lagunage naturel epurationdeseauxusees

7/30/2019 Lagunage Naturel Epurationdeseauxusees

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Epuration des eaux

uses

Definition et Objectif de lpuration:

Lpuration des eaux uses est lensemble destechniques permettant

de restituer au milieu naturel aprs usage,une eau proche de la qualit de celle qui a

t prleve.Plusieurs techniques dpuration peuvent treenvisages savoir


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:

PROCEDES DEPURATION DES EAUX USEES

ProcdsIntensifs

Lits

bact

riens

Boueactives

Disquesbiolog

iques

Biofiltr

ationProcdsextensifs

Cultures fixes


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CultureslibresInfiltration

percolation

Filtration coulement

vertical

Filtration coulement

horizontal

Chenal hautrendement

Lagunage macrophyte

Lagunage arLagunage nature


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l

Pourquoi le choix dulagunage naturel ?

1- Il sagit du systme dpuration le plus utilis auMaroc :

Presque 99% des stations dpuration ralises sont detype lagunage

2- Le lagunage naturel est une recommandation duSDNAL

(Schma Directeur National dAssainissementLiquide)


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Le SDNAL recommande que le droulement destudes du systme dpuration devrait tre orient

en priorit vers les techniques extensifs et plusparticulirement vers le lagunage naturel.

3- Il sagit dun systme qui sadapte mieuxau contexte marocain : - Climat favorable -Terrains disponibles pour les petites et

moyennes villes- Trs faible utilisation de lnergie lectrique - Prixde revient dynamique compatible avec les tarifsappliqu


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s

Le lagunage naturel

Dfinition du systme dpuration parlagunage

Une lagune

Peut tre dfinie comme toute dpressionnaturelle ou artificielle dans laquelle

scoulent naturellement les eaux usesbrutes ou dcantes.

Son objectif est dvacuer leffluent sans altrer laqualit du milieu rcepteur


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Le lagunage naturel

Principe de traitement

Lpuration par lagunage est fonde sur les

processus biologiques naturelsde lautopuration.

Le traitement biologique dans les bassinsse fait naturellement et principalement parles bactries et les microalgues.

Les lagunes naturelles sont caractrises partrois types de bassins : Bassins anarobies : (plusprofonds) sige dune dcantation et dgradation


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dont le rle principal estlabattement de la DBO.

Bassins facultatifs : assurent labattement de la DBO etdes germes pathognesBassins de maturations : (les moins profonds) : dont lerle essentiel est llimination des germespathognes.


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Le lagunage naturel

Bassins anarobies :

Lieu dune premire phasedu traitement

Se sont des bassins qui fonctionnent sous des taux de

charge organique levs pour maintenir ltatdanarobioses (charge surfacique CS > 1000

kg/h


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a/j).

Leur fonction principale est dassurer la dcantation desmatires organiques dans les boues formes par digestionanarobies


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Le lagunage naturelLes paramtres de dimensionnement desbassins anarobies1- Charge volumique(g/m3/j)

2- Temps de sjour (jours)

3- Profondeur des bassins (m)


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4- RendementpuratoireSelon Mara : Cv

dpend de la temprature

daprs CEREMHER1994 : Cv doit trecomprise entre 50 300 g/m3/j

Ts (en jour) = Volume (enm3)/ Dbit (en m3/j)

Daprs CEREMHER 1994 :Tsdoit tre entre 3 5 j Doittre comprise entre 3 4 m

Selon Mara & Pearson : Le

rendement dpend dela temprature


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:

Le lagunage naturelLes avantages et inconvenients des bassinsanaerobies:Avantages

InconvnientsPermet unediminution de 45% de lasurface totale de lagunage


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Permet lpurationdeffluents charge

organique levesNe ncessite pas unegrande emprise foncire

Permet lliminationde : - 60% 45% deDBO5 en fonction de la

temprature

- 90% des ufs

dHelminthes

- 2 Ulog des coliformes

fcaux

Ncessitent un Curagepriodique

Sensible au temprature

trs bassesNuisances olfactives (siproche de la population)


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Lelagunagenature

l

Bassins facultatif(lagunage arobie):

Cest une tape quiconstitue la phase dutraitement secondaire

Un niveau anarobie au

fond des bassins.Dans cesbassins on distingue

:Un niveau danoxie o la teneur en oxygne trs faible


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(les bactries sont du

type facultatif) Un milieu arobie en surface,suffisamment oxygn par la photosynthse

des algues sous leffet des rayons solaires ainsi quepar la diffusion de

loxygne de lair, sous leffet du vent notamment.


