Les eaux usées et leur traitement au niveau de la station d'épuration d'El-Milia

Mémoire de fin d’études

En vue de l’obtention du diplôme : Master Académique en Géologie

Option :

Eau et Environnement

Thème

Membres de Jury

Présenté par :

Examinateur

:

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Année Universitaire 2016-2017

Numéro d’ordre (bibliothèque) :……….…..….

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République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

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-Université Mohammed Seddik Benyahia -Jijel

Les eaux usées et leur traitement au niveau de la station

d'épuration d'El-Milia

Remerciements

Ce modeste travail, a été réalisé dans des conditions relativement assez favorables. C’est pourquoi, je remercie en premier lieu Allah le tout puissant qui m’a donné la force, la volonté, et le courage pour accomplir ce travail.

En tête des remerciements seront donnés à mon encadreur, Monsieur TEKKOUK MUSTAPHA

Enseignant à l’université de Mohamed Seddik Benyahia de Jijel qui m’a fait l’honneur de bien vouloir guider mes pas tout au long de cette recherche, et qui m’a toujours accueilli avec bienveillance, je le remercie très chaleureusement pour la confiance qui ma accordée, pour son encadrement, ses encouragements, et son soutien qui a été capital et décisif pour moi.

J’adresse mes vifs remerciements à Monsieur Debieche Taha-Hocine maître de conférences à l’Université de Mohamed Seddik Benyahia de Jijel de m’avoir fait l’honneur de présider ce jury. Qu’il me soit permis de lui exprimer ma plus haute considération.

Je tiens à exprimer mon profond respect et ma reconnaissance à Monsieur Djorfi Samir, maître de conférences à l’université Mohamed Seddik Benyahia de Jijel qui a bien voulu examiner ce travail et d’être membre de ce jury.

Je désire également remercier tous les enseignants du département des Sciences de la Terre et tous mes camarades étudiants collègues de ma promotion de Master.

De nombreux enseignants et chercheurs m’ont aidé au cours de ce travail et je les remercie de leurs remarques et de leurs conseils toujours très utiles, je ne peux tous les citer ici, mais je tiens à exprimer ma reconnaissance à monsieur Djorfi Samir.

Je ne saurais oublier mes très chers parents, TIDJANI et GHANIA de m’avoir permis d’arriver à ce

stade de mon éducation.

Mes meilleurs remerciements vont également aux personnes qui m'ont encouragé et aidé à la réalisation de ce travail, et m’ont compris quand le moral était au plus bas.

L.A

A ceux qui ont veillé pour mon bien être pour leur patience et leur confiance, mes chers parents.

A mes frères et ma chérie Sara Bakiri

A mes vrais amis qui ont toujours été à mes cotés, karim, Yahya, rabeh, Harron, Saleh, Badr, Badis, Zakaria, Rida, Fateh, Houssem……

A Tous ceux qui m’aiment et que j’aime, et à tous ceux qui m’ont encouragé et cru en moi.

A tous ma promotion E.E. /2017.

TABLE DES MATIÈRES

RÉSUMÉ / ABSTRACT/ ﺺﺨﻠﻣ……….………..…….I LISTE DES ABRÉVIATIONS……….…….………II LISTE DES FIGURES………..………III LISTE DES TABLEAUX……….……….……...IV

Introductions générale………..………....……….1

Chapitre I : présentation de la région d’étude. I. Données générales sur la région : ………..3

I. 1-La situation géographique : ………3

I.2-Morphologie (relief) : ………...……..4

Chapitre II : La géologie de la région. II.1-La géologie locale

:

II.1-Introduction :.………..………....……….….…………5

II-2- Les différentes unités géologiques : …..…...………..………...……….5

II-2- 1. Le compartiment infra kabyle comportant: ………. .5

II-2-1.1.Le Socle Kabyle : ………..5

II-2-1.2. Complexe vulcano - sédimentaire : ………..5

II-2-1.3. Flysch massylien :……….5

II-2-1.4. Jurassique supérieur :………6

II-2-1.5. Crétacé inferieur :..………..6

II-2-1.6.Lias :………..6

II-2-1.7. Trias :………6

II-2.2. Le compartiment supérieur :………6

II-2-2.1. Formations post nappes :………..6

II-2-2.2.l’OMK et l’olistostrome :………..6

II-2-2.3. Roches magmatiques :……….….7

II-2-2.4. Quaternaire : ……….. …..7

II-3-La géologie de site : … ………8

III-3-1 Roches éruptives : ………...8

III-3-2 Le socle kabyle: ………...8

III-3-4 Miocène post-nappe : ………...9

III-3-5 Formations quaternaires : ……….9

Chapitre

III -1-1 Caractéristiques physiques du bassin kébir- Rhumel : ……..………...10

III-1-2 Caractéristiques physiques du Bassin versant d’El -Milia : …..………..10

III-2 Cadre hydroclimatologique : ………...12

III-2-1 Précipitations : ………..………...……….12

III-2-1 Evaporation : ………...…….13

III-3 Cadre hydrogéologique du bassin versant : ……..………...…………14

III-3-1.Le domaine du socle granitique et cristallophyllien de la petite Kabylie d’El-Milia ...14

III-4 Domaine propre à notre sous bassin : …………..………14

III-5 Perméabilité de différentes unités lithologiques du sous bassin Oued El- kébir :………15

Chapitre IV : Situation et fiche technique de la STEP d’El –Milia.

IV-2 Plan d’assainissement d’El- Milia : ……….18

IV .3-Fiche technique de la station d’épuration : ………...19

IV-4 Le système du fonctionnement de la station d'épuration d'El –Milia :……….……20

IV -4.1 Introduction :………20

IV -4.2 Le Traitement des eaux usées d’El Milia:………20

IV -4.3.1 Les prétraitements:………21

IV -4.3.2 Traitement Biologique :……….21

IV-4.3.2.1 Ouvrage de répartition (puits de contacte) :………22

IV -4-3.2.2 Bassin d’aération :………..22

IV-4.3.3 Décanteur secondaire :………25

IV -4-3.4 Traitement des boues :………..25

IV -4-3.4 Poste de pompage des boues de recirculation et d’excès :………26

IV -4-3.6 Evacuation des boues en excès :………...26

IV -4-3.7 Epaississement des boues :………27

IV -4-3.8 Déshydratation des boues :………27

IV -4-3.9 La déshydratation naturelle (lits de séchage) :………..27

IV -4-3.10 la déshydratation mécanique des boues : ………...27

IV -4-3.11 Stockage des boues :………...28

Chapitre V : résultats et discutions.

