analyse des eaux industrielles de la station déshuilage de ...industrielles et une étude...

UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA

FACULTE DES SCIENCES APPLIQUEES

DEPARTEMENT DE GENIE DES PROCEDES ES

Mémoire

MASTER ACADEMIQUE

Domaine Science et Technologie

Spécialité : Génie des Procédés

Option : Génie d’environnement

Présenté par :

Benguettane Halima Hadbouli Kheira

Thème

Soutenu publiquement le : 31/05/2016

Devant le jury composé de :

Melle

khadidja BOUZIANE Maitre assistant- B UKM, Ouargla Présidente

Mr. Ahmed Abdelahafid BEBBA Maitre de Conférences UKM, Ouargla Examinateur

Melle

IZZA Hidaia Maitre assistant- A UKM, Ouargla Examinatrice

Melle

Yasmina MOKHBI Maitre assistant- A UKM, Ouargla Promotrice

Année universitaire : 2015/2016.

Analyse des eaux industrielles de la station

déshuilage de la zone HBK

DEDICACES

Nous dédions ce travail à :

Mes très chère mères qui mes toujours

Apportée son amour et son affection

Mes cher pères, qui mes toujours

encourageons,

Conseillée et soutenue dans notre

travail

Mes très chères sœurs

Mes très chers frères

Toutes mes familles

Mes très chers amis

Halima et Kheira

Remerciements

Au terme de ce travail nous remercions

D’abord -Allah-qui donné le privilège et La chance de l’étude et de

suivre le chemin de la Science.

Aux joyaux de nous vie "nous parents" qui sont La source de notre

réussite, nous souhaitons qu’ils Trouvent à travers ce mémoire le faible

témoignage De leurs efforts et sacrifices.

Nous adressons nos sincères remerciements

À notre enseignante et encadreur Mlle Yasmina MOKHBI, Maître

Assistante A du Département des Génie Des procèdes ; Faculté des

Sciences appliquées, Université K M d’Ouargla, pour ses nombreux

conseils, Son aide précieuse et sa compréhension Durant l’élaboration

de ce travail.

A Melle khadidja BOUZIANE Maître Assistante B au Département

Génie des procèdes; Faculté des Sciences appliquées U K M d’Ouargla

d’être président de jury de ce mémoire.

A Mr. Ahmed Abdelahafid BEBBA, Maître de Conférences, Du

Département Génie des procèdes; Faculté des Sciences appliquées U K

M d’Ouargla d’avoir accepté d’examiner ce travail.

A Mlle IZZA Hidaia Maître Assistante A, Du Département Génie des

procèdes; Faculté des Sciences appliquées U K M d’Ouargla pour sa

disponibilité, et pour avoir accepté de juger ce thème.

Une motion particulière est faite à toute la promotion de 2èmeMaster

génie d’environnement, ainsi tous les enseignants. Collègues et amis.

Tous ceux qui de près ou de Loin ont contribué à l’élaboration de ce

travail.

Liste des abréviations

ASTM American Society for Testing Material

BKH Benkahla

CE Conductivité électrique

CFP compagnie française de Pétrole

COT Le carbone organique total

CP I Corrugated Plate Interceptor

DBO5 Demande biochimique en oxygène de cinq jours

DCO Demande chimique en oxygène

FTU Formazine turbidity unit

GLA Guellala

GPL Gaz parfait liquide

HBK Haoud Berkaoui

HC teneur des hydrocarbure

HCP hydrocarbure pétrolier

JTU Jackson turbidity unit

MES matières en suspension

ANRH Agence Nationale des Ressources Hydraulique

NTK Azote Kjeldahl

NTU Nephelometric turbidity unit

O2diss Oxygène dissous

PPE Puits production d’eau

Ph Potentiel d'Hydrogène

P.P.m Partie par million

SONATRACH Société Nationale pour la Recherche, la Production, le Transport, la

Transformation, et la Commercialisation des Hydrocarbures

TAG Trias Argilo Graisseux

Liste des tableaux

N° Intitulé Page

I-1 Les normes des effluents rejetés en Algérie 8-9

III-1 méthode d’analyse pour le contrôle qualité des eaux des stations de

déshuilage

23

III-2 Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer les MES 24

III-3 Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer le HC 25

III-4 Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la DBO5 27

III-5 Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la NO3- 27

III-7 Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la NO2- 28

III-6 Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la PO43-

29

IV-1 Les résultats d’analyse d’eau huileuse de station de déshuilage HBK. 31-32

Liste des Figures

Figure Intitulé Page

I-1 Dégrilleur 10

I-2 Ouvrage de dessablage-déshuilage combinés 11

I-3 Bassin de traitement biologique 12

I-4 Bassin de désinfection 13

II-1 Station de déshuilage du champ de Haoud Berkaoui 15

II-2 Ballons de flache 16

II-3 Bac tampon S-101 17

II-4 La cuve de floculation S-103 17

II-5 Cuve de flottation S-104 18

II-6 Cuve d’eau traitée S-106 19

II-7 Schéma représentatif d’une station de déshuilage 20

II-2 Coagulation floculation 21

II-3 Emprisonnement des particules dans les flocs pendant la décantation 22

IV-1 Variations de Potentiel d'Hydrogène de la station- HBK 33

IV.2 Variations de la température de la station- HBK 33

IV-3 Variations de la matière en suspension de la station- HBK 34

IV-4 Variations de la teneur d’hydrocarbures des eaux usées à l’entrée et à la

sortie de la station- HBK.

34

IV-5 Variations de la de turbidité des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la

station- HBK.

35

IV-6 Variations d’O2 dissous des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la

station- HBK.

35

IV-7 Variations de DCO des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station-

HBK.

36

IV-8 Variations de DBO5 des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station-

HBK.

36

IV-9 Variations de conductivité électrique des eaux usées à l’entrée et à la


37

IV-10 Variations de nitrate électrique des eaux usées à l’entrée et à la sortie de 37

la station- HBK.

IV-11 Variations de concentration de nitrites des eaux usées à l’entrée et à la


38

IV-12 Variations de concentration d’orthophosphates des eaux usées à l’entrée

et à la sortie de la station- HBK.

38

Table des matières

Remerciements

Liste des abréviations

Liste des tableaux

Liste des Figures

Table des matières

Introduction générale 1

Chapitre I : Généralité sur la pollution des eaux industrielles

I-1-Introduction 2

I -2-Eaux usées 2

I-3-Origine ou les types des eaux usées 3

I-4-Caractéristiques des eaux usées 4

I-4-1-Les paramètres physiques 4

I-4-2-Paramètres Organoleptiques 5

I-4-3-Paramètres chimiques 5

I-5-Norme de la qualité de l’eau 8

I-6.Les différents types d’eaux résiduaires industrielles 9

I-7-Traitements des eaux usées 9

I-7-1-Les prétraitements 9

I-7-2-Les traitements primaires 11

I-7-3-Les traitements secondaires ou les traitements biologiques 12

I-7-4-Les Traitements tertiaire 12

I-8-Réutilisation des eaux usées traitées 13

Chapitre II : Station de déshuilage champ Haoud Berkaoui

II-1-Introduction 14

II -2- Présentation générale de la région de HBK 14

II-3- Protection de l’environnement à Haoud Berkaoui 15

II-4-Schéma du procédé de traitement 15

II-4-1-Equipement de traitement 16

II-5-Techniques de traitement des eaux huileuses 20

Chapitre III : Matériel et méthodes

III-1-Introduction 23

III-2-Mesures in situ 23

III-3-Mesures au laboratoire 23

III-3-1-Procédure d’analyse des eaux « MES » 24

III-3-2-Matériels et les réactifs utilisés 25

III-4-Détermination de la teneur des hydrocarbures (HC) 25

III-5- Demande biochimique en oxygène (DBO5) 26

III-6-Demande chimique en oxygène (DCO 27

III-7- Dosage des nitrates 27

III-8- Dosage des nitrites 28

III-9-Dosage des ortho phosphates 29

III-10-Turbidité 30

Chapitre IV : Résultats et discussion

IV -1-Introduction 31

IV-2-Résultats d’analyses des eaux huileuses 31

IV-3-Evaluation de la qualité de l’eau produite 32

IV-10- Variations de concentration de nitrates 31

Conclusion générale 40

Références bibliographiques 41

Annexes 43

Introduction générale

Introduction générale

1

L‘eau disponible pour les humains, et aussi pour le reste de l‘écosystème, représente

moins de 1% du volume total d‘eau douce sur terre. La qualité de la partie disponible et

potentiellement utilisable par l‘homme (0,1%) n‘a cessé de se dégrader et parfois d‘une

manière irréversible. La capacité génératrice est dépassée à cause de nos rejets toxiques

liquides, solides ou gazeux, de plus en plus importants [1].

Le traitement ou l’épuration des eaux usées a donc pour objectif de réduire la charge polluent

qu’elles véhiculent par conséquent elles devraient être dirigées vers des stations d’épuration

dont le rôle est de concentrer la pollution contenue dans les eaux usées sous la forme d’un

petite volume de résidu, les boues et de rejeter un ‘eau épurer répondent a des normes bien

précises [2].

