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Afrique SCIENCE 05(2) (2009) 199 - 216 ISSN 1813-548X

Driss BELGHYTI et al.

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Caractrisation physico-chimique des eaux uses dabattoir en vue de la mise en uvre dun traitement adquat : cas de

Knitra au Maroc

Driss BELGHYTI1*, Youssef EL GUAMRI1, Ghizlane ZTIT1, My. Lahcen OUAHIDI2, My Brahim JOTI3, Abdelatif HARCHRASS1, Hammou AMGHAR2, Ouafae BOUCHOUATA4 , Khadija EL KHARRIM1 et Hamid BOUNOUIRA5

1Equipe Environnement et Parasitologie. Laboratoire de Biologie & Sant. / Projet SVS

18/99. UFR Doctorale : Parasitologie Compare : Applications Mdicales et Vtrinaires. Facult des Sciences de Knitra / Universit Ibn Tofail. B.P.: 133 / 14000

Knitra (Maroc). 2Laboratoire National de LEnvironnement. Ministre de lEnergie, des Mines, de lEau

et de lEnvironnement. Rabat. Maroc. 3Division de lAssainissement Liquide. Office National de lEau Potable (ONEP).

Knitra. Maroc. 4Autorit Nationale Dsigne - Service Coopration Multilatrale. Direction du

Partenariat, de la Communication et de la Coopration. Dpartement de lEnvironnement. Ministre de lEnergie, des Mines, de lEau et de lEnvironnement.

Rabat. Maroc. 5Unit Gochimie et Pollution (U.G.P). Dpartement d'Applications aux Sciences de la

Terre et de l'Environnement (D.A.S.T.E). Centre National d'Energie, des Sciences et des Techniques Nuclaires (CNESTEN) B.P. 1382 R.P. 10001 - Rabat Maroc.

_______________ * Correspondance, courriel : [email protected] / [email protected].

Rsum

Notre objectif principal est de caractriser les eaux uses dabattoir municipal de la ville de Knitra (Maroc) et de recommander un traitement adquat permettant leurs rutilisations, rduisant ainsi les nuisances que subit le milieu rcepteur (Oued Sebou) et de remdier aussi la perte de cette source hydrique en matires valorisables. La caractrisation physico-chimique des eaux uses brutes a rvl que ce rejet liquide est trs charg en matire organique en terme de DCO (Moy. = 219,52 mg/L 51,07), en DBO5 (Moy. = 181,34 mg/L30,04), en MES (Moy. = 482

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mg/L 222,7) et en matire minrale exprime en terme de Chlorures (Moy. = 237 mg/L 109,6), en Conductivit lectrique (Moy. = 1360,5 s/cm 1120,8) et en Alcalinit exprime en CaCO3 (Moy. = 201 mg/L 74,2) avec un pH de 7,5 (0,8). Les teneurs moyennes en Nitrates et en Orthophosphates respectivement de l'ordre de 1,74 mg/L (2,7) et 0,08 mg/L (0,1). Malgr que ces eaux uses prsentent une charge organique leve (rapports DBO5/DCO = 0,83 et MES/DBO5 = 2,66), elles prsentent une biodgradabilit satisfaisante. Lexamen de rapport DCO/DBO5 = 1,21 souligne bien le caractre biodgradable des eaux uses de l'abattoir municipal de Knitra auxquelles un traitement biologique parat tout fait convenable. Cependant, il faut tenir compte les eaux uses domestiques mlanges avec les effluents de l'abattoir. Il existe une corrlation hautement significative entre la DCO et la DBO5 de nos chantillons deaux uses (R

2= 0,93 et y = 1,2689x + 23,814). Par ailleurs, la corrlation tablie entre loxygne dissous et la DBO5 montre un R2= 0,75 (y = 0,0057x + 0,7964). Mots-cls : eaux uses, abattoir, paramtres physico-chimiques, traitement, Knitra. Abstract Physicochemical study of wastewater of municipal slaughter-house for the implementation of a suitable treatment (Kenitra city -Morocco) The goal of our study is to characterize the effluent of the municipal slaughter-house of the Kenitra city and to recommend a suitable treatment allowing it's recycling, thus reducing the harmful effect which undergoes the receiving environment (Sebou) and to also mitigate the loss of this hydrous source out of matters which may undergo beneficiation. The physicochemical characterization of raw wastewater revealed that this liquid rejection is very charged out of organic matter expressed in term with COD (Avg.= 199.52 mg/L51.07), in BDO5 (Avg.= 241.34 mg/L 30.04), in Suspend Matter (Avg.= 482 mg/L 222.7) and out of mineral matter expressed in term of Chlorides (Avg.= 237 mg/L 109.6), in Electric Conductivity (Avg.= 1360.5 s/cm 1120,8) and in Alkalinity expressed in CaCO3 (Avg.= 201 mg/KL 74.2) with a pH of 7.5 (0.8). The average content of Nitrates and Orthophosphates are about 1.74 mg/L (2.7) and 0.08 mg/L (0.1). Although this wastewater presents a high organic load (reports BDO5/COD = 0.83 and SM/BDO5 = 2.66), they have a satisfactory biodeterioration. The examination of report COD/BDO5 = 1.21 underlines well the biodegradable character of mixed wastewater of the municipal slaughter-house of Kenitra city to which a biological treatment appears completely suitable.