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Le lagunage naturel

Bassins facultatif (lagunage arobie):Le schma ci-dessous illustre les 3 niveau detraitement au niveau des bassins facultatif

snergie Solaire CO2 algues O2zooplanctonMilieu liquide

Sdimentbactriesarobies

bactries facultativesbactries anarobie


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s

Le lagunage naturelParamtres de dimensionnement des bassinsfacultatifsCharge surfacique (enkg/ha/j)

Temps de sjour (enjours)

Profondeur des bassins (enm)Trois types dapprochespeuvent tre utiliss :

Par exprience :( Surface par quivalenthabitant)

Modle empirique : Cs = f( T )

Modle cintique : Ts = f( C entrante et C sortante)

avec C :


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Concentrationen DBO5(mg/l).

daprs CEREMHER 1994 :

Cs doit tre compriseentre 100 et150 kg/ha/jdurant la priodehivernale.

Elle peut atteindre jusqu300 kg/ha/j pour T>25 C.

daprs CEREMHER 1994 :

En moyenne 15 jours(maximum 30 jours)1,2 2


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m

Le lagunage naturelAvantages et inconvnients des bassinsfacultatifsAvantages

InconvnientsIlspermettent lliminationde 35 % 55 % de DBO enplus d une bonnerduction des coliformesfcaux et des versparasites


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- ncessitent une surfaceimportante

- ncessitent un curagepriodique (3 5 ans) -causent des pertes en

eaux importantes par

vaporation.

- Produisent des quantitsimportantes dalgue


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s

Le lagunage naturel

Bassins de maturation :

Ce sont des bassins arobies de faible profondeur

Ils constituent ltape tertiaire du traitement

Ils sont vivement recommands lorsquil sagitdamliorer la qualit micro biologique deleffluentils permettent galement daffiner la qualit


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physico-chimique de leffluent


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Le lagunage naturel

Performances puratoires globalesLes performances puratoires gnralementobtenues par ce procd sont:Paramtre Valeur en terme

de

concentrati

onValeur enterme derendement puratoir

eDBO5 DCO MESNK

NGL

PT CTCF30 60mg O2/l 75 150mg O2/l

140 mg/l30 35 mgN/l

55 60 mg N/l


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310 mg p/l10 104 germes/100ml80 90% 80

90%

70% 60 %

25 30 %50 % 3 4 U lo


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g

Capitalisation marocaine enmatire de lagunage (Cas dtude)

Pour mener cette tude les critres suivants ont tpris en considration :

1- Les stations dpurations choisies de type lagunagenaturel

2- la filire doit comprendre au moins les bassins

anarobies et facultatifs

3- Les stations doivent avoir une dure de vie daumoins de 2 ans


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4- les donnes dexploitation doivent tre disponiblesLes deux villes choisies sont MRIRT et AIN

TAOUJDAT


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E

STEP AIN TAOUJDATE

Situe environ 250 km au Sud de Rabat

Population denviron 25 000 habitants

Les donnes de bases qui ont servi pour ledimensionnement de la STEP sont:Dbit moyen des eaux uses : 1 500 m3/j en lan 2005

Temprature : 10,5

Concentration en DBO5 : 400 mg/l

Charge polluante : 600 kg/j


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STEP AIN TAOUJDATELa station est constitue des ouvragessuivants


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:

STEP AIN TAOUJDATE

Bilan annuel des performances puratoiresde la STEP AIN TAOUJDATE

Rsultats des mesures quantitatives :

La moyenne des valeurs des dbits moyensmensuels durant les deux

3annes dexploitation 2005 et 2006 reste infrieure au

dbit nominal de conception de la station lhorizon 2005qui est de 1500 m/j


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STEP AIN TAOUJDATE

Rendements puratoires de la STEP durant lanne2005 en DBO5


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les rendements dpendent largement des concentrationsen DBO5

Les rendements les plus faibles sont enregistrs pendantsles mois les plus froid


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s

STEP AIN TAOUJDATE

Rendements puratoires de la STEP durant lanne2005 en MES:


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La valeur en MES enregistre en novembre et qui est delordre de 970 mg/l parait incompatible avec lesconcentrations enregistres la mme journe en DBO5et DCO.Concernant Les rendements en MES et vu quon nedispose pas dinformation la sortie des anarobies,aucun jugement ne peut tre avanc vu que lesquantits dalgues produites dans les facultatifssajoutent aux matires en suspension


