Chercheurs d'eau

Gestion des eaux uses(Le traitement des eaux uses et des boues dpuration)Prsent par:Larbaoui NihalSlama Houssam EddineEaux uses: Origines & compositionProtinesSucresGraisses (produits dentretien, urines, selles)Organique : Pollution domestiqueComposs azotsComposs phosphorsNutriments et engrais : Pollution agricoleCuivre, Zinc, Plomb (corrosion des conduites)Autres : Hg, Ni, Cd, Cr, etc.Mtaux lourds : Pollution industrielleTraitement des eaux usesPrdgrillageDessablageDshuilageDcantationTraitement mcanique :But :Eliminer les gros dchetsBut :Dcantation du sable et des particules lourdesBut :Rcupration des huiles, graisses et hydrocarburesBut :Sdimentation des particules solidesTraitement des eaux usesTraitement biologique :Phase arobieUtilisation des boues actives et apport doxygne pour la minralisation des composs organiques (80% 90%).(1) Substances organiques + O2 CO2 + PO43- + SO42- + NO3-Nitrification par bactries (nitrosomas, nitrobacter)des ions ammonium (NH4+) issus de la dcomposition des protines.(2) NH4+ NO2- NO3-Boue activeBoue issue des eaux uses mlange avec les boues des fosses septiques contenant les bactries actives.Traitement des eaux usesTraitement biologique :Phase anarobieDnitrification des ions nitrates (NO3-) par bactries anarobiques (pseudomonas) qui puisent loxygne dans lesdits ions et rejettent de lazote gazeux.(3) NO3- NO2- N260% 90% de NOx- sont dnitrifis.Les nitrates sont des fertilisants,mais ils contribuent leutrophisation des rivires.Traitement des eaux usesTraitement biologiqueTraitement chimiqueTraitement mcaniqueBoues activesPhasearobiePhaseanarobie(1) MinralisationOxygnation(2)(3)NitrificationDnitrificationTraitement des eaux usesPhase anarobiePhase arobieNH4+NO3-NO2-N2NO3-NO2-NitrosomonasNitrobacterPseudomonasPseudomonasNitrificationDnitrification(2)(3)Traitement des eaux usesComposs organiques (25 mg/L)Mtaux lourdsNitrates (10 12 mg/L)Phosphates (3 5 mg/L)Agents potentiellement infectieuxMdicaments, antibiotiquesTraitement biologique :Rsidus aprs traitementsTraitement des eaux usesTraitement chimique :Elimination des phosphates rsiduelsLes phosphates sont limins par additions de sels de fer III ou daluminium. Les phosphates de fer et daluminium sont trs peu solubles dans leau, ils prcipitent et sdimentent dans le fond du bassin.Le traitement des phosphates est facultatif.

Composition des bouesBOUEEau95%OrganiquesMinralesMatires sches70%30%50%50%de5%Fraction organiqueProtines30%Graisses13%Matires fibreuses33%Hydrates de carbone non fibreux24%Composition :Composition lmentaire :Carbone53%Hydrogne7,7%Oxygne33,5%Azote5%Soufre0,8%Fraction organiqueEsters phtaliques1 100 ppmHydrocarbures aromatiques polycycliques0,01 50 ppmBiphnyles polychlors (dioxines)0,15 9 ppmPesticides (DDT, Lindane, Aldrin)0,1 5 ppmContaminants organiques :*ppm :partie par million en masse, soit 1 ppm = 0,0001% en masseFraction organique

Ester phtalique :Compos produit par lestrificationde lacide phtalique.Acide phtalique

DDT :Pesticide pouvant intervenir dansla formation dune dioxine (PCB).DDTBiphnyles polychlors (PCB) :

1-Chloro-naphthalneEx: molcule chlore possdant deux noyaux benzniques (phnyls).Fraction minraleSilice : SiO2Alumine : Al2O3Chaux : CaCO3Magnsie : MgCO3Composition essentielle :Contaminants toxiques :Zn500 ppmNi*30 ppmCu*400 ppmCd*5 ppmFe200 ppmMo4 ppmPb*120 ppmAs3 ppmB50 ppmHg*2 ppmCr*50 ppmSe2 ppm* Principaux mtaux lourdsProblmatiques des bouesHaute teneur en eauNcessite un paississement ou schage des bouesHaute teneur en matires minralesPrsence de mtaux lourdsMicro organismesAgents potentiellement infectieux

