La STEP de la ville SBA: Résultats et discussion

La STEP de la ville SBA: Résultats et discussion

Chapitre 6 : Résultats et Discussion

Le but de la STEP de la ville SBA est de traiter les eaux usées et préserver l’environnement en diminuant la charge des polluants, les résultats obtenus doivent répondre aux normes.

Les résultats de la période d’étude s’est étendue du mois de Janvier au mois de Mars 2015. Les résultats obtenus des eaux brutes à l’entrée, et les eaux épurées à la sortie du décanteur secondaire sont consignés dans les tableaux, clarifiés par des graphes et ensuite interprétés.

Le rejet des eaux usées est fixé par des normes qui sont établies par une loi, une directive ou un décret. Elles sont représentées par des chiffres qui fixent une limite supérieure à ne pas dépasser ou une limite inférieure à respecter.

Respectivement les normes internationales de l’Organisation Mondiale de la Santé et les normes algériennes de rejets des eaux usées selon le Journal Officiel de la République Algérienne Démocratique et Populaire, 2006)

Tableau n°12: Les normes de rejet (OMS, 2007) et (N.A, 2006)

1.1. Analyse de PH de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°13 : resultat d’Analyse du PH de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°9 : Variation du pH de l’eau brute et l’eau épurée de la STEP de la ville de SBA

1.2. Interprétation

Le pH est une mesure de l’acidité de l’eau, plus le pH est bas, plus la solution est dite acide.

Le pH joue un rôle important dans l’épuration biologique aérobie car la biomasse a besoin d’un pH proche de la neutralité pour compléter son activité épuratrice. (Gaid, 1993)

Nos résultats montrent une différence entre l’eau brute et l’eau épurée. Le pH de l’eau brute varie entre 8,25 et 8,49 cependant nous remarquons une petite alcalinité de pH lorsqu’il devient épurée qui peut être expliquée par les processus de traitement ainsi la variation de pH de cette eau épurée est de 8,44 et 8,50.

En comparant nos résultats avec les normes algérienne et de l’OMS qui varient entre 6,5 et 8,5 nous retrouvons que le pH de l’eau épurée est dans les normes.

2.1. Analyse de la température de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°14 : Analyse de la température de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n° 10 : Variation de la Température de l’eau brute et l’eau épurée de la STEP de la ville de SBA

2.2. Interprétation

La température s’accompagne toujours d’une modification des propriétés de l’eau, la densité et la viscosité qui favorisent l’autoépuration et accroit la vitesse de sédimentation, ce qui peut présenter un intérêt dans les stations d’épuration.

Par exemple, la décantation est plus efficace à des températures élevées. (Rodier et al., 2005)

Nos résultats montrent qu’il y a une différence de température enregistrée entre l’eau brute et l’eau épurée. La température de l’eau brute varie entre 13,38°C et 16,57°C cependant nous remarquons un refroidissement de l’eau après épuration qui peut être expliquée par les processus de traitement ainsi la température de l’eau épurée varie entre 12,12°C et 15,85°C.

La température de l’eau épurée ne doit pas dépasser 30°C, ce qui favorise le développement des microorganismes.

En comparant les différentes températures enregistrées avec les normes, on observe qu’elles sont acceptables.

3.1. Analyse de la turbidité de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°15 : Analyse de la turbidité de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°11 : Variation de la turbidité de l’eau brute et l’eau épurée de la STEP de la ville de SBA

3.2. Interprétation

La turbidité est une caractéristique optique de l’eau, à savoir sa capacité à diffuser ou absorber la lumière incidente. La turbidité est donc l’un des facteurs de la couleur de l’eau. Elle est due à la présence des particules en suspension minérales ou organiques, vivantes ou détritiques.

Ainsi, plus une eau est chargée en particules sédimentaires, plus elle est turbide. Les conséquences de la turbidité concernent la pénétration de la lumière et des ultra-violets dans l’eau, et donc la photosynthèse et le développement des bactéries. Par ailleurs la couleur de l’eau affecte aussi sa température et donc sa teneur en Oxygène, son évaporation et sa salinité. (www.m.futura-sciences.com)

Nos résultats montrent qu’il y a une différence de turbidité enregistrée entre l’eau brute et l’eau épurée. La turbidité de l’eau brute varie entre 374,95 FTU et 938,1 FTU cependant nous remarquons un éclaircissement de l’eau après épuration qui peut être expliquée par les processus de traitement ainsi la turbidité de l’eau épurée varie entre 11,26 FTU et 14,67 FTU.

