TRAITEMENT DE LIXIVIAT DU C.E.T DE TEBESSA … -SARA-CHETIO… · DCO : Demande chimique en...
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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté des sciences appliquées
Département de Génie des procèdes
Mémoire
Master académique Domaine: Sciences et Techniques
Filière: Génie des Procèdes Spécialité: Génie Chimique
Présenté par : Naima CHETIOUI
Sara CHETIOUI
Thème
TRAITEMENT DE LIXIVIAT DU C.E.T DE TEBESSA PAR
ELECTROCOAGULATION
Soutenu publiquement: Le 05/06/2016
Devant le jury:
Ahemad TABCHOUCH MC (B) Président UKM Ouargla Lotfi BAAMER MC (B) Examinateur UKM Ouargla Moukhtar LATI MA (A) Examinateur UKM Ouargla Ridha LESSOUED MA (A) Encadreur UKM Ouargla
Année Universitaire 2015/2016
Nous remercions Dieu le tout puissant, de nous avoir aidé à
réaliser ce modeste projet ; ensuite nous remercions nous parents
qui Nous ont encouragés à terminer nos études.
Nous tenons à exprimer aussi notre profonde gratitude à notre
ENCADREUR,DR. RIDHA lEssoUED.
pour son aide et ses conseils qui nous ont été très précieux et à
madame boudjamaa souhila, à tous les enseignants du département
de Genie des procédés ainsi qu’aux laborantines qui nous ont
permis de travailler dans de bonnes conditions pendant la
réalisation de ce travail
NoUs TENoNs égAlEMENT à REMERCIER lEs MEMBREs DE jURy :
DR MoUkHTAR lATI CoMME ExAMINATEUR DE jURy
DR loTfI BAAMER CoMME ExAMINATEUR
DR AHEMAD TABCHoUCH CoMME pRésIDENT
NoUs sAIsIssoNs AUssI CETTE oCCAsIoN poUR REMERCIER
ToUTE lA fAMIllE ET lEs AMIs CHACUN à soN NoM ET à ToUTE
pERsoNNE AyANT CoNTRIBUé à lA RéAlIsATIoN DE CE MéMoIRE.
Chetioui (N.S)
II
Sommaire
Liste des abréviations……………………………………………………
Liste des figures…………………………………………………………..
IV
V
Liste des tableaus……………………………………………………….. VII
Introduction Générale ................................................................................
Chapitre I : Les Déchets
I.1. Définition du Déchet ...........................................................................
1
2
I.2. Classification des Déchets Solides ........................................................ 2
I.2.1. Les Déchets Inertes ............................................................................. 2
I .2.2. Les Déchets Dangereux .................................................................... .2
I.2.3. Les Déchets Ménagers et Assimilés ...……………………………… 3
Chapitre II : Le Lixiviat
Introduction……………………………………………………………………. …
5
II.1. Le phénomène de Lixiviation................................................ ........... .5
II.2. Le Lixiviat des Décharges .................................................................... 6
II.3. Mécanismes de formation des lixiviats................................................. 6
II.4.Composition du lixiviat …………………………………………… 7
II.5. Les Types de Lixiviats des Décharges et leur Composition .............. 7
II.5.1. Le Lixiviat Jeune ............................................................................ 7
II.5.2. Le Lixiviat Intermédiaire ................. .............................................. 7
II.5.3. Le Lixiviat Stabilisé ................................ ...................................... 8
Conclusion……………………………………………………………………. 8
III .1 Présentation du Site ....................................................................... 9
III .2 Quelques Données sur les Déchets............................................... 10
III .2.1. Les Quantités de Déchets du CET ............................................ 11
III .3.2. Caractéristiques des Déchets du CET .......................................... 13
III .3. Caractéristiques Technique du CET .................................………... 14
Chapitre III : Présentation du Centre d’Enfouissement Technique
Tébessa
III
Chapitre IV : Etude Expérimentale des Lixiviats du C.E.T .