V-2 Commentaire : ………..…….29

V-3 Matières en suspension : ………...30

V-3.1 Définition : ……….30

V-3.2 Interprétation : ………31

V-4 Demande biologique en oxygène pendant cinq jours : ………32

V-4.1 Définition : ……….32

V-4.2 Interprétation: ………33

V-5 La demande chimique en oxygène: ………..34

V-5.1 Définition: ………...34 V-5.2 Interprétation : ……….……..35 V-6 L’ammoniac : ………...35 V-6.1 Définition : ……….35 V-6.2 Interprétation : ………37 V-7 Nitrates : ………...37 V-7.1 Définition : ……….37 V-7.2 Interprétation : ………39 V-8 Phosphates : ……….39 V-8.1 Définition : ……….39 V-8.2 Interprétation : ………41 V-9 Le potentiel d’hydrogène : ………...41 V-9.1 Définition : ……….41 V-9.2 Interprétation : ………42 V-10 Température : ………..43 V-10.1 Définition : ………...43 V-10.2 Interprétation : ……….44 V-11 La conductivité : ……….45 V-11.1 Définition : ………...45 V-11.2 Interprétation : ………....……….46 V-12- Phosphate total : ………46 V-12.1 Définition : ………..46 V-12.2 Interprétation : ……….47 V-13 Nitrate total : ………...48 V-13.1 Définition : ………...48 V-13.2 Interprétation : ………..………....49

V-14 États des eaux à la sortie de la station d'épuration : ………...50 VI-14.1 commentaire : ……….50

Conclusion générale : ………...51 Références bibliographiques

I Résumé:

La station d'épuration des eaux usées d'El-Milia se situe dans la région de Boutiès, au Nord-Ouest du chef lieu de commune d'El-Milia. Elle a une capacité de traitement de 120000 éq/ha, pour un débit nominal correspondant à 20600 m3/j et traite les eaux usées domestiques collectées par un réseau unitaire (refoulement et gravitaire) et le procédé d'épuration se fait par les boues activées.

Les analyses sont recueillies par le laboratoire de la station où leurs interprétations sont défavorables par rapport aux objectifs escomptés pour la protection de l'oued El-Kebir.

En l'état actuel des choses, l'installation de cette station ne contribue pas à la dépollution de l'oued El-Kebir mais pour la rendre plus efficace, il faut aménager toutes les chaabats existantes afin de canaliser toutes les eaux usées par le biais des collecteurs principaux vers cette station.

ﺺﺨﻠﻣ : ﻮﺑ ﺔﻘﻄﻨﻤﺑ ﻊﻘﺗ ﺔﯿﻠﯿﻤﻟﺎﺑ ﻲﺤﺼﻟا فﺮﺼﻟا هﺎﯿﻣ ﺔﯿﻔﺼﺗ ﺔﻄﺤﻣ نأ ﺔﯿﻠﯿﻤﻟا ﺔﯾﺪﻠﺒﻟ ﻲﺴﯿﺋﺮﻟا ﺮﻘﻤﻟا بﺮﻏ لﺎﻤﺷ سﺎﯿﺗ . ـﺑ رﺪﻘﺗ بﺎﻌﺘﺳإ ﺔﻗﺎط ﺎﮭﻟ : 20600 م 3 لدﺎﻌﯾ ﺎﻣ ﺪﺣاﻮﻟا مﻮﯿﻠﻟ 120000 ﻦﻋ ﺔﯿﺗﻵا ةرﺪﻘﻟا هﺎﯿﻤﻟا ﺞﻟﺎﻌﺗ و ﺔﻤﺴﻧ ةﺪﺣﻮﻤﻟا ﺔﻜﺒﺸﻟا ﻖﯾﺮط ) و ﺦﻀﻟا ﺔﯿﺑذﺎﺠﻟا ( ﺔﻄﺸﻨﻤﻟا ةﺄﻤﺤﻟا ﺔﻄﺳاﻮﺑ ﺔﯿﻘﻨﺘﻟا ﺔﯿﻠﻤﻋ ﻢﺘﺗ و . ﺤﺘﻟا نأ ﺎ ﻞﺧاد ﺖﯾﺮﺟأ ﻲﺘﻟا ﻞﯿﻟ ﺔﻄﺤﻤﻟا ﺮﺒﺨﻣ ﺖﻧﺎﻛ ﺎﮭﺗاﺮﯿﺴﻔﺗ ﺔﯾﺎﻤﺤﻟ ةﻮﺟﺮﻤﻟا فاﺪھﻷﺎﺑ ﺔﻧرﺎﻘﻣ ﺔﯿﺗاﻮﻣ ﺮﯿﻏ ﺮﯿﺒﻜﻟا يداو . تﻮﻠﺗ ﺔﻟازإ ﻲﻓ ﺔﻄﺤﻤﻟا هﺬھ دﻮﺟو ﻢھﺎﺴﯾ ﻻ ﻦھاﺮﻟا ﺖﻗﻮﻟا ﻲﻓ يداو ﺎﮭﻠﻌﺠﻟ و ﺮﯿﺒﻜﻟا ﻓ ﺮﺜﻛأ ﺎ تﺄﯿﮭﺗ ﺐﺠﯾ ﺔﯿﻠﻋ ةدﻮﺟﻮﻤﻟا بﺎﻌﺸﻟا ﻊﯿﻤﺟ ﻞﺟأ ﻦﻣ ﺆﯾ يﺬﻟا ﻲﺴﯿﺋﺮﻟا ﻊﻤﺠﻤﻟا ﺮﺒﻋ ةرﺪﻘﻟا هﺎﯿﻤﻟا هﺬھ ﻊﻤﺟ ﺔﻄﺤﻤﻟا ﻰﻟإ يد . Abstract :

The El-Milia waste water treatment plant is located in the Boutiès region, north-west of El-Milia commune. It has a processing capacity of 120,000 eq / ha for a nominal flow rate of 20600 m3 / day and treats the domestic waste water collected by a unitary network (discharge and gravity) and the purification process is carried out by activated sludge.

The data are collected by the station's laboratory where their interpretations are unfavorable compared to the expected objectives for the protection of the river El-Kebir.

At present, the installation of this station does not contribute to the depollution of the El-Kebir wadi but to make it more efficient, all the existing chaabats have to be developed in order to channel all the waste water through the From the main collectors to this station.

II

Liste des abréviations

MES : Matières en Suspensions. NH3 : Azote ammoniacal. NH4 : azote organique. NO2 : Nitrite. NO3 : Nitrate. PH : potentiel hydrogène. CE : conductivité électronique. NT : azote total.

PO4-3 : ortho phosphates.

DCO : demande chimique en oxygène.

DBO5 : demande biologique en oxygène pendant 5 jours.

OMS : Organisation Mondiale de Santé. EH : équivalent habitant.

Pt: phosphore total.

STEP : station d’épuration.

ONA : office notionnel d’assainissement. CAO : ciment armés par ordinaire.

OMK : oligo-miocène kabyle. Eq/ha : équivalent par habitant.

III

LISTE DES FIGURES

Figure I-1 : Situation géographique du secteur étudie (extrait de la carte topographique au

1/50000)………..3

Figure II-1 : Coupe régionale d'El-Milia ………..7

Figure II-2: Coupe géologique de la vallée de l'Oued El- Kébir. El- Milia………..8

Figure III-1 : Hydrographie et stations hydrométriques du Kebir -Rhummel (Extrait de A. Mebarki)………..……….11

Figure III-2: Bassin versant d’El-Milia………...11

Figure III-3 : Variations des précipitations (Années 2011-2016)……….13

Figure III-4 : Variations des évaporations (Années 2011-2016)………..14

Figure III-5 : Domaines hydrogéologiques du Kebir – Rhumel (Extrait de A. Mebarki)….15 Figure IV-1 : situation de la station d’épuration d’El Milia (google earth)………..….17

Figure IV-2 : la station d’épuration d’El-Milia………...17

Figure IV-3 : Plan d’assainissement d’El Milia………..18

Figure IV -4 : Traitement biologique aérobie à boue activée……….22

Figure IV -5 : Différentes étapes de transformation de l’azote sous forme organique en azote gazeux………..23

Figure IV 6 : Différentes étapes de la dénitrification………..24

Figure IV-7: Stratégie d’élimination du phosphore………24

Figure V-1: Variations mensuelles des MES dans les eaux brutes et épurées (année 2016)...31

Figure V-2: Variations mensuelles de la DBO5 dans les eaux brutes et épurées (année 2016)………..33