La protection de l’environnement et la remédiations des problèmes environnementaux

sont des défis majeurs pour une amélioration effective de la qualité de vie et pour un

développement durable. L’eau est utilisée dans de multiples activités humaines telles que

l’usage domestique, l’agriculture et l’industrie. Au niveau mondial, 70 % des consommations

d’eau sont pour le secteur agricole, 11 % sont pour répondre aux exigences urbaines et 19 %

sont pour les besoins industriels [3].

L’objectif de notre stage de fin d’études consiste à analyser et contrôler la qualité de

l’eau usée de station de déshuilage de la zone Haoud Berkaoui et d’évaluer les paramètres

physico-chimiques reflétant la qualité de cette eau.

Ce mémoire de fin d’études est scindé en deux parties, la première partie comprenant

deux chapitres sera consacrée à :

Une revue bibliographique où seront décrites les eaux usées, la qualité des eaux

industrielles et une étude générale sur la station de déshuilage HBK (présentation, technique

d’analyse,….).

La deuxième partie est consacrée à la synthèse expérimentale et qui comprend les analyses

physico-chimiques de l’eau à l’entrée et à la sortie de station, que nous avons effectuées

au sein du laboratoire de « Contrôle Qualité Des Eaux Traitées De Stations De Deshuilage De

La Région De HBK »

et laboratoire de L’algérienne des eaux (Ouargla). Il est suivi d’une

discussion.

En termine par une conclusion générale.

Chapitre I Généralités sur la pollution

des eaux industrielles

Chapitre I Généralités sur la pollution des eaux usées

2

Chapitre I : Généralité sur la pollution des eaux usées

I-1-Introduction

La variété des eaux usées industrielles est très grande. Certains de ces eaux sont

toxiques pour la flore et la faune aquatiques, ou pour l’homme. Il faut bien distinguer les eaux

résiduaires et les liquides résiduaires de certaines industries

I -2-Eaux usées

Les eaux usées sont toutes les eaux des activités domestiques, agricoles et

industrielles chargées en substances toxiques qui parviennent dans les canalisations

d'assainissement .Les eaux usées englobent également les eaux de pluies et leur charge

polluante, elles engendrent au milieu récepteur toutes sortes de pollution et de nuisance

[4].

La pollution de l’eau s’entend comme, une modification défavorable ou nocive

des propriétés physico-chimiques et biologiques, produite directement ou indirectement

par les activités humaines, les rendant impropres à l’utilisation normale établit.

I-3-Origine ou les types des eaux usées

Selon l’origine et la qualité des substances polluantes on distingue quatre types d’eaux

usées :

I -3-1-Les eaux usées domestiques

Pour une habitation, il existe deux types d'eau à évacuer : les eaux usées ménagères,

ou eaux grises, et les eaux vannes, ou eaux noires. Les eaux ménagères proviennent de la

cuisine, de la salle de bains (baignoire, douche, lavabo, bidet) et de la buanderie. Les eaux

vannes sont essentiellement les eaux des WC. Elles présentent une charge bactériologique très

élevée caractérisée par les germes de la flore intestinale, de l'ordre de 10 milliards de germes

tests pour 100 ml [5].

I-3-2-Les eaux usées industrielles

Elles sont très différentes des eaux usées domestiques. Leurs caractéristiques

varient d'une industrie à l'autre. En plus des matières organiques, azotées ou phosphorées,

elles sont chargées en différentes substances chimiques organiques et métalliques. Selon

leur origine industrielle elles peuvent également contenir :

-des graisses (industries agroalimentaires, équarrissage) ;


3

-des hydrocarbures (raffineries) ;

-des métaux (traitements de surface, métallurgie) ;

-des acides, des bases et divers produits chimiques (industries chimiques divers,

tanneries) ;

-de l'eau chaude (circuit de refroidissement des centrales thermiques) ;

-des matières radioactives (centrales nucléaires, traitement des déchets

radioactifs) [6].

Dans notre mémoire nous somme basé sur les analyses des eaux usées industrielles,

mélangées avec des hydrocarbures qui sont des composés organiques contenant des atomes de

carbones (C) et d’hydrogène (H).

Le terme « hydrocarbure pétrolier » (HCP) est un terme générique qui désigne les

mélanges de composés organiques présents dans des matières géologiques comme l’huile, le

bitume et le charbon ou dérivés de ces matières [7].

I-3-3-Les eaux agricoles

Ce sont des eaux qui ont été polluées par des substances utilisées dans le domaine

agricole. Dans le contexte d’une agriculture performante et intensive, l’agriculteur est conduit

à utiliser divers produits d’origine industrielle ou agricole dont certains présentent ou peuvent

présenter, des risques pour l’environnement et plus particulièrement pour la qualité des eaux.

Il s’agit principalement :

Des fertilisants (engrais minéraux du commerce ou déjections animales produites ou

non sur l’exploitation)

Des produits phytosanitaires (herbicides, fongicides, insecticides,..) [8].

I-3-4-Les eaux pluviales

Les eaux ruissellement (Eaux pluviales, eaux de lavage de la voirie, eaux du lessivage

des sols et des surfaces imperméables (parking, etc.), des stations de lavage se mélangent aux

eaux résiduaires.

Les eaux ne pourront être rejetées dans le milieu naturel qu'après contrôle de leur

qualité et si besoin après traitement approprie, les eaux pluviales doivent respectées certaines

valeurs limites fixées et les règles liées au raccordement a une station d'épuration collective


4

Les réseaux de collecte des effluents doivent séparer les eaux pluviales et les diverses

catégories d'eaux polluées [5].

I-4-Caractéristiques des eaux usées

Les normes de rejet des eaux usées, fixent des indicateurs de qualité physico-chimique

et biologique. Ce potentiel de pollution généralement exprimés en mg/l, est quantifié et

apprécié par une série d’analyses. Certains de ces paramètres sont indicateurs de

modifications que cette eau sera susceptible d’apporter aux milieux naturels récepteurs. Pour

les eaux usées domestiques, industrielles et les effluents naturels, on peut retenir les analyses

suivantes :

I-4-1-Les paramètres physiques

1-Température

Elle joue un rôle important dans la solubilité des sels et surtout des gaz (en particulier O2)

dans l'eau ainsi que, la détermination du pH et la vitesse des réactions chimiques. La

température agie aussi comme facteur physiologique sur le métabolisme de croissance des

microorganismes vivants dans l'eau [9].

2-Le pH [10] :

La mesure de pH doit s’effectuer sur place de préférence, par la méthode

potentiométriques. La mesure électrique quoique délicate peut seul donner une valeur exacte

car elle est indépendante du potentiel d’oxydoréduction, de la couleur du milieu, de la

turbidité et des matières colloïdales.

La différence de potentiel existant entre une électrode de verre et une électrode de

référence (au calomel saturé à (KCl) plongeant dans une même solution, est fonction linéaire

du pH de celle ci.

3-Les matières en suspension (MES)

Les matières en suspension (MES) sont exprimées en mg/l. Ce sont les matières

non dissoutes contenues dans l'eau. Elles comportent à la fois des éléments minéraux et

organiques. La plus grande part des microorganismes pathogènes contenus dans les eaux

pH =log1/ [H+]


5

usées, est associée aux (MES). Elles donnent également à l’eau une apparence trouble et,

souvent, un mauvais goût et une mauvaise odeur.

I-4-2-Paramètres Organoleptiques

1-La couleur

Une eau pure observée sous une lumière transmise sur une profondeur de plusieurs

mètres émet une couleur bleu clair car les longueurs d’ondes courtes sont peu absorbées alors

que les grandes longueurs d’onde (rouge) sont absorbées très rapidement [11].

La coloration d’une eau est dite vraie ou réelle lorsqu’elle est due aux seules

substances en solution. Elle est dite apparente quand les substances en suspension y ajoutent

leur propre coloration [10].

2-La Turbidité

Selon [11], la turbidité représente l’opacité d’un milieu trouble. C’est la réduction de

la transparence d’un liquide due à la présence de matières non dissoutes. Elle est causée, dans

les eaux, par la présence de matières en suspension (MES) fines, comme les argiles, les

limons, les grains de silice et les microorganismes. Une faible part de la turbidité peut être due

également à la présence de matières colloïdales d’origine organique ou minérale. Les unités

utilisées pour exprimer la turbidité proviennent de la normalisation ASTM (American Society

for Testing Material) qui considère que les trois unités suivantes sont comparables :

Unité JTU (Jackson Turbidity Unit) = unité FTU (Formazine Turbidity Unit) = unité

NTU (Nephelometric Tirbidity Unit).

I-4-3-Paramètres chimiques

1-L’oxygène dissous(O2diss)

L'oxygène représente environ 35 % des gaz dissous dans l'eau. Les teneurs en

oxygène sont déterminées principalement par :

la respiration des organismes aquatiques,

l'oxydation et la dégradation des polluants,

l'activité photosynthétique de la flore,

les échanges avec l'atmosphère.