Introduction 17
IV .1.Caractérisation des Lixiviats ............................................................ 17
IV.2. Traitement des Lixiviats………………………………………….. 17
IV .2.1 Traitement par électrocoagulation…………………………….. 17
IV. 2.2. Matériel et Méthodes ..................... .............................................. 18
IV. 3. Optimisation des paramètres d’électrocoagulation ……………...... 18
IV. 3.1. Effet de la distance entre-électrode…………………………….. 18
IV. 3. 2. Effet de la vitesse d’agitation ………………………………. 23
IV. 3.3. Effet de pH. ……………………………………………………. 27
IV. 3.4. Effet de l’intensité du courant…………………………………. 32
Conclusion générale …………………………………………………… 38
Références bibliographiques .
Annexe.
IV
Liste des abréviations
CET : Centre d’enfouissement technique.
DCO : Demande chimique en oxygène [mg /l ]
DCOi : Demande chimique en oxygène initiale [mg /l ]
DCOf : Demande Chimique en oxygène finale [mg /l ]
DBO5 : Demande biologique en oxygène au bout de 5 jours [mg /l ]
COT: Quantité totale de carbone présent dans les lixiviats [mg /l ]
pH : potentiel hydrogène
T : Température[C°]
Con : Conductivité [ms]
e: distance inter-électrode [cm]
V : vitesse d’agitation [tr/min]
TUR : Turbidité [NTU]
P1 : poids de la boue humide [g]
P2 : poids de la boue sèche [g]
V
3ème Chapitre
Liste des figures
3 Figure I-1 : Classification des déchets selon leur état physique…………………. 3
Figure I- : Classification des déchets selon leur nature chimique……………. 4
Figure I-3 : Classification des déchets selon leur source de production………... 4
Figure I-2 : Portrait de déchets ménagers et lixiviat
Figure III-1 : Vue du CET depuis Google earth ……………………………… 9
Figure III-2 : Population et la quantité de déchets dans chaque secteur ……….. 12
Figure III-3: Composition des déchets ménagers du Tébessa………………… 13
Figure III-4 : Une section longitudinale de la procédure d'extraction de lixiviat.. 14
Figure III-5 : Les déchet ……………………………………………………… 15
Figure III-6 : Les Bassins de collecte des lixiviat……………………………… 16
Figure IV-1 : Dispositif de traitement d’électrocoagulation……………………. 18
Figure IV- 2: Variation du pH, température et conductivité en fonction du temps
d’électrolyse on la distance e=2cm…………………………………………… 19
Figure IV- 3: Variation des paramètres en fonction du temps d’électrolyse on la
distance entre électrode=2.9cm……………………………………………….. 19
Figure IV- 4: Variation du pH, température et conductivité en fonction du
temps d’électrolyse on la distance inter-électrodes=3.9cm……………………. 20
Figure IV- 5: Variation du pH, température et conductivité en fonction du
temps d’électrolyse on la distance inter-électrodes=4.9cm…………………. 21
Figure IV-6: Variation du pH, température et conductivité en fonction du temps
d’électrolyse on la distance inter-électrode=5.9cm…………………………….. 21
Figure IV- 7: Variation de la DCO en fonction du temps d’électrolyse………… 22
Figure IV -8: Variation de la turbidité en fonction des distances inter-électrode.. 22
Figure IV- 9: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction
du temps d’électrolyse on la vitesse d’agitation=100tr/min…………………….. 23
Figure IV -10: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps
1ère Chapitre
4ème Chapitre
VI
d’électrolyse avec 150tr/min…………………………………………………….. 24
Figure IV -11: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps
d’électrolyse avec 200tr/min…………………………………………………….. 25
Figure IV-12: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps
d’électrolyse avec 350tr/min……………………………………………………… 26
Figure IV-13: Variation de la DCO (R%) en fonction du temps d’électrolyse… 26
Figure IV -14: Variation de taux d’abattement en fonction la vitesse d’agitation 26
Figure IV-15: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps
d’électrolyse pH=8.7…………………………………………………………….. 27
Figure IV- 16: Variation du pH, de température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse on le pH=7…………………………………… 28
Figure IV-17: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction
du temps d’électrolyse on le pH=6……………………………………………….. 28
Figure IV-18: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction
du temps d’électrolyse on le pH=5…………………………………………….. 29
Figure IV- 19: Variation du pH, de température et de la conductivité en
fonction du temps ……………………………………………………………… 30