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However, it should be sufficient to hold account the domestic wastewater mixed with the effluents of the slaughterhouse. There is a highly significant correlation between COD and BOD5 (R= 0.92). The correlation between dissolved oxygen and BOD5 showed a R2 = 0.80. Keywords : Slaughter-house wastewaters, characterization, treatment, Kenitra. 1. Introduction

Leau est un des lments essentiels de la plupart des grandes entreprises de transformation de produits alimentaires d'origine animale. Aprs avoir t utilise, la plus grande partie de cette eau use de procd est retourne lenvironnement. Comme cette eau est habituellement charge en matire organique, elle devient ds lors une source de pollution importante pour le milieu rcepteur qui la reoit. Les abattoirs constituent sans doute lexemple-type de ces industries o leau est utilise pour le lavage des sous-produits (abats) et l'limination des dchets (matires fcales, dbris de panse et de sang). En Europe, les volumes d'eau use rejets sont valus entre 6 et 9 litres par kg de carcasse de bovins, et de 5 11 litres par Kg de carcasse de porcins [1]. Les effluents, de ces abattoirs sont caractristiques et ncessitent des traitements adapts (sparation des dchets solides et des graisses, traitements spcifiques). Plusieurs tudes se sont intresses la caractrisation et au traitement de ce type deaux uses par le biais des stations d'puration soit par des procds arobies [2,3]. Soit par de procds anarobies [4-7]. D'autres procds de traitement sont adopts pour l'puration des eaux uses d'abattoir savoir l'infiltration sur sable [8] et l'lectrocoagulation [9]. La plupart des donnes sur la qualit des eaux uses d'abattoir ont t produites en Europe [10-13], Australie [14], les Etats-Unis [15] et l'Afrique [16-18] et peu d'information existe sur la caractrisation et le traitement des eaux uses d'abattoir au Maroc. La capacit nominale de l'abattoir municipal de la ville de Knitra (Maroc) est de 3500 tonnes de carcasses abattues par an correspondant 560 tonnes de dchets. Vu sa proximit l'ocan atlantique (Mehdia), les effluents de cet abattoir sont rejets directement dans l'oued Sebou sans traitement pralable. Ces eaux uses constituent une source de pollution pour les eaux de surface et l'ocan. Elles peuvent tre responsable d'un dsquilibre cologique irrversible ainsi que de l'eutrophisation des eaux de milieu rcepteur. Comme ce dernier rejetait ses eaux uses dans le collecteur urbain (C), le traitement de cet effluent est fortement recommand dans le

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contexte global dassainissement des eaux uses de la ville de Knitra par la recherche d'un traitement convenable. Le prsent travail consiste d'abord a valuer les effluents de l'abattoir municipal de Knitra, faire ensuite une caractrisation physico-chimique par la dtermination de certains paramtres majeurs et globaux de la pollution des eaux uses et enfin de dcrire les mesures de protection du milieu rcepteur par la recherche d'un moyen de traitement convenable de ces effluents et par la mise en place dune station de traitement. 2. Matriel et mthodes

2-1. Site dtude

La ville de Knitra est situe 40 Km au Nord de la capitale du Maroc, entre les mridiens 630' et 645' Ouest et les parallles 3415' et 3420'. Elle est dote d'un rseau d'assainissement de type unitaire qui dessert environ 78 % de la population. Le reste utilise des systmes d'assainissement individuel par puits perdus ou fosses septiques. En 2004, la production de viandes rouges est de 282752 tonnes dont 50% d'origine bovine, 42% d'origine ovine et 8% d'origine caprine. En ce qui concerne les viandes bovines, 143246 tonnes soit 90% sont inspectes au niveau de l'abattoir [19]. Les eaux uses de ce rejet sont charges par les dchets solides, des matires graisses, l'abondance de la matire organique (dbris de panse) et sont concentres par le sang des animaux abattus [20]. 2-2. Prlvement et analyses des eaux uses

Les paramtres physico-chimiques sont dtermins partir de prlvements bimensuels (entre Fvrier et Juin 2005) effectus au niveau de l'exutoire de rejet dabattoir municipal de Knitra. La conservation des prlvements d'eaux uses a t faite selon le guide gnral pour la conservation et la manipulation des chantillons d'aprs ISO 5667/3 [21]. Le pH, la temprature, la conductivit lectrique, l'oxygne dissous sont dtermins l'aide d'un un multi-parameter analyser Type CONSORT - Modle 835. La DBO5 est dtermine par la mthode respiratoire l'aide d'un DBO-mtre marque WTW, modle 1020T selon la technique dcrite par DIN [22]. La DCO est dtermin par l'oxydation en milieu acide par l'excs de dichromate de potassium la temprature de 148C des matires oxydables dans les conditions de lessai en prsence de sulfate d'argent comme catalyseur et de sulfate de mercure [23]. Les chlorures et l'alcalinit exprime en CaCO3 sont dtermins par la mthode de comptage des

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pastilles prdoses. Les matires en suspension sont dtermines par filtration d'un volume d'eau use sur filtre cellulosiques (de 0,45 m) selon Rodier [24]. Les Orthophosphates sont dtermins par la mthode colorimtrique par complexe phosphomolybdique selon DIN [25]. Les Nitrates sont doss par la mthode photomtrique avec 2,6 - dimthylphnol selon DIN [26] et enfin la dtermination des Nitrites a t effectue par la mthode photomtrique selon DIN [27]. 3. Rsultats Lvaluation de la pollution dune eau use brute se fait daprs la dtermination dun certain nombre de paramtres physico-chimiques caractrisant cette eau use. Les caractristiques physico-chimiques des eaux uses de labattoir sont regroupes dans le Tableau 1. Tableau 1 : Paramtres physico-chimiques des eaux uses de l'abattoir de Knitra.