Ces derniers sont fonction de la température de l'eau et de l'air, de la pression

atmosphérique et de la salinité de l'eau. Les résultats sont exprimés soit en teneur en

oxygène dissous (mg/l), soit en pourcentage de saturation. Ce dernier exprime le rapport


6

entre la teneur effectivement présente dans l'eau et la teneur théorique correspondant à la

solubilité maximum pour une température donnée. Le stock d'oxygène dans l'eau est très

limité et par conséquent très fragile [12].

2-La Demande Chimique en Oxygène DCO

C'est la mesure de la quantité d'oxygène nécessaire qui correspond à la quantité des

matières oxydables par oxygène renfermé dans un effluent. Elles représentent la plus part des

composés organiques (détergents, matières fécales). Elle est mesurée par la consommation

d'oxygène par une solution de dichromate de potassium en milieu sulfurique en présence de

sulfate d'argent et de sulfate de mercure II (complexant des chlorures), à chaud pendent 2h

[9].

3-La demande biochimique en oxygène DBO

La demande biochimique en oxygène d’un échantillon est la quantité d’oxygène

consommée par les micro-organismes aérobies présents ou introduits dans cet échantillon des

conditions données et sur une période fixée à cinq jours pour réaliser la dégradation des

composés biodégradables présents. Il s’agit donc d’une méthode d’évaluation de la fraction

des composés organiques biodégradables, donc plus restrictive que les méthodes basées sur

l’oxydation chimique et catalytique de toutes les matières organiques oxydables.

Le rapport DCO/DBO5 permet d'évaluer le caractère biodégradable de la matière

organique [13].

4-Conductivité électrique (Ce) :

La mesure de la conductivité électrique, est probablement l’une des plus simples et

plus importantes pour le contrôle de la qualité des eaux résiduaires. Valeur inverse de la

résistivité, paramètre très largement utilisé en hydrogéologie, la conductivité est fonction de la

concentration en espèces ionisés, principalement de nature minérale. Elle est exprimée en

Siemens/cm [13].

5-Le carbone organique total (COT)

La mesure du carbone organique total permet de donner une indication directe de la

Substrat + micro organisme + O2 → CO2 + H2O + énergie + biomasse


7

charge organique d'une eau. Les composés organiques sont d'une part les protéines, les

lipides, les glucides et les substances humiques et d'autre part, les substances organiques

carbonées élaborées ou utilisées par l'industrie chimique, pharmaceutique, pétrolière... [14].

6- L'azote (N)

L’azote est présent dans les eaux usées sous les différentes formes chimiques

suivantes : ion ammonium N-NH4+, ion nitrite N- NO2

- et ion nitrate N-NO3

-.

L'azote hydrolysable et l’azote ammoniacal constituent l’azote Kjeldahl NTK qui est

la somme de Norg. + N-NH4+. Dans l’azote organique (Norg.) sont inclus ceux des amines, des

amides, de l’urée, de l’acide uréique etc [4].

7-Nitrates (NO3-)

Les nitrates constituent le stade final de l'oxydation de l'azote. Leur présence dans

l'eau, si la source est organique, atteste que l'autoépuration a joué. Ils proviennent du

lessivage des engrais et des rejets urbains et industriels. Les nitrates sont l'un des éléments

nutritifs majeurs des végétaux. Leur présence associée aux autres éléments nutritifs, stimule

le développement de la flore aquatique. Le développement excessif des végétaux aquatiques

s'observe au-delà de 2 à 5 mg/l. [12]

8- Nitrites (NO2-)

Les nitrites NO-2 ou azote nitreux, représentent une forme moins oxygénée et moins

stable. C’est un passage entre les nitrates et l’ammonium, c’est une forme toxique. Les nitrites

sont répandus dans le sol, les eaux et dans les plantes mais en quantités relativement faibles

[14].

9-Azote ammoniacal

Pour désigner l’azote ammoniacal, on utilise souvent le terme d’ammoniaque qui

correspond au formes ionisées (NH4+) et non ionisées (NH3) de cette forme d’azote.

L’ammoniaque constitue un des maillons du cycle de l’azote. Dans son état primitif.

L’ammoniac (NH3) est un gaz soluble dans l’eau, mais, suivant les conditions de pH, il se

Azote global = Azote Kjeldahl + Nitrites + Nitrates.


8

transforme soit en un composé non combiné, soit sous forme ionisée (NH4+). Les réactions

réversibles avec l’eau sont fonction également de la température et sont les suivantes [11].

10-Le sulfate

La présence de sulfate dans l’eau est généralement due a des rejets en provenance d’ateliers

de blanchiment (laine, soie, etc.), d’usines de fabrication de cellulose (pate a papier, etc.) et

d’unîtes de déchloration. Sont utilisées, par ailleurs, les propriétés réductrices des sulfites

dans les eaux de chaudières pour éviter la corrosion liée a la présence d’oxygène dissous ;

l’injection dans le circuit se fait habituellement en continu a la concentration de 20 mg/L.

Cependant un excès d’ions sulfites dans les eaux de chaudières peut avoir des effets néfastes

car il abaisse le pH et peut alors développer la corrosion. En cas de rejet dans

l’environnement, les sulfites se combinent a l’oxygène en donnant des sulfates [5].

I-5-Norme de la qualité de l’eau

L’eau est le fluide vital de la vie sur terre et constitue un aliment fondamental, assez

rare dans notre pays, qu’il faut protéger contre toute forme de pollution. La préservation de ce

facteur exige un contrôle continu pour le comparer avec les normes nationales.

Tableau (I-1) : les valeurs limites des paramètres de rejets d’effluents liquides industriels

[15] :

Paramètres Unité Valeurs maximales

Température oC 30

pH - 5.5-8.5

MES g/t 25

DBO5 g/t 25

DCO g/t 100

Azote total g/t 20

Huile et graisse mg/l 15

Phénol g/t 025

Hydrocarbure g/t 5

NH3 +H2O → NH4OH→ NH4+ + OH-


9

Plomb mg/l 1

Chrome3+ / 0.05

Chrome 6+ / 0.1

I-6.Les différents types d’eaux résiduaires industrielles [16].

Les eaux résiduaires industrielles se différencient, en diverses catégories selon

l’utilisation de l’eau :

I-6-1-Eaux générales de fabrication ou de procédé

La plupart des procédés conduisent à des rejets polluants de diverses natures.

I-6-2-Eaux des circuits de refroidissement

Ce sont des eaux abondantes et généralement non pollués, car elles n’ont pas de

contact avec les produits fabriqués. Elles peuvent être recyclées.

I-6-3-Eaux de lavage des sols et machines

Le degré de pollution et le débit des eaux de lavage sont très variables et

particulièrement importants en fin de journée, au cours des nettoyages de week-ends, et des

périodes de congés.

I-7-Traitements des eaux usées

Il y a Plusieurs filières de traitement des eaux usées utilisent le niveau primaire et

secondaire et quelques installations utilisent le traitement tertiaire. Le type et l’ordre de

traitement peuvent varier d’une usine de traitement à l’autre.

I-7-1-Les prétraitements

Le prétraitement a pour objectif l’extraction des matières les plus grossières

(brindilles, feuilles, tissus, …) et des éléments susceptibles de gêner les étapes ultérieures du

traitement. Il comprend :

1-Le dégrillage

Il constitue le premier poste de traitement, indispensable aussi bien en eau de surface

qu’en eau résiduaire. Son rôle consiste à :

Protéger les ouvrages aval contre l’arrivée de gros objets susceptibles de provoquer

des bouchages dans les différentes unités de l’installation,


10

Séparer et évacuer facilement les matières volumineuses charriées par l’eau brute, qui

pourraient nuire à l’efficacité des traitements suivants, ou en compliquer l’exécution. [16]

Figure (I-1) : Dégrilleur

2-Dessablage

Les matières minérales grossières en suspension tels que les sables et les graviers, dont

la vitesse de chute est inférieure à 0,3 m/s, susceptibles d'endommager les installations en

aval, vont se déposer au fond d'un dessableur par décantation. Il faut 60 secondes à l'eau pour

traverser le dessableur et éliminer 90% du sable qui ensuite récupéré par un râteau mécanique

et poussé dans un contenaire d'évacuation [9].

3-Déshuilage (dégraissage)

Le déshuilage (dégraissage) se rapporte à l’extraction de toutes les matières flottantes

d’une densité inférieure à celle de l’eau. Ces matières sont de natures très diverses et leurs

quantités s’estime par la mesure des « matières extractibles par solvants ». La teneur des eaux

usées en matières extractibles est de l’ordre de 30 à 75 mg/L. Néanmoins, certains rejets

industriels (abattoirs, laiteries...) peuvent élever ces valeurs à 300-350 mg/L.

