimiques avant et après l’infiltration (la température, la conductivité électrique, l’oxygène
dissous, la dureté totale, la dureté calcique).
Lorsqu’on compare les résultats trouvés en utilisant les deux types du massif filtrant, on constate que les
performances épuratoires du sable sont différentes.
2. Matériel et méthodes
La station pilote utilisée est constituée de deux colonnes en PVC qui est simulée aux bassins d’infiltrationpercolation. Elle est installée à l’air libre à la faculté des sciences Agadir. Les colonnes sont remplis d’un profil
de deux mètres de deux types de sables de même endroit l’un est vierge et l’autre déjà utilisé.
L’alimentation des deux massifs est faite selon le même rythme, soit un régime séquentiel (une fois par semaine
1/7jours) par une lame d’eau de vingt centimètre d’eau usée fraîche ayant subi au préalable un traitement
primaire au niveau de la station BENSERGAO (Agadir, Maroc). Les méthodes d’analyses chimiques et
physiques utilisées sont celles recommandées par Afnor en 1983 : potentiométrie, dosage volumétrique,
spectrométrie UV/visible, complexométrie, gravimétrie.
3. Résultats et discussions
3.1. La température
La température de l’eau, est un facteur écologique qui entraine d’importances répercutions écologiques [9]. La
figure 1 si dessous montre les températures enregistrées pour les eaux décantées (E.D) qui oscillent entre
19,30°C et 27,30°C avec une valeur moyenne de 23,70°C, pour les eaux (E.E.U) leurs températures varie entre
17,40°C et 27,70°C à une valeur moyenne de 23,80°C, en ce qui concerne les eaux (E.E.V) leurs températures
varie entre 17,60°C et 26°C à une valeur moyenne de 23,33°C.
28
E.D
E.E.V
E.E.U
Température(°C)
26
24
22
20
18
16
11
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
/20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20 /20
/08 7/08 5/08 1/08 7/09 4/09 1/09 8/09 5/10 2/10 9/10 6/10 2/11 2/11 9/11
1
2
3
0
1
2
2
0
1
1
2
0
1
1
Date de prélèvement
Figure1 : Etude de l’évolution de la température des eaux usées décantées (E.D), des eaux épurées (E.E.V) et des eaux
épurées (E.E.U)
3.2. La conductivité électrique
Le suivi des valeurs enregistrées de la conductivité électrique (figure 2) montre que les valeurs des usées eaux
(E.D) varient entre 1135µS/cm et 1788µS/cm avec une moyenne de 1353µS/cm, pour les eaux (E.E.U) les
valeurs varient entre 1040µS/cm et 1886µS/cm avec une moyenne de 1397µS/cm et pour les eaux (E.E.V) les
valeurs varient entre 1098µS/cm et 1492µS/cm avec une moyenne de 1331µS/cm.
3.3. L’oxygène dissous
L’oxygène dissous est considéré comme l’un des paramètres le plus utile pour déterminer la qualité de l’eau.
Notre étude d’après la figure 3, montre que les valeurs d’O2 dissous des eaux (E.D) varient entre zéro mg/l à
0,54mg/l avec une valeur moyenne de 0,08mg/l, les valeurs des eaux (E.E.V) varient de 1,81mg/l à 9,07mg/l
avec une valeur moyenne de 6,22mg/l et pour les eaux (E.E.U) varient de 0,80mg/l à 8,16mg/l avec une valeur
moyenne de 5,90mg/l.