La temprature des eaux uses du collecteur urbain (C), qui draine l'abattoir municipal et la nouvelle Mdina (Knitra), est comprise entre 16.8C et 26C comme valeurs extrmes minimales et maximales et 21.5C comme valeur moyenne (Tableau 1). Dune manire gnrale, les chantillons des eaux uses analyses ont

Paramtres Moy. Max. Min. Ecart-type Nombre de prlvement

TC 21,5 26 16,8 6,5 10 pH 7,5 8,2 7,1 0,8 10 C.E (s/cm) 1360,5 1945 360 1120,8 10 Alcalinit (mg/L de CaCO3)

201 240 135 74,2 10

Oxygne dissous (mg/L) 1,8 2,42 1,05 1,0 10 MES (mg/L) 482 670 355 222,7 10 DBO5 (mg/L) 181,34 220,5 30,04 136,52 10 DCO (mg/L) 219,52 307,2 51,07 101,65 10 Nitrates (mg/L) 1,742 4,125 0,349 2,7 10 Nitrites (mg/L) 0,029 0,036 0,023 0,0 10 PO4

3- (mg/L) 0,089 0,147 0,059 0,1 10 Chlorures (mg/L) 237 315 160 109,6 10

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un pH relativement neutre. Pour la conductivit lectrique, les valeurs moyennes enregistres se situent entre 360s/cm et 1945s/cm avec 1360,5s/cm comme valeur moyenne (Tableau 1). Les valeurs de Chlorures dans les eaux uses se situent entre 160mg/L et 315mg/L avec 237mg/L comme valeur moyenne (Tableau 1). Alors que, les valeurs trouves de lalcalinit montrent que les eaux uses de ce collecteur sont caractrises par une concentration moyenne en bicarbonates de calcium (CaCO3) de lordre de 201mg/L (Tableau 1). Les Nitrates comme les autres formes azots voluent trs rapidement dans le milieu naturel selon le cycle dazote. Les valeurs de Nitrates enregistres au niveau des rejets du collecteur (C) prsentent des variations considrables pendant la priode d'tude. Les teneurs en Nitrates des effluents de l'abattoir municipal varient entre 0,349mg/L et 4,125mg/L avec une concentration moyenne de 1,742mg/L. En revanche, les valeurs de Nitrites enregistres dans les rejets dabattoir ne prsentent pas des variations considrables. Les teneurs en Nitrites des eaux uses analyses varient entre 0,023mg/L et 0,036mg/L avec une valeur moyenne de l'ordre de 0,029mg/L (Tableau 1). De mme, les teneurs enregistres en orthophosphates ne prsentent pas de variations considrables au cours du cycle de prlvement effectu. Les valeurs enregistres varient entre 0,059mg/L et 0,147mg/L avec une valeur moyenne de 0,089mg/L. L'volution mensuelle des concentrations en orthophosphates dans le rejet a montr que ces effluents bruts sont moins concentrs. (Tableau 1). Les concentrations en MES des eaux uses analyses varient entre 355mg/L et 670mg/l avec une moyenne de 482mg/L (Tableau 1). Ltat doxygnation de ces rejets montre que, les valeurs extrmes minimales et maximales de la teneur en oxygne dissous sont de 1,05mg/L et 2,42mg/L avec une concentration moyenne de 1,8mg/L (Tableau 1). Les valeurs de pollution organique exprime en DBO5 prsentent des variations ngligeables entre les diffrentes campagnes de prlvements. Les valeurs de DBO5 enregistres varient entre 30,04mg/L (valeur minimale) et 220,5mg/L (valeur maximale) avec une valeur moyenne de 181,34mg/L (Tableau 1). Les valeurs de la DCO prsentent une variation non ngligeable au cours de la priode d'tude. Les valeurs varient entre 51,07mg/L et 307,2mg/L avec une moyenne de 219,52 mg/L (Tableau 1).