Figure V-3: Variation mensuelles de la DCO dans les eaux brutes et épurées (année 2016)..35

Figure V-4: Variations mensuelles de l’ammoniacdans les eaux brutes et épurées (année 2016)………..36

III

Figure V-5: Variations mensuelles des nitrates dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………..38

Figure V-6: Variations mensuelles des phosphates dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………..40

Figure V-7: Variations mensuelles de PH des eaux brutes et épurées (année 2016)………42 Figure V-8: variations moyennes de la température dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………..44

Figure VI-09 :Variations moyennes de la conductivité dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………..46

Figure V-10: Variations moyennes des phosphores totaux dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………..47

Figure V-11: Variations moyennes des nitrates totaux dans les eaux brutes et épurées (année 2016)………..49

IV

LISTE DES TABLEAUX

Tableau III-1 : Données moyennes mensuelles des précipitations (2011-2016 - Station

Boussiaba)………...12

Tableau III-2 : Données moyennes mensuelles des évaporations (2011-2016 - Station

Boussiaba)……….13

Tableau IV-1 : Fiche technique de la station d’épuration d’El-Milia………19 Tableau V-1 : Teneur en substances nocives des eaux usées à l’entrée de la station………..21 Tableau V-2-: Moyennes mensuelles des MES dans les eaux brutes et épurées

(année 2016) ……….22

Tableau V-3 : Moyennes mensuelles de la DBO5 dans les eaux brutes et épurées (année 2016) ……….24 Tableau V-4 : Moyennes mensuelles de la DCO pour les eaux brutes et épurée

(année 2016) ……….26

Tableau V-5 : Moyennes mensuelles de l’ammoniac dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………...28

Tableau V-6 : Moyennes mensuelles des nitratesdans les eaux brutes et épurées

(l’année 2016)………...30

Tableau V-07 : Moyennes mensuelles des phosphatesdans les eaux brutes et épurées (année 2016)………..32

Tableau V-08 : Moyennes mensuelles de PH dans les eaux brutes et épurées (année 2016)..34 Tableau V- 09 : Moyennes mensuelles de la température dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………..35

Tableau V-10 : Moyennes mensuelles de la conductivité électrique dans les eaux brutes et

épurées (année 2016)………37

Tableau V-11 : Moyennes mensuelles des phosphores totaux dans les eaux brutes et épurées

(année 2016)………..39

Tableau V-12 : Moyennes mensuelles des nitrates totaux dans les eaux brutes et épurées (année 2016)………..40

Introduction générale

1

Introduction générale:

La pollution de l'eau est une dégradation physique, chimique, biologique ou bactériologique de ses qualités naturelles, elle est provoquée par l'homme et ses activités domestiques, et par diverses activités industrielles et agricoles. Elle perturbe les conditions de vie de la flore et de la faune aquatique.

La dégradation des ressources en eau, sous l’effet des rejets d’eaux polluées, peut non seulement détériorer gravement l’environnement mais aussi entrainer des risques de pénuries, d’où la nécessité de traiter ces eaux usées avant de les rejeter dans le milieu récepteur.

L’implantation des STEP et l’installation des systèmes d’épuration en aval des réseaux d’assainissement constituent une des solutions sinon elle est la seule capable de préserver les ressources en eau. Outre la dépollution des effluents, ces installations permettent la mobilisation d’un volume important d’eau apte à être réutilisé dans plusieurs domaines.

Le procédé de traitement physique, chimique et biologique des eaux usées se présente, grâce à sa technologie simple, sa faible consommation d’énergie, et son degré d’épuration satisfaisant et rentable.

Le présent travail va accomplir les objectifs précités, il débutera par une introduction générale et cinq chapitres qui sont:

-Le premier chapitre est consacré à une présentation de la région d’étude, il comporte des données générales : la situation géographique, morphologie (relief).

-Le deuxième chapitre est comporte de géologie locale et du la géologie de site étudier. -Le troisième chapitre est consacré à l’hydroclimatologie, il comporte des Caractéristiques physiques du bassin versant kébir- Rhumel et d’El-Milia, Cadre hydroclimatologique, cadre hydrogéologique du bassin versant, Unités lithologiques du bassin versant, Domaine propre à notre sous bassin et la Perméabilité de différentes unités lithologiques du sous bassin Oued El- kébir.

Introduction générale

2

-Le quatrième chapitre est consacré à la situation géographique et la fiche technique de la STEP d’El –Milia, il comporte la situation géographique de la station, le plan d’assainissement d’El-Milia , la fiche technique de la Step et le système du fonctionnement de la step.

- Le cinquième chapitre est consacré à l’interprétation des résultats d’analyses physicochimiques effectuées sur les eaux usées brutes et épurées, pour avoir une idée sur le pouvoir épuratoire de la station d’épuration d’EL Milia.

L’implantation de la STEP d’El- Milia est d'une grande importance afin de remplir Les objectifs suivants :

-Protéger l’environnement tel que: - l’eau d’Oued El- kébir.

- La nappe alluviale d’Oued El- kébir. -La flore.

- La faune.

- La santé humaine et animale.

-Garder la possibilité de fertiliser pour 1'irrigation les effluents épurés pour mettre en valeur des espaces qui ne le sont pas ou peu à 1'heure actuelle.

Il s’agit d’une station qui répond particulièrement bien à des critères technico-économiques, et constitue donc le procédé le mieux adapté dans cette région où l’espace ne manque pas et l’ensoleillement est favorable.

Chapitre I Présentation de la région

3

I. Données générales sur la région :

I. 1-Situation géographique :

La région d’El Milia fait partie de la petite kabyle, elle est située au Nord Est de l’Algérie plus précisément dans le nord constantinois. Elle se trouve à mi-distance entre les villes de Jijel Mila, Constantine et Skikda. La mer Méditerranée est à une vingtaine de kilomètre au Nord. Les coordonnés d’El Miliasont :

-Latitude : 36° 45′ 00″N. -Longitude : 6° 16′ 00″E.

El Milia est limitée administrativement par les communes suivantes : -Au Nord : Collo et Oued Zhour.

-A l’Est : Ain Kechra. -A l’Ouest : El ancer.

-Au Sud : Sidi Marouf et Settara.

D’une superficie de 232 km2, la commune d’El Milia compte d’après le recensement de 2008, 83931 habitants

El Milia est desservie par la route nationale n° 27 qui traverse le territoire de la ville et qui relie Jijel à Constantine. La route n°43 relie El Milia à Skikda en passant par Sattara.

La figure (I-1) représente la situation géographique de la région d’el Milia de ses environs et situe la station d’épuration (STEP) des eaux usées objet de notre étude.

Figure I-1 : Situation géographique du secteur étudié (extrait de la carte topographique au

Chapitre I Présentation de la région

4

I.2-Morphologie :

La région d’El-Milia se caractérise par un relief montagneux très accidenté. Les montagnes occupent 82% de la superficie totale ils peuvent atteindre des altitudes de l’ordre de 1200m. La région est caractérisée par, des ilots de montagnes couverts par une végétation assez dense et, des sources d’eau. On y distingue deux régions physiques :

*Les zones des montagnes, situées autour de la ville, caractérisées par une couverture végétale très abondante et un réseau hydrographique important.

*Les zones des plaines, situées aux vallées de Oued El Kébir, Oued Boussiaba et les petites plaines de Oued Z’hour.

La géologie de la région d'El-Milia

5

II-La géologie locale :

II 1- Introduction :

La partie centrale du massif de la Petite Kabylie est sur le plan géologique, caractérisée par la présence de diverses formations qui appartiennent à différents domaines paléogéographiques qui ont marqué la genèse de la chaine des Maghrébides du Nord de l’Algérie.