4.1. Analyse de la conductivité de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°16 : Analyse de la conductivité de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n° 12 : Variation de la conductivité de l’eau brute et l’eau épurée de la STEP de la ville de SBA

4.2. Interprétation

La conductivité électrique CE d’une eau est la conductance d’une colonne d’eau comprise entre deux électrodes métalliques de 1 cm² de surface séparés l’une de l’autre de 1 cm et permet d’évaluer la minéralisation globale et d’estimer la totalité des sels solubles dans l’eau. (Rodier, 1984)

Nos résultats montrent qu’il y a une différence dans la CE enregistrée entre l’eau brute et l’eau épurée. La CE de l’eau brute varie entre 1140 µS/cm et 1455 µS/cm, cependant on a remarqué une diminution dans la CE avec l’épuration de l’eau qui peut être expliqué par les processus de traitement ainsi la CE de l’eau épurée varie entre 1003 µS/cm et 1022 µS/cm.

Les résultats obtenus respectent la norme qui est fixé à 1500 µS/cm.

5.1. Analyse des Matières en suspension (MES) de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°17 : Analyse des Matières en suspension (MES) de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°13 : Variation des Matières en suspension (MES) de l’eau brute et l’eau épurée de la STEP de la ville de SBA

5.2. Interprétation

Les particules fines en suspension dans une eau sont soit d’origine naturelle, en liaison avec les précipitations, soit produites par les rejets urbains et industriels. Leur effet néfaste est mécanique, par formation des sédiments et d’un écran empêchant la bonne pénétration de la lumière d’une part (réduction de la photosynthèse), ainsi que par colmatage des branchies des poissons d’autre part.

Leur effet est par ailleurs chimique par constitution d’une réserve de pollution potentielle dans les sédiments. (Webmaster. )

Nos résultats montrent qu’il y a une différence dans la valeur de la matière en suspension enregistrée entre l’eau brute et l’eau épurée. La MES de l’eau brute varie entre 658 mg/l et 877,53 mg/l cependant nous remarquons une diminution dans la MES avec l’épuration de l’eau qui peut être expliquée par les processus de traitement ainsi la valeur de la MES de l’eau épurée varie entre 9,916 mg/l et 11 mg/l.

En comparant nos résultats avec ceux de l’OMS nous remarquons que les valeurs enregistré pour l’eau brute étaient largement supérieur par rapport aux normes de rejets par contre celle enregistrée pour l’eau épurée répondent aux normes exigée par l’OMS qui est <20 mg/l mais inférieures à la norme algérienne.

6.1. Analyse de la Demande Biochimique en Oxygène (DBO5) de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°18 : Analyse de la Demande Biochimique en Oxygène (DBO5) de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°14 : Variation de la Demande Biochimique en Oxygène (DBO5) de la STEP de la ville de SBA

6.2. Interprétation

La DBO5 est la quantité d’oxygène consommée par les bactéries, à 20°C à l’obscurité pendant 5 jours d’incubation d’un échantillon préalablement ensemencé, temps qui assure l’oxydation biologique d’une fraction de matière organique carbonée. (Berne et Cordonier, 1991)

Nos résultats montrent qu’il a une différence dans la valeur de la DBO5 enregistrée entre l’eau brute et l’eau épurée. La DBO5 de l’eau brute varie entre 373,3 mg/l et 425 mg/l cependant nous remarquons une diminution dans la DBO5 avec l’épuration ce qui peut être expliquée par les processus de traitement, ainsi les valeurs de la DBO5 de l’eau épurée varient entre 23 mg/l et 23,7mg/l.

En comparant nos résultats de la DBO5 avec ceux de l’OMS nous remarquons que les valeurs enregistrées de l’eau brute sont largement supérieures aux normes cependant celles enregistrées pour l’eau épurée répondent aux normes fixées par l’OMS qui est <30mg/l mais inférieures à la norme algérienne (35-40mg/l).

7.1. Analyse de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°19 : Analyse de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°15 : Variation de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) de la STEP de la ville de SBA

7.2. Interprétation

La demande chimique en oxygène (DCO), exprimée en mg d'(O2)/l, correspond à la quantité d’oxygène nécessaire pour la dégradation par voie chimique est dans les conditions définies de la matière organique ou inorganique contenue dans l’eau. (Grosclaude, 1999)

Nos résultats montrent qu’il y a une différence dans la demande chimique en oxygène (DCO) enregistrée entre l’eau brute et l’eau épurée. La DCO de l’eau brute a des valeurs qui varient entre 614,31 mg/l et 845 mg/l cependant on remarque une diminution dans la DCO avec l’épuration de l’eau qui peut être expliquée par les processus de traitement, ainsi les valeurs de la DCO varient entre 614,31 mg/l et 845 mg/l.

En comparant nos résultats de DCO avec l’OMS nous remarquons que les valeurs enregistrées pour l’eau brute sont supérieures par rapport aux normes par contre celle de l’eau répondent aux normes de l’OMS (<90mg/l) mais inférieures à la norme algérienne (125- 130mg/l).