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4. Discussion 4-1. Paramtres physico-chimiques des eaux uses mlanges dabattoir Les valeurs de la temprature des eaux uses enregistres sont infrieures 30C considre comme valeur limite de rejet direct dans le milieu rcepteur [28]. De mme, ces valeurs sont infrieures 35C, considre comme valeur limite indicative pour les eaux destines l'irrigation [28] (Tableau 2). Le pH, indique lalcalinit des eaux uses, son rle est capital pour la croissance des microorganismes qui ont gnralement un pH optimum variant de 6,5 7,5. Lorsque le pH est infrieur 5 ou suprieur 8,5, la croissance des microorganismes est directement affecte. En outre, le pH est un lment important pour linterprtation de la corrosion dans les canalisations des installations de lpuration. Les valeurs de pH mesurs varient peu et restent autour de 7,5 en moyenne. Les valeurs obtenues sont comparables celles trouves ailleurs pour les eaux uses d'abattoirs qui prsentent gnralement un pH neutre lgrement basique [29-31,7]. En revanche, elles ne sont par en accord avec ceux trouves par Wth et al, [16] au niveau des eaux uses dabattoir de Burkina Faso. La conductivit lectrique est probablement l'une des plus simple et des plus importantes pour le contrle de la qualit des eaux uses. Elle traduit le degr de minralisation globale, elle nous renseigne sur le taux de salinit. Cest une expression numrique de la capacit de leau conduire un courant lectrique mesure en millisiemens par centimtre. Les rsultats obtenus mettent en vidence une variation plus ou moins importante de la minralisation exprime en conductivit moyenne. Ces rsultats pourraient tre expliqu d'une part par le rejet des eaux uses rsiduaires riches en fertilisants artificiels d'une industrie d'engrais (NPK) et d'autre part au rejet des dchets dabattoir municipal fortement minraliss raccord ce collecteur. Nisbet [32] a signal que des valeurs moyennes, comprises entre 449,7s/cm et 1037,3s/cm, mettent en vidence une forte minralisation des eaux uses. La comparaison des valeurs de la conductivit lectrique au niveau des eaux uses analyses avec les normes de qualit des eaux destines l'irrigation permet de dduire que ces eaux uses sont acceptables pour l'irrigation des cultures. De mme, ces valeurs moyennes sont infrieures 2700s/cm, considre comme valeur limite de rejet direct dans le milieu rcepteur [28] (Tableau 2).

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Tableau 2 : Valeurs limites pour les diffrents rejets que se soit directs (eaux pluviales), indirects (eaux uses) ou les eaux destines lirrigation des cultures. [28].

Les variations de l'alcalinit des eaux uses sont rapproches de celles du degr de minralisation (conductivit lectrique, duret totale, pH) qui donne aussi une indication sur le degr d'oxydation des composs organiques (cas des eaux rsiduaires). La concentration des carbonates (CO3

2-) et des bicarbonates (HCO3-) dans

l'eau est fonction de la teneur en CO2 car ce dernier est trs soluble dans l'eau (200

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fois plus que l'oxygne) et sa solubilit dpend de la temprature et la pression atmosphrique. La concentration lgrement leve de CaCO3 au niveau des chantillons analyss pourrait tre attribue aux rejets des eaux uses moins charges en matires organiques fermentescibles susceptibles d'tre oxydes et ayant pour consquence, une production leve de CO2 [33]. Le CaCO3 peu soluble dans l'eau; cependant, la prsence du CO2 confre l'eau une force de dissolution bien plus importante en transformant le Carbonate de calcium en bicarbonate de calcium, lesquels sont plus solubles dans l'eau selon la raction suivante:

Au niveau des effluents d'abattoirs de Canada, Mass et Masse, [5] ont rapports des valeurs moyennes entre 83 et 900 mg/L en CaCO3. Les mmes auteurs ont signals des valeurs trs leves entre 667 et 1056 mg/L dans une autre tude au Canada [5]. Les normes marocaines [28] recommandent une concentration en HCO3

- de 250 mg/L pour les eaux destines l'irrigation des cultures (Tableau 2). Les valeurs de la conductivit indiquent une forte minralisation de ces eaux uses pendant toute la priode de prlvement et permettent de constater que les variations temporelles de ce paramtre sont plus importantes. Lazote prsent dans leau use peut avoir un caractre organique ou minral. Lazote organique est principalement un constituant des protines, des polypeptides, des acides amins et de lure. Lazote minral qui comprend lammonium (NH4

+), les Nitrites (NO2

-) et les Nitrates (NO3-) constitue la majeure partie de lazote total. Des

valeurs trs leves de l'azote total (Nt) ont t enregistrs dans les eaux uses d'abattoirs du Brsil (entre 133 et 179g/l) par Miranda et al., [31] et une teneur moyenne en NH4

+ de 163,7 mg/L [7]. Qu'au niveau des eaux uses d'abattoir d'El Jadida (Maroc), Chennaoui et al., [31] ont rapports une teneur moyenne de 12g/L. Les teneurs en Nitrates dans les effluents de l'abattoir de Knitra varient entre 0,349mg/L et 4,125mg/L avec une concentration moyenne de 1,742mg/L Laccroissement de leur teneur peut provenir des effluents riches en NPK et en lments fertilisants d'une usine d'engrais raccorde ce collecteur et en dchets organiques de l'abattoir. Les teneurs restent dans la majorit des cas infrieurs 2 mg/L lexception dun pic observ au mois davril ou il y a de fortes pluies. Ces rsultats sont comparables ceux observs par Khamar [34] et Zerhouni [35]. Pour les Nitrites, qui constituent une tape importante dans la mtabolisation des composs azots, ils sinsrent aussi dans le cycle dazote entre lammonium et les nitrates. Les Nitrites proviennent gnralement soit dune dgradation incomplte dAmmoniac soit dune rduction des Nitrates, ils ne reprsentent quun stade