Ces formations géologiques sont principalement représentées par le socle Kabyle et sa couverture sédimentaire.

II-2- Les différentes unités géologiques :

Du Nord au Sud sur la transversale d’El Milia (Figure II-1) on trouve une grande variété de formations géologiques que l’on peut regrouper en deux grands compartiments qui sont :

Figure II-1 : Coupe régionale d'El-Milia (réalisé par Rouikha Y.) II-2- 1. Le compartiment structural inférieur

Ce compartiment comporte le socle kabyle et toutes les unités infra qu’il chevauche II-2-1.1.Le Socle Kabyle :

Le socle est représenté par deux grands ensembles :

a- Un ensemble supérieur : cet ensemble schisteux est formé de micaschistes, schistes et phyllades.

La géologie de la région d'El-Milia

6

b- Un ensemble inférieur : essentiellement gneissique, constitué de paragneiss d’orthogneiss et de gneiss granulitiques, avec intercalations de marbres et d’amphibolites.

Les deux ensembles sont traversés par des corps magmatiques microdioritiques du Miocène.

II-2-1.2. Complexe vulcano - sédimentaire :

Noté aussi CVS, le complexe volcano sédimentaire est essentiellement représenté dans la région par des pillow lava et des calschistes.

Admettant des radiolarites à la base.

II-2-1.3. Flysch massylien : il se présente sous trois ensembles :

- A la base le classique flysch Albo-Aptien, terme argilo-quartzitique du Crétacé inférieur.

- Des phtanites noires à cassures losangiques tranchantes du vracono-cénomanien. - Des marnes verdâtres, alternant avec des micro brèches non cimentées du crétacé

supérieur.

II-2-1-4 Jurassique supérieur :

il est essentiellement représenté par des écailles de calcaires massifs admettant plusieurs discordances.

II-2-1-5 Crétacé inferieur :

est essentiellement représenté par des marno-calcaires verdâtres à débits en plaquettes.

II-2-1-6 Lias :

est essentiellement représenté par des facies calcaro-dolomitiques écaillés.

II-2-1-7 Trias :

il est essentiellement représenté par les argiles gypsifères et des ophites .Il souligne les grands accidents tectoniques et constitue les semelles de glissement des nappes.

La géologie de la région d'El-Milia

7

Ce compartiment est constitué par les dépôts transgressifs et discordants de l’OMK, les nappes supérieures gravitaires de la molasse olistostromique et les dépôts post nappes (moi-pliocène).

II-2-2.1. Formations post-nappes :

sont des marnes gris-bleutées à miches calcaires épaisses d’environ 300m surmontées par des dépôts épicontinentaux d’âge Mio-pliocène (j.p boullin1977)

II-2-2.2. L’OMK et l’olistostrome : *L’olistostrome :

Ce sont des formations tecto-sédimentaires à matériel de flyschs noyées dans une molasse marneuse et micacée.son épaisseur peut atteindre quelque 200m.

*l’Oligo-Miocène kabyle :

Il représente la couverture sédimentaire transgressive et discordante du socle kabyle, les formations de l’Oligo-Miocène Kabyle sont constituées de trois principaux termes :

- Un terme de base : des conglomérats reposant en discordance sur le socle Kabyle. - Un terme médian : formé de grés lithiques, micacés à débris du Socle Kabyle

associés à des pélites micacées.

- Un terme supérieur : pélitique et siliceux à radiolaires et diatomées.(D .Delga)

II-2-2.3. Roches magmatiques :

Le grand développement des roches éruptives, et en particulier la présence de massif de granite Miocène, constitue l’un des caractères originaux de la petite Kabylie.

Les roches magmatiques sont principalement représentées par :

Les roches granitiques (granite, microgranites et granodiorites) d’El -Milia. Ces roches granitiques résultantes d’un épisode magmatique Miocène, sont une particularité de la partie orientale de la Petite Kabylie.

La géologie de la région d'El-Milia

8 II-2-2.4. Quaternaire :

Il est essentiellement représenté par des alluvions anciennes et récentes comblant la dépression de Bellara, des éboulis de pentes aux abords des massifs locaux ainsi que des arènes sableuses au voisinage des massifs granitiques.

II-3-La géologie de site :

Les formations géologiques de la vallée ou, lieu d’implantation de la station d’épuration et qui constituent le bassin d’effondrement de Ballara sont représentées dans la figure (II -2-). On y distingue :

Figure II-2: Coupe géologique de la vallée de l'Oued El- Kébir. El- Milia ( Y.Rouikha).

II-3-1 Roches éruptives :

D’âge miocène, les granites et micro- diorites qui constituent l’essentiel des affleurements apparaissent sous formede dômes qui culminent à 200 m d’altitude

II-3-2 Le socle kabyle:

La géologie de la région d'El-Milia

9

- Un ensemble supérieur schisteux constitué de micaschistes, de schistes et de phyllades.

- Un ensemble inférieur essentiellement gneissique, constitué de para-gneiss d’ortho-gneiss et de d’ortho-gneiss granulitiques. Cet ensemble présente parfois des intercalations de marbres et d’amphibolites.

II-3-3 Oligo-miocène kabyle

L’oligo miocène kabyle est essentiellement constitué d’olistostromes et de flyschs qui viennent charrier le socle kabyle.

II-3-4-Miocène post-nappe

D’âge burdigalien-langhien à Miocéne supérieur (H .Djellit), le miocène post-nappe est essentiellement constitué des marnes.

II-3-5 Formations quaternaires

Les formations quaternaires sont essentiellement constituées par des alluvions, des terrasses, des sables et des cailloutis.

Chapitre III : Hydroclimatologie

10

III -1-L’hydrologie :

L'hydrologie est la science de la terre qui s'intéresse au cycle de l'eau, c'est-à-dire aux échanges entre l'atmosphère, la surface terrestre et son sous-sol.

III -1-1-Caractéristiques physiques du bassin versant kébir- Rhumel :

Le bassin kébir -Rhumel qui s’étend sur une superficie totale d’environ 8800 km2, est drainé par deux importants cours d’eau qui sont aux environs d’El Milia représentés par :

- Au Sud, l’Oued Rhumel et ; - A l’Ouest, l’Oued Endja.

La confluence des deux Oued à l’aval du village Grarème Gouga donne aux environs d’El Milia l’Oued El kébir qui finit son parcours plus au Nord en pleine mer Méditerrané.

Ces principaux oueds s’inscrivent dans un contexte géographique qui présente de l’amont à l’aval des aspects nettement contrastés. Au relief plat et dénudé et au chevelu hydrographique assez lâche des hautes plaines, succèdent de basses collines telliennes aux vallées encaissées, lesquelles sont prolongées au Nord par des massifs montagneux (massifs anciens de la petite Kabylie), affectés par une importante densité de drainage (figure III-1-).

III-1-2 - Caractéristiques physiques du Bassin versant d’El -Milia :

La région d’El- Milia contient un bassin versant qui s’étale sur une superficie d’environ 300 km2 et d’un périmètre de 200 kms. Ce bassin a une forme d’une cuvette allongée et d’un réseau hydrographique dense, drainé par trois importants cours d’eau qui s’écoulent du Sud- Est vers le Nord –Ouest et ont comme principaux affluents :

-l’Oued El- kébir. -l’Oued Boussiaba et, -l’Oued Addar.

