Par définition, les eaux usées ne sont que les résidus des eaux que les hommes à utiliser, ces résidus sont généralement rejeter dans l’environnement. Ces eaux usées contiennent de différents polluants comme les azotes, les carbones, etc. Durant l’Antiquité, dans les grandes villes Romains, les eaux usées des domestiques sont collectées et évacuées par des égouts et parfois traitées par phytoremédiation [1]. Par contre, au moyen âge, le développement anarchique des villes rend difficile la mise en place de réseaux d’égouts. A Madagascar, le traitement des eaux usées est historiquement récent. Il est lié à l’accroissement démographique de la population, et de l’évolution de l’industrie, surtout dans la zone urbaine. Ces eaux doivent être traitées avant de les rejeter dans le milieu naturel. Il existe deux catégories de procédés de traitements des eaux usées : traitement physico-chimique et traitement biologique. Le traitement physico-chimique nécessite des produits chimiques (sulfates d’alumines, …) tandis que le traitement biologique utilise des microorganismes pour éliminer les pollutions contenues dans l’eau.
La décomposition des matières organiques par voie microbienne est étudiée depuis les années 1920 [2], ce qui permet de développer l’épuration biologique. Les procédés d’épuration par biologique sont divisés en deux catégories: les procédés biologiques extensifs (culture fixe : filtres plantes roseaux et culture libre : lagunages) et les procédés biologiques intensifs (culture fixe : disques biologiques et culture libre : boues activées).
EAUX USEES
Origine de l’eau
L’eau est naturellement d’origine minérale, on distingue trois sortes d’eaux :
– Les eaux souterraines,
– Les eaux de surface,
– Les eaux de pluies.
Eaux souterraines
Elles regroupent les eaux provenant des nappes aquifères superficielles (ou phréatiques) et profondes (ou captives). Elles sont toutes eaux qui se trouvent sous la surface du sol. La nature géologique du terrain sous lequel se trouvent ces eaux, est un déterminant de leurs compositions chimiques, cependant elles sont appelées aussi les eaux propres car elles répondent en général aux normes de potabilité . De ce fait, de fortes concentrations en fer, manganèse, hydrogène sulfuré, peuvent être contenues dans ce type d’eau. Ces eaux sont moins sensibles aux pollutions accidentelles grâce à la surface du sol, protection naturelle, située au-dessus d’elles. Elles perdent totalement leur pureté originale dans le cas de contamination par des polluants.
Eaux de surface
Ces eaux englobent toutes les eaux circulantes ou stockées à la surface des continents (fleuves, rivières, les lacs, etc.), des mers et des océans. La composition chimique des eaux de surface dépend de la nature des terrains traversés par ces eaux durant leurs parcours dans l’ensemble des bassins versants. Ces eaux sont le siège, dans la plupart des cas, d’un développement d’une vie microbienne à cause des déchets rejetés dedans et de l’importante surface de contact avec le milieu extérieur. A cause de cela, ces eaux sont rarement potables sans aucun traitement.
Les mers et les océans constituent des énormes réservoirs d’eau. Elles représentent près de 97,4 % du volume d’eau existant actuellement sur notre planète. Elles sont caractérisées par une salinité importante, laquelle varie de 33000 à 37 000 mg/l. A cause de sa forte concentration en sels, elles sont dénommées aussi « eaux saumâtres » qui ne sont pas potables et nécessitent une importante désalinisation, notamment leur coût très élevé pour leur traitement.
Eaux pluviales
Elles proviennent des eaux de pluies qui se chargent d’impuretés au contact de l’air. Elles ruissellent sur le sol en emportant toute la pollution du sol (huiles, hydrocarbures, etc.). Le volume d’eaux usées d’origines pluviales évacuées dépend l’importance des précipitations, ainsi que de l’écoulement ou débit du bassin de drainage.
Eaux usées
Les eaux usées sont le terme utilisé pour désigner l’eau qui a été altérée par les activités domestiques, industrielles, artisanales, agricoles, etc. Ces altérations peuvent être de diverses natures: physiques, chimiques, ou biologiques, rendant les eaux impropres à la consommation et/ou engendrant des nuisances de diverses natures.
Définition
Les eaux usées sont définies comme l’ensemble des eaux ménagères, des eaux industrielles, des eaux du service public, des eaux de drainage et des eaux de vannes. Les eaux usées sont des eaux brutes non traitées, des eaux salies, et résiduaires d’une communauté ou d’une industrie rejetées après usage; c’est-à dire elles sont des eaux polluées appelées « effluents » ou « eaux résiduaires ». Elles sont de nature à contaminer les milieux dans lesquels elles sont déversées. Cette pollution est constituée de matières organiques (vivantes ou non) et de matières minérales. Sa composition varie suivant son origine. Dans un souci de respect des différents milieux récepteurs, elles doivent être traitées par une station d’épuration avant d’être déversées dans ces milieux (cours d’eau ou en mer).