CaCO3 + CO2 Ca (HCO3)2 Ca ++ + 2 HCO3-

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intermdiaire et facilement oxyds en nitrates (par voie chimique ou bactrienne). Les faibles concentrations en Nitrites rencontres au niveau des eaux uses de l'effluent tudi, pourraient tre expliquer par le fait que l'ion Nitrite (NO2

-) est un compos intermdiaire, instable en prsence de l'oxygne, dont la concentration est gnralement trs infrieure celle des deux formes qui lui sont lies, les ions nitrates et ammonium [33]. La comparaison des concentrations moyennes en Nitrates dans les eaux uses analyses avec la norme de qualit des eaux destines l'irrigation montre que, ces concentrations sont infrieures 50mg/L, ce qui permet de dduire que ces effluents sont acceptables pour l'irrigation des cultures [28] (Tableau 2). Les composs phosphors existent dans les eaux naturelles et les eaux uses sous diffrentes formes savoir les orthophosphates solubles, les phosphates hydrosolubles et les drivs organophosphors [24]. Les teneurs enregistres en orthophosphates ne prsentent pas de variations considrables au cours du cycle de prlvement effectu. Les valeurs enregistres varient entre 0,059mg/L et 0,147mg/L avec une valeur moyenne de 0.089mg/L. Chennaoui et al., [31] ont rapport une teneur moyenne en Orthophosphate de l'ordre de 1,8g/L. Au niveau des eaux uses d'abattoir de Canada, Mass et Masse, [29] ont trouv des valeurs comprises entre 25 et 42 mg/L. Dune manire gnrale, la MES intervient dans la composition de leau par son effet dchanges dions ou dabsorption aussi bien sur les lments chimiques ltat de traces que sur les microorganismes. Les variations mensuelles de ces deux paramtres sont indiques dans la figure 6. D'aprs les rsultats, on note que les eaux uses de l'abattoir ont les mmes charges que les eaux uses urbaines marocaines pour lesquelles les concentrations en MES se situent entre 250 et 700 mg/L [36]. Par ailleurs, ces valeurs moyennes en MES dans les eaux uses analyses sont suprieures la valeur fixe par les normes marocaines [28] (Tableau 2). Ces valeurs trouves sont moins leves par rapport aux rsultats trouvs par Mass et Masse au Canada [5]. Par ailleurs, Chennaoui et al., [30] ont signals une concentration moyenne de 13,1g/L. La signification de paramtre de loxygnation des eaux est trs claire puisque la prsence d'oxygne dissous conditionne les ractions de dgradation -arobie- de la matire organique et plus gnralement l'quilibre biologique des milieux hydriques. Dans les rseaux d'assainissement des eaux uses, sa disparition complte s'accompagne gnralement de l'apparition d'H2S dans l'air, provenant de la rduction des composs soufrs prsents dans les effluents, et corrlativement du phnomne d'attaque acide du bton des canalisations [33]. Par contre sa prsence

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inhibe les activits dnitrifiantes de la flore spcialis. La comparaison des valeurs en oxygne dissous dans nos chantillons d'eaux uses analyses avec la grille de qualit des eaux de surface permet de dduire que ces eaux uses sont de qualit moyenne trs mauvaise [28] (Tableau 2). Les valeurs leves de la DBO5, pourraient tre expliqu par l'abondance de la matire organique (dbris de panse), et par la concentration de cet effluent par le sang des rejets de l'abattoir municipal drains. Pour la DCO, les valeurs sont moins faibles que celles des eaux urbaines marocaines (500-1500 mg/L) [36]. Ces valeurs moyennes sont infrieures 500 mg/L, considre comme valeur limite de rejet direct [28]. Par ailleurs, ces eaux uses sont classes comme de trs mauvaises selon les normes de qualit des eaux de surface [28] (Tableau 2). Les valeurs de la DCO prsentent une variation non ngligeable au cours de la priode d'tude Cette observation est similaire celle faite par Khamar [34] et Zerhouni [35]. La charge polluante des eaux uses, telle que mesure par sa DCO, est un des plus importants critres utiliss dans la conception dun traitement des eaux uses afin de dterminer le degr de traitement ncessaire. La charge traiter est la DCO des eaux uses qui y sont amenes [37]. En outre, ces valeurs sont moins leves et ne concordent pas avec celles reportes par Sachon en France [11]; de Tritt et Shuchard en Allemend [13]; de Gnagne et al. au Burkina Faso [8-18] et les travaux de Miranda et al., [31], Reginatto et al. [7] au Brsil. 4-2. Evaluation de la pollution organique des eaux uses Pour une meilleure apprciation de l'origine des eaux uses de ces effluents tudis de l'abattoir municipal et de la nouvelle Mdina (Knitra), le calcul des rapports DCO/DBO5, DBO5/DCO, MES/DBO5 et l'estimation de la Matire Oxydable (MO) prsente des intrts trs importants (Tableau 3). Tableau 3 : Rations des eaux uses de labattoir de Knitra

Moy. Max. Min. Ecart-type DCO/DBO5 1,21 0,63 1,70 0,8 DBO5/DCO 0,83 1,60 0,59 0,7 MES/DBO5 2,66 1,37 11,82 7,4 Matires Oxydables (mg/L) 227,4 429,07 37,05 277,2 L'utilisation de ces paramtres de caractrisation constitue un bon moyen pour donner une image du degr de pollution des effluents bruts d'abattoir et aussi pour

