Titre : |
Dénitrification par les boues activées prélevées dans la station d’épuration d’Ain Oulmène de Sétif |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Mahnane ,Ilham, Auteur ; Bouchama ,Samira, Directeur de thèse |
Editeur : |
Setif:UFA |
Année de publication : |
2019 |
Importance : |
1 vol (85 f .) |
Format : |
29 cm |
Langues : |
Français (fre) |
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Chimie
|
Mots-clés : |
Eaux usées
Analyses physico:chimiques
Boues activées
Dénitrification |
Index. décimale : |
540 Chimie et sciences connexes |
Résumé : |
La 1ère partie de notre travail a pour objectif d’évaluer l’efficacité de traitement des eaux usées au niveau de la station d’épuration des eaux usées (STEP) d’Ain Oulmène (Sétif) en estimant le rendement de l’élimination de la charge polluante par le procédé biologique à boue activée. Pour cela, notre étude à été axé sur la vérification de la qualité des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station. Ainsi, nous avons procédé à l’analyse de plusieurs paramètres physico-chimiques indicateurs de la pollution (pH, MES, OD, DCO, DBO5). Les résultats présentent des rendements épuratoires satisfaisants de 94.32% des matières en suspension (MES). Le taux d'abattement de la demande chimique en oxygène (DCO) et la demande biologique en oxygène pendant 5 jours (DBO5) sont respectivement de 88.34% et 91.90%. Le rapport DCO/DBO5 compris entre 2.48 et 2.50 montre bien le caractère biodégradable des effluents auxquelles un traitement biologique paraît tout à fait convenable.
La 2ème partie de notre travail porte sur l’élimination des ions nitrates par l’utilisation des boues activées prélevées dans la STEP d’Ain Oulmène. Pour cela nous avons testé à 30°C dans un milieu approprié, la Méthyléthylcétone, comme source unique de carbone et d’énergie. Son utilisation a entrainé l’élimination pratiquement complète des ions nitrates après 60 heures de traitement. Le pH optimal de dénitrification se situe dans la zone des pH neutres. En outre, les microorganismes présentaient des capacités de dénitrification en présence et en absence d’oxygène. Cependant, l’anaérobiose améliore la dénitrification. La réaction de dénitrification étant consommatrice d’ions H+, d’où une élévation du pH du milieu de 6.8 à 7.9. |
Note de contenu : |
Sommaire
Introduction Générale 1
Chapitre I : Partie Bibliographique
I.1- Généralités sur les eaux usées 4
I.1.1- Définitions des eaux usées 4
I.1.2- Origine des eaux usées 4
I.1.2.1- Les eaux usées domestiques 4
I.1.2.1- Les eaux usées industrielles 5
I.1.2.3- Les eaux de ruissellement 5
I.1.2.4- Les eaux usées agricoles 5
I.1.3- Caractéristiques des eaux usées 6
I.1.3.1- Paramètres Organoleptiques 6
I.1.3.2- Paramètres physico-chimiques 6
I.1.3.2.a- Paramètres physiques 6
I.1.3.2.b- Paramètres chimiques 8
I.2- L’épuration des eaux usées 11
I.2.1- Définition de l’épuration des eaux usées 11
I.2.2- La station d’épuration 11
I.2.3- Le rôle principale de la STEP 11
I.2.4- Les étapes d’épuration des eaux usées 11
I.2.4.1- Traitement des eaux 11
I.2.4.1.a- Le prétraitement 11
I.2.4.1.b- Le traitement primaire 13
I.2.4.1.c- Le traitement secondaire (traitement biologique) 14
I.2.4.1.d- Le traitement tertiaire 14
I.2.4.2- Traitement des boues 15
I.2.4.2.a- Recirculation et extraction des boues 15
I.2.4.2.b- Epaississement des boues 16
I.2.4.2.c- Stabilisation des boues 16
I.2.4.2.d- Déshydratation 17
I.2.4.2.e- Lits de séchage 17
I.3- Normes relatives aux rejets des eaux usée 18
I.4- L’azote 19
I.4.1- Introduction 19
I.4.2- Cycle de l’azote 19
I.4.2.1- La fixation 20
I.4.2.2 - L’assimilation 20
I.4.2.3- La minéralisation 20
I.4.2.4- La nitrification 20