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1950
1900
E.D
E.E.V
E.E.U
1850
1800
1750
Conductivité (µs/cm)
1700
1650
1600
1550
1500
1450
1400
1350
1300
1250
1200
1150
1100
1050
1000
11
/08
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
/20 8/20 8/20 8/20 9/20 9/20 9/20 9/20 0/20 0/20 0/20 0/20 1/20 1/20 1/20
/0
/0
/0
/0
/0
/0
/0
/1
/1
/1
/1
/1
/1
/1
17
25
31
07
14
21
28
05
12
19
26
02
12
19
Date de prélèvement
Figure 2: Etude de l’évolution de la conductivité électrique des eaux usées décantées (E.D), des eaux épurées (E.E.V) et
des eaux épurées (E.E.U)
E.D
E.E.V
E.E.U
8
O2(mg/l)
6
4
2
17
-0
8
25 -20
-0 13
8
07 -20
-0 13
9
11 -20
-0 13
8
17 -20
-0 13
8
25 -20
-0 13
8
31 -20
-0 13
8
14 -20
-0 13
9
21 -20
-0 13
9
28 -20
-0 13
9
05 -20
-1 13
0
12 -20
-1 13
0
19 -20
-1 13
0
26 -20
-1 13
0
02 -20
-1 13
1
12 -20
-1 13
1
19 -20
-1 13
120
13
0
Date de prélèvement
Figure 3: Etude de l’évolution d’oxygène dissous des eaux usées décantées (E.D), des eaux épurées (E.E.V) et des eaux
épurées (E.E.U)
3.4. La dureté totale
D’après la figure 4, les teneurs de la dureté totale (TH) trouvés pour les eaux épurées (E.E.V) ont une valeur
moyenne de 589,57mg/l et les eaux épurées (E.E.U) on a une valeur moyenne de 510,75mg/l qui sont
supérieurs à celle des eaux usées décantées (E.D). Ceci montre que les deux types de sable libèrent des ions
calcium car ils contiennent une teneur importante en calcaire.
On constate aussi une augmentation pour les eaux épurées (E.E.V) par rapport aux eaux (E.E.U).
800
700
E.D
E.E.V
E.E.U
Durté Total (mg/l)
600
500
400
300
200
100
17
-0
82
25 01
3
-0
82
31 01
3
-0
82
07 01
3
-0
92
14 01
3
-0
92
21 01
3
-0
92
28 01
3
-0
92
05 01
3
-1
02
12 01
3
-1
02
19 01
3
-1
02
26 01
3
-1
02
02 01
3
-1
12
12 01
3
-1
12
19 01
3
-1
120
13
0
Date de prélèvement
Figure 4: Etude de l’évolution de la dureté totale des eaux usées décantées (E.D), des eaux épurées (E.E.V) et des eaux
épurées (E.E.U)
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3.5. La dureté calcique
La présence des ions calcium dans les eaux usées décantées, confirme que l’eau de site étudié (BENSERGAO)
est très riche en calcaire et qu’il est l’une des causes de sa dureté élevée.
La figure 5 monte que la teneur de Ca2+ des eaux usées (E.D) varie de 176,34mg/l à 392,77mg/l avec une
valeur moyenne de 259,71mg/l, pour les eaux épurées (E.E.V) les valeurs oscillent entre 80,16mg/l et
488,96mg/l avec une valeur moyenne de 337,46mg/l, en ce qui concerne les eaux épurées (E.E.U) les teneurs
varient entre 192,38mg/l et 500,98mg/l avec une valeur moyenne de 334,32mg/l.
E.D
E.E.V
E.E.U
600
550
500
450
Ca2+ mg/L
400
350
300
250
200
150
100
50
0
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
201
201
201
201
201
201
201
201
201
201
201
201
201
08/ 1/08/ 7/09/ 4/09/ 1/09/ 8/09/ 5/10/ 2/10/ 9/10/ 6/10/ 2/11/ 2/11/ 9/11/
25/
3
0
1
2
2
0
1
1
2
0
1
1
Date de prélèvement
Figure 5: Etude de l’évolution de Ca2+ des eaux usées décantées (E.D), des eaux épurées (E.E.V) et des eaux épurées
(E.E.U)
Conclusion
Notre étude avait pour objectif de comparer les performances de deux massifs filtrant au cours de l’épuration des eaux
usées par le procédé d’infiltration percolation.
Nous en déduisons que l’utilisation du sable déjà utilisé n’a pas affecté les résultats comparés à ceux du sable vierge.
La valeur moyenne de la conductivité électrique pour les eaux (E.E.U) de 1397µS/cm et celle des eaux (E.E.V) est de
1331µS/cm.
Pour l’oxygène dissous, on a une valeur moyenne de 6,22mg/l pour les eaux (E.E.V) et de 5,90mg/l pour les eaux (E.E.U).
Les teneurs de la dureté totale et de la dureté calcique pour les eaux épurées sont supérieurs à celle des eaux usées
décantées (E.D) ce qui montre que les deux types de sable libèrent des ions calcium car ils contiennent une teneur
importante en calcaire.
Références
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l’agriculture, 224-81-881.
(2014) ; http://www.jmaterenvironsci.com
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