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STEP AIN TAOUJDATE

Rendements puratoires de la STEP durant lanne2006 en DBO5:


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les rendements dpendent largement des concentrationsen DBO5 essentiellement au niveau des anarobies (plusleau est concentre plus le rendement est important)

Les mesures effectues par le laboratoire ONEP ont tfaites sur des chantillons non

filtrs ce qui peut influencer les rsultats concernant lesrendements des bassin


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s

STEP AIN TAOUJDATE



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Les bassins anarobies rduisent dune faon trssignificative les MES, cependant la production dalguesdans les bassins facultatif ne permet pas le

respect des normes en ME


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S

STEP MRIRT

Bilan annuel des performances puratoires de laSTEP MRIRT

Rsultats des mesures quantitatives :De manire gnrale, la moyenne des valeurs des dbitsmoyens mensuels durant lanne 2004 (2135 m3/j ) restesuprieure au dbit nominal de conception de la station lhorizon 2005 qui est de 1800m3/j


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STEP MRIRT

Rendements puratoires de la STEP durantlanne 2004 en DBO5:


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Les rendements les plus faibles constats en mai , juillet , etoctobre 2004 sont dus

la qualit des eaux uses lentre de la STEP en terme deDBO5 (de lordre de 220 mg /l).

Il est vident que les bassins anarobies nefonctionnent presque pas lorsquilsagit des eaux avec des concentrations faibles enDBO5


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STEP MRIRT



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Les rendements en MES sont nettement plusimportants la sortie desanarobies quen sortie des bassins facultatifs et ce vula production intense des algues dans ce type debassins


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STEP MRIRT

Rendements puratoires de la STEP de MRIRTdurant 2004 en terme de pollution azote etphosphore

ParamtresEntre valeur

moyenneSortievaleur

moyenneRendement %

1618,722,3P total (mg P/l)

991,9101Azote Total (mg N/l)

Pour les paramtres Phosphore et Azote total, lesrendements de la station restent trs faibles ( 16%


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et 9%) ce qui est normal compte tenu que le systmedpuration ninclue pas de dnitrification ou

dphosphoration


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STEP MRIRT Rendements puratoires de la STEP durant lanne

2004 en terme des paramtres microbiologiques:Entre Station Unit ParamtreSortie des

bassinsanarobiesAbattement

Moyenne FourchettesMoyenneFourchettes

Coliformesfcaux(ger

mes /100ml) 59

10R51071,5

1072,2 103 1,7 10652Ulog

4,2 1

0ufs dhelminthes100% 0017 4-31 (nbre/l)

Les rsultats montrent quesur le plan pollutionmicrobiologique :

-- La STEP de Mrirt liminetotalement, par sdimentation,

les ufsdhelminthes- La rduction de la chargebactrienne est de seulement 2units logarithmiques ce qui est


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normal compte tenu que la STEPne dispose pas dun niveau de

traitement tertiaire (bassins dematuration


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)

STEP MRIRT

Rendements puratoires de la STEP durant lanne2005 en DBO5 :


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On constate la mme chose que pour la STEP dAinTaoujdate

- Les rendements dpendent largement desconcentrations en DBO5

- Les rendements les plus faibles sont enregistrspendants les mois les plus froids


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STEP MRIRT

Rendements puratoires de la STEP durant lanne2005 en terme de MES :


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la production dalguesdans les bassins facultatiffaitque :- dune part : on ne peut pas se prononcer sur lerendement rel en terme de MES - dautre part : le respectdes normes en terme de MES nest pas atteint


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STEP MRIRT

Rendements puratoires de la STEP durantlanne 2006 en DBO5 :


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- Les rendements des bassins anarobiesdpendent normment des concentrations enDBO5 lentre de la station- Le rendement des bassins facultatif est presque constantdurant toute lanne - Les chantillons non filtrs renddifficile linterprtation des rendements


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STEP MRIRT

Rendements puratoires de la STEP durant lanne2006 en MES :


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- Les bassins anarobies rduisent dune faonsignificative les MES

- Les bassins facultatifs sont une vraie source deproduction dalgues et par consquentlaugmentation des matires en suspension (MES)


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Conclusions

Les conclusions et leons a capitalis desrsultats danalyses prcites sont :

Concernant les bassins anarobies :

Ces bassins assurent une bonne dcantation dela matire en suspension puisquil est relev unabattement de 52 90% des MES qui

sont conformes aux valeurs recommandes (>50%).