Les huiles et graisses, lorsqu’elles ne sont pas émulsionnées, sont séparées sous forme

de boues flottantes dans des ouvrages comportant une zone d’aération où les bulles d’air

augmentent la vitesse de montée des particules grasses et une zone de tranquillisation où

s’effectue la récupération. Le temps de séjour dans ce type d’ouvrage est de 5 à 12 min. Le

débit d’air insufflé est de l’ordre de 0,2 m3 par mètre cube d’eau et par heure.


11

Le plus souvent, les fonctions de dessablage et de déshuilage sont combinées dans un

même ouvrage qui met en œuvre les principes de fonctionnement cités précédemment. [17]

Figure (I-2) : Ouvrage de dessablage-déshuilage combinés

I-7-2-Les traitements primaires

Le traitement "primaire" fait appel à des procédés physiques naturels, filtration

et décantation plus ou moins aboutie, éventuellement assortie de procédés

physicochimiques, tels que la coagulation- floculation.

Il s’agit le plus souvent d’une décantation qui permet d’éliminer les matières en suspension

décantables en deux heures. L’utilisation de réactifs chimiques pour éliminer des particules

plus fines constitue un traitement physico-chimique. Ce traitement permet donc

essentiellement l’élimination de la pollution particulaire et d’une partie de la pollution

organique sous forme particulaire (de l’ordre de 65 à 80% de la DCO avec un traitement

physico-chimique) [11].

Les matières en suspension sont en majeure partie de nature biodégradable. La plus

grande part des microorganismes pathogènes contenus dans les eaux usées est transportée par

les MES. Elles donnent également à l’eau une apparence trouble, un mauvais goût et une

mauvaise odeur. Cependant, elles peuvent avoir un intérêt pour l’irrigation des cultures [18].

L’élimination des MES peut également être réalisée par flottation naturelle (particule

naturellement plus légère que l’eau) ou provoquée (l’injection de microbilles d’air qui se

fixent sur les particules réduit leur densité apparente). Ce procédés appelé flottation est

principalement utilisé dans le traitement des eaux résiduaires industrielles (élimination des

MES sur les effluents hautement fermentescibles, ex : agroalimentaire), pour l’élimination des

graisses au niveau du prétraitement, ou encore pour la concentration des boues biologiques

[10].


12

I-7-3-Les traitements secondaires ou les traitements biologiques

Ce type de traitement crée un environnement idéal pour les micro-organismes qui

assurent la dégradation de la matière organique (Figure I-3). Les conditions idéales pour le

traitement à boues activées sont :

- Une quantité suffisante d’oxygène (1 à 2 mg/l) ;

- Une température comprise entre 25°C à 30° C ;

- Un pH variant entre 6.5 et 8.5 ;

- L’eau usée ne doit pas contenir des produits toxiques.

Figure (I-3) : Bassin de traitement biologique

I-7-4-Les Traitements tertiaire

Appelés aussi les traitements complémentaires qui visent l’élimination de la

pollution l’azotée et phosphatée ainsi que la pollution biologique des eaux usées

domestiques, ayant déjà subit au préalable des traitements primaires et secondaires qui

s’avèrent insuffisants pour arriver au bout de ces polluants. Pour cela les traitements

tertiaires s’imposent et deviennent plus que nécessaires, afin de garantir une meilleure

protection des milieux naturels récepteurs.

Les traitements tertiaires souvent considérés comme facultatif ou complémentaire

permettent d’affiner ou d’améliorer le traitement secondaire. De telles opérations sont

nécessaires pour assurer une protection complémentaire de l’environnement récepteur ou une

réutilisation de l’effluent en agriculture ou en industrie. Les traitements tertiaires visent à

améliorer la qualité générale de l’eau. Leur utilisation s'impose lorsque la nature des

milieux récepteurs recevant l'eau dépolluée l'exige. On y distingue généralement les

opérations suivantes :


13

la nitrification-dénitrification et déphosphatation.

la désinfection bactériologique et virologique. [4]

Figure (I-4) : Bassin de désinfection

I-8-Réutilisation des eaux usées traitées :

La récupération et la réutilisation de l'eau usée traitée, s'est avérée être une option

réaliste pour couvrir le déficit et les besoins croissants en eau dans les pays hydro

sensibles.les principales utilisations des eaux usées traitées dans le monde sont les

suivantes :

Utilisations urbaines : arrosage des espaces verts, lavage des rues,

alimentation de plans d'eau, auxquelles on peut ajouter une utilisation

périurbaine qui se développe comme l’arrosage des terrains de golfs ;

Utilisations agricoles ; irrigation.

Utilisation pour la lutte contre les incendies.

Utilisations industrielles : cette réutilisation est importante en raison du

recyclage fréquent des eaux de procédés qui est souvent justifiée par la

réduction des consommations mais aussi par la récupération des sous-

produits. Mais elle peut aussi concerner les eaux de refroidissement. La

qualité de l'eau réutilisée dépend de l'industrie ou de la production industrielle

[4]

Chapitre II Station de déshuilage champ

Haoud Berkaoui

Chapitre II Station de déshuilage champ Haoud Berkaoui

14

Chapitre II : Station de déshuilage champ Haoud Berkaoui

II-1-Introduction

La Direction Régionale de Haoud Berkaoui représente l’une des principales zones de

production d’hydrocarbures du Sahara algérien ; elle se situe à une trentaine de kilomètres au

sud ouest de la wilaya d’Ouargla. Le développement important de l’activité industrielle a

conduit à un accroissement démographique, qui génère une production importante d’eaux

usées [19].

II -2- Présentation générale de la région de HBK [20] :

Les études géologiques réalisées à Ouargla ont permis de connaitre l’existence de trois

Importantes structures appelées Haoud Berkaoui(HBK), Benkahla(BKH) et Guellala (GLA).

En mars 1965, un gisement d’huile fut localisé dans la série inferieure, Trias Argilo

Graisseux (TAG), plus exactement à Haoud Berkaoui, par la compagnie CFP (compagnie

française de Pétrole). Le champs de GLA a été découvert et mis en production par

SONATRACH en 1971.

En 1967 le champ de Haoud Berkaoui commence à produire, ayant atteint en

septembre de la même année une production de 3684 m3 /jour.

La région de Haoud Berkaoui d’une superficie de1600 km2 avec une production

cumulée depuis l’origine(1967) est de 97 million m3 pour des réserves globales en place de

472 million m3,est parmi l’une des principales zones de production du bassin de Oued Maya

qui se situe au Nord du Sahara Algérien.

La région de Haoud Berkaoui est située à 772 Km environ au sud-est d’Alger, à 100

Km Ouest de Hassi Messaoud et à 30 Km sud-ouest d’Ouargla.

A ce jour elle a exploité 159 puits répartis sur l’ensemble des champs dont :

04 puits producteurs d’huile(PPH) dont : 73 puits en gas- lift et 31 éruptif.

27 puits production d’eau(PPE).

28 puits réinjection d’eau, pour le maintien de pression.

Les activités principales de la région (HBK) se résument essentiellement en :

Centres de production et traitement du brut.

Unité de récupération des gaz torchés avec production de : Gaz -lift, GPL, condensat

et gaz de vente.

Stations de réinjection d’eau.


15

II-3- Protection de l’environnement à Haoud Berkaoui

Dans le cadre des objectifs fixés par le groupe SONATRACH en matière de protection

de l’environnement, la Direction de Haoud-Berkaoui a réalisé trois (3) stations de déshuilage

pour les principaux champs de Haoud-Berkaoui(HBK), Guellala(GLA) et Benkahla(BKH).

Les trois stations d’une capacité de traitement (4800 m3/j) sont en service depuis

septembre 2000. Le projet consiste à récupérer toutes les eaux huileuses de rejets industriels

des champs précités et de les traiter de manière à ramener le taux d’hydrocarbures à un niveau

inférieur à 5 g/t et les MES inférieures à 25g/t

-La capacité de traitement de la station de Haoud Berkaoui est de 100 m3/h.

Figure (II-1) : Station de déshuilage du champ de Haoud Berkaoui.

II-4-Schéma du procédé de traitement [21]

Le schéma de traitement employé au niveau de la station présentée sur la figure (II-2)

montre que l’élimination des hydrocarbures et des matières en suspension (MES) est effectuée

par des méthodes purement physicochimique au niveau de la cuve CPI. Les particules fines

sont séparées par coagulation et floculation. L’huile surnageant est récupérée par le déshuileur

à disques rotatifs MS-126 à 5m3/h et 4 bars puis envoyée vers la cuve d’huile S-108 par les

pompes p-104 A/B à raison de 100 m3 /h. Les matières solides régénérées sous forme de

boues sont déshydratées puis enterrées dans des tranchées de décharge de boues

imperméables.