Figure IV -20 : Variation de la DCO (R%) en fonction du temps d’électrolyse
d’électrolyse on le pH=3,8……………………………………………………… 30
Figure IV-21: Variation de la turbidité (R%) en fonction du Ph ……………… 30
Figure IV-22: Variation de pH en fonction du temps d’électrolyse …………… 33
Figure IV- 23: Variation de la conductivité en fonction du temps d’électrolyse.. 34
Figure IV -24: Variation de la DCO en fonction du temps d’électrolyse ……… 34
Figure IV-25 : Variation de turbidité en fonction du l’intensité courent ……… 35
Figure IV- 26: Etat d’électrodes avant et après traitement …………………… 36
Figure IV-27: Couleur des lixiviats avant et après traitement ………………… 36
VII
Liste des tableaux
Tableau II-1 : Les Types de Lixiviats des Décharges ………………………………. 8
Tableau III-1: L'évolution de la quantité de déchets ménagers produits pour la ville
de Tebessa 2002-2010………………………………………………………………. 11
Tableau III- 2: Repartitions de la population en fonction de la production journalese
de déchets………………………………………………………………….. 12
Tableau III-3 : Nature des déchets à Tébessa ..................................................................... 13
Tableau IV-1: caractéristiques des lixivats ......................................................................... 17
Tableau IV-2: Les conditions de la réaction pour la distance (e=2) .................................. 18
Tableau IV-3 : Les conditions de la réaction pour la distance (e=2.9) .............................. 19
Tableau IV-4 : Les conditions de la réaction pour la distance (e=3.9) ............................... 20
Tableau IV-5 : Les conditions de la réaction pour la distance (e=4.9) ............................... 20
Tableau IV- 6: Les conditions de la réaction pour la distance (e=5.9) ............................... 21
Tableau IV- 7 : résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 100tr/min ............................. 23
Tableau IV- 8: résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 150tr/min .............................. 24
Tableau IV- 9 : résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 200tr/min ............................. 25
Tableau IV- 10: résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 350 tr/min .......................... 25
Tableau IV- 11 : résultats trouvés avec un pH=8.7 ............................................................ 27
Tableau VI-12 : résultats trouvés avec un pH=7 ................................................................ 28
Tableau VI-13 : résultats trouvés avec un pH=6 ....................................................... 29
Tableau VI-14 : résultats trouvés avec un pH=5 ................................................................ 29
Tableau VI-15 : résultats trouvés avec un pH=3.8 ............................................................. 30
Tableau VI-16 : résultats trouvés avec I=1 ......................................................................... 32
Tableau VI-17 : résultats trouvés avec I=1.4……………………………………… 32
Tableau VI-18 : résultats trouvés avec I=1.6 ...................................................................... 33
Tableau VI-19 : résultats trouvés avec I=2 ......................................................................... 33
3ème Chapitre
4ème Chapitre
2ème Chapitre
1
Introduction
Introduction générale
L’augmentation du volume des déchets en décharge (contrôlée et sauvage) ainsi que leurs
interactions avec le milieu extérieur conduisent à la production et à la dispersion de flux
polluants, essentiellement à travers l’émergence des lixiviats. La production de lixiviats est
l’un des problèmes les plus aigus que la pratique de l’enfouissement des déchets
occasionne.[1]
Dans les centres d’enfouissement le contact entre ces effluents et l’écosystème
environnant est en théorie évité grâce à des aménagements qui garantissent l’étanchéité des
casiers contenant les déchets.
Les lixiviats qui s’écoulent de la décharge sont contaminés par divers produits et
polluants présents dans ce bioréacteur que constitue la décharge. Ainsi ces derniers doivent
répondre à des normes de rejet leur imposant au préalable un traitement spécifique. Le suivi
de ces effluents s’avère nécessaire aussi bien pour prévenir les risques sanitaires,
environnementaux que pour collecter régulièrement les données dont l’exploitation servira à
améliorer leurs traitements.
