2-1- Description de l’eau usée
L’eau usée domestique utilisée est l’eau des fosses septiques du Bâtiment MK2. L’eau usée de la fosse a un aspect orange et dégagent une odeur d’œufs pourris, signe de la présence d’hydrogène sulfuré (H2S) [12].
2-2- Les Techniques analytiques
• pH-Conductivité-Température
Le pH définit le caractère acide ou basique du milieu qui conditionne la formation, l’altération et la dissolution des minéraux [21]. Il se mesure avec un pH-mètre 3110 SET 3 (LSTE) ou avec un pH mètre pH/Cond 340i (Soneb) suivant la norme NFT 90-008.
La Conductivité est la capacité de l’eau à conduire le courant électrique. Elle varie suivant la concentration ionique de l’eau. Elle est influencée par la température.
Généralement, les rejets domestiques entraînent une hausse de la conductivité. Cela engendre une perturbation du milieu récepteur [23]. Elle se mesure avec un conductimètre pH/EC/TDS (LSTE)ou avec un pH mètre pH/Cond 340i (Soneb) suivant la norme NFT 90-031.
La Température reste un paramètre dont la détermination est souvent négligée. Son contrôle est pourtant important. C’est un facteur écologique important du milieu. Il influe sur la densité de l’eau. Une élévation de la température peut perturber fortement le milieu. Elle est mesurée par thermosonde ou par thermomètre [21 ; 23]. Elle se mesure à l’aide Oxymètre de type Oxi 730 WTW (LSTE) ou avec pH mètre pH/Cond 340i (Soneb) suivant la norme NFT 90-106.
• O2 dissous
L’Oxygène dissous est un facteur essentiel. Sa présence assure l’oxydation des matières biodégradables, la respiration des microorganismes. Les rejets d’eaux usées domestiques sont souvent pauvres en oxygène [21 ; 23]. Elle se mesure dans notre cas avec un oxymètre 730 WTW (LSTE) suivant la norme.
• MES-Couleur
Les MES sont les matières qui ne sont ni solubilisées, ni à l’état colloïdal. Elles sont mesurables par filtration (ou centrifugation) et pesée du filtrat après séchage à 105°C suivant la norme NFT 90-105-1 ou mesurées avec un multi-paramètre HDR 900 (Soneb).
La Couleur est un paramètre essentiel de la pollution esthétique. Elle est due à l’ensemble des substances dissoutes ou en suspension [23]. Elle est aussi mesurée avec un multi-paramètre HDR 900 (Soneb).
• Turbidité
La turbidité est inversement proportionnelle à la transparence de l’eau. Exprimée en NTU, elle est mesurée électroniquement (néphélométrie) ou visuellement. Elle varie en fonction de MES [9]. Elle est mesurée avec un Turbidimètre 2100AN (ISO method 707) Soneb)
• DCO
Elle évalue la quantité de matières organiques par analyse chimique, par oxydation par le dichromate de potassium à haute température. Elle a été réalisée par la méthode potentiométrique. Dans les effluents domestiques, le rapport DCO/DBO5 est d’environ 2.
Exprimée en mgO2/L, elle reste très utilisée en épuration [9 ; 21]. Elle est mesurée suivant un protocole utilisant un réacteur DCO et les matériels de dosage suivant la norme NFT 90-101.
• DBO5
Elle évalue la quantité de matières biodégradables en mesurant l’oxygène consommé par les bactéries. Elle est réalisée par manométrie. Par convention la valeur obtenue après 5 jours d’incubation. Il repose sur la mesure de l’oxygène consommé dans un échantillon d’eau et de ses dilutions pour dégrader la pollution initiale par voie biochimique, par détermination de la concentration en oxygène dissous avant et après incubation. Cette mesure implique l’introduction, dans une eau de dilution saturée en oxygène, d’un volume d’échantillon tel que la consommation en oxygène au bout de n jours soit de l’ordre de 50% de la teneur initiale[9 ;
21 ; 22 ; 23]. On utilise des oxytops et une armoire thermostathée pour la mesure suivant la norme NFT 90-103.
• Phosphore
Le phosphore est présent dans les eaux sous forme de sels minéraux (ortho et polyphosphates provenant surtout des lessives) et sous forme organique d’origine industrielle ou biologique. Le terme de phosphore total englobe le phosphore organique et le phosphore minéral. Ces différents composés se trouvent soit à l’état dissous dans la phase liquide, soit fixés sur les matières en suspension et colloïdales. La norme de rejet est comprise entre 10 et 25 mg/L [9 ; 22 ; 23]. La détermination du phosphore se fait donc à travers celle des orthophosphates. Les orthophosphates ont étés dosés selon la méthode normalisée NF EN ISO 15587-1 (mai 2002) [8]. Le principe de la méthode est basé sur la réaction des ions orthophosphates avec une solution acide contenant des ions de molybdate et d’antimoine pour un complexe d’antimonyl-phosphomolybdate dont la réduction par l’acide ascorbique forme un complexe de molybdène fortement coloré en bleu. On mesure les absorbances de ce complexe formé pour déterminer la concentration en orthophosphates présents.