Traitement des bouesOxydation par voie humide (OVH)Incinration/Co-incinration

Oxydation par voie humideLoxydation par voir humide (OVH):Raction en phase aqueuseentre la matire organique et loxygne dissous temprature et pression levesLes boues ne doivent pas tre schesUne substance peut soxyderSoit directementSoit par lintermdiaire de radicaux.Un compos organique peut doncSoit se minraliserSoit se transformer en composs plus simples oxyder et se minraliser ensuite.Ractions Solide/Liquide ou Liquide/Liquide.Oxydation par voie humide Mcanismes radicalaires :

Intervention du groupement hydroxyle (OH)H2O2 gnre des radicaux OH en prsence des espces organiques :Oxydation par voie humide Mcanismes radicalaires :

Formation dacide carboxylique :Transformation en aldhyde :

Oxydation par voie humide Mcanismes lectrochimiques :Les hydrocarbures et les acides carboxyliques sont rduits directement en prsence doxygne dissout :Ractions couples avec la rduction de loxygne dissout :

Oxydation par voie humideOxydation en phase aqueuse par O2 dissousUtilise les Boues brutesEmissions gazeuses limitesEmissions liquides renvoyes en tte de stationRsidu solide inerte (technosables)Pression :30 150 BarTemprature :200 300CTemps :1 heureOxydation par voie humideOVHT=235Cp=30 Bart=1 heureBouesO2m=1000kgm=250KgGazm=310kg73% deauSolidem=190kg50% Matire scheEffluent liquidesm=750kgOxydation par voie humideMatiresorganiquesMinralises en : CO, CO2, H2OTransformes en : Acide actique,Acides gras et alcools80%20%Azote (N)70%30%Solubilis en ammoniaque :NH4OHSous forme gazeuse : N2Oxydation par voie humidePhosphore (P)Oxyd en phosphates : PO43-Chlore (Cl)Transform en chlorures : Cl-ex.: HCl Soufre (S)Oxyd en sulfates : SO42-IncinrationCombustion dans une flamme avec production de cendres Ncessite un schage pralable des boues.Les atomes de C, H, S, N se combinent loxygne haute temprature (T>600C).Le temps de raction est de lordre de la seconde.

Equation gnrale de combustion :IncinrationCombustion en phase gazeuseUtilise les Boues schesEmissions gazeuses levesCendres

Pression :1 atmTemprature :850CTemps :2 secondesIncinrationIncinrationT=850Cp=1 atmt=2 sBouesAirm=1000kgV=1700 Nm3GazV=2750 Nm3Fumes + polluantsSolidem=70kgCendresNm3 :Mtre cube normal (en CNTP)Comparaison : OVH/IncinrationOVHIncinrationBoues brutesBoues schesp30 150 Bar1 atmT200 300C850Ct1 heure2 secondesOxydation par O2 dissousen phase liquideProduction de gaz limiteRsidu solide inerteCombustion en phase gazeuseProduction de gaz leveCendresBibliographieGuide Leau Bruxelles :Coordination Senne, groupe de travail dEscaut sans Frontire en collaboration avec Brussels by Water, dit avec le soutien de la Rgion de Bruxelles-Capitale.

Documents: Station dpuration de la valle de la Dyle.Documents: Incinrateur de Basse-Wavre.

Traitements des boues dpuration : comparaison entre les procds dOVH et dincinration :C Gisle Jung,Andr Fontana (ULB), Didier Cretenot et Merzah Belkhodja (Vivendi Water Systems),249, 2002, Leau, lindustrie, les nuisances.Bibliographie InternetDictionnaire universel francophone en ligne :www.francophonie. hachette-livre.frAutres sources :www.ademe.frwww.aquiris.be