4. Résultats, discussions et dimensionnement d’une station de traitement des eaux
4.2. Dimensionnement de la STEP
4.1.3. Résultat des analyses et traitements des données
4.2.2.3. Bassin de maturation
Le nombre de coliformes fécaux à l’entrée de la STEP est de 5 Ulog. Le rabattement des coliformes fécaux dans les bassins précédents supposé nul, on propose d’atteindre un rendement de 70% sur l’élimination des coliformes fécaux.
Tableau n°16 : Hypothèses de dimensionnement du bassin de maturation
Ncf sortie (Ulog) 3
Rendement abatt Cf (Ulog) 0,7
Temps de retention 5
Hauteur 1
Tableau n°17 : Résultats du bassin de maturation
PARAMETRES FORMULES VALEURS
Constante de vitesse du premier ordre pour
l'élimination des bactéries Kb= 2,6*(1,19)^(T-20) 14,81 Nombre de coliformes fécaux à l'entrée BM (Ulog) Nentrée= No(1 - Abbt) 4,30 Nombre moyen de coliforme fécaux à la sortie
(Ulog) N sortie 3,00
Nbre BM n = ln (CFe/ CF s)/ln(
1+Kb*Tr) 1,07
TEmps de retention Tr (jours) Tr 5,00
Volume du bassin V BM (m3) V BM= Qeu *Tr 19,04
Hauteur moyenne considérée Hmoy (m) H=V/S 1,00
Surface à moyenne profondeur S=V/H 19,04
Longueur L= √(S*X) 5,34
Largeur l= L/X 3,56
Le bassin de maturation a pour longueur 5,34 m ; la largeur est 3,56 m et la hauteur de 1 m.
Réalisé par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA
Réalisé par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA Page 56 Conclusion et suggestions
Beaucoup de travaux ont été réalisés et ont mis l’accent sur les pollutions par les déchets solides et liquides. Le présent travail s’est donné pour objectif d’évaluer le degré de pollution des eaux résiduaires industrielles de la Société de Brasserie et des Boissons. A cet effet, deux campagnes ont été faites : une première campagne en période de faible production et une seconde en période de forte production. Les points de prélèvement ont été choisis tout en tenant compte de la chaine de production de la bière OBAMA beer et des différentes étapes produisant les eaux usées.
Les résultats de caractérisation montrent que pour la majorité des paramètres analysés, la pollution des eaux est évidente et la norme de rejet au Bénin est souvent dépassée. Les valeurs moyennes trouvées en MES, DBO5 et DCO permettent d’avancer que la charge polluante est essentiellement organique. Elle est représentative d’une eutrophisation possible du milieu aquatique récepteur (bas-fond).
Ce mémoire est un outil pour accompagner l'élaboration de la politique de traitement des eaux usées de la SBB. Ce qui a permis de comprendre le risque que court la population environnante en matière de santé publique et les risques sur le milieu biologique. Ce traitement a permis de desservir les secteurs d’activités comme l’agriculture, en eaux usées traitées, réutilisables pour l’irrigation des cultures et ceci dans le respect des normes de qualité bien précises et environnementales.
A la fin de cette étude, nous suggérons les actions suivantes aux autorités pour la gestion des déchets issus des activités industrielles avant leur rejet dans tout compartiment de
Vu les informations quantifiées que fournit ce travail sur le danger potentiel que représentent les eaux usées sur l’environnement et la population, il devra être poursuivi par d'autres études à savoir :
l’étude d’impact environnemental pour l’installation des canalisations des eaux traitées vers la lagune,
l’étude de l’impact des effets directs des rejets sur les organismes aquatiques,
Réalisé par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA Page 57
l’évaluation du mode de gestion des déchets solides et la proposition d’un schéma de gestion
l’étude pouvant permettre à la Société de Brasserie et des Boissons de produire ses propres gaz comme le CO2 utilisé pour le conditionnement et le CH4 pour le chauffage.