• NTK
L’azote peut être présent dans les eaux sous de nombreux états de valence : forme réduite, forme moléculaire, forme oxydée. Elle se fait par Minéralisation au Sélénium suivi d’une distillation suivant la norme NFT 90-110. Dans un premier temps, l’azote organique est minéralisé par de l’acide sulfurique à ébullition, en présence d’une concentration élevée de sulfate de potassium (qui permet d’élever le point d’ébullition du mélange) et de sélénium comme catalyseur. Après la minéralisation, le minéralisât, contenant uniquement des ions NH4+, est distillé et le distillat recueilli est ensuite dosée à l’acide chlorhydrique à 0,02M [9 ; 21 ; 22 ; 23].
• COT
On évalue la quantité de matières organiques par la mesure du gaz carbonique formé.
Bien que le carbone organique total ne compte pas au rang des demandes d’oxygènes, on peut le placer à proximité de celle-ci car il correspond aussi à une approche de la matière
organique, dont le carbone est le constituant essentiel [9]. Elle se mesure avec un réacteur Lange LT 200.
2-3- Préparation et Caractéristiques du Jus d’Opuntia dillenii
• Préparation
Au Bénin le Cactus ‘’Opuntia dillenii’’ est présente le long de la côte de l’océan atlantique. Les cactus sont collectés à la plage de Fidjrossè. Avec des pinces au laboratoire, ils sont débarrassés de leurs épines. Ensuite, ils sont nettoyés avec de l’eau potable puis de l’eau distillée puis découpé à la taille d’un morceau de sucre. Le cactus ainsi découpé est broyé. Le jus après broyage est pesé et dilué à l’eau distillée au 1/10ième (50g du cactus broyé mélangé à 500mL d’eau distillée) [14].
Le mélange est ensuite agité pendant quinze à vingt minutes puis conservé dans un réfrigérant.Le surnageant est récupéré pour l’essai ‘’Jar-test’’.
• Caractéristique physico-chimique
Il y a des polymères carbohydrates dans la sève des cladodes qui agit comme des adjuvants de coagulation par adsorption de la matière en suspension [18]. Ces polymères sont des grandes molécules construites par agrégation d’unités individuelles appelées monomères [10]. Ils agissent par l’établissement de liaisons hydrogènes entre le colloïde ou le floc et les groupes polaires du polymère [5].
Le jus à l’état naturel est un liquide visqueux de coloration verte, miscible à l’eau de pH = 4,35.
2-4- Préparation et caractérisation des cendres d’épluchures des plantains
• Préparation
Les épluchures sont récupérées dans un restaurant de la place et sont apportés au laboratoire. Eventuellement nettoyé à l’eau potable, ils sont mis à l’étuve à 250°C pendant 48h pour la carbonisation. Après cela, ils sont récupérés dans un plateau, laissés à l’air ambiant pour être refroidi et écrasés par la suite à l’aide d’un mortier du laboratoire. Le
charbon obtenu est ensuite mis à l’étuve à 550°C pendant 8h pour la calcination. On obtient ainsi les cendres d’épluchures de bananes plantains.
• Caractéristiques des épluchures
Mélangé avec de l’eau distillée (5g pour 50mL d’eau distillée), on mesure un pH de 12,14. Les épluchures contiennent :
Eléments chimiques Pourcentage
Eau 83,50%
Protéïne 1,80 (%MS)
Lipide 1,70 (%MS)
Amidon 1,20 (%MS)
Glucose 2,40 (%MS)
Fructose 6,20 (%MS)
Sucrose 2,60 (%MS)
Cellulose 8,40(%MS)
Potassium 78,1mg/100g
Calcium 19,2 mg/100g
Sodium 24,3 mg/100g
Magnésium 30,8 mg/100g
Tableau 3 : Composition des épluchures [lustre et al (1976), Adisa and Okey (1987), Wall (2006)]
2-5- Jar test : Protocole
Les essais de coagulation-floculation ‘’Jar-test’’ se font avec le floculateur ISCO à six palettes disposant de minuterie. Le ‘’Jar-test’’ est un appareil qui permet de déterminer la concentration optimale du coagulant par le processus de coagulation floculation. Toutes les doses sont exprimées en poids de coagulants/floculants (Solution). Le floculateur dispose de six (06) béchers cylindriques de 01 litre chacun.
Pour réaliser l’essai, il faut :
- Mettre le floculateur dans un endroit protégé de la lumière, de la chaleur, des courants d’air et des vibrations. Opérer à une température la plus proche possible de l’eau à traiter.
- Remplir les béchers de floculation avec l’eau à tester en prenant soin d’effectuer de prélèvements homogènes. Placer les béchers sur le floculateur et abaisser les hélices (préalablement nettoyer à l’eau potable) dans l’eau, mettre en route le moteur et régler à la vitesse d’agitation maximale (140tr.min-1).
- Pendant la phase d’agitation rapide 140tr.min-1 pendant 1min, ajouter les différentes doses du matériau naturel (Jus d’Opuntia, cendres d’épluchures de plantains) sans ajuster le pH.
- Passer à 40tr.min-1 pendant 30minutes (agitation lente) - Laisser décanter pendant 1h.
- Prélever avec précaution le surnageant (à l’aide de seringue) dans des erlenmeyers étiquetés dans l’ordre des béchers. Sur ces surnageants prélevés on analyse les paramètres : couleur, MES, Turbidité, pH, Conductivité, Température.