8.1. Analyse des Nitrates (NO3-) et des Nitrites (NO2-) de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°20 : Analyse des Nitrates (NO3-) de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°16 : Variation des Nitrates (NO -) de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°21 : Analyse des Nitrites (NO2-) de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°17 : Variation des Nitrates (NO -) de la STEP de la ville de SBA

8.2. Interprétation

La diminution de la valeur de nitrates et nitrites entre l’entrée et la sortie est due à une réduction séquentielle, des nitrates et des nitrites en azote gazeux assuré principalement par des bactéries spécifiquement réalisant donc le processus biologique appelé la dénitrification dans le bassin d’aération. (Z. Metbtouche, 2014)

Nos résultats montrent qu’il y a une différence dans les produits nitratés enregistrés entre l’eau brute et l’eau épurée.

Pour l’eau brute les concentrations varient entre 0,078 mg/l et 0,32 mg/l pour les nitrates et 0,018 mg/l et 0,04 mg/l pour les nitrites, cependant nous remarquons une différence dans les composés nitratés avec l’épuration de l’eau qui peut être expliqué par les processus de traitement ainsi la variation de ces composés de l’eau épurée est de 0,03 mg/l et 0,07 mg/l pour les nitrates et 0,01 pour les nitrites.

La présence de ces concentrations de composés nitratés accentue la pollution, même si elles sont faibles elle peuvent être à l’origine de la formation de nitrites et de nitrosamines, responsables de deux phénomènes potentiellement pathologiques : la méthémoglobinémie et un risque de cancer. (Oueld Cheikh, 2011).

9.1. Analyse du Phosphate (PO 3-) de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°22 : Analyse du Phosphate (PO43-) de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°18 : Variation du Phosphate (PO43-) de la STEP de la ville de SBA

9.2. Interprétation:

Les phosphates font partie des anions fixés par le sol, leur présence dans les eaux naturelles est liée à la nature des terrains traversés à la décomposition de la matière organique.

Dans les eaux usées, la part des rejets humain ne présente que 30 à 50% du phosphore total (entre 5 et 20 mg/l), le reste provenant des produits de nettoyages. Cela explique les teneurs élevées perçues dans les prélèvements sur l’eau usée. (Rodier, 1984)

Nos résultats montrent qu’il y a une différence dans la concentration en phosphate entre l’eau brute et l’eau épurée. Les concentrations en phosphate de l’eau brute varient entre 2,92 et 3,83 mg/l par ailleurs on observe une légère diminution de la concentration avec l’épuration de l’eau qui peut être expliquée par les processus de traitement, ainsi la variation des concentrations de phosphate de l’eau épurée sont entre 2,23 et 2,92 mg/l.

En comparant nos résultats avec le seuil fixé par l’OMS, nous remarquons que la concentration de phosphate pour l’eau épurée est on ne peut plus supérieures aux normes (2 mg/l). La concentration de l’eau épurée est variable c’est à dire elle est des fois dans les normes et des fois hors normes, dans notre cas elle est hors normes.

10.1. Analyse de l’Azote Ammoniacale (NH +) de l’eau brute à l’entrée, et de l’eau épurée à la sortie de la STEP de la ville de SBA

Tableau n°23 : Analyse de l’Azote Ammoniacale (NH +) de l’eau brute, et de l’eau épurée (moyenne par mois) de la STEP de la ville de SBA

Figure n°19 : Variation de l’Azote Ammoniacale (NH +) de la STEP de la ville de SBA

10.2. Interprétation

L’azote ammoniacal rencontré dans les eaux usées, et dont la présence est anormale, traduit habituellement un processus de dégradation incomplet de la matière organique lorsque la teneur en oxygène est insuffisante pour assurer sa transformation. Cela explique l’élévation des teneurs en NH +, de l’eau usée avant le traitement. (Nisbet et Vernaux, 1970)

Nos résultats montrent qu’il y a une différence dans la concentration en azote ammoniacale (NH +) enregistrée entre l’eau brute et l’eau épurée. Les concentrations en NH + de l’eau brute varient entre 6,391 et 7,51 mg/l, cependant nous remarquons une diminution dans les concentrations en NH4+ avec l’épuration de l’eau qui peut être expliquée par les processus de traitement, ainsi la variation des concentrations en NH + de l’eau épurée est entre 4,71 et 5,34 mg/l.

En comparant nos valeurs de l’eau épurée par rapport aux normes (OMS et norme algérienne) nous remarquons que nos résultats sont supérieures.

La présence de ce composé dans l’eau épurée indique que cette dernière est polluée.