16

II-4-1-Equipement de traitement

Les caractéristiques principales et le fonctionnement des équipements de la station sont

résumés dans ce qui suit :

Ballons de flache

Ce séparateur d’une Capacité de 40 m3 / h reçoit les eaux huileuses Des séparateurs de l’unité

de production haute-moyenne-base pression et de bac de stockage. Les eaux huileuses

dégazées à la pression d’un bar sont dirigées vers le bac tampon et le gaz dégagé sera brûlé à

la torche

Figure (II-2) : Ballons de flache

Bac tampon S-101

Ce bac de 12 m de diamètre et d’une capacité de 500 m3/h, reçoit les effluents du ballon

de flache. La couche d’huile qui surnage est extraite de l’eau au moyen des patins racleurs.

Elle est envoyée ensuite vers la cuve d’huile. Un racleur de boues MS-101 collecte les boues

qui seront envoyées vers la cuve à boues S-107 à travers la vanne automatique XV-101


17

Figure (II-3) : Bac tampon S-101

La cuve de floculation S-103

Figure (II-4) : La cuve de floculation S-103

Cuve d’une capacité de 25 m3/h recevant l’effluent du S-102 auquel sont additionnés un

coagulant (silice activée) à la sortie de la CPI et un floculateur (kurifix) à la sortie de


18

floculateur. Ces deux agents chimiques sont fournis par les unités de dosage chimique MS-

112 et MS-113

Cuve de flottation S-104

Figure (II-5) : Cuve de flottation S-104

Cuve d’une capacité de 75 m3/h et de 5 m de diamètre. Le fluide arrivé du floculateur

subit un traitement physique avec saturation par air comprimé (une partie d’eau traitée est

recyclée à travers un saturateur d’air).Cette eau libère les bulles d’air qui en remontant en

surface entrainent les Matières légères agglomérées sous formes de mousses, ensuite raclées

en surface et déversée dans une cuve à boue à travers la vanne automatique XV-103.Les flocs

décantés sont raclées Et dirigés vers la cuve à boues. L’eau traitée est envoyée vers la cuve

d’eau traitée S-106

Cuve d’eau traitée S-106

Cuve (2,5 x 5,5 x 2,5) d’une capacité de 34 m3/h. Elle est composée de deux

compartiments, chacun d’eux est muni de deux pompes. Les P-101 A/B refoulent l’eau traitée

vers les puits injecteurs d’eau. Les P-102 A/B recyclent une partie de l’eau traitée vers les

ballons des aturation à air R-103, pour être mélangée au fluide sortant de la cuve de

floculation S-103


19

Figure (II-6) : Cuve d’eau traitée S-106

Cuve d’huile S-108

Cuve (2 x 2,75 x 2) d’une capacité de 11 m3/h alimentée par les déshuileurs à disques

rotatifs MS-106 et MS-107 respectivement du bac tampon S-101 et de la CPI S-102. L’huile

récupérée est recyclée par les pompes P-104 A/B à 10 m3/h avec une pression de 2 bars vers

les bacs de stockages.

Cuve à boues S-107

Cuve (2 x 2,75 x 1,5) alimentée à partir des vannes automatiques XV-101, XV-102 et

XV-103 respectivement des fonds des S-101, S-102 et S-104 .Ces boues sont refoulées par les

pompes P-103A/B à 10 m3/h et 1,5 bar vers l’épaississeur de boues S-105.

Cuve d’épaississement de boues S-105

Les boues issues des différentes cuves sont rassemblées dans la cuve S-105 dans lequel le

racleur MS-105 assure l’homogénéité de la concentration des boues à envoyer vers la

centrifugeuse MS-110 par les pompes P-105A/B à 6m 3/h et 2,5 bars pour être déshydratées.

Centrifugeuse MS-110

Assure la déshydratation des boues qui seront récupérées par la pelleteuse à 4m 3/h et

envoyées à l’extérieur du hangar H-101 pour être ensuite enterrés dans des tranchées

imperméables S-111A/B/C.


20

Station de préparation et dosage de la silice activée SAC MS-112 .1/2

Comporte le stockage, la dilution et le mélange des réactifs. L’acide sulfurique

(H2SO4) et le silicate de sodium (Na2SiO3) sont dilués séparément dans les cuves S-112/1 et

S-112/2 et envoyés vers la cuve S-112/3 qui se compose d’une cuve de réaction, d’une cuve

de maturation et d’une cuve tampon. La silice activée est pompée à un débit de 360l/h vers la

cuve de floculation S-103.

Figure (II-7) : Schéma représentatif d’une station de déshuilage

II-5-Techniques de traitement des eaux huileuses

Le procédé de traitement appliqué au niveau de la station de déshuilage comporte un

ensemble de techniques de traitement combiné physique et chimique dont les étapes sont les

suivantes:

II-5-1-coagulation – floculation

Sous le terme de coagulation - floculation, on entend tous les processus physico-

chimiques par lesquels des particules colloïdales ou des solides en fine suspension sont

transformés par des floculant chimiques en espèces plus visibles et séparables (les flocs). Les

flocs formés sont ensuite séparés par décantation et filtration puis évacués. Les coagulants

inorganiques tels que l'alun donnent les résultats les plus satisfaisants pour la décoloration des

effluents textiles contenant des colorants dispersés, de cuve et au soufre, mais sont totalement


21

inefficace pour les colorants réactifs, azoïques, acides et basiques. Par ailleurs, la coagulation

- floculation ne peut être utilisée pour les colorants fortement solubles dans l’eau.

D'importantes quantités de boue sont formées avec ce procédé : leur régénération ou

réutilisation reste la seule issue mais demande des investissements supplémentaires [22].

Figure (II-8) : Coagulation - floculation

II-5-2-La coagulation [9]

Le mot coagulation vient du latin coagulare qui signifie « agglomérer ». La

coagulation consiste à ajouter à l'eau un réactif permettant la déstabilisation des particules en

suspension par la neutralisation de leurs charges négatives qui sont à l'origine du maintien en

suspension stable c'est-à-dire à l'annulation du potentiel zêta.

Il faut noter que la coagulation n'est correcte qu'à l'intérieur d'une zone de pH bien

déterminée (un pH supérieur à 4 pour les chlorures de fer et un pH compris entre 6 et 7 pour

le sulfate d'aluminium); elle demande aussi une dispersion immédiate du coagulant dans l'eau

afin que les charges électriques des colloïdes soient déchargés uniformément, cela permet aux

particules de s'agglomérer et de décanter plus rapidement .Quatre mécanismes sont proposés

pour expliquer la déstabilisation des particules et leur agglomération :

•Compression de la double couche : coagulation non spécifique ou électrostatique par

diminution des forces de répulsion électrostatique, provoquée par des électrolytes

quelconques, qui compriment le nuage ionique autour des particules.

•Adsorption et neutralisation des charges : coagulation par adsorption d'ions de signe

contraire fortement chargés, qui diminuent le potentiel à la limite de la couche de STREN.


22

•Emprisonnement des particules dans un précipité, présenté sur la figure (II-3)

coagulation par entraînement "Sweep coagulation", pour les suspensions diluées dont les

particules sont captées et entraînées dans un précipité de formation rapide.

Figure (II-9) : Emprisonnement des particules dans les flocs pendant la décantation

•Adsorption et pontage entre les particules schématisé sur la figure floculation ou

adsorption de macromolécules ou de poly électrolytes, susceptibles de former des ponts inter

particulaires.

II-5-3-Floculation

La floculation est le processus de grossissement et d'uniformisation des petits flocons

formés lors de l'introduction du coagulant. Elle a pour but d'augmenter la probabilité des

contacts entre les particules colloïdales déstabilisées et leur agglomération, pour accroître son

volume, sa masse et sa cohésion. Une bonne floculation est favorisée par :

-Une coagulation préalable aussi parfaite que possible ;

-Une augmentation de la quantité du floc dans l’eau ;

-Un brassage homogène et lent pour tout le volume d’eau ;

-L'emploi de certains produits appelés floculats ou adjuvants de coagulation.

II-5-4.Décantation

La décantation est utilisée dans pratiquement toutes les usines d'épuration et de

traitement des eaux, c’est un procédé de séparation des matières en suspension et des

colloïdes rassemblés en floc dont la densité est supérieure à celle de l'eau ; elle s’effectue

selon un processus dynamique, en assurant la séparation des deux phases solide-liquide de

façon continue. Les particules décantées s'accumulent au fond du bassin, d'où on les extrait

périodiquement. L'eau récoltée en surface est dite clarifiée.

Chapitre III Matériel et méthodes


23

Chapitre III : Matériel et méthodes

III-1-Introduction

Nous avons effectué les analyses physico-chimiques des eaux usées industrielles à

l’entrée et à la sortie de la station de déshuilage HBK pour pouvoir juger de la qualité d’une

eau et son degré de pollution, on fait appel à une série d’analyse .Et afin de déterminer la liste

des analyses a effectuer nous nous sommes référés à la décision portant fixation des rejets

d’effluents liquides industriels.

III-2-Mesures in situ

La température, le pH, la conductivité électrique et l’oxygène dissous ont été mesurés

in situ (sur site) à l’aide d’un appareil digital (Multi paramètre de terrain de type cyberscan

waterproof). En effet, ces paramètres sont très sensibles aux conditions du milieu et sont

susceptibles de varier dans des proportions importantes s’ils ne sont pas mesurés in situ.