La composition des lixiviats dépend de plusieurs paramètres: pH, âge du site, type de
déchets entreposés auquel s’ajoutent le climat et la saison. Afin de choisir le procédé le plus
approprié pour chaque effluent, il est nécessaire de considérer une série de conditions: les
caractéristiques de l’eau résiduaire brute: DCO, DBO5, MES, pH, métaux lourds. La qualité
de l’effluent final requis (spécifications de l’eau traitée liées à la réglementation) et les coûts
relatifs.[4]
Notre étude consiste à évaluer les paramètres physico-chimiques caractérisant les lixiviats
issue du centre d’enfouissement technique de Tébessa minimisant et proposé un traitement
pour dépolluer les principaux paramètres tel que la DCO et la turbidité.
L’électrocoagulation est une technique attirante et convenable pour le traitement des
différents effluents en raison de ses nombreux avantages tels que sa compatibilité
environnemental, son adaptabilité, son efficacité et son faible coût.
Ce mémoire est composé de deux parties:
La première est une synthèse bibliographique qui se décompose en trois chapitres, le
premier met des points sur la définition du déchet et ça classification. Le deuxième aborde le
phénomène de lixiviation, les mécanismes de formation et ça composition. La présentation du
centre d’enfouissement technique de Tébessa est abordée dans le chapitre trois.
Dans la deuxième partie, nous présentons les essais réalisés, commençant par une caractérisation globale de notre lixiviat jusqu'à optimisation des conditions de traitement par électrocoagulation.
Chapitre I Les Déchets
Définition du Déchet
Le déchet peut être défini comme étant tout résidu d’un processus de production, de
transformation ou d’utilisation, toute substance, matériau, produit ou plus généralement. Mais
la définition officielle selon la Loi N°01-19 du 12/12/2001 relative à la gestion, au contrôle et
à l’élimination des déchets est : tout résidu d’un processus de production, de transformation
ou d’utilisation et plus généralement toute substance, ou produit et tout bien meuble dont le
propriétaire ou le détenteur se défait, projette de se défaire, ou dont il a l’obligation de se
défaire ou de l’éliminer . [2]
Classification des Déchets Solides
Les Déchets Inertes
Les déchets inertes sont des déchets qui ne subissent en cas de stockage aucune
modification physique, chimique ou biologique importante. Ces déchets ne se décomposent
pas, ne brûlent pas et ne produisent aucune réaction physique, chimique ou biologique de
nature à nuire à l’environnement. Leur potentiel polluant, leur teneur élémentaire en polluants
ainsi que leur écotoxicité sont insignifiants .
Les Déchets Dangereux
Les déchets dangereux sont constitués des déchets dangereux des ménages, des déchets
de soins et assimilés à risque et des déchets industriels spéciaux (déchets organiques ou
minéraux comme les hydrocarbures, les goudrons, les solvants, les acides de décapage, tel les
cendres volantes, …etc). Ces déchets sont traités dans des centres de stockage spéciaux.
Les conditions d’implantation et de gestion de ce type de centre de stockage entraînent la
mise en œuvre de conditions d’étanchéité optimum. Toutefois la production de lixiviats est
limitée car les critères d’admission excluent tout déchet fermentescible et les déchets sont
rapidement recouverts et isolés des eaux météoriques .