Origine
Elles proviennent de plusieurs sources qui pourraient être des activités domestiques, commerciales, agricoles et industrielles (eau résiduaire industrielle) ; ainsi que des eaux souterraines, des ruissellements (eau résiduaire urbaine) et des précipitations. Ces catégories d’eaux usées sont communément appelées respectivement eaux domestiques, déchets industriels et eaux pluviales.
Différents type d’eaux usées
On peut distinguer les trois types d’eau usée en citant:
– Eaux résiduaires urbaines ;
– Eaux résiduaires industrielles ;
– Eaux résiduaires agricoles.
a. Eaux résiduaires urbaines
Les eaux résiduaires urbaines regroupent des eaux usées issues des activités urbaines. Elles sont formées par un mélange d’eaux usées domestiques (les eaux ménagères, les eaux vannes), d’eaux usées industrielles, d’eaux des ruissellements, des effluents des installations à caractère collectif (caserne, hôpital, centre commerciale,…), et des eaux ayant servi au lavage des rues, etc. La composition et les caractéristiques d’une eau résiduaire sont peu variables par rapport aux eaux usées industrielles.
➤ Eaux usées domestiques
Les eaux usées domestiques proviennent des activités humaines de tous les jours: bains, excréments, préparation des aliments, arrosage des jardins, loisirs, etc. Elles sont essentiellement porteuses de pollution organique. Elles se répartissent en :
– Eaux ménagères appelées aussi eaux grises, qui ont pour origine les salles de bains et les cuisines. Elles sont généralement chargées de détergents, de graisses, de solvants, de débris organiques. Elles constituent approximativement les 2/3 en volume des eaux domestiques. Les rejets des eaux ménagères se font de façon extrêmement discontinue, suivant le rythme de la vie familiale ; ceci a des conséquences sur le fonctionnement des systèmes d’épuration particulièrement en assainissement autonome (fosses septiques, micro station, etc…).
– Eaux de vannes ou eaux noires proviennent des rejets des toilettes formées par l’urine et les diverses matières organiques azotées et de germes fécaux diluées avec l’eau des chasses. L’élimination urinaire est en moyenne de 1,2 /hab/jour. L’élimination des matières fécales est de 100 à 150 g/hab/j dont 70 à 80 % d’eau. Pour les eaux de chasse, il faut au minimum 40 /hab/j.
La consommation annuelle d’eau domestique d’une agglomération de 1 000 personnes varie de 55 000 et 70 000 m³ . Sa pollution annuelle est estimée à 29 tonnes de matières en suspension dans les eaux usées, 24 tonnes de matières organiques, 6 tonnes de matières organiques azotées et une tonne et demi de phosphore.
➤ Apport dans les eaux liées à la pollution atmosphérique
Les polluants atmosphériques peuvent être entrainés par les eaux de pluie qui ruissellent sur le sol et s’infiltrent, rejoignant ainsi les eaux superficielles et les eaux souterraines. L’eau de pluie se charge d’impuretés au contact de l’air (fumées industrielles et des fumées des moteurs à explosion). Les principaux polluants sont l’anhydride sulfureux (SO2), les oxydes d’Azote (NOx) et les poussières. Dans l’atmosphère, ils réagissent avec les gouttelettes d’eau et la pluie se trouve acidifiée par la présence d’acide sulfurique et nitrique.
b. Eaux résiduaires industrielles (ERI)
Elles proviennent des usines dont leurs quantités et leurs caractéristiques varient selon les industries ; elles sont très différentes des eaux usées domestiques. En plus des matières organiques, azotées ou phosphorées (agro-industries et papeteries), elles peuvent également contenir des produits toxiques (tanneries, industries de traitement de surface, industrie textile..), des solvants, des métaux lourds, des micropolluants organiques, des hydrocarbures. Les eaux industrielles se caractérisent par une très grande diversité, suivant l’utilisation de l’eau dans les processus et l’activité de l’usine.
En termes de volume et type de polluants, les eaux usées industrielles présentent le plus souvent une charge importante et un risque de dysfonctionnement structurel et fonctionnel des réseaux d’assainissement et des dispositifs de traitement des eaux usées. Ces risques sont d’autant plus grands que les industries sont localisées en amont du réseau d’assainissement. Les principaux polluants transitant dans les eaux usées d’origine industrielle sont les métaux toxiques, les toxines organiques, les matières colorées, les huiles et graisses, les sels, les pollutions organiques, etc.
c. Eaux résiduaires agricoles
Les eaux résiduaires agricoles se caractérisent par la présence de fortes teneurs en sels minéraux (azote, phosphore, potassium venant des engrais, des purins et des lisiers), mais aussi des produits chimiques de traitement tels que les pesticides….Les sources de pollution sont de deux types qui sont contaminées la nappe phréatique à partir des eaux d’infiltration et les eaux de surface:
– les engrais et les produits phytosanitaires comme les pesticides,
– Les effluents des élevages riches en composés azotés.
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