Résultats et discussions des paramètres bactériologiques

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

4.1.3.3. Résultats et discussions des paramètres bactériologiques

Compte tenu du fait qu’ils ont pour la plupart une origine fécale, les germes indicateurs d’une contamination fécale sont recherchés dans les eaux résiduaires. Ceci a été prouvé par THOMAS (1995) en recherchant les indicateurs de contamination pour les eaux potables. Il s’agit des streptocoques fécaux (SF), des coliformes fécaux (CF) et des coliformes totaux(CT).

Tableau n°9 : Les résultats bactériologiques de la première campagne

Echantillon n1 Regard n1 Regard n2 Regard n3

Germes Nombres de colonies par 100ml

CT 470 1360 820

CF 280 728 0

SF 360 250 0

Tableau n°10 : Les résultats bactériologiques de la deuxième campagne

Echantillon n2 Regard n1 Regard n2 Regard n3 Fosses

septique

Germes Nombres de colonies par 100ml

CT 1340 680 2636 720

CF 248 130 380 38

SF 23 18 63 82

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Les valeurs obtenues au niveau de la fosse septique sont conformes à celles préconisées par l’OMS. Pour les coliformes fécaux qui sont signe d’une pollution fécale, nous avons obtenu 38 nombres par 100ml au niveau de la fosse septique. Cette valeur est très inférieure par rapport à celles obtenues au niveau des regards. Ce qui serait dû à un abattement dans les installations des conduits d’eaux usées. Nous pouvons conclure qu’après une comparaison des résultats avec ceux de AHINIVI (2005) que les effluents des IAA sont peu chargés en éléments bactériologiques. Ces résultats ont été obtenus dans des études faites par HAZOURLI et al (2007) sur les eaux usées d’une industrie laitière au Maroc.

 Les streptocoques fécaux (SF)

Dans les échantillons, on constate que ces valeurs sont faibles et presque nulles au cours du premier échantillonnage.

 les Coliformes Fécaux (CF)

Les CF indiquent presque toujours la présence d’une pollution fécale. Les valeurs obtenues au niveau des deux campagnes montrent une pollution fécale. Cette pollution peut être due à la dégradation de produit entrant

 Coliformes Totaux (CT)

Les CT englobent les coliformes thermo-tolérants ainsi que d’autres organismes (chlorobactéries) qui se multiplient à la surface des végétaux (SAGBO, 1996). C’est d’ailleurs ce qu’on observe au cours des campagnes au niveau des différents points de prélèvement ; tout ceci vient confirmer les valeurs très élevées obtenues pour ce paramètre comparativement aux autres.

4.2. Dimensionnement de la STEP

Vue les contraintes socio-économiques des pays en développement à climat chaud, on a préféré mettre en place une station de lagunage. Le lagunage est une suite de bassins ou d’étangs dans lesquels les eaux subissent des dégradations suivant le processus naturel d’autoépuration. Elle comporte généralement trois bassins : un bassin anaérobie, un bassin facultatif et un bassin de maturation qui élimine les germes pathogènes, les paramètres microbiologiques.

4.2.1. Méthode de conception

La détermination des débits d’eaux usées { atteindre au niveau de la station de traitement est de 129,6m³ par jour selon les mesures prises au niveau des regards et de la fosse septique. Le mélange de toutes les eaux se fait au niveau du conduit raccordant la fosse

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aux regards. On a estimé que le mélange est fait tout en tenant compte des débits au niveau de chaque regard. Et donc pour ce fait, on a utilisé la DBO5 obtenue au niveau de la fosse septique. Cette valeur obtenue est de 3325 mg/l soit 3325g/m³.

Tableau n°11 : Données d’entrée pour le dimensionnement

[DBO] (mg/l) 3325

Meiring et al. (1968) recommandent une charge organique volumique comprise entre 100 et 400 g DBO5/m³.j afin de maintenir les conditions anaérobies et éviter l’apparition d’odeurs.

Tableau n°12 : Hypothèses de dimensionnement du bassin en anaérobie

Hauteur (m) 4

λ (charge volumique) (g/m³) 400

Rabattement % 0,7

Bilan évaporation (m³/J) 12,1

Bilan infiltration (m³/J) 0

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Tableau n°13 : Résultats du bassin anaérobie

PARAMETRES FORMULES VALEURS hauteur des boues ne doit pas dépasser 40 cm. Donc pour une installation traitant des eaux fortement chargées il faut penser vider la boue après chaque traitement dans ce bassin.

4.2.2.2. Bassins facultatifs

Pour le dimensionnement des bassins facultatifs, la méthode empirique ou méthode des charges admissibles utilisée. Le calcul de la charge admissible de DBO5 par unité de surface λs est fait avec la formule de PESCOD :

λs = 20T - 120

où T est la température minimale de l’air du mois le plus froid de l’année Tableau n°14 : Hypothèses de dimensionnement des bassins facultatifs

Hauteur (m) 1,5

Bilan évaporant (m³/J) 54,9

Bilan infiltration (m³/J) 0,00

Rabattement % 0,70

La hauteur a été fixée à 1,5 m. Le bilan d’évaporation a été déterminé en tenant compte de l’évaporation obtenue au niveau de l’ASECNA et de la surface du bassin anaérobie. Signalons que compte tenu du temps de séjour, le volume d’eau usée sortant du bassin anaérobie dans deux bassins facultatifs est divisé. Ces deux bassins ont les mêmes caractéristiques.

Tableau n°15 : Résultats des bassins facultatifs

PARAMETRES FORMULES VALEURS

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Pour chacun des deux bassins facultatifs on a obtenu pour la longueur 42,79 m ; pour la largeur 28,53 m et de hauteur de 1,50m. Il est à noter que la charge en DBO étant élevé nous allons procéder au dimensionnement d’un autre bassin facultatif.

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.

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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,

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 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.

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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

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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 ...

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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

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ANNEXES

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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)

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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

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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

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