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optimiser les paramtres physico-chimiques de ces eaux uses afin de proposer un mode de traitement convenable. 4-2-1. Ratio DCO/DBO5 Le rapport DCO/DBO5 permet de dduire si les eaux uses rejetes directement dans le milieu rcepteur ont des caractristiques des eaux uses domestiques (rapport DCO/DBO5 infrieur 3) [36]. Les rsultats de ce rapport constituent une indication de limportance des matires polluantes peu ou pas biodgradables [24]. Les eaux uses de l'abattoir municipal prsentent un ratio DCO/DBO5 variant de 0,63mg/L 1,70mg/L (Tableau 3) conforme avec celui des eaux uses urbaines dominance domestique prsentant un rapport DCO/DBO5 infrieur 3 [36]. Donc, on peut conclure que mme si les eaux uses de ce rejet urbain prsentent une charge organique leve, elles sont facilement biodgradables. Lexamen de ce rapport souligne bien le caractre biodgradable des eaux uses mlanges de l'abattoir municipal auxquelles un traitement biologique parat tout fait convenable. Ces rsultats concordent avec celles reports par Gnagne et Brissaud [18] et Zerhouni [35]. 4-2-2. Ratio DBO5/DCO Pour caractriser une pollution industrielle, on considre souvent le rapport DBO5/DCO, qui donne des indications trs intressantes sur l'origine d'une pollution des eaux uses et ses possibilits de traitement. Pour notre tude, ce rapport est relativement lev de l'ordre de 0,83 (Tableau 3). C'est le cas gnral pour les rejets chargs en matire organique. Cette charge organique rend ces eaux uses assez instables, c'est dire qu'elles volueront vite vers des formes "digres" avec le risque de dgagement d'odeurs. En effet, les eaux uses de ce collecteur sont dominante organique. 4-2-3. Ratio MES/DBO5 et Matires oxydables (MO) Au niveau des eaux uses de l'abattoir municipal, le rapport DBO5/DCO est lev (0,83), ce qui confirme que les eaux uses draines par ce collecteur sont fortement charges en matires organiques (Tableau 3). Ce rsultat obtenu est confirm par l'estimation de la Matire Oxydable, qui est de l'ordre de 227,4 mg/L avec un rapport moyen de MES/DBO5 de 2,66. Par ailleurs, le rapport DCO/DBO5 est faible (1,2), ce qui

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nous permet de dduire que la charge en matires organiques dans les eaux uses de ce collecteur est facilement biodgradable selon Henze et al. [38]. Il existe une corrlation hautement significative entre la DCO et la DBO5 des eaux uses dabattoir de la ville de Knitra. La figure 1 montre un R2= 0,93 (y = 1,2689x + 23,814).

y = 1,2689x + 23,814R2 = 0,9304

0

50

100

150

200

250

300

350

0 50 100 150 200 250

DCO

DBO

5

Figure 1: Corrlation tablie entre la DBO5 et la DCO des eaux uses du rejet de labattoir de Knitra (Maroc). Par ailleurs, la corrlation tablie entre loxygne dissous et la DBO5 (Figure 2) montre un R2= 0,75 (y = 0,0057x + 0,7964).

y = 0,0057x + 0,7964R2 = 0,757

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 50 100 150 200 250

DBO5

Oxy

gne

dis

sous

(mg/

L)

Figure 2: Corrlation tablie entre lO2 dissous et DBO5 des eaux uses du rejet de labattoir de Knitra (Maroc).

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Au niveau de ce rejet urbain, la charge organique est marque par des valeurs trs fortes de la DBO5, de la DCO, des matires oxydables (OM) et de faibles teneurs en oxygne dissous (Moyenne de 1,8 mg/L). En fait, Ce rejet est le collecteur qui recueille la majorit des eaux uses domestique de la nouvelle Mdina (population raccorde comprise entre 20.000 et 30.000 habitants) et draine les effluents de labattoir municipal et par consquent, cest le rejet le plus pollu. La pollution par les matires organiques, dgradables ou non, est essentiellement due aux rejets de labattoir municipal, dune industrie dengrais chimiques et aux rejets des populations urbaines raccordes ce collecteur urbain. 5. Conclusion Les eaux uses de l'abattoir municipal de la ville de Knitra prsentent des valeurs des paramtres physico-chimiques majeurs de pollution qui dpassent relativement les valeurs limites gnrales des rejets directs et indirects dans le milieu rcepteur (estuaire de Sebou), ce qui reprsente un risque de pollution environnementale pour ce dernier do la ncessit dun traitement de ces eaux uses brutes. Au terme de l'valuation de degr de pollution organique, on peut constater que l'ensemble des paramtres tudis (en particulier avec la DBO5, la DCO et les MES) situent les eaux uses analyses dans la tranche a concentration moyenne leve [39]. Par ailleurs, selon la classification des effluents urbains ralise par l'Office National de lEau Potable, ces eaux uses sont 5 7 fois plus charges en matire organique que les eaux urbaines marocaines, [36]. En plus de la matire organique, elles contiennent les quantits adquates dazote organique pour subvenir aux besoins des microorganismes purateurs des systmes biologiques, cependant, les orthophosphates avec des concentrations faibles peuvent prsenter un problme pour le traitement biologique [40]. On peut conclure que les eaux uses de ce rejet sont facilement biodgradable mme si que les rapports DBO5/DCO et MES/DBO5 sont levs. Lexamen du rapport DCO/DBO5 souligne bien le caractre biodgradable des eaux uses de l'abattoir auxquelles un traitement biologique parat tout fait convenable. Le traitement de ces eaux uses est ncessaire afin de produire un effluent qui respect les normes de rejets directs et indirects selon le Ministre de lEnvironnement du Maroc [28]. L'abattoir de Knitra gnre une eau use qui convient au traitement biologique en termes de DBO5, MES, et substances nutritives (nitrates, nitrites et orthophosphates). Cependant, il faut tenir compte les caractristiques physico-chimiques et microbiologiques des eaux uses domestiques mlanges avec les effluents de l'abattoir.