Ces résultats permettront de mieux comprendre les dangers environnementaux générés par les déchets liquides et les déchets solides produits dans les installations industrielles.
Réalisé par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA Page 58
Références bibliographiques
AHINIVI E.A. 2005, Contribution à l’évaluation de l’impact des effluents liquides industriels sur l’environnement : cas de la Société des Huileries du Bénin (SHB) et de la Société FLUDOR.
Mémoire d’ingénieur des travaux.
ASANO T. 1998, Wastewater reclamation and reuse. Water quality management library, 1475 pages.
ASSOCIATION FRANÇAISE DE NORMALISATION (AFNOR). 1979, Recueil de normes françaises.
Eaux : méthodes d’essais. 342 p.
BADIA GONDARD F. 1996, L'assainissement des eaux usées. Ed. La Lettre du Cadre Territorial.
Série Dossier d'Experts. p 9-11 et 172-173.
BOEGLIN J.C. 1999, Pollution industrielle de l’eau : caractérisation, classification, mesure.
Techniques de l’ingénieur. Traité de génie des procédés. G1210:1-12.
DEGREMONT G. 2005, MEMENTO TECHNIQUE DE L’EAU. 2005, L’eau et ses propriétés. 10ème Ed.
Degrémont, tome 1, 880p.
ECKENFELDER J. 1966, Industrial Water Pollution Control. McGraw-Hill: New York .
ECOSSE D. 2001, Techniques alternatives en vue de subvenir à la pénurie d’eau dans le monde.
Mém. D.E.S.S. « Qualité et Gestion de l’Eau », Fac. Sciences, Amiens, 62 pages
FABY J.A. & F.BRISSAUD 1997, L’utilisation des eaux usées épurées en irrigation FNDAE, OIEAU 125p.
KARL O. 2006, Raw Materials and Brewhouse operations, Karthala, pp : 14-16.
KOKO P. 2010, Evaluation des paramètres de production industrielle et de la qualité d’une bière de SORGHO au Bénin 95pages.
LE HYARIC R. 2009, Caractérisation, traitabilité et valorisation des refus de dégrillage des stations d’épuration 190pages
MEINCK F., STOOFF H., KOHLSCHÜTTER H. 1970, Les Eaux résiduaires industrielles (traduction A, Gasser). Editions Masson: Paris.
MEINCK F., STOOFF H., KOHLSCHÜTTER H. 1977, Les eaux résiduaires industrielles, 2ème Ed.
Masson, paris, 863p
MERIN U., GESANGUIZIOU G., BOYAVAL E., DAUFIN G. 2002, Cleaning-in-place in the dairy industry : criteria for reuse of caustic (NaOH) solutions. Lait , 82 : 357-366.
MOLETTA R., TORRIJOS M. 1999. Impact environnemental de la filière laitière. Techniques de l’ingénieur. Traité de génie des procédés, F1500:1-9.
MOLL M. (1991) - Bière and Coolers - Edition TEC. et DOC. LAVOISIER, pp : 76-93.
Réalisé par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA Page 59
OMS (Organisation Mondiale de la Santé). 1989, Technical Report Series No 778. Health guidelines for the Use of Wastewater in Agriculture and Aquaculture, Rapport d'un Groupe Scientifique de l'OMS, Genève: Organisation Mondiale de la Santé, 74 p. 21(3), 119-124.
PROST, A., 1991, L'évolution des normes d'hygiène pour l'emploi des eaux résiduaires, Session Spéciale N° 5, Réutilisation des eaux usées, VIIème Congrès Mondial des Ressources en Eau,13 - 18 mai 1991, Rabat, Maroc, pp. 21-26.
PUIL C. 1998, La réutilisation des eaux usées urbaines après épuration. Mém. D.U.E.S.S. « Eau et Environnement », D.E.P., univ. Picardie, Amiens, 62 pages
RODIER J. 1996, L’analyse de l’eau, 8ème édition ; DUNOD, Paris, 1383p.