III-3-Mesures au laboratoire

Les méthodes d’analyses utilisées par le laboratoire de contrôle qualité de HBK sont

les suivantes :

Tableau III-1: méthode d’analyse pour le contrôle qualité des eaux des stations de

Déshuilage

Paramètres de

contrôle

Concentration des

hydrocarbures Teneur en MES Turbidité

Méthodes

d’analyse

Spectrophotométrie

UV-Visible

Filtration sur

filtre en fibre de

verre

Turbidité-mètre

Les autres analyses (DBO5, DCO, NO-2, NO

-3, PO4

-2) sont effectuées au niveau du

laboratoire de «L’algérienne des eaux (ANRH (Ouargla)). Les échantillons des eaux sont

analysés au laboratoire en se référant aux méthodes d’analyse chimique décrites par Rodier

[23].


24

III-3-1-Procédure d’analyse des eaux « MES »

Les solides en suspension totaux sont obtenus en faisant passer une portion

d’un échantillon à travers un filtre préalablement séché à105°C et pesé. Les solides

retenus sur le filtre sont séchés à105°C, puis pesés de nouveau. Le poids des solides en

suspension est obtenu en faisant la différence entre le poids du filtre et des solides séchés

et le poids initial du filtre tout en tenant compte du volume filtre.

III-3-2-Matériels et les réactifs utilisés

Tableau (III-2) : Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer les MES

Matériels utilisés Réactifs

- Rampe de filtration sous vide.

- Balance de précision.

- Etuve (0-105+/-5 0c).

-Filtre en fibre de verre 74 mm (degré de

filtration 25 μm).

- Eprouvette en verre de classe à de

diverses capacités

- Nacelle en aluminium.

- Pince à extrémités plates.

- Dessiccateur à cilicagel.

- Pissette d’eau distillée 100 ml.

- Spatule.

- Cristallisoir en verre (100 ml).

- eau distillée

III-3-3-Mode opératoire

1-On met le filtre dans l’étuve 105°C, puis on laisse l’échantillon au repos à la

température ambiante. Après on retiré le filtre de l’étuve et on met dans un dessiccateur,

on prend le filtre, et on pèse la masse m1.

2-mettre en marche le dispositif de filtration sous pression. On verse la prise

d’essai (100mg) sur le filtre Puis on lave le récipient et le filtre avec l’eau distillée .Après

on Sèche le filtre à l’étuve à 105°C pendant 30 minutes .On met le filtre à refroidir au

dessiccateur puis peser soit m2.


25

3-Expression des résultats

Le taux des matières en suspension exprimé en mg/l est donné par la formule

𝑀𝐸𝑆 = ((𝑚2 − 𝑚1)/𝑣) ∗ 1000

Avec :

MES : matière en suspension.

m2 : masse du filtre après filtration.

m1 : masse du filtre avant filtration.

V : volume de l’échantillon filtré.

III-4-Détermination de la teneur des hydrocarbures (HC)

III-4-1- Méthode Spectrophotométrique

Dans le cadre du contrôle qualité des eaux des stations de déshuilage, les analyses

journalières de la concentration en hydrocarbures sont effectuées à l’entrée et à la sortie :

• Mesurer la concentration des hydrocarbures dans les eaux huileuses et les eaux traitées.

• Extraction liquide-liquide des hydrocarbures libres et en émulsion de l’échantillon d’eau par

le solvant 38, qui permet de dissoudre la quasi –totalité des molécules organique grâce à son

pouvoir d’extraction important (l’appareil DR 2000 nous donne directement la concentration

en hydrocarbures).

III-4-2- Matériels et les réactifs utilisés

Tableau (III-3) : Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer le HC


- Spectrophomètre DR2000. UV- Visible

- Flacons d’échantillonnage.

- Une ampoule à décanter de 500ml.

- Une éprouvette de 50 ml.

- Becher de 250 ml.

- Becher de 100 ml.

- Solvant 38

- Eau distillée : rinçage de la verrerie.

III-4-3-Mode opératoire

La méthode consiste à extraire un volume d’échantion dans 10% de son volume de

solvant 38,soit :35ml de solvant pour 350ml d’échantion .


26

Selon la richesse de l’eau en hydrocarbure , on procédé ‘ une dilution de la prise d’échantion.

A- dilution de la prise d’échantion

1- On prend 100ml de l’échantion d’eau analysée dans une burrette et transvaser dans

l’ampoule à décantation .

2- On rince la burette par 250ml d’eau distillée (par portion de 50 et 100 ml ),et transvaser

l’eau de rincage dans l’ampoule de décantation

B- extraction et décantation

1- On ajoute 35ml de solvant 38dans l’ampoule de décantation.

2- On ferme et agite l’ampoule pendant 2 minutes .

3- On laisse un temps de séparation de 10 minutes .

4- On placer un coton dans le robinet de décantation de l’ampoule et l’ouvrire doucement

pour séparer la phase solvant dans un récipient

C- mesure de la concentration des hydrocarrbure extraits ( par le spectrophotométre

DR2000)

1- On à choise la méthode 410 et régle la longureur d’onde à 450nm.

2- On utilise des cellules de mesure lavées et séches .remplir une cellule de 25 ml de solvant

38.insérer la cellule dans le DR2000et appuyer sur ( Zéro).

3- On va remplir la cellule avec 25ml du solvant extrait de l’ampoule et appuyersur (read)

4- la tenuer de l’eau en hydrocarbures (en ppm) est égale à :

La valeur indiquée par le spectrophotométre*3.5

III-5- Demande biochimique en oxygène (DBO)

Le dosage de la DBO est effectué en incubant un échantillon d’eau dans le flacon de

l’appareil manométrique (DBO mètre) à l’abri de la lumière et maintenu pendant 5 jours à

20°C. Lors de la biodégradation des matières organiques, les micro-organismes consomment

l’oxygène de l’air contenu dans le flacon et libèrent le CO2. Ce dernier est adsorbé par les

pastilles de soude. La mesure est effectuée à l’aide d’un appareil manométrique de DBO

mètre.


27

Tableau (III-4) : Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la DBO5


Incubateur

Flacon d’échantillons bruns en verre de 500

ml de capacité

Barreau magnétique d’agitation

Dispositif d’agitation

Pastille de soude caustique (NaOH)

Eau distillée

III-6-Demande chimique en oxygène (DCO)

C’est la quantité d’oxygène consommée par les matières contenues dans l’eau et

oxydable dans des conditions opératoires définies. Ceci concerne toutes les matières

oxydables aussi bien organiques que minérales par la méthode volumétrique de bichromates

de potassium.

III-7- Dosage des nitrates

Tableau (III-5) : Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la NO3-


Spectrophotomètre type DR850

Cellules en verre de 25ml de capacité.

Gélules de nitra ver 5(réactif HACH)

Mode opératoire

Mettre en marche le DR850 en appuyant sur la touche Exit.

Entrer le numéro de programme pour la mesure de nitrate.

Presser 50 puis la touche Entre.

Remplir un flacon de 25ml avec l’échantillon à analyser.

Ajouter le contenu d’une gélule de réactif nitra ver 5.

Remplir un 2ème

flacon avec l’eau à analyser ( sans réactif le blanc)


28

agiter les deux flacons pendant une minute.

Presser la touche Time pour avoir le temps de réaction.

Lorsque le minuteur, placer dans le puits de mesure et fermer le capot ; appuyer sur la

touche Zéro

L’affichage indique 00mg/l de NO3-

mettre le 1ére

flacon dans le puits de mesure et fermer le capot , appuyer sur la touche

Read pour lire la concentration des nitrate (NO3- ) en mg/l

III-8- Dosage des nitrites

Tableau (III-6) : Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la NO2-


Spectrophotomètre type DR850

Cellules en verre de 25ml de capacité.

Gélules de nitra ver 2

Mode opératoire

Mettre en marche le DR850 en appuyant sur la touche Exit.

Entrer le numéro de programme pour la mesure de nitrate.

Presser 60 puis la touche Entre.

Remplir un flacon de 25ml avec l’échantillon à analyser.

Ajouter le contenu d’une gélule de réactif nitra ver 2.

agiter le flacon pendant une minute.

Presser la touche Time pour avoir le temps de réaction.

Lorsque le minuteur, placer dans le puits de mesure et fermer le capot ; appuyer sur la

touche Zéro

L’affichage indique 00mg/l de NO2-

L’affichage indique 00mg/l de (NO2-)

mettre e flacon analysé dans le puits de mesure et fermer le capot,

Appuyer sur la touche Read pour lire la concentration des nitrites (NO2-) en mg/l


29

III-9-Dosage des ortho phosphates

Tableau (III-7) : Matériels et les réactifs utilisés pour mesurer la PO43-


Spectrophotomètre

Gélules phos ver 3 (réactif HACH)

Eau distillée

Mode opératoire

On a mettre en marche le DR850en en appuyer sur la touche Exit .

entre le numéro de programme mémorisé pour le phosphore presser 79 puis Entre

l’affichage indique PRG79mg/l PO43-

.