I.4.2.5- La réduction assimilatrice 20
I.4.2.6- La dénitrification 20
I.4.3- Nitrates 21
I.4.3.1- Propriétés physico-chimiques 21
I.4.3.2- Utilisations 21
I.4.3.3- Sources de contamination 21
I.4.3.4- Origine des nitrates dans les eaux 22
I.4.3.5- Les effets des nitrates 24
I.4.3.5.1- Effet sur la santé 24
I.4.3.5.1.a- La méthémoglobinémie 24
I.4.3.5.1.b- Pouvoir cancérogène 24
I.4.3.5.2- Effet sur l’environnement 25
I.4.4- Procédés d’élimination des nitrates 25
I.4.5- Élimination biologique des nitrates (Dénitrification) 25
I.4.5.1- Les caractéristiques générales de la Dénitrification 26
I.4.5.1.1 - Mécanismes biologiques de la réduction des nitrates 26
I.4.5.1.1.a- Réduction assimilatrice 26
I.4.5.1.1.b - Réduction dissimilatrice en azote ammoniacal 26
I.4.5.1.1.c- Dénitrification (Réduction dissimilatrice en azote moléculaire) 27
I.4.6- Techniques biologiques d’élimination de la pollution azotée 32
I.4.6.1- Les systèmes à boues activées 33
I.4.6.2- Les réacteurs à biomasse fixée 34
I.4.7- Élimination biologique de la pollution organique 35
I.4.7.1- Évaluation de la pollution organique 37
I.4.8- Dynamique des populations bactériennes 38
I.4.8.1- Culture de bactéries 39
I.4.8.2- Croissance bactérienne 39
I.4.8.3- Les conditions de croissance 39
I.4.8.3.1- Les substances nutritives 39
I.4.8.3.2- Conditions physico-chimiques 40
I.4.8.3.3- Mesure de la croissance 41
I.4.8.3.4- Courbe de croissance bactérienne 42
I.4.9- Synthèse Bibliographique
Chapitre II : Partie Expérimentale
II.1- Analyses physico-chimiques des eaux usées 47
II.1.1- Présentation de la STEP 47
II.1.1.1- Principe de fonctionnement de la STEP 48
II.1.1.2- Impact de la STEP 48
II.1.1.3- Description des installations de la STEP 48
II.1.1.4- Traitement des eaux usées 49
II.1.2- Mesure des paramètres physico-chimiques 51
II.1.2.1- Échantillonnage 51
II.1.2.2- Sites et mode de prélèvement 51
II.1.2.3- Période et fréquence de prélèvement 52
II.1.3- Matériels et méthodes 53
II.1.3.1- Analyse des échantillons 53
II.1.3.1.1- Paramètres analysés 53
II.1.3.1.2- Mode opératoire 53
II.2. Dénitrification par une culture mixte 58
II.2.1- Matériel 58
II.2.1.1- Microorganismes 58
II.2.1.2- Milieu de culture 58
II.2.1.3- Source de carbone et d’énergie 58
II.2.1.4- pH-métrie 59
II.2.1.5- Oxymétrie 59
II.2.2- Méthodes analytiques 60
II.2.2.1- Dosage des substrats 60
II.2.2.1.1- Dosage des nitrates 60
II.2.2.1.2- Dosage de la source de carbone 61
II.2.2.2- Mesure de la biomasse 61
II.2.2.2.1- Spectrophotométrie 61
II.2.2.2.2- Matière sèche de la biomasse 61
II.2.2.3- Conditions de culture 62
Chapitre III : Résultats et Discussion
III.1- Résultats obtenues au niveau de la STEP 63
III.1.1- Résultats d’analyse des paramètres physico-chimiques 63
III.1.1.1- Résultats d’analyse des paramètres physiques 63
III.1.1.2- Résultats d’analyse des paramètres chimiques 66
III.1.2- Rapport de biodégradabilité (DCO/DBO5) 68
III.1.3- Taux d’épuration 68
III.2- Discussion 69
III.3. Dénitrification de la source de carbone en présence d’une culture mixte 73
III.3.1- Contrôle du pH du milieu réactionnel au cours de la dénitrification 74
III.3.2- Influence du rapport C/N 75
III.3.3- Influence du pH 77
III.3.4- Influence de l’oxygène 78
III.3.4.1- Effet de l’oxygène sur la croissance 79
III.3.4.2- Effet de l’oxygène sur la consommation des nitrates et la biodégradation 80
de la source de carbone
III.3.5- Influence de la concentration initiale des nitrates sur la dénitrification 82
III.3.6- Conclusion
Conclusion Générale 85
Annexes
Références Bibliographiques
Résumé |
Côte titre : |
MACH/0135 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1h5CFxlGlwKb8QbsxZPdZxilFXgnOF4TB/view?usp=shari [...] |