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Rduisent de manire significative les ufsdHelminthes par

sdimentation puisque des valeurs dabattementallant de 63 100% ontt constates


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Conclusions

Prsentent des abattements moyens annuels de laDBO5 et de la DCO dans les limites minimalesrecommandes (50 60%) sauf pour les priodescaractrises par des eaux uses de faiblesconcentrations environ 200 mg de DBO5/l.

La rduction des performances de ces bassinsest aussi en relation avec les faibles tempratures

enregistres dans la rgion durant lapriode hivernale.


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Conclusions

Concernant les bassins facultatifs :

Les MES augmentent au niveau de la sortie de

ces bassins en raison du dveloppement algal .Par consquent les mesures doivent tre faitssur des chantillons filtrs,

La DBO5 et la DCO prsentent des abattementsdapparence faible si on considre les rendementsattendus ce niveau dpuration (90% de DBO5

soluble). Mais cet abattement est d audveloppement algal, qui augmente la DBO5 sousforme particulaire, qui sajoute la DBO5 soluble,et qui est constate au niveau des lagunes


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Conclusions

Les bassins facultatifs prsentent un abattementde 100% quant llimination des rsidus dufs deparasites,

Les coliformes fcaux sont rduits denviron 1Unit logarithmique si on considre le rendement

annuel moyen des bassins


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RECOMMNADATIONS

Le bilan du suivi qualitatif et quantitatif des stationsdpuration de MRirt

et Ain Taoujdate durant les annes 2004, 2005 et2006 dgage les principalesrecommandations suivantes :

les stations prsententde temps en temps desdbits moyens journaliers


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suprieurs au dbitnominal de conception. Ilya lieu de revoir en phasedtude les dotations ainsique les tauxdaccroissementsur desbases

plus ralistes et plus

scuritaires.

les eaux uses brutes

entrant aux STEP sontrelativement concentrespar comparaison lagrille tablie pour leseaux uses urbainesmarocaines se traduisantpar des valeursparticulirement

leves des paramtresde DCO, Azote total,phosphore total,ColiformesFcaux.


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RECOMMNADATIONS

les performancespuratoires minimales


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exiges, selon lanorme Marocainevigueur pour lapollution carbone nesont pas toujours

atteintes et ce vu que lanorme prcite neprcise pas le filtrage ou

non des chantillons.

Par ailleurs, les stationsliminent totalement, par

sdimentation, les ufsdHelminthes et rduisentde seulement 2 Units

logarithmiques la chargebactrienne ce qui estnormal du fait que lesSTEP ne disposent

pas dun niveau detraitement tertiaire(bassins de maturation).

Les rendements desstations en termesdabattement de lapollutioncarbone (DBO5 et DCO)sont faibles par

comparaison ceux fixsdans les tudes desstations. )


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RECOMMNADATIONS

Le fonctionnement des bassins anarobies estfortement

influenc par la concentration des eaux uses

brutes lentre desstations. des tudes des scnarios avechypothse de concentrations faibles enmatire de pollution carbon doivent treenvisags.

Par ailleurs, il est recommand de point de vueconception : Augmenter la frquencedanalyse pour la caractrisation des

eaux uses au cours de la phase tude et ce pour


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matriser la qualit des eaux brutes qui est labase de dimensionnement des ouvrages. .

Choisir les sites dpuration avec respect dunedistance minimale dau moins 1,5 Km du primtreurbain et ce pour viter les nuisances (cas deMrirt )


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RECOMMNADATIONS

Concernant les mesures constructives, il estvivement recommand ce qui suit :

Prvoir une double entre pour lalimentationdes bassins

anarobies pour viter la cration des zonesmortes au niveau de

ces derniers. Prvoir dssableur au niveau duprtraitement pour soulager les

bassins anarobies dune part et viter lacimentation des boues dcantes dans lesbassins dautre part.


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Toujours prvoir un dbitmtre lentre et lasortie des STEP

pour la mesure en continue des dbits avec le reportautomatique au niveau dune salle de contrle


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RECOMMNADATIONS

Limiter le choix du lagunage naturel commesystme dpuration

uniquement pour les villes de petites tailles

lagunage naturel epurationdeseauxusees

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