ROUAULT P. 2010, Délégué Interministériel aux Industries Agroalimentaires et à l’Agro-industrie, RAPPORT
SAGBO P. 1996, Epuration biologique des eaux usées domestique par les macrophytes et leur valorisation : cas du collège Père Aupiais/ Cotonou et du CTOM/Tohouè. Mémoire de fin de formation.77pages
SALOUFOU L. 2003, Impacts des déchets industriels sur la santé de la population à Cotonou.
Mémoire de DEA.
SEIDL M. & MOUCHEL J.M. 2002, Séminaire "Traitement des eaux usées par lagunage : challenges et perspectives pour les pays en voie de développement", résumé des communications.
Ouagadougou, 4 novembre 2002.
Site du Centre d’Information sur l’Eau (CIEAU) :http://www.cieau.com/accueil.htm THOMAS R. 1995, Métrologie des eaux résiduaire. Edition : CEBEDOC. 192pages.
TOURE A. 1988, Rejets industriels et environnement. 23pages.
TOURE A. 1990, Technologie Appropriées d’assainissement dans les pays en développement.
293pages
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA Table des matières
DEDICACE ... i
REMERCIEMENT………..ii
HOMMAGES………..v
Sommaire ... v
Liste des tableaux ... vii
Liste des figures ... viii
Liste des photos ... ix
Liste des sigles et Acronymes ... x
Liste des annexes ... xii
Résumé ... xii
Abstract……….xiv
1. Introduction générale... 15
1.1. Introduction ... 15
1.2. Objectifs et Hypothèses ... 16
1.2.1. Objectif général ... 16
1.2.2. Objectifs spécifiques ... 16
1.2.3. Hypothèses ... 16
2. Revue Bibliographique ... 4
2.1. Problématique ... 4
2.2. Clarification conceptuelle ... 5
2.2.1. Présentation des Industries Agro-Alimentaires (IAA) dans les pays en développement (PED) ……….5
2.2.2. Evolution des Industries Agro-Alimentaires dans les PED ... 5
2.2.2.1. L’essor démographique dans les PED ... 5
2.2.2.2. Les Industries Agro-Alimentaires (IAA) dans les Pays En Développement (PED) ... 6
2.2.3. Généralités sur les industries agro-alimentaires ... 6
2.2.3.1. Taux d’industrialisation ... 6
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA
2.2.3.2. Comparaison entre les Pays En Développement et les Pays Développés ... 7
2.3. Caractéristiques des eaux usées d’Industrie Agro-Alimentaire (IAA) ... 7
2.3.1. Définition des eaux usées ... 8
2.3.2. Les différents types d’eaux usées et leurs origines ... 8
2.3.2.1. Eaux résiduaires urbaines ... 8
2.3.2.2. Eaux résiduaires industrielles (ERI) ... 9
2.3.3. La composition des eaux usées ... 9
2.4. Traitement des effluents d’Industrie Agro-Alimentaire (IAA) ... 12
2.4.1. Les prétraitements ... 13
2.4.2. Le traitement primaire ... 14
2.4.3. Le traitement secondaire ou traitement biologique ... 15
2.4.3.1. Cultures bactériennes aérobies ... 15
2.4.3.2. Cultures bactériennes anaérobies ... 17
2.4.3.3. Les traitements extensifs: le lagunage ... 2.4.4. Les traitements tertiaires ... 18
2.4.4.1. Traitement de l'azote ... 19
2.4.4.2. Traitement du phosphore ... 19
2.4.5. Le traitement des boues ... 19 3. Milieu d’étude, Matériel et méthodes ...
3.1. Présentation du milieu d’étude ...
3.1.1. Zone d’étude ...
3.1.1.1. Situation géographique ...
3.1.1.2. Cadre administratif ...
3.1.1.3. Température et précipitation ...
3.1.1.4. Le cadre juridique et de gouvernance environnementale ...
3.1.2. Le processus de la fabrication de la bière ...
3.1.2.1. Les ingrédients : ...
3.1.2.2. La fabrication ...
3.2. Méthodes ...
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA
3.2.1. Recherche documentaire ...
3.2.2. Travaux de terrain : Entretien, prélèvements et analyses ...
3.2.2.1. Mesures au niveau de la SBB ... 32
3.2.2.2. Analyses au laboratoire LSTE ... 33
3.2.3. Traitement des données ... 37
3.3. Matériel ... 37
4. Résultats, discussions et dimensionnement d’une station de traitement des eaux usées ... 4.1. Résultats et discussions ... 4.1.1. Résultats et analyses de l’étude diagnostique ... 4.1.1.1. Entretien avec le PDG de la Société de Brasserie et des Boissons ... 4.1.1.2. Entretien avec les ouvriers au cours des stages ... 4.1.1.3. Observation visuelle ... 4.1.1.4. Effluents industriels ... 4.1.2. Résultats et analyse des odeurs ... 42
4.1.3. Résultat des analyses et traitements des données ... 43
4.1.3.1. Résultats des analyses physico-chimiques ... 43
4.1.3.2. Discussions ... 44
4.1.3.3. Résultats et discussions des paramètres bactériologiques ... 4.2. Dimensionnement de la STEP ... 4.2.1. Méthode de conception ... 4.2.2. Dimensionnement des bassins ... 50
4.2.2.1. Bassin anaérobie ... 50
4.2.2.2. Bassins facultatifs ... 51
4.2.2.3. Bassin de maturation ... 52
Conclusion et suggestions……….56
Références bibliographiques………..58
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA
ANNEXES
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA
ANNEXES n°1 : Variation des paramètres de pollution des eaux usées et d’autres observations faites sur les différentes campagnes d’échantillonnage.
Tableau 1 : montrant l’évolution de la DBO5 campagne n2 à
Tableau 2 : montrant l’évolution de la DBO5 campagne n2 à
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA Tableau 3 Détermination des CATIONS
Echantillon Li+ Na+ K+ Mg2+ Ca2+
R1 0,0674 40,5147 6,3819 0,9237 14,7033
R2 43,6134 34,0681 4,5429 40,429
R3 0,0012 33,0254 22,9587 1,9625 19,5852
Puisard 0,0015 36,5632 12,9855 1,6439 35,0554
Fosse septique 0,0061 42,2483 27,1887 3,4386 48,3646
Tableau 4 Détermination des ANIONS
Echantillon F- Cl- Br- SO4- HCO3
-R1 4,6068 48,0843 0,2918 75
R2 36,6317 42,8637 22,2884 0,2251 55
R3 28,7312 25,2858 13,8056 0,0791 28
Puisard 10,8166 20,7567 9,8219 0,0113 188
Fosse septique 46,8102 35,2756 17,7475 0,0179 73
Regard n1 Regard n2 Regard n3 Photo n°1 : échantillonnage au niveau des regards (Cliché de AKPATA 2011)
Photo n°2 : Fosse septique (Cliché de AKPATA 2011)
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA
ANNEXES 2 : Présentation des points de prélèvement, c’est-à-dire la fosse septique et la forme des regards ainsi que le plan de la maison.
Figure 5: La fosse septique de la Société de Brasserie et des Boissons
Figure 6: La forme des regards de la SBB
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA ANNEXES n°3 : Définition de concepts
Les concepts spécifiques qui semblent importants à connaître pour une meilleure compréhension de l’étude se présentent comme suit :
Déchets : Selon Larousse Edition 1999, un déchet est une partie inutilisable d’une matière ; c’est un morceau qu’on en rejette ou qui s’en détache.
Le déchet ; c’est un reste ou un résidu des activités de l’homme qui peut être { l’origine de la dégradation de l’environnement ou de la santé de l’homme s’il n’est pas valorisé.
Dans notre étude ;nous nous sommes intéressé aux déchets industriels c'est-à-dire tout résidu ou toute matière solide, liquide ou gazeux issue de la production industrielle et destiné à l’abandon.