Ensuite remplir un flacon avec l’eau à analyser .

ajouter le contenu d’une gélule de réactif phos ver 3.

agiter pour bien mélange.

Un signal sonore est élis enfin de cette duré ; le temps de réaction de 2 minutes

s’affiche et doit être confirmé par pression sur la touche Entre.

remplir un 2éme

flacon avec l’eau à analyser sans réactif (le blanc).

placer dans le puits de mesure le blanc, fermer le capot.

lorsque le signal sonore placer les échantillons préparés dans le puits de mesure et

fermer le capot.

presser READ, attendre l’affichage puis le résultat en mg/l de PO43-

.

III-10-Turbidité

Le turbidimètre que nous avons utilisé est de type (HACH 21000 AN IS

TURBIDIMETER)

Nous avons réalisé les mesures dans des cellules spéciales.

On rempli la cellule à la ligne (environ 15 ml).

On essuyé la cellule avec le morceau tissu pour enlever les traces d'eau et les

empreintes.

On pressé le bouton I/O pour allumer le turbidimètre et placer la cellule.

On pressé le bouton « READ»


30

La turbidité est exprimée en NTU, lire la valeur après l'extinction du symbole de la

lampe

.

Chapitre IV Résultats et discussion


31

IV -1-Introduction

Dans ce chapitre pour évaluer l’efficacité de la station de déshuilage HBK, nous avons

effectué un ensemble d’analyses pour présenter la qualité des eaux usées dans la station de

déshuilage HBK et on interprète les résultats obtenus pour les paramètres de pollution (pH,

T, MES, HC, turbidité, O2 dissous, DCO et DBO5).

IV-2-Résultats d’analyses des eaux huileuses

Les analyses pour déterminer le pH, les matières en suspension (MES) et la teneur en

hydrocarbure (HC) à l’entrée et en sortie sont journalières afin de répondre aux conditions

réglementaires, ces résultats d’analyse sont regroupés dans le tableau (IV-1) effectue en

niveau de laboratoire contrôle qualité de HBK.

Tableau (IV-1) : Les résultats d’analyse d’eau huileuse de station de déshuilage HBK.

pH T(C°) MES

(mg/l)

HC (ppm) Ce

µs/cm

O2

dissous

(mg/l)

Date

01/01/2015

Entrée 6.27 23 210 307 2390 1.73

Sortie 6.33 20 18 4.5 2380 4.84

Date

02/01/2015

Entrée 6.19 20 176 267 2650 1.16

Sortie 6.38 20 20 4.8 2450 4.6

Date

03/01/2015

Entrée 6.23 20 190 329 2550 0.99

Sortie 6.37 20 17 5 2510 4.75

Date

04/01/2015

Entrée 6.25 19 174 209 2350 2.92

Sortie 6.32 19 18 4 2430 4.4

Date

05/01/2015

Entrée 6.28 20 160 224 2400 1.95

Sortie 6.34 20 19 4.5 2340 3.65

Date

06/01/2015

Entrée 6.23 20 160 203 2370 2.83

Sortie 6.38 19 15 5 2320 5.1

Date

07/01/2015

entrée 6.28 21 180 225 2490 0.6

sortie 6.37 20 19 4.5 2470 3.83

Date

08/01/2015

entrée 6.29 20 166 314 2590 1.45

sortie 6.35 20 17 5 2560 3.39

Date entrée 6.32 22 236 285 2610 1.98


32

10/01/2015 Sortie 6.39 21 19 4 2580 3.2

Date

11/01/2015

Entrée 6.37 20 190 308 2810 1.01

Sortie 6.48 21 18 4.1 2590 2.84

Date

12/01/2015

Entrée 6.39 21 290 319 2700 1.45

Sortie 6.45 22 19 4.4 2580 3.56

Date

13/01/2012

Entrée 6.42 22 235 196 3010 1.25

Sortie 6.44 22 18 4 2970 3.44

Date

14/01/2015

Entrée 6.45 21 342 1163 257.67 1.61

Sortie 6.53 20 17 4.2 2515 3.97

Date

15/01/2015

Entrée 6.41 20 342 187

Sortie 6.49 19 18 4

Date

16/01/2015

Entrée 6.35 22 303 145

Sortie 6.42 21 16 4.8

Date

17/01/2015

Entrée 6.36 20 232 185

Sortie 6.47 20 18 4

On remarque d’après le tableau (IV-1) que les résultats obtenues (pH, T, MES, HC, Ce

et O2) sont variables et dépendent des conditions d’exploitations des puits et des unités de

traitements des hydrocarbures à s’avoir :

pH : selon la maitrise du procédé de traitement.

T : selon le climat.

Matières en suspensions (MES) : dépendent de la quantité et de la qualité des eaux

huileuses à traiter (puits, séparateurs, bac de stockage, etc…).

Hydrocarbures (HC) : dépendent de la fiabilité du process.

Ce : dépendent de la quantité des sels. Les eaux industrielles généralement

caractérisées par une conductivité électrique élevée.

O2 dissous: dépendent de la quantité des matières organiques.

IV-3-Evaluation de la qualité de l’eau produite

Pour évaluer la qualité de l’eau rejetée on a vérifié les paramètres d’eau produite

durant du moi de janvier 2015


33

IV-3-1-Variations de pH

Les résultats de l'évolution de pH sont donnés sur la figure (IV-1):

Figure (IV-1) : Variations du pH des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station- HBK.

Le graphique de pH, établi pour les 16 échantillons prélevés à l’entrée et à la sortie de

la station de déshuilage des eaux usées montre que la variation du pH est légèrement faible à

l’entrée de la station. Elle est de l’ordre de 0.3. Les valeurs de pH ainsi sont comprises entre

6.19 et 6.49 tandis qu’à la sortie de la station, les valeurs de pH varient entre 6,32 et 6.49. Ces

valeurs sont agrées de les normes de rejet des effluents rejetés en Algérie que le pH dans

l’intervalle 5.5-8.5.

IV-3-2-Variations de Température

Les courbes de la figure (IV-2) donne l’évolution de la Température en fonction de

jours.

Figure (IV-2) : Variations de température des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station-

HBK.


34

On remarque d’après la figure (IV-2) que sur les16 échantillons prélevés de part et

d'autre à l’entrée et à la sortie de la station de déshuilage des eaux usées, on constate que les

valeurs de températures varient avec le climat et on remarque qu’elle n’a jamais dépassé les

valeurs normes.

IV-3-Variation de MES

Les résultats de l'évolution de MES sont donnés sur la figure (IV-3):

Figure (IV-3) : Variations de MES des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station- HBK.

Les eaux usées industriels renferment une quantité de MES ne dépassant pas 30 mg/l.

A la sortie de la station, cette valeur est réduite à une valeur comprise entre 17 et 20 mg/l.

Après le traitement, la concentration en matière organique répond aux normes relatives aux

rejets.

IV-4-Variation de HC

Les résultats de l'évolution de HC sont donnés sur la figure (IV-4):

Figure (IV-4) : Variations de la teneur d’hydrocarbures des eaux usées à l’entrée et à la sortie

de la station- HBK.


35

A l’entrée de la station, on constate que les teneure des hydrocarbures dans les eaux

industrielles ont atteint des valeurs de 1000 mg/l qui sont largement supérieures à la norme

requise (20 mg/l). A la sortie de la station, ces concentrations sont réduites jusqu’à 4 mg/l. les

valeurs nettement inférieures à la norme requise (20 mg/l).

IV-5- Variations de turbidité

Les résultats de l'évolution de la turbidité sont donnés sur la figure (IV-5):

Figure (IV-5) : Variations de la de turbidité des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la

station- HBK.

A l’entrée de la station déshuilage, on constate que les teneurs de turbidité dans les

eaux huileuses ont atteint des valeurs de 540 NTU qui sont largement supérieures à la norme

requise). A la sortie de la station, ces teneurs sont réduites jusqu’à moins de 20 NTU. Les

valeurs nettement inférieures à la norme requise (80 NTU).

IV-6- Variations d’O2 dissous

Les résultats de l'évolution d’O2 dissous sont donnés sur la figure (IV-6):

Figure (IV-6) : Variations d’O2 dissous des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station-

HBK.


36

A l’entrée de la station, les teneurs en Oxygène dissous dans les eaux usées sont

comprises entre 0.6 et 2.83 mg/l. tandis qu’à sa sortie elles sont augmente à 5.1 mg/l et par

conséquent répondent à la norme requise (6 mg/l). La teneur en oxygène dissous enregistrée à

la sortie de la station répond de la norme requise.

IV-7- Variations de DCO

Les résultats de l'évolution de DCO sont donnés sur la figure (IV-7):

Figure (IV-7) : Variations du DCO des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station- HBK.