Plusieurs autres chaabats (Ténnis-Lekhnak-N'hanah ,etc….) et affluents de moindre importance (figure III-2-).viennent à leur tour déverser leurs eaux dans ce cours principal (oued El- Kébir).

Chapitre III : Hydroclimatologie

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Figure III-1 : Hydrographie et stations hydrométriques du Kebir -Rhummel

(Extrait de A. Mebarki).

Chapitre III : Hydroclimatologie

12 III-2 Cadre hydroclimatologique :

Les données exploitées par notre étude s'étalent sur une période de six années (2011-2016), enregistrées par la station météorologique du barrage Boussiaba. Voir tableau I-1 et la figure I-1 ci-dessous:

III-2-1-Précipitations :

La région d’El- Milia en particulier et celle de la wilaya de Jijel en général sont considérées parmi les régions qui enregistrent les précipitations les plus importantes en Algérie.

La région d'El-Milia est dotée d'une station météorologique du barrage Boussiaba (El-Milia).

Les valeurs des précipitations enregistrées pendant la période qui s’étale de l’année 2011 jusqu’à l’année 2016 et qui sont représentées dans le tableau I-1 et la figure I-3 ci-dessous.

Mois J F M A M J J A S O N D

Pluviométrie en mm

123 233 120 56 45 4 0 0 42 69 178 128

Tableau III-1 : Données moyennes mensuelles des précipitations

Chapitre III : Hydroclimatologie

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Figure III-3 : Variations des précipitations (Années 2011-2016).

D’après les données du tableau, on remarque que :

-Le mois de février est le mois le plus pluvieux avec 233 mm. -Le mois de juillet est le mois le plus sec avec 0 mm.

III-2.1 Evaporation :

Les valeurs des évaporations enregistrées pendant la période qui s’étale de l’année 2011 jusqu’à l’année 2016 et qui sont représentées dans le tableau I-2 et la figure I-4 ci-dessous.

Mois S O N D J F M A M J J A

Evaporation en (mm)

0 ,67 0,42 0,16 0,2 0,05 0 0,09 0,32 0,49 0,95 1,23 1,15

Tableau III-2 : Données moyennes mensuelles des évaporations (2011-2016 - Station

Chapitre III : Hydroclimatologie

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Figure III-4 : Variations des évaporations (Années 2011-2016).

-On voit d’après le graphe que l’évaporation est importante en mois de juillet (1.23 mm) et elle est a sont niveau le plus bas en mois de février (0 mm).

III-3-Cadre hydrogéologique du bassin versant :

L’oued kébir – Rhumel est long de 200 km et draine plusieurs domaines géologiques et hydrogéologiques très différents au niveau du régime des cours.

De la source à la mer, on rencontre schématiquement cinq grands domaines géologiques et hydrogéologiques .Voir figure III-5 ci-dessous.

III-3-1. Le domaine du socle granitique et cristallophyllien de la petite Kabylie d’El-Milia :

Au sud d’El- Milia, la vallée de l'Oued El-Kebir s’encaisse dans les formations du socle. Cette vallée, large de 1 à 2 kms, renferme des graviers et sables alluviaux abondants. La nappe alluviale, en partie exploitée constitue à l’opposé des formations du socle (A.Mébarki).

III-4 Domaine propre à notre sous bassin :

Comme indiqué sur la figure III-4, le domaine qui occupe la superficie de notre sous bassin est le domaine D-V. Il est essentiellement caractérisé par le socle cristallin, grés numidien et OMK. (A.Mébarki).

Chapitre III : Hydroclimatologie

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Figure III-5 : Domaines hydrogéologiques du Kebir – Rhumel (Extrait de A. Mebarki). III-5-Perméabilité de différentes unités lithologiques du sous bassin Oued El- kébir :

Formation Perméabilité

Grés En grand et interstices

Schistes Semi perméables

Marnes et Argiles Imperméables

Complexe gréseux Semi perméables

Argiles, Limons Peu perméables

Arènes Perméables à interstices

Alluvions Perméables à interstices

Granites Imperméables

La région d’El Milia est principalement constituée des granites et des microgranites qui sont généralement imperméables, mais l’ensemble des affleurements sont des arènes, ces dernières sont perméables à interstice variable.

Chapitre III : Hydroclimatologie

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Autres les granites, la région montre des affleurements de grés numidien et des formations d’oligo-miocène kabyle qui présente des aquifères importantes et cela dépend des dimensions des interstices et des bancs de grés.

Les terrasses alluvionnaires d'oued El-kébir, constituent essentiellement les aquifères les plus importantes de la région.

Généralement, on peut dire que la région d'El-Milia présente des perméabilités variables considérées comme étant peu perméables, cependant cette région présente une forte précipitation, par conséquent l’ensemble des écoulements sont superficiel.

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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IV .1-situation géographique de la station :

La station d’épuration des eaux usées d’El- Milia se situe dans la région de Boutiès, au Nord -ouest du chef -lieu de la commune d'El-Milia, à 1.5 kms du centre- ville d'El-Milia, à 1 km de la zone industrielle de Bellara et à 52.5 kms de la ville de Jijel. Elle est limitée :

-Au Nord: par l’Oued El-Kebir. -Au Sud : par la R.N N°43. -A l'Est : par des terres agricoles. -A l'Ouest : par une voie ferrée.

La figure IV- 1 qui est présentée ici montre la localisation de la station d’épuration d’El-Milia.

Figure IV-1 : Situation de la station d’épuration d’El Milia (Google Earth).

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

18 IV.2-Plan d’assainissement d’El- Milia :

Le réseau d'assainissement de l’agglomération d’El- Milia collecte les eaux usées de celle-ci et les fait conduire par le biais de deux principaux collecteurs à la station d'épuration

.Voir la figure II-2 ci-dessous.

Figure IV-3 : Plan d’assainissement d’El Milia.

La collecte des eaux usées domestiques de la région d’El- Milia s'effectue à l’aide de canalisations qui constituent le réseau d’assainissement représenté par des déversoirs (dvo1, dvo2, dvo3 et dvo4) dans la figure II-2.

Le transport des eaux usées dans le collecteur se fait gravitairement, c'est-à-dire sous l'effet de leur poids, jusqu'à l’arrivée de la station de relevage où il s'effectue par refoulement jusqu'à la station d’épuration. Le transport gravitaire des eaux usées se fait dans des collecteurs en ciment CAO tandis que le transport par refoulement se fait dans des collecteurs en fonte.

La collecte des eaux usées domestiques des deux régions de Bouties et de Tarzous s'effectue dans des canalisations qui déversent dans un collecteur principal conduisant directement ces eaux vers la station d'épuration.

Le transport des eaux usées dans le collecteur sus-cité se fait gravitairement jusqu'à la station d'épuration. Le transport gravitaire des eaux usées se fait dans un collecteur en ciment CAO.

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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La capacité des eaux usées transportées dans les deux collecteurs ne représente que 28 % de ces eaux et le reste c'est-à-dire 72 % des eaux usées domestiques se jettent directement dans l’Oued El - Kébir.

IV .3-Fiche technique de la station d’épuration :

Les tableaux II-1 donnent les caractéristiques techniques en détail de la STEP ici étudiée

Données générales

Lieu d’implantation Bouties, El- Milia, Jijel

Coordonnées géographiques Latitude : 36.764556° / Longitude : 5.244387°

Maitre d’ouvrage Direction des Ressources en Eau – Jijel

Maitre d’œuvre Office National de l’assainissement

Entreprise de réalisation (GC/EQUIPS) COSIDER Canalisation / AQUA ENGINEERING

Date de mise en service Novembre 2012

Date de prise en charge par l’ONA Novembre 2014

Communes desservies El –Milia.