Eaux usées domestiques : les eaux qui transportent des substances solides, liquides ou gazeuses provenant d’une habitation (MEHU. Recueil de décrets d’application de la loi-cadre sur l’environnement).
Eaux usées industrielles : les eaux qui transportent des substances solides, liquides ou gazeuses provenant d’un procédé ou d’un établissement industriel (MEHU. Recueil de décrets d’application de la loi-cadre sur l’environnement).
Echantillonnage : Dans son sens statistique, il désigne une procédure de sélection d’individus représentatifs appartenant { une même population. Appliqué au domaine de l’analyse, l’échantillonnage consiste { répartir une certaine quantité d’effluent prélevé, dans les flacons qui serviront à faire les analyses ultérieurement (THOMAS, 1995).
Environnement : Selon Larousse édition 1999, l’environnement est l’ensemble des facteurs physiques, chimiques, et biologiques dont dépendent la vie et la prospérité d’une population animale, végétale ou humaine.
Au Bénin, selon la loi cadre, l’environnement est l’ensemble des éléments naturels et artificiels ainsi que des facteurs économiques, sociaux et culturels
C’est l’ensemble { un moment donné des agents physiques, chimiques, biologiques et des facteurs sociaux susceptibles d’avoir un effet direct ou indirect, immédiat ou { long terme, sur les êtres vivants et sur les activités humaines (AHISSOI, 2003).
Ecosystème : Ensemble écologique constitué par un milieu (sol, eau, air) et des êtres vivants, entre lesquels existent des relations énergétiques, trophiques (Dictionnaire Universel, 1999).
Evaluation : c’est l’action d’évaluer, de déterminer approximativement (une quantité, une qualité).
Milieu récepteur : c’est l’endroit où s’accumulent les eaux d’un réseau d’assainissement Odeur : selon le dictionnaire (Hachette, 1999), il s’agit d’une émanation volatile produite par certains corps et perçue par l’organe de l’odorat. Selon la norme ISO 5492 (portant sur le vocabulaire utilisé en analyse sensorielle), il s’agit d’un attribut organoleptique perceptible par l’organe olfactif quand on respire certaines substances volatiles.
La notion d’odeur existe donc par l’association d’un élément émetteur (“corps’’, “substances volatiles ’’, molécule) et d’un élément récepteur (“ perçue par l’organe de l’odorat’’, “quand on respire’’).
Pollution : le Littré dans son édition de 1878 le définit ainsi : 1) Profanation, souillure (pollution d’une église),
2) Certain péché d’impureté, émission spermatique volontaire (pollution nocturne). Le petit Larousse de 1958 le définit ainsi : « profanation, souillure ». Il faut attendre le Robert de 1970 pour lire à « polluer » : « Salir en rendant malsain, dangereux ». La loi cadre sur l’environnement en République du Bénin du 12 février 1999 la définit comme étant le rejet de substance ou d’énergie effectuée par l’homme dans le milieu naturel directement ou indirectement et ayant des conséquences de nature à mettre en
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA
danger la santé humaine, { nuire { l’environnement, { générer d’autres utilisations légitimes de ressources naturelles.
Deux éléments peuvent toutefois être décelés comme constants : - La dégradation de quelque chose de primitivement bon ; - Le résultat d’une action humaine. (LEROY, 1994)
Pollution industrielle : c’est la pollution induite par le fonctionnement d’une industrie.
Toxicité : C’est le caractère de ce qui est toxique autrement dit le caractère d’une substance qui a un effet nocif sur l’organisme ou sur un organe (THOMAS, 1995).
Impact
Selon Poutrelle et Wassermann (1977), un impact est une perturbation engendrée par une action sur les composantes d’un milieu. L’impact représente les effets sur le milieu résultant de la pollution (l’air, de l’eau, du sol….) dépassant le niveau admissible. En considérant les travaux d’aménagement de l’environnement, une étude d’impact concerne aussi « l’identification, l’organisation et l’évaluation des effets physiques, écologiques, esthétiques, sociaux et culturels d’une équipe ou d’une décision (technique, économique, ou politique).Les effets directs ou indirects doivent s’apprécier dans leurs conséquences { court, moyen et long terme ».