Format de la ressource électronique : |
pdf |
Dénitrification par les boues activées prélevées dans la station d’épuration d’Ain Oulmène de Sétif [texte imprimé] / Mahnane ,Ilham, Auteur ; Bouchama ,Samira, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2019 . - 1 vol (85 f .) ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Chimie
|
Mots-clés : |
Eaux usées
Analyses physico:chimiques
Boues activées
Dénitrification |
Index. décimale : |
540 Chimie et sciences connexes |
Résumé : |
La 1ère partie de notre travail a pour objectif d’évaluer l’efficacité de traitement des eaux usées au niveau de la station d’épuration des eaux usées (STEP) d’Ain Oulmène (Sétif) en estimant le rendement de l’élimination de la charge polluante par le procédé biologique à boue activée. Pour cela, notre étude à été axé sur la vérification de la qualité des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station. Ainsi, nous avons procédé à l’analyse de plusieurs paramètres physico-chimiques indicateurs de la pollution (pH, MES, OD, DCO, DBO5). Les résultats présentent des rendements épuratoires satisfaisants de 94.32% des matières en suspension (MES). Le taux d'abattement de la demande chimique en oxygène (DCO) et la demande biologique en oxygène pendant 5 jours (DBO5) sont respectivement de 88.34% et 91.90%. Le rapport DCO/DBO5 compris entre 2.48 et 2.50 montre bien le caractère biodégradable des effluents auxquelles un traitement biologique paraît tout à fait convenable.
La 2ème partie de notre travail porte sur l’élimination des ions nitrates par l’utilisation des boues activées prélevées dans la STEP d’Ain Oulmène. Pour cela nous avons testé à 30°C dans un milieu approprié, la Méthyléthylcétone, comme source unique de carbone et d’énergie. Son utilisation a entrainé l’élimination pratiquement complète des ions nitrates après 60 heures de traitement. Le pH optimal de dénitrification se situe dans la zone des pH neutres. En outre, les microorganismes présentaient des capacités de dénitrification en présence et en absence d’oxygène. Cependant, l’anaérobiose améliore la dénitrification. La réaction de dénitrification étant consommatrice d’ions H+, d’où une élévation du pH du milieu de 6.8 à 7.9. |
Note de contenu : |
Sommaire
Introduction Générale 1
Chapitre I : Partie Bibliographique
I.1- Généralités sur les eaux usées 4
I.1.1- Définitions des eaux usées 4
I.1.2- Origine des eaux usées 4
I.1.2.1- Les eaux usées domestiques 4
I.1.2.1- Les eaux usées industrielles 5
I.1.2.3- Les eaux de ruissellement 5
I.1.2.4- Les eaux usées agricoles 5
I.1.3- Caractéristiques des eaux usées 6
I.1.3.1- Paramètres Organoleptiques 6
I.1.3.2- Paramètres physico-chimiques 6
I.1.3.2.a- Paramètres physiques 6
I.1.3.2.b- Paramètres chimiques 8
I.2- L’épuration des eaux usées 11
I.2.1- Définition de l’épuration des eaux usées 11
I.2.2- La station d’épuration 11
I.2.3- Le rôle principale de la STEP 11
I.2.4- Les étapes d’épuration des eaux usées 11
I.2.4.1- Traitement des eaux 11
I.2.4.1.a- Le prétraitement 11
I.2.4.1.b- Le traitement primaire 13
I.2.4.1.c- Le traitement secondaire (traitement biologique) 14
I.2.4.1.d- Le traitement tertiaire 14
I.2.4.2- Traitement des boues 15
I.2.4.2.a- Recirculation et extraction des boues 15
I.2.4.2.b- Epaississement des boues 16
I.2.4.2.c- Stabilisation des boues 16
I.2.4.2.d- Déshydratation 17
I.2.4.2.e- Lits de séchage 17
I.3- Normes relatives aux rejets des eaux usée 18
I.4- L’azote 19
I.4.1- Introduction 19
I.4.2- Cycle de l’azote 19
I.4.2.1- La fixation 20
I.4.2.2 - L’assimilation 20
I.4.2.3- La minéralisation 20
I.4.2.4- La nitrification 20
I.4.2.5- La réduction assimilatrice 20
I.4.2.6- La dénitrification 20
I.4.3- Nitrates 21