Les Déchets Ménagers et Assimilés
Les déchets ménagers et assimilés, appelés déchets non dangereux, comprennent
notamment les déchets industriels banals qui sont les déchets provenant de l’industrie, du
commerce, de l’artisanat, des services, des administrations et des activités de toutes natures,
dès lors qu’ils ne sont ni inertes ni dangereux. L’évolution de ces déchets dans le site de
stockage et leurs interactions avec le milieu extérieur conduisent à la dispersion de flux
polluants, essentiellement à travers l’émergence de lixiviats qui résultent de la mise en
solution par voies physico-chimiques et biologiques, des éléments polluants dans les eaux de
Chapitre I Les Déchets
percolation. Ainsi, des métaux, des molécules organiques et des quantités importantes d’azote
ammoniacal se . .[2]
Figure I-1. Classification des déchets selon leur état physique
Figure I-2. Classification des déchets selon leur nature chimique
Chapitre I Les Déchets
Figure I-3. Classification des déchets selon leur source de production
Figure I-4 Portrait de déchets ménagers et lixiviat
Chapitre II : Le Lixiviat
Introduction
Le lixiviat est le liquide résiduel provenant de la percolation des eaux à travers les
déchets. Il est chargé en polluants (organiques, minéraux, métalliques) par extraction des
composés solubles des déchets. Ces eaux proviennent des précipitations, du ruissellement ou
des déchets eux-mêmes. Sa composition et son volume sont difficiles à déterminer car la
décharge constitue un réacteur complexe évoluant spontanément. Les déchets enfouis servent
de substrat aux micro-organismes (bactéries, levures, champignons) dont l’activité a des effets
directes sur les conditions physico-chimiques du milieu (pH, potentiel redox) ou peuvent
déclencher des phénomènes physico-chimiques secondaires (dissolution, précipitation)
Le phénomène de Lixiviation
La lixiviation est une technique d'extraction de produits solubles. Elle consiste à faire
passer lentement un liquide à travers un solide en poudre. Le lixiviat, liquide que produit
l'opération, peut ensuite être traité pour en extraire les substances dissoutes. Le café filtre est
obtenu par lixiviation. L'eau passe à travers la poudre de café moulu.
En edaphologie, la lixiviation est également le processus au cours duquel l'eau de
ruissellement passe au travers des pores du sol, et se rapproche de la percolation.
Elle est aussi utilisée dans l'industrie minière.
Dans le domaine de l'altération des matériaux, la lixiviation est le phénomène de
lessivage d'éléments solubles. Le verre est altéré par dissolution des sels alcalins et
alcalinoterreux qui vont, une fois en contact avec les éléments atmosphériques, (carbone,
soufre, hydrogène) se recristalliser. La lixiviation entraîne une modification de composition
du matériau originel. Pour le verre, la couche lixiviée correspond à la couche résiduelle riche
en silice et appauvrie en cations modificateurs de réseau structurel de base (potassium,
sodium, magnésium et calcium).
En gestion environnementale, le phénomène de lixiviation est le processus au cours duquel
l'eau s'infiltre dans un site de stockage et se charge de matières dangereuses comme les
métaux lourds. L'eau finissant dans la nappe phréatique par ruissellement. Le phénomène est
très présent dans toutes les anciennes décharges ménagères et industrielles où les déchets
n'ont pas été stockés dans un environnement imperméable ou avec un processus de traitement
du ruissellement. . [2]
Chapitre II : Le Lixiviat
Le Lixiviat des Décharges
On peut définir le lixiviat comme étant le jus de décharges, soit l’eau qui a percolé à
travers les déchets en se chargeant de polluants .
La législation européenne définit le lixiviat comme « tout liquide filtrant par percolation des
déchets mis en décharge et s’écoulant d’une décharge ou contenu dans celle-ci ». Plus
communément, le lixiviat provient de l’eau qui percole à travers les déchets en se chargeant
bactériologiquement et chimiquement en substances minérales et organiques dissoutes ou en
suspension .
Les Mécanismes de Formation des Lixiviats
La compréhension de la genèse des lixiviats implique non seulement la connaissance de
la nature des déchets enfouis et du mode d’exploitation de la décharge (hauteur des déchets,
nature et qualité des déchets, surface exploitée, compactage, âge des déchets ….), mais aussi
l’étude des interactions entre l’eau et les déchets.
La formation de lixiviats à partir des déchets met en jeu une grande diversité de phénomènes
qui peuvent être répartis en deux catégories:
Les mécanismes physico-chimiques: l’évolution du pH, du pouvoir tampon, de la salinité
et du potentiel d’oxydoréduction des percolâtes est le résultat des mécanismes chimiques
de solubilisation, complication, oxydoréduction, adsorption, neutralisation et transfert de
matière.