Les impacts directs sont engendrés par la mise en œuvre d’un projet alors que les impacts secondaires se manifestent à long terme et représentent les conséquences indirectes.
En considérant ce qui précède, la présente étude s’intéresse principalement aux impacts sanitaires des déchets industriels sur la population.
Santé
Selon Larousse 1999, la santé c’est l’état d’une personne dont l’organisme est bon ou mauvais ; c’est aussi l’état sanitaire d’une collectivité.
Selon l’organisation Mondiale de la Santé (OMS), la santé est : « la santé est : « un état de complet bien être physique, mental et social et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d’infirmité » être en bonne santé, c’est « être capable d’optimiser son équilibre de vie en développant au maximum et harmonieusement toutes ses ressources .Pour maintenir cet état , tout être humain doit vivre dans un cadre de vie facilitant son épanouissement en l’absence de tout facteur perturbateur, cause de tension, d’agression usant son organisme, altérant ses facultés de récupération et détruisant sa résistance ».Dans le cadre de notre étude, l’accent sera mis sur l’effet qu’auraient les déchets industriels sur la Santé de la population et d’autres êtres vivants.
Réalisé et soutenu par Tardius Espérance Aïdoté MEGNIKPA ANNEXES n°6 : Etude faunistique du milieu d’étude
La faune susceptible d’être rencontrée dans la zone d’étude selon les enquêtes du milieu est :
Ordre Famille Noms scientifiques Alimentation Observation Chivoptère Nyctéripidae Nycteris thebaéca Frgivores et
insectivores Chauve souris Insectivore Soricidae Crocidura spp carnivores Musaraigne
Erinaceidae Atelerix albivertris Insectes, vers, escagots, œufs,
Lagomorphe Leporidae Lepus crawshayi Végétaux et
graines Lièvre à oreille de lapin
Primales cercopithecidae Cercopithecus
aetiops omnivore Singe vert
Carnivora Viverridae Viverra civette omnivore Civette Artidactile Bovidae Tragelaphus spekei
Tragelaphus scriptus Sitatumga
Guibe arnaché
NB : Les Tragelaphus sont protégés par la loi au Bénin et se trouvent sur le tableau de l’UICN et du traité de RAMSAR
La zone d’étude occupe une bonne partie en zone humide où l’on retrouve les anoures dont les ramidae tels que : Hylla gratiosa et les Phylomedusa trinitatis (grenouilles) puis les Bufonida dont le Bufo puntatus qui est terrestre (crapaud).
Les poissons ont subi aussi la pression de l’homme, mais l’on retrouve des Cichlidae comme les Tilapia guineesis des hémichromus, les protopteridae (Protopterus annectens), les Clariidae (Clarias spp), les Malapteruridae (Malapterurus electricus). C’est aussi la zone ancienne mais reconnue pour sa population de crabes (Cardiosoma armatum) aujourd’hui en forte disparition. Les ophidéens marquent leurs présences par les Pythonidae (Python sebae des zones marécageuses, Python regius), les viperidae ( Bitis spp et Echis leucogaster) peuvent aussi se rencontrer. Parmi les saureens, on rencontre les Agamanidae (Chameleo dilepis) et les Agama agama. Les Chéloniens sont rare mais les Testudilidae marquent leurs présence à travers le Pelosio subniger et Kinixys belliana. Les enquêtes signale aussi la présence hasardeuse des Crocoridae ( Crocodylus spp et Osteleomus spp qui sont protégés au Bénin et par d’autres conventions internationales. La faune aviaire est la plus représentée { cause du milieu écologique favorable par la présence des marécages des plancons, des insectes et des plantes graminéennes.