Impact Protection de l’oued El- Kébir

Charges / Qualité

Capacité de traitement 120000 éq.ha

Débit nominal installé 20600 m3/j

Débit nominal extensible 30000 m3/j

Débit de pointe en temps de pluie 3200 m3/h

Concentration en pollution à l’entrée par mg/l

Mes=330 / dco=630 / dbo5=315 Exigence de qualité à la sortie mg/l Mes=30 / dco=90 / dbo5=30 Rendement d’épuration par % Mes=90 / dco=85 / dbo5=90 Quantité des boues produites 6064 kg.ms/j

Siccité des boues produites Déshydratées : 18% / séchées : 40%

Procès d’épuration

Arrivée des eaux brutes Relevage, gravitaire

Nature des eaux brutes Eaux usées domestiques

Type de réseau en amont Unitaire

Procède d’épuration Boues activées à faible charge (aération prolongée)

Filière traitement des eaux Dégrillage, déshuilage, dessablage,

déshydratation mécanique / séchage naturel

Filière traitement des boues Epaississement, déshydratation mécanique / naturel

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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Milieu récepteur Oued El- Kébir

Superficie 5.9 hectares

Tableau IV-1 : Fiche technique de la station d’épuration d’El-Milia.

Les eaux usées domestiques ou eaux brutes d’El Milia -à l’aide de boues activées à faible charge (aération prolongée) – sont par différents procédés (dégrillage, déshuilage…) traitées au niveau de la Step afin que soient éliminés le carbone et l’azote, polluants contenus dans les eaux réceptionnées.

Au regard du volume insignifiant (28 %) d’eaux usées traitées par la Step, et sachant que les 72 % restant sont directement jetés dans la nature, on est en droit de penser qu’à ce rythme, la Step d’El Milia peut tout simplement fermer ses portes car avec les 10 % d’eaux traitées l’impact est peu ou pas perceptible ,la situation d’un point de vue environnemental peut être considérée identique à celle précédant la mise en place de la step.

IV-4 Le système du fonctionnement de la station d'épuration d'El –Milia : IV -4.1 Introduction :

Le traitement des eaux usées sert à éviter le plus possible de polluer le milieu naturel ou elles sont rejetées. Pour cela, on dispose des stations d'épuration qui nettoient ces eaux. Aujourd'hui, les stations de traitement des eaux usées sont devenues des usines de dépollution compactes, couvertes, désodorisées, automatisées. Elles mettent en œuvre des traitements de plus en plus performants, capables d'éliminer à la fois les différentes substances polluantes carbonées, azotées et phosphorées. Cette station d’épuration d’El Milia est dimensionnée pour traiter une certaines charges de pollution et assurer un rejet conforme aux valeurs limites définies par l'arrêté préfectoral d'autorisation. Il existe différents procédés d’épuration des eaux usées des agglomérations. Si les petites collectivités peuvent recourir à des procédés dits « rustiques » (lagunages naturels, lits à macrophites, filtres à sable,....) Les grosses agglomérations mettent en œuvre une succession de traitement physiques, chimiques et biologiques.

IV -4.2 Le Traitement des eaux usées d’El Milia:

Selon le degré d’élimination de la pollution et les procédés mis en œuvre, plusieurs niveaux de traitements sont définis : les prétraitements, le traitement primaire et le traitement secondaire. Dans certain cas, des traitements tertiaires sont nécessaire, notamment lorsque l’eau épurée doit être rejetée en milieu particulièrement sensible.

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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Une station d’épuration comporte une phase de prétraitement, pendant la quelle les éléments les plus grossiers sont éliminés par dégrillage (pour les solides des grandes tailles), puis par flottaison / décantation plus longue, pour éliminer une partie de MES. Des traitements physico-chimiques et/ou biologique sont ensuite appliqués afin d’éliminer la matière organique. Ils sont généralement suivis d’une phase de clarification qui encore une décantation. Enfin, un traitement des nitrates et des phosphates est exigé en fonction de la sensibilité du milieu récepteur.

La STEP d’EL Milia comporte deux chaines de traitement :

* la première filière concerne l’eau : c’est chainé qui comprend : le prétraitement, traitement biologique a boues activées, clarification, et désinfection.

* la deuxième filière concerne le traitement des boues : ces sous-produits d’épuration subissent une réduction de leur volume par procédé d’épaississement et déshydrations, pour faciliter leur évacuation (Document de la STEP).

IV -4.3.1 Les prétraitements:

Les eaux brutes doivent généralement subir, avant leur traitement proprement dit, un prétraitement qui comporte un certain nombre d’opération, uniquement physiques ou mécaniques. Il est destiné à extraire de l’eau brute, la plus grande quantité possible d’élément dont la nature ou la dimension constitueront une gêne pour les traitements ultérieurs. Selon la nature des eaux traitées et la conception des installations, le prétraitement peut comprendre les opérations suivantes :

Le dégrillage ; principalement pour les déchets volumineux, Le dessablage ; pour les sable et gravier,

Le déshuilage ; pour les huiles et les grasses (document STEP).

IV -4.3.2 Traitement Biologique :

Le procédé de traitement biologique utilisé au niveau de la station d’El Milia est le procédé des boues activées. Il est dit – à boues activées – car l’ensemble des conditions favorables à une activité. Maximale des bactéries est mis en œuvre : un apport en oxygène suffisant, une agitation permanente afin de favoriser le contact entre bactéries et pollution, une concentration élevée en bactéries pour augmenter l’efficacité du traitement.

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Les traitements à boue activée, sont le procédé de traitement biologique le plus utilisé pour des stations de taille moyenne à importante (+ de 2000 équivalents habitants), les boues activées étant La suspension boueuse contenant la flore bactérienne épuratrice. Elles sont donc en contact permanant avec les matières organiques dont elles nourrissent, et avec l’oxygène nécessaire à leur assimilation. Afin de conserver un stock constant et suffisant de bactéries pour assures le niveau d’épuration recherche ; on parle alors de recirculation des boues. La fraction restante est évacuée du circuit et dirigée vers les unités de traitement des boues, elle constitue les ((boues en excès)). Le traitement biologique est réalisé dans un ensemble complet qui comporte deux ouvrages principaux : ouvrage de réparation (puits de contact) et basin d’aération.

Figure IV -4- : Traitement biologique aérobie à boue activée. IV-4.3.2.1 Ouvrage de répartition (puits de contacte) :

C’est la première étape de traitement biologique. La dépollution n’a pas encore débuté, mais il est nécessaire d’assurer un mélange – intime – des eaux usées en provenance du prétraitement avec les boues de retour afin d’amorcer l’épuration biologique et d’éviter la prolifération d’algues filamenteuse (Document de la STEP).

IV -4-3.2.2 Bassin d’aération :

Les bassins d’aération : sont les réacteurs biologiques dans lesquels s’effectue la transformation de la matière organique par les microorganismes aérobies. Ils constituent un élément fondamental de la filière définie sous le terme de boues activées. Une Bonne gestion de l’aération permet également d’assurer les réactions de nitrification et de dénitrification.

La station d’épuration d’El Milia comporte deux grands bassins d’aération de 27000 séparés

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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Chaque compartiment est équipé d’un aérateur de surface permettant l’oxygénation de l’eau ainsi dans chaque compartiment se succédé plusieurs phénomènes biologiques.