I.4.3.1- Propriétés physico-chimiques 21
I.4.3.2- Utilisations 21
I.4.3.3- Sources de contamination 21
I.4.3.4- Origine des nitrates dans les eaux 22
I.4.3.5- Les effets des nitrates 24
I.4.3.5.1- Effet sur la santé 24
I.4.3.5.1.a- La méthémoglobinémie 24
I.4.3.5.1.b- Pouvoir cancérogène 24
I.4.3.5.2- Effet sur l’environnement 25
I.4.4- Procédés d’élimination des nitrates 25
I.4.5- Élimination biologique des nitrates (Dénitrification) 25
I.4.5.1- Les caractéristiques générales de la Dénitrification 26
I.4.5.1.1 - Mécanismes biologiques de la réduction des nitrates 26
I.4.5.1.1.a- Réduction assimilatrice 26
I.4.5.1.1.b - Réduction dissimilatrice en azote ammoniacal 26
I.4.5.1.1.c- Dénitrification (Réduction dissimilatrice en azote moléculaire) 27
I.4.6- Techniques biologiques d’élimination de la pollution azotée 32
I.4.6.1- Les systèmes à boues activées 33
I.4.6.2- Les réacteurs à biomasse fixée 34
I.4.7- Élimination biologique de la pollution organique 35
I.4.7.1- Évaluation de la pollution organique 37
I.4.8- Dynamique des populations bactériennes 38
I.4.8.1- Culture de bactéries 39
I.4.8.2- Croissance bactérienne 39
I.4.8.3- Les conditions de croissance 39
I.4.8.3.1- Les substances nutritives 39
I.4.8.3.2- Conditions physico-chimiques 40
I.4.8.3.3- Mesure de la croissance 41
I.4.8.3.4- Courbe de croissance bactérienne 42
I.4.9- Synthèse Bibliographique
Chapitre II : Partie Expérimentale
II.1- Analyses physico-chimiques des eaux usées 47
II.1.1- Présentation de la STEP 47
II.1.1.1- Principe de fonctionnement de la STEP 48
II.1.1.2- Impact de la STEP 48
II.1.1.3- Description des installations de la STEP 48
II.1.1.4- Traitement des eaux usées 49
II.1.2- Mesure des paramètres physico-chimiques 51
II.1.2.1- Échantillonnage 51
II.1.2.2- Sites et mode de prélèvement 51
II.1.2.3- Période et fréquence de prélèvement 52
II.1.3- Matériels et méthodes 53
II.1.3.1- Analyse des échantillons 53
II.1.3.1.1- Paramètres analysés 53
II.1.3.1.2- Mode opératoire 53
II.2. Dénitrification par une culture mixte 58
II.2.1- Matériel 58
II.2.1.1- Microorganismes 58
II.2.1.2- Milieu de culture 58
II.2.1.3- Source de carbone et d’énergie 58
II.2.1.4- pH-métrie 59
II.2.1.5- Oxymétrie 59
II.2.2- Méthodes analytiques 60
II.2.2.1- Dosage des substrats 60
II.2.2.1.1- Dosage des nitrates 60
II.2.2.1.2- Dosage de la source de carbone 61
II.2.2.2- Mesure de la biomasse 61
II.2.2.2.1- Spectrophotométrie 61
II.2.2.2.2- Matière sèche de la biomasse 61
II.2.2.3- Conditions de culture 62
Chapitre III : Résultats et Discussion
III.1- Résultats obtenues au niveau de la STEP 63
III.1.1- Résultats d’analyse des paramètres physico-chimiques 63
III.1.1.1- Résultats d’analyse des paramètres physiques 63
III.1.1.2- Résultats d’analyse des paramètres chimiques 66
III.1.2- Rapport de biodégradabilité (DCO/DBO5) 68
III.1.3- Taux d’épuration 68
III.2- Discussion 69
III.3. Dénitrification de la source de carbone en présence d’une culture mixte 73
III.3.1- Contrôle du pH du milieu réactionnel au cours de la dénitrification 74
III.3.2- Influence du rapport C/N 75
III.3.3- Influence du pH 77
III.3.4- Influence de l’oxygène 78
III.3.4.1- Effet de l’oxygène sur la croissance 79
III.3.4.2- Effet de l’oxygène sur la consommation des nitrates et la biodégradation 80
de la source de carbone
III.3.5- Influence de la concentration initiale des nitrates sur la dénitrification 82
III.3.6- Conclusion
Conclusion Générale 85
Annexes
Références Bibliographiques
Résumé |
Côte titre : |
MACH/0135 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1h5CFxlGlwKb8QbsxZPdZxilFXgnOF4TB/view?usp=shari [...] |
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pdf |
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