Les processus biologiques aérobie et anaérobie: grâce à l’action biochimique des
enzymes sécrétées par les micro–organismes du milieu, la fraction organique des déchets
est dégradée. [4]
II .4.Composition des lixiviats
Plusieurs paramètres physico-chimiques peuvent être utilisés pour définir la composition
d’un lixiviats telles que :
La DCO: Quantitie l’état d’oxydation des substances présentes dans les lixiviats.
La DBO5: Quantitie la biodégradabilité des lixiviats.
Le COT: Quantité totale de carbone présent dans les lixiviats.
Le rapport DBO5 / DCO: Représente la biodégradabilité.
Le rapport DCO / COT: Représente l’état d’oxydation des lixiviats.
L’azote Kjedahl : Azote ammoniacal et azote organique.
Chapitre II : Le Lixiviat
Les lixiviats de la plupart des enfouissements contiennent des concentrations en
contaminants qui dépassent le critère de qualité pour les eaux de surface et les eaux potables
et qui présentent ainsi un risque environnemental élevé. Ces contaminants se classent en
quatre groupes de polluants à savoir:
La matière organique dissoute ou en suspension, issue de la biomasse, exprimée
généralement en Demande Chimique en Oxygène (DCO) (les AGV, les substances
humiques et fulviques…)
Les micropolluants organiques (hydrocarbures, composés, organo-halogénés…)
Les composés minéraux majeurs sous forme ionique (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+, Fe2+,
HCO3-, Cl-, SO4
2-…) ainsi que d’autres composés tels que les borates, les sulfites…
Les cations de métaux lourds à l’état de traces, sous forme majoritairement complexée par
des ligands minéraux (HCO3-, Cl-, SO4
2-) ou organiques (macromolécules de type
humique et fulvique) . [4]
Les Types de Lixiviats des Décharges et leur Composition
Le Lixiviat Jeune
Il est caractérisé par un pH acide de l’ordre de 6. Le rapport DBO5/DCO est important,
du fait de la présence des microorganismes. La DCO dépasse souvent les 20 000 mg/l et peut
même atteindre des valeurs extravagantes (jusqu'à 80 000 mg/l), les acides carboxyliques
représentent environ 80% de la charge organique . Ainsi, un traitement biologique est
fortement recommandé pour ce genre d’effluent . [3]
Le Lixiviat Intermédiaire
C’est une phase de transition entre le lixiviat jeune et le lixiviat stabilisé. Le pH
s’approche généralement de la neutralité et la charge organique est nettement plus faible que
celle du jeune (entre 3 000 et 15 000 mg/l). Le rapport DBO5/DCO avoisine les 0,2. Le
pourcentage en acides carboxyliques est faible (20 à 30%). Ce genre de lixiviat est faiblement
biodégradable et c’est plutôt les procédés physico-chimiques qui sont préconisés pour son
traitement . [3]
Le Lixiviat Stabilisé :
Ou appelé aussi le lixiviat vieux. La DCO ne dépasse pas les 2 000 mg/l et le pH est
légèrement basique (7,5 à 8,5), les acides carboxyliques et les métaux n’existent presque pas
dans ces eaux, mais la teneur des composés à haut poids moléculaire est importante . [3]
Chapitre II : Le Lixiviat
Tableau II .1 : Types de Lixiviats des Décharges
Conclusion
Les lixiviats se chargent donc de polluants organiques, minéraux et métalliques et
risquent ainsi de provoquer la pollution de la nappe phréatique. La pollution des eaux
souterraines est le résultat de l’infiltration et de la diffusion des lixiviats en sous-sol
perméable ou fissuré. Par leur caractère polluant, les lixiviats doivent être traités avant leur
rejet éventuel en milieu naturel afin d'éviter la contamination des eaux souterraines.