11. Taux d’épuration

11.1. Démonstration des formules

Le calcul du taux d’épuration se fait par la formule suivante:

RdMES : rendement des matières en suspension

RdDCO : rendement de la demande chimique en oxygène

RdDBO5 : rendement de la demande biochimique en oxygène (5 jours)

De fait pour calculer le taux d’épuration il faut calculer le chaque rendement d’épuration (MES, DCO, DBO5).

-Rendement MES:

RdMES= ×100

MESeb: MES eau brute

MESee: MES eau épurée

-Rendement DCO:

RdDCO=

DCOeb: DCO eau brute

DCOeb: DCO eau épurée

-Rendement DBO5:

RdDBO5=

DBO5eb: DBO5 eau brute

DBO5ee: DBO5eau épurée

11.2. Application numérique

11.2.1. Rendement d’épuration

Tableau n°24 : Rendements d’épuration par mois

Figure n°20 : Rendement d’épuration par mois

On remarque que les résultats de rendement des MES, DCO, DBO5 pendant tout les trois mois sont supérieures à 90%, on dirait près du plafond 100% d’où nous pouvons conclure l’efficacité du traitement dans l’élimination des matières en suspensions et de la matière organique.

11.3.1. Calcul du taux d’épuration par mois

Tableau n°25 : Taux d’épuration par mois

Figure n° 21 : Taux d’épuration par mois

Par lecture des valeurs du taux d’épuration des trois mois aux quels nous avons travaillé à savoir 93,40% pour le mois de Janvier, 94,95% pour le mois de Février, et 94,41% pour le mois de Mars nous remarquons l’efficacité des différents types traitement de la STEP par des valeurs élevées dépassant les 90%.

La STEP de la ville de Sidi Bel Abbés joue un rôle très important dans la vie sanitaire car elle permet l’épuration des eaux usées de toute la ville, elle permet la production des eaux utilisés dans l’irrigation et des boues utilisables comme engrais dans l’agriculture.

De ce fait nous déplorons l’inexistence d’un laboratoire d’analyses microbiologiques ce qui empêche la connaissance exacte des microorganismes contenu dans les eaux à l’entrée et à la sortie de la STEP ainsi que des analyses complètes quotidiennes et des analyses des boues, nous suggérons aux responsables de l’ONA en général et à ceux de la STEP en particulier de pouvoir mettre en place un laboratoire d’analyses microbiologiques et de disposer du matériel nécessaire approprié pour les analyses complètes quotidiennes (car certaines analyses se font une fois par semaine) afin de mieux évaluer l’efficacité du traitement et d’avoir une connaissance approfondie sur la qualité des eaux.

Pour rappel, l’objectif principal de ce mémoire était d’étudier ce qu’on appellerai l’efficacité du traitement de la station d’épuration des eaux usées domestiques de la ville de Sidi Bel Abbés. Il s’agit de l’évaluation de la qualité physico-chimique des effluents de la station d’épuration.

Les différents paramètres mesurés pour les eaux usées brutes indiquent évidemment une pollution importante. Ces eaux usées présentent une température moyenne et un pH légèrement basique.

Elle se caractérise par une conductivité excessive, une turbidité élevée, une DBO5 et une DCO élevée ainsi que des fortes teneurs en matières en suspension de même qu’un taux de Nitrates, Nitrites, Phosphore et Azote ammoniacale supérieures avant les différents traitements.

L’analyse de l’efficacité de réduction des paramètres physico-chimiques dans les eaux usées domestiques a permis de retenir que l’ensemble de ces paramètres rendent compte d’une pollution importante.

Après les différents traitements, la température et le pH ne varient pratiquement pas. Mais par contre on note une diminution de la conductivité électrique. Les paramètres relatifs à la pollution organique (turbidité, matières en suspension, et demande biochimique en oxygène) diminuent de façon flagrante entre les eaux usées brutes (où on enregistre des valeurs élevées) et les eaux usées épurées (où on enregistre des valeurs faibles).

Les teneurs en Nitrates, Nitrites, Phosphores et Azote ammoniacale diminuent également par contre les teneurs de Phosphores et d’Azote ammoniacale sont un peu plus supérieures aux normes de rejets surtout pour l’Azote ammoniacale.

L’épuration réalisée par la STEP au cours de cette étude est un travail qu’on qualifierait de qualité par la réduction de la charge polluante, une élimination performante des MES, de la DCO et de la DBO5.

Par ailleurs dans le futur nous suggérons aux responsables de la STEP en particulier et ceux de l’ONA en générale de pouvoir:

•  Améliorer la fiabilité qui consisterait à la maîtrise des débits pour éviter le dysfonctionnement de la station.
•  Pratiquer chaque type de traitement qui consisterait à prendre en compte la dernière étape du traitement, la désinfection des eaux usées par le Chlore (la chloration) vu son importance dans l’élimination des microorganismes pathogènes avant d’être rejeter pour une réutilisation sans risques et afin de mieux protéger le milieu récepteur.

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