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Remerciements Ce travail a t ralis dans le cadre du projet PARS BIO N 148, Universit Ibn Tofail, Facult des Sciences de Knitra. Maroc. Nos vifs remerciements au Ministre de lEducation Nationale, de l'Enseignement Suprieur, de la Recherche Scientifique et de la Formation des Cadres. Rabat, Maroc.

Rfrences

[1] - V. Johan et M.O. Mizier. Traitement des eaux industrielles. Effluents d'abattoirs : une pollution biodgradable. 2004Eau, Industrie, Nuisances. Vol. 269. 33-43, ill,.

[2] - DA. Lovett, SM.Travers et KR. Davey. Activated sludge treatment of abattoir wastewater I. Influence of sludge age and feeding pattern. 1984Wat. Res. 18: 429-434.

[3] - D. Couillard et S. Gariepy. Faisabilit du procd arobie thermophile pour un effluent dabattoir. 1990Can. J. Chem. Eng. 68: 018-1023,.

[4] - R. Borja et MM. Duran. Influence of the support on the kinetics of anaerobic purification of slaughterhouse wastewater.1993. J. Biores. Technol. # 44: 57-60..

[5] - D.I. Mass and L. Masse. Treatment of slaughterhouse wastewater in anaerobic sequencing batch reactors. 2000a Canadian Agricultural Engineering. Vol. 42, No. 3. 131-137..

[6] - E.H. Giglio Ponsano, P. Magalhaes Lacava and M.F. Pinto. Chemical composition of Rhodocyclus gelatinosus Biomass Produced in Poultry Slaughterhouse Wastewater. 2003 Brazilian Journal of Chemical Engineering. Vol. 46, No 02, pp. 143-147, March.

[7] - V. Reginatto, R.M. Teixeira, F. Pereira, W. Schmidell, A. Furigo, R. Menes, C. Etchebechere andH.M. Soqres. Anaerobic ammonium oxidation in a bioreactor treating slaughterhouse wastewater. Brazilian Journal of Chemical Engineering. Vol. 22, No 04, pp. 593-600, October-December 2003.

[8] - Gnagne et F. Brissaud. Etude des limites de l'puration par infiltration sur sable des eaux uses fortement charges en matires oxydables de l'abattoir de Ougadougou au Burkina Faso . Sud Sciences & Technologies. N9. Dcembre 2002.

[9] - M. Asselin, J.-F. Blais, P. Drogui et H. Benmoussa. Utilisation de l'lectrocoagulation pour le traitement des eaux uses d'abattoir . 21e Congrs rgional de l'est du Canada de l'Association Canadienne sur la Qualit de l'Eau. Qubec, 4 novembre 2005.

Afrique SCIENCE 05(2) (2009) 153 - 216


214

[10] - M.A. Bull, R.M. Sterritt and J.N. Lester. The treatment of wastewaters from the meat industry: a review . Environmental technology letters 3: 117-126. 1982.

[11] - G. Sachon. Les eaux rsiduaires des abattoirs de btail. Gestion et Traitement. Tribune Cebedeau (1986) 515: 27-45.

[12] - SKI. Sayed. Anaerobic treatment of slaughterhouse wastewater using the USAB process. phD thesis. 1987. Wageningen, The Netherlands: Agricultural University of Wageningen.

[13] - WP. Tritt et F. Shuchard Materials flow and possibilities of treating liquid and solid wastes from slaughterhouse in Germany. 1992. Biores. Technol. # 41: 235-245.

[14] - M.R. Johns. Developments in wastewater treatment in the meat processing industry : A review. Bioresource technology 1995. 54: 203-216.

[15] - K.Q. Camin. Cost of waste treatment in the meat packink industry. In proceeding of the 25th industrial waste conference, 193-202. 1970. Ann Arbour, mi: Ann Arbour Science.

[16] - J. Wth, M. Kientga, D. Kon et N. Kula. Profil du recyclage des eaux uses dans lagriculture urbaine Ouagadougou . Visit d'Etude et Atelier International sur la rutilisation des eaux uses en agriculture urbaine: un dfi pour les municipalits en Afrique de l'Ouest. Rapport final, 3-8 juin 2002 Ouagadougou - Burkina Faso. 183p.

[17] - B. Keraita. Wastewater use in urban and peri-urban vegetable farming in Kumasi, Ghana. MSc. Thesis. Wageningen University, Wageningen, The Netherlands (2002).