Elimination de l’azote et du phosphore :

Dans la station d’El Milia l’élimination de l’azote et du phosphore consiste à utiliser la capacité des microorganismes à transformer l’azote présent sous différentes formes (azote pris dans des molécules organiques, ammoniaque, nitrate, nitrite …) en azote gazeux (N2). Ces microorganismes ont la capacité aussi de concentrer le phosphore sous forme de granule de poly-phosphate sous certaines conditions de mis en œuvre

Plusieurs étapes très différentes sont nécessaires Elles sont représentées sur la figure IV -5- suivante :

Figure IV -5- : Différentes étapes de transformation de l’azote sous forme organique en

azote gazeux.

La première étape est l’ammonification de l’azote organique. Elle est réalisée par les microorganismes principalement sous des conditions très larges (absence ou présence d’oxygène.) En absence d’oxygène la transformation s’arrête à l’ammoniaque, en présence d’oxygène elle continue jusqu’au nitrate.

La seconde étape est la nitrification. Elle est réalisée en aérobiose par des bactéries nitrifiantes qui vont oxyder l'’ammoniac en nitrite (NO2-), puis en nitrate (NO3-).

C’est une réaction qui se passe donc en présence d’oxygène par des bactéries autotrophes (qui ne consomment que de la matière minérale). La présence de matière organique ici empêche cette réaction de se faire correctement.

La troisième étape est la dénitrification. Les différentes étapes sont représentées dans la figure IV 6- suivante :

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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Figure IV 6- : Différentes étapes de la dénitrification.

Ces réactions sont réalisées en absence d’oxygène. On dit aussi qu’elles se font en “anoxie”. Elle nécessite une source de carbone organique car elle est réalisée par des bactéries hétérotrophes.

Donc le problème de la dénitrification biologique est que pour faire la seconde étape de nitrification, il faut enlever la matière organique présente dans l’effluent et que pour faire la troisième étape de dénitrification, il faut de la matière organique. Nous verrons après comment a été traité ce problème dans les nouvelles stations d’épurations.

Elimination du phosphore :

Contrairement à l’azote, le phosphore n’est pas biologiquement transformable sous une forme gazeuse.

On l’élimine facilement en précipitant les ions phosphate avec des minéraux (chlorure de fer par exemple) mais ce qui coûte le moins cher reste encore son élimination par la voie biologique. Par cette voie, on le concentre sous forme de granules de polyphosphate à l’intérieur des microorganismes et on élimine les microorganismes.

Pour cela il faut appliquer une stratégie qui est une succession de passage des microorganismes en anoxie (absence d’oxygène) et en aérobie. Le schéma de principe est représenté sur la figure IV-7 suivante :

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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Le phosphore à éliminer se trouve sous forme de phosphate dans l’eau usée. Dans la phase d’anoxie, les microorganismes accumulent le substrat organique pour en faire des réserves et libèrent le phosphate qu’ils ont de présent sous forme de granule de poly phosphate. Dans la phase aérobie, ils utilisent leurs réserves de substrat pour accumuler les phosphates (sous forme de granule de poly phosphate) qui sont dans l’eau. Comme ils en accumulent plus que ce qu’ils en libèrent, la quantité de phosphate présent diminuent.

Une partie des microorganismes chargés en phosphore (sous forme de granule interne de poly phosphate) sont élimés après décantation. Une autre partie recommence le cycle (document de la STEP).

IV-4.3.3 Décanteur secondaire :

Le traitement biologique à boues activées permet essentiellement l’élimination de la pollution carbonée dissoute mais aussi l’azote et le phosphore. Le traitement secondaire met en œuvre les processus microbiologiques et de l’autoépuration des eaux Les microorganismes

se développent en dégradant les divers composés présents dans l’effluent. Il s’en suit une élimination de la pollution carbonée dissoute avec une formation des boues décantables. Ces boues sont décantées dans un décanteur secondaire ou clarificateur. Une partie des boues est réinjectée en amont, dans le bassin d’aération, pour renforcer le processus bactériologique. L‘excès des boues est collecté puis traité (incinération) ou recyclé en agriculture. L’aération du bassin est assurée soit par des tribunes ou par insufflation d’air

La STEP est dotée de deux décanteurs cylindro-coniques équipés de racleurs de fond appelés clarificateur. L’eau sortant du bassin d’aération est mélange de biomasse constituent les boues et l’eau formant ainsi une liqueur mixte, en séjournant dans cet ouvrage, une partie de la boue se décante sous l’effet de son poids au fond du bassin de réparation, l’autre partie de la boue dite en excès est acheminé vers la filière boue. L’eau est évacuée directement à la sortie de la STEP d’El Milia parce que les protecteurs de l’environnement éliminent l’étape du la désinfection des eaux épurées (document de la STEP).

IV -4-3.4 Traitement des boues :

A la sortie immédiate des ouvrages de traitement d’eaux, on retrouve par suite des suspensions aqueuses plus ou moins concentrées, qui renferment en totalité ou en partie, les polluants enlevés des eaux à traiter, leurs produits de transformation, ainsi que les réactifs chimiques mis en œuvre.

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

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Donc les problèmes des boues se posent immédiatement après ceux de l’épuration des eaux résiduaires.

En effet, à mesure que l’on construit et exploite des stations d’épurations d’eaux résiduaires, on se rend compte que le traitement des boues constitue une phase complémentaire de la lutte contre la Pollution qui s’avère difficile. Le traitement des boues a pour objectif de les conditionner en fonction de ce qu’on a l’intention d’en faire. Ce conditionnement a en général pour effet :

Une réduction de volume obtenue par épaississement, puis déshydratation (solidification), Une diminution du pouvoir de fermentation de ces matières (stabilisation biologique, chimique, thermique…)

IV -4-3.4 Poste de pompage des boues de recirculation et d’excès :

Pour assurer un traitement biologique efficace, il fait maintenir une concentration constante (voisine de 4 mg/l) dans le bassin d’aération. Pour cela, il est nécessaire de recercler une partie des boues qui sont extraire du décanteur secondaire vers l’entrée du bassin d’aération (boues recerclées).Le débit des boues recerclées est tributaire du débit journalier arrivant à la station. En règle générale, le volume recerclé ne dépasse pas deux fois le volume des eaux à traiter.

En pratique l’exploitation aura à régler sa recirculation de manière à ce que le débit recerclé présent de 100 à 200 % du débit journalière des eaux usées réellement admis et il peut même atteindre le débit de pointe à temps sec. Les boues activées extraits du décanteur secondaire sont refoulées vers la tête des bassins aères par trois pompes centrifuges émergées (dans une pompes de réserve) de capacité unitaire 1000 /h installées dans une chambre située à proximité a du décanteur.

IV -4-3.6 Evacuation des boues en excès :

La biomasse augmentant journalière ment avec la quantité de la pollution retenue. Il est donc nécessaire d’enlever régulièrement les boues excédentaire pour maintenir un taux de MES stable dans le bassin d‘aération.il est noté que le baisse dans la production des boues en excès durant les dernières années est due à la recirculation de la majeure partie des boues biologique récoltées, pour améliorer le rendement du traitement biologique amont.

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

27 IV -4-3.7 Epaississement des boues :

La fonction de l’épaississeur est notamment de réduire le volume des boues et ainsi diminuer la charge, cette opération concerne les boues en excès, c’est -à- dire les boues qui ne sont pas recercler .Elles seront pompées à une concentration de 10g/l a la sortie du décanteur secondaire et acheminées vers l’épaississeur pour assurer un épaississement de la boue sous l’action de la pesanteur (pression d’eau) et simultanément par – raclage- qui assure la séparation des deux phases. Concéderont l’expérience locale, la concentration à la sortie de l’épaississeur est de 30 à 35 g/l. les boues épaissies sont ramenées au centre de l’ouvrage pour alimenter les unités de déshydratation (naturelle et/ou mécanique).