Chapitre III
III .1 Présentation du
III .1 .1 Site du Centre technique pour combler les ordures ménagères
1.1.a. Site et topographique
Site se trouve à 7 km le long de l'est de la voie ferrée de la route nationale n ° 16 et 500
m de relier la ville de Tébessa et les mines de phosphate Composite du cou Mont. Le site se
compose principalementt de terrains vacants à la nature de la topograph
de certaines personnes. [
Site se trouve sur une superficie d'environ 30 hectares ruelle bien sûr, avec la route
nationale n ° 16 et situé à environ 7 kilomètres à l'est de la ville méridionale de Tebessa. Site
situé à une altitude au dessus du niveau d'environ 874
.1 Présentation du Site
III .1 .1 Site du Centre technique pour combler les ordures ménagères
1.1.a. Site et topographique
Site se trouve à 7 km le long de l'est de la voie ferrée de la route nationale n ° 16 et 500
m de relier la ville de Tébessa et les mines de phosphate Composite du cou Mont. Le site se
compose principalementt de terrains vacants à la nature de la topograph
[14 ]
Site se trouve sur une superficie d'environ 30 hectares ruelle bien sûr, avec la route
nationale n ° 16 et situé à environ 7 kilomètres à l'est de la ville méridionale de Tebessa. Site
de au dessus du niveau d'environ 874-920 m de la mer.
Figure III-1 Vue du CET depuis google earth
CET
III .1 .1 Site du Centre technique pour combler les ordures ménagères
Site se trouve à 7 km le long de l'est de la voie ferrée de la route nationale n ° 16 et 500
m de relier la ville de Tébessa et les mines de phosphate Composite du cou Mont. Le site se
compose principalementt de terrains vacants à la nature de la topographie de surface parsemée
Site se trouve sur une superficie d'environ 30 hectares ruelle bien sûr, avec la route
nationale n ° 16 et situé à environ 7 kilomètres à l'est de la ville méridionale de Tebessa. Site
920 m de la mer. [14 ]
Chapitre III CET
10
III .2 Quelques Données sur les Déchets
III .2 .1 Les déchets solides dans la ville de Tébessa:
1. routes de déchets et les rues
2. déchets commerciaux
3. Gestion des déchets
4. déchets industriels dans la ville de Tébessa
5. . déchets hospitaliers à la ville de Tébessa
6. Synagogues de déchets [14 ]
III .2.2 Les déchets Accueil à Tébessa:
Ce type de déchets est le plus élevé dans toutes les villes, quel que soit le
nombre et la taille de sa population et la ville de Tébessa ne diffère pas de ces villes
où la quantité de déchets ménagers posé lié à la taille de sa population, qui a été estimé
à: 198 181 habitants et que l'année 2008. [14 ]
Chapitre III CET
11
Tableau III-1: Evolution de la quantité de déchets ménagers produits pour la ville de Tébessa
2002-2010[14 ]
Année
population
quantité du déchet
Tonn/jour
2002 167033 70,81
2003 171176 72,47
2004 175415 74,17
2005 179754 75,90
2006 188194 77,68
2007 194122 79,49
2008 198181 14, 81
2009 201455 57,84
2010 203875 56,89
Le tableau ci –dessous illustre l’évolution de la quantité de déchets ménagers produits pour
la ville de Tébessa 2002-2010 ,On observer l’augmentation des la quantité des déchets
(ton/jour) avec augmentation de temps (2002-2007 ).
III .2.4 Les déchets ménagers distribués par la combinaison de la ville de Tebessa
secteurs
En raison de l'expansion urbaine et la croissance démographique de Tebessa
maire des intérêts de la municipalité en collaboration avec la Direction de l'environnement
de la division de Tebessa ville en huit régions pour la meilleure gestion des déchets ménagers
et que de 2002 à 2011, les mêmes divisions et des secteurs urbains de la ville et sont les
suivants. [14 ]
Chapitre III CET
12
Tableau III- 2: Répartition de la population de Tébessa en fonction de la production
journalière de déchets [14 ]
population
La quantité
des déchets
KG/jour
La proportion de déchets
%
10662 4380 %05.40
25961 10630 %13.10
28400 11640 %14.34
58622 24000 %29.60
41102 16830 %20.73
20373 8340 %10.30
6956 2850 %03.50
6005 2460 %03.03
198.181 81140 %100
Figure III.2 : Population et la quantité de déchets dans chaque secteur.