[18] - T. Gnagne et F. Brissaud Etude des potentialits d'puration d'effluents d'abattoir par infiltration sur sable en milieu tropical . Sud Sciences & Technologies. N11. Dcembre 2003.

[19] - H. Labaioui Biotransformation des dchets des abattoirs de la viande rouge et essai de valorisation du produit ferment comme un stable bio-engrais (cas de Knitra) . Thse Doctorat. Fac. Sci. Knitra. Universit Ibn Tofail (2006). 240p.

[20] - Y. El Guamri Contribution l'valuation de la qualit physico-chimique et parasitologique des eaux uses brutes de la ville de Knitra (Maroc) . Mmoire DESA. (2003). Fac. Sci. Knitra. Universit Ibn Tofail. 149p.

[21] - ISO 5667/3. Qualit de l'eau - chantillonnage - guide pour la conservation et la manipulation des chantillons (1994).

[22] - DIN (Deutsche Industrie Normes). Dtermination de la Demande Biologique en Oxygne (DBO) selon DIN Laboratoire National de l'Environnement - Rabat.. 1992a

[23] - (DCO) selon DIN 38409-H52. Laboratoire National de l'Environnement - Rabat.. 1992b.

Afrique SCIENCE 05(2) (2009) 153 - 216


215

[24] - J. Rodier. l'analyse de l'eau naturelle, eau rsiduaires, eau de mer , 8me Edition, (1996) Dnod. Paris, 1383p

[25] - DIN (Deutsche Industrie Normes). Dosage des composs phosphoriques mthodes photomtrique par phosphomolybdique (selon DIN 38405-D11-1 O-PO43-). Laboratoire National de l'Environnement - Rabat. 1993a.

[26] - DIN (Deutsche Industrie Normes) 1993b. Dosage des nitrates par mthode photomtrique avec 2,6 - dimthylphnol (selon DIN 38405-D9-2). Laboratoire National de l'Environnement - Rabat.

[27] - DIN (Deutsche Industrie Normes) 1993c. Dosage des nitrites par mthode photomtrique (selon ISO 6777 resp en 2677. Laboratoire National de l'Environnement - Rabat.

[28] - Ministre de l'Environnement du Maroc, (2002). Normes marocaines, Bulletin officiel du Maroc , N 5062 du 30 ramadan 1423. Rabat.

[29] - D.I. Mass and L. Masse. Characterization of wastewater from hog slaughterhouses in Eastern Canada and evaluation of their in-plant wastewater treatment systems. 2000b. Canadian Agricultural Engineering. Vol. 42, No. 3. 139-146.

[30] - M. Chennaoui, O. Assobhei et M. Mountadar. Biostabilisation des eaux uses dabattoir de la ville dEl Jadida (Maroc) . Rev. Biol. Biotech. Vol.2, No 1, April 2002. pp. 44-48

[31] - L.A.S Miranda., J.A.P. Henriques and L.O. Monteggia. A full-scale uasb reactor for treatment of pig and cattle slaughterhouse wastewater with a high oil and grease content. Brazilian Journal of Chemical Engineering. Vol. 22, No 04, pp. 601-610, Octobr-December, 2005.

[32] - J. Nisbet Verneaux. Composantes chimiques des eaux courantes. Discussion et proposition de classes en tant que bases dinterprtation des analyses chimiques . Ann Limnol (1970) ; 6: 161-9.

[33] - O. Thomas. Mtrologie des eaux rsiduaire . Ed. Cebedoc / Tec. et Doc. 11, Lige -75384. (1995) Paris.

[34] - M. Khamar. Etude de la charge en mtaux lourds dans les eaux, sdiments, les sols et productions agricoles irrigues par les eaux uses de la ville de Fs . Thse de Doctorat (2002). Fac. Sci. Dhar El Mahraz. Fs. Maroc. 212p.

[35] - R. A Zerhouni. Flore algale des eaux uses de la ville de Fs et tude de la capacit de certaines espces liminer la charge azote, phosphate et quelques mtaux lourds (Chrome et Cadmium) . Thse de Doctorat. (2003) Fac. Sci. Dhar El Mahraz. Fs. Maroc. 146p.

Afrique SCIENCE 05(2) (2009) 153 - 216


216

[36] - ONEP. Approche de la typologie des eaux uses urbaines au Maroc. ONEP et GTZ. Rabat (1998).

[37] H.W Pearson., D.D. Mara and C.R Bartone. Guidelines for the minimum evaluation of the performance of full-scale waste stabilization pond system. 1987. Wat. Res. 21, N: 1067-75.

[38] M. Henze, P. Harremoes, J. L.C Jansen. and E. Avrin. Wastewater treatment. 2nd ed. (1997) springerverlag. Berlin.

[39] Metcalf et Eddy, INC. Wastewater engineering: Traetment, Disposal and Reuse. 3me Edition Library of Congress Cataloging in publication data. (1991) D. 645. T34.

[40] R. Hamdaoui. Caractrisation physico-chimique et traitment des eaux uses rsiduaires de la socit SETEXAME. Knitra . Mmoire DESA. 2006. Fac. Sci. Knitra. Universit Ibn Tofail. 100p.

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61730-116325-1-PB.pdf