IV -4-3.8 Déshydratation des boues :

La déshydratation permet de diminuer la teneur en eau des boues et d’atteindre une siccité allant de 15%à40%.

IV -4-3.9 La déshydratation naturelle (lits de séchage) :

C’est le procédé le plus utilisé le long de l’année sauf en période pluvieuse ; car il est peu onéreux et très facile à mettre en œuvre.

Il consiste en une filtration gravitaire couplée à un séchage à l’air libre de la boue épaissie épandues sur des aires rectangulaire appelées « lits de séchages » en couches superposées n’excédant pas les 50 cm d’épaisseur.

La STEP compte dix-huit lits de séchage rectangulaire (15×30m). le lit est constitué d’une

couche de sable de filtration disposée sur une couche support de gravillons. Cette dernière sert aussi à protéger un réseau de canalisation ou seront drainées les eaux

récupérées de la boue. L’élimination de l’humidité résiduaire s’opère grâce à l’effet d’évaporation et d’égouttage de la boue.

IV -4-3.10 la déshydratation mécanique des boues :

Le but de cette opération et le séchage des boues pendant la période pluvieuse par ajout d’un polymère cationique, puis passage dans des machines de presse (filtre à bonde) ce qui sépare les boues des eaux, et donc obtenir une boue parfaitement floculée. Les boues sont pâteuses avec une siccité de 18 à 20 %.

Chapitre IV Situation et fiche technique de la STEP d’El -Milia

28 IV -4-3.11 Stockage des boues :

Les boues séchées ou déshydratées sont stockées dans une aire de stockage approprié avant d’être évacuées vers la décharge de la STEP ou l’agriculture (document de la STEP).

Chapitre V Résultats et discutions

29

V-

Résultats et discutions :

Nous donnons à travers le tableau ci-dessous les résultats d’analyses et traitements des eaux usées effectuées durant l'année 2016 au niveau de la station d'épuration (STEP) d'El-Milia.

V.1 -État des eaux à l’entrée de la station d'épuration :

Le tableau V-1 ci-dessous montre la teneur des substances nocives des eaux usées (eaux brutes) au moment de leur déversement dans la station d'épuration.

Paramètres Valeurs maximales moyennes mensuelles

Valeurs limites maximales

Unités Conforme Non conforme

Azote total 48,5 150 mg/l oui

Demande biochimique en oxygène (DBO5) 208 500 mg/l oui Demande chimique en oxygène (DCO) 407 1000 mg/l oui Matières en suspension 303 600 mg/l oui Nitrites / 0,1 mg/l / /

Phosphate totale 37,3 50 mg/l oui

Température 25 <30 C° oui

Potentiel d’hydrogène

7,81 5,5-8,5

/

Tableau V-1 : Teneur en substances nocives des eaux usées à l’entrée de la station. V-2 Commentaire :

Comparativement aux teneurs des valeurs limites maximales des eaux usées tolérées dans les stations d’épuration, les teneurs des eaux usées réceptionnées au niveau de la station

Chapitre V Résultats et discutions

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d’épuration d’El Milia sont conformes. Elles peuvent par conséquent passer facilement à travers la chaine de traitement pour une éventuelle épuration.

V-3 Matières en suspension V-3.1 Définition

On appelle matières en suspension, les fines particules non dissoutes dans l'eau (sable, argile, produits organiques, particules de produits polluants, microorganismes,...) qui donnent un aspect trouble à l'eau (turbidité) et s'opposent à la pénétration de la lumière nécessaire à la vie aquatique. Leur excès constitue donc une pollution solide des eaux. (Gomella et Guerree, 1978).

Le tableau V-2 ci-dessous représente les données moyennes mensuelles des MES contenues dans les eaux brutes et épurée durant l’année 2016.

Tableau V-2-: Moyennes mensuelles des MES dans les eaux brutes et épurées

(année 2016).

Les valeurs du tableau V-2 précédent, permettent de bien visualiser les variations mensuelles des MES (figure V- 1) dans les deux eaux brutes et épurées pour l’année 2016.

Mois MES (mg/l) J F M A M J J A S O N D Eau brute 145 303 270 93 128 145 157 137 165 132 105 95 Eau épurée 39 18 14 5 16 18 19 15 10 12 17 14

Chapitre V Résultats et discutions

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Figure V- 1: Variations mensuelles des MES dans les eaux brutes et épurées (année 2016). V-3.2 Interprétation :

Les valeurs enregistrées durant l'année 2016 montrent une réduction importante des MES entre les eaux brutes et traitées.

Le tableau V-2 montre que pour des valeurs extrêmes annuelles des MES valant respectivement 93 et 303 mg/l, la valeur moyenne annuelle de ces dernières est estimée à 156 mg/l.

Pour ce qui est des eaux épurées où la valeur moyenne annuelle des MES est de 16 mg/l, les valeurs extrêmes valent respectivement 5 et 18 mg/l.

Les forts taux de MES enregistrés au mois de février s’expliquent parfaitement par, en plus des MES provenant des eaux domestiques, les déversoirs drainent aussi les eaux de pluie trop chargées (en MES) de cette période de l’année.

A partir de mi- février jusqu’à mi- avril, on assiste à une nette diminution des MES des eaux brutes, le printemps commence à s’installer, il pleut moins ou pas du tout, seules les eaux usées domestiques sont en ces moments de l’année drainées vers la station.

Ces valeurs restent inférieures à la norme du rejet alors que le journal officiel algérien limite à 30 mg/l.

La concentration en MES à l’entrée de la station d’épuration est évidemment élevée car il s’agit des eaux usées urbaines tandis que la diminution à la sortie est dûe à une dégradation importante de la matière organique sous l’effet des micro-organismes qui la transforment en CO , NH , durant le traitement de ces eaux. Cette diminution des MES est très importante cela est dûe à l’efficacité du traitement. La valeur du mois de janvier dépassant les 30 mg/l est

Chapitre V Résultats et discutions

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particulière ou hors norme ceci s’explique par la quantité des MES drainées en ces moments de l’année.

V-4 Demande biologique en oxygène pendant cinq jours: V-4.1 Définition:

Elle correspond à la quantité d’oxygène consommée en 5 jours par une biomasse pour décomposer les matières organiques. Elle est mesurée à partir d’un DBO mètre, et exprimée en mg d’O2/ l .L’échantillon est incubé dans l’enceinte thermostatée à 20°C en présence d’air. Les microorganismes présents, consomment l’oxygène en provenance du volume d’air situé au-dessus de l’échantillon. La mesure de cette perte en oxygène est effectuée durant cinq jours par le principe hydrostatique (Baumont, 1997).

Le tableau V-3 ci-dessous représente les données moyennes mensuelles de la DBO5

constatée dans les eaux brutes et épurées durant l’année 2016.

Tableau V-3 : Moyennes mensuelles de la DBO5 dans les eaux brutes et épurées (année 2016).

Les valeurs du tableau V-3 précédent, permettent de bien visualiser les variations mensuelles de la DBO5 (figure V- 2) dans les deux eaux brutes et épurées pour l’année 2016.

Mois DBO5 (mg/l) J F M A M J J A S O N D Eau brute 115 130 68 79 136 162 208 166 162 151 134 141 Eau épurée 27 12 7 8 11 11 14 14 9 8 14 15