70000
60000
50000
40000
30000
Population
la quntité des dechéte
20000
10000
0
1 2 3 4 5 6 7 8
Chapitre III CET
13
Le Tableau ci –dessous illustre la répartition de la population de Tébessa en fonction
de la production journalière des déchets , On observer la augmentation des déchets
avec augmentation la population .
La figure ci –dessous que montré la variation les population et la quantité de
déchets dans chaque secteur.
5 : caractéristiques des déchets ménages à Tébessa
Tableau III-3 : Nature des déchets à Tébessa [14 ]
la nature du matériau Tébessa Ville
substance organique %73.30
papier %4.6
carton %6.35
verre %1.05
métaux %2.34
plastique %5.2
bois /
texture /
D'autres matériaux %5.5
/ %100
Chapitre III CET
14
Figure III. 3: Les composition des déchets ménagers du Tébessa.
Les Tableau et Figure ci –dessous illustre la nature et les composition des déchets ménagers
du Tébessa .On observer le grande quantité est substance organique , et papier , carton ,verre ,
métaux , plastique .
III .3. Caractéristiques Technique du CET
Tout d'abord, le mouvement des déchets directement dans la zone de fossé ou décharge
pour décharger la cargaison, un trou de 100 zones * 100 * 20 heures, et 09 sont programmés
ou fossés
Deuxième Quant au sol, il est couvert avec des fluides étanches et nuisibles, et existent
dans les puits pour éliminer les gaz toxiques comme le méthane liquéfié, CH4, et est une
couche très toxique de gaz privé d'ozone et causant le réchauffement climatique, et il y a un
réseau de tuyaux à la sortie de XCVA de déchets liquides résultant et sont transférés aux
bassins de consolidation et est un trois bassins classés.
Troisième après le premier mouvement est plein à la seconde, puis la troisième, et pour
la première du bassin est plus un lieu de rassemblement où en circulation ou des matériaux
lourds et allant. Et aussi ces bassins entourés par une fuite à l'épreuve . [14 ]
73.30% substance organique
4.60% papier
6.35% carton
1.05% verre
2.34% métaux
5.20% plastique
Chapitre III CET
15
Figure III-4 : Une section longitudinale de la procédure d'extraction de lixiviat
Figure ci – dessous illustre la procédé d'extraction de lixiviat dans les déchets ménager .
Chapitre III CET
16
Figure III-5 : Les déchets ménager de la ville de Tébessa [14 ]
Figure ci – dessous illustre les déchets ménager de la ville de Tébessa , après compactage et
classification par rapporte la nature des déchets .
Chapitre III CET
17
Figure III--6 : Les Bassins de collecte de lixiviat [14 ]
la figure ci – dessous illustre les draine collecteur des lixiviat après extraie dans les déchet
ménager de la ville Tébessa ,On observe la décantation les bassins de collecte pour traité par
la methode biologique
Chapitre IV Etude experimental
17
Introduction
Ce chapitre porte sur l'optimisation de la performance épuratrice de l'unité
d'électrocoagulation. La performance du réacteur conçu, les paramètres influençant
l’efficacité d’enlèvement de la DCO, les essais de traitement de lixiviat et le pouvoir
désinfectant du procédé d’électrocoagulation sont les principales lignes à discuter dans ce
chapitre. De plus, certains effets complémentaires induits par processus d'électrocoagulation
sont exposés telles que l’évolution de pH, la conductivité et la turbidité et la production des
boues……
IV. 1. Caractérisation des Lixiviats
Dans cette étude, nous avons traité les lixiviats centre technique de l’enfouissement
Tébessa, par électrocoagulation. Avant de procéder au traitement une caractérisation a été
effectuée. Le tableau ci-dessous illustre les caractéristiques des lixivats brut