Les résultats de la demande chimique en oxygène mentionnés dans la figure (IV-7)

présentent une diminution presque complètement. Ce phénomène signifie la dégradation

presque entièrement des matières oxydable par les techniques de traitement des eaux

huileuses au niveau de station

IV-8- Variations de DBO5

Les résultats de l'évolution de DBO5 sont donnés sur la figure (IV-8):

Figure (IV-8) : Variations du DBO5 des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la station-

HBK.


37

On remarque que la station assure toujours la quantité de DBO5 nécessaire à la

dégradation de matières organiques.

IV-9- Variations de conductivité électrique

Les résultats de l'évolution d’O2 dissous sont donnés sur la figure (IV-9):

Figure (IV-9) : Variations de la conductivité électrique des eaux usées à l’entrée et à la sortie

de la station- HBK.

Nous avons remarqué d’après la figure (IV-9), que les valeurs de conductivité

électrique observée dans les eaux huileuses sont très agréable que les normes algérienne

(2500 μS/Cm). Les valeurs de la conductivité électrique (Ce) se situent entre une valeur

minimale de l’ordre de1290μS/Cm observée au niveau de la station et une valeur maximale

de l’ordre 1410 μS/Cm, enregistrée dans la station.

IV-10- Variations de concentration de nitrates

Les résultats de l'évolution e nitrates sont donnés sur la figure (IV-10):


38

Figure (IV-10) : Variations de la conductivité électrique des eaux usées à l’entrée et à la


A l’entrée de la station de déshuilage, les résultats obtenus montrent que les quantités

des ions NO-3 présentes dans l’eau varient entre 3.4 et 14 mg/l et largement inférieur à la

norme requise (40mg/l).

IV-11- Variations de concentration de nitrites

Figure (IV-11) : Variations de la concentration de nitrites des eaux usées à l’entrée et à la


Les résultats obtenus montrent que les quantités des ions NO-2 présentes dans l’eau

usée, que se soit à l’entrée où à la sortie de la station de déshuilage, sont largement inférieures

à la norme requise (2.8 mg/l). La valeur maximale enregistrée à l’entrée de la station est de 10

mg/l alors que la minimale enregistrée à la sortie est de 0.006 mg/l.

IV-12- Variations de concentration d’orthophosphates

Figure (IV-12) : Variations de la concentration d’orthophosphates des eaux usées à l’entrée et

à la sortie de la station- HBK.

L’examen de la figure (IV-12) permet de constater que les teneurs des orthophosphates

sont variables d’un jour à un autre et dépassent la norme d’algérienne (15 mg/l). La valeur


39

maximale est de 5.4 mg/l enregistrée dans la station. La valeur minimale est enregistrée dans

la station (2.15mg/l).

Conclusion Générale

Conclusion Générale

40

Les effluents industriels sont multiples, les normes de rejets, de plus en plus strictes et

la réduction des empreintes environnementales, est devenue une priorité pour la

réglementation Algérienne.

Les analyses physico-chimiques des eaux usées industrielles après leur traitement

physique au niveau de station déshuilage HBK a pour but d’évaluer qualitativement ces eaux

tout en déterminant les différents paramètres tels que : le pH, la température, la conductivité,

la matière en suspension, teneur en hydrocarbure, demande biochimique en oxygène (DBO5),

ainsi que demande chimique en oxygène (DCO), etc.

Ces analyses sont effectuées selon les normes et les techniques réglementaires et ce

depuis l’échantillonnage jusqu'à l’obtention des résultats.

D’après les analyses que nous avons effectuées sur les rejets liquides à l’entrée et à la

sortie de la station de déshuilage, nous avons remarqué que les résultats obtenus

correspondent généralement aux normes adoptées par la réglementation Algérienne.

Les pH des eaux rejetées par la station sont dans les normes car selon la

réglementation ce dernier est fixé entre 6,5-8,5 ;

les valeurs de la DCO sont inférieurs par rapport à la norme qui est fixée de 120mg/l

cela indique que la DCO est fixée à la norme ;

Nous avons remarqué une forte conductivité dans la sortie ;

ainsi que les analyses des eaux rejetées montrent que ces eaux sont chargées en

hydrocarbures à l’entrée par contre à la sortie sont dans la norme ;

Il est remarquable que les valeurs de la matière en suspension à l’entrée est supérieure

qu’à la sortie sont à la norme exigée de 25mg/l.

Même les valeurs de la DBO₅ à l’entrée est supérieure qu’à la sortie sont à la norme

exigée de 25mg/l.

Finalement en peut dire que les résultats des analyses obtenus à la sortie de station

donnent une eau pouvant être rejetée sans danger pour le milieu naturel, conformément aux

normes de rejet (une faible teneur en hydrocarbures et concentration des particules en

suspensions) ou bien être réutilisée à des fins industrielles.

Références bibliographiques


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colorants azoïques par un procédé intégré couplant un procédé d’oxydation avancée et

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[21]- Z.Chaich : optimisation de procédés de déshuilage dans le région Haoud Berkaoui ;

Mémoire de master, Université Kasdi Merbah Ouargla.2012

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nanocristallin élaboré par la méthode sol-gel ; mémoire de magister, Université Badji

mokhtar-Annaba, (2009).

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2009

http://manifest.univ-ouargla.dz/index.php/technologies-matiere/2902-1er-s%C3%A9minaire-international-sur-le-dessalement-des-eaux-side%E2%80%99-2016-ouargla,-alg%C3%A9rie-du-05-au-06-d%C3%A9cembre-2016.html



Annexes

Annexes

43

Annexe N°01 : Mesure de pH et conductivité et O2 dissout

Mesure de pH et conductivité et O2 dissout

Matériels -pH mètre

-conductimètre

-Oxymétrie

-les béchers

Mode opératoire -Laver l’électrode de pH mètre a l’eau

distille

- on descendre l’électrode de pH mètre dans

le bécher qui contient une quantité d’eau

usée et en lire directement le donne par le pH

mètre

Même principe que la mesure de la

conductivité et l’O2 dissout

N°01 : Appareille multi paramètres (Mesure de pH, conductivité et O2 dissout

Oxymétrie)

Annexes

44

Annexe N°02 : Procédé de traitement de la station de déshuilage du champ de H.B.K.

Annexes

45

Annexe N°03: Eau huileuse : avant et après le traitement

Annexe N°04 : Rejets eaux huileuses après le traitement

Annexes

46

Annexe N°06

Spectrophotomètre DR 2000 Colorimètre

DBO mètre Turbidimètre utilisé

Résumé :

La pollution de l’environnement est l’un des problèmes majeurs et urgents de ce temps, cette

pollution est liée principalement aux rejets industriels. L’industrie des hydrocarbures un secteur très

important et la pollution générée par ces différents activistes constitue une menace permanente de

dégradation de l’environnement.

L’objectif de notre travail consiste a analyser les eaux usées industrielles de la station de

déshuilage HBK pour pouvoir juger de la qualité d’une eau et son degré de pollution avant de les

évacuer a la nature. Pour cela, nous avons effectue des analyses des eaux à l’entrée et à la sortie de

la station de déshuilage HBK.

Mots clés : analyse des eaux, Haoud Berkaoui, Ouargla, DBO5, DCO, Eaux industrielles.

Abstract

The environmental pollution is a major and urgent problem of that time; this pollution is

mainly related to industrial waste. The oil and gas industry a very important sector and the pollution

generated by these activists is a permanent threat of environmental degradation.

The objective of our work is to analyze industrial wastewater from the oil removal HBK

station to judge the quality of water and its degree of pollution before discharging to nature. For this,

we performed analyzes of water at the entrance and exit of the oiling HBK station.

The Keywords: analyze the water, Haoud Berkaoui, Ouargla, DBO5, DCO, industrial wastewater.

.

ملخص

صنبعت النفط . البٍئً هى الوشبكل الشئٍسٍت والولحت فً رلك الىقج، وهزا الخلىد حخعلق أسبسب النفبٌبث الصنبعٍتد الخلى:

.والغبص قطبع ههن جذا والخلىد النبجن عن هؤالء النشطبء هً حهذٌذ دائن هن الخذهىس البٍئً

. إصالت النفط للحكن على نىعٍت الوٍبه ودسجت الخلىد HBK والهذف هن عولنب هى ححلٍل هٍبه الصشف الصنبعً هن هحطت

.قبل حصشٌفهب إلى الطبٍعت .HBK لهزا، أجشٌنب ححبلٍل للوٍبه عنذ هذخل وهخشج هن هحطت الخضٌٍج

.لخحذٌذ قبئوت هن الخحلٍالث أننب ال الوشبس إلٍهب فً القشاس الوحذد لخصشٌف النفبٌبث السبئلت الصنبعٍت السبئلت

الطلب الكٍوٍبئً , الطلب البٍى كٍوٍبئً لألكسجٍن لوذة خوست أٌبم, وسقلت, حىض بشكبوي, ححلٍل الوٍبه:الكلمات المفتاحية

.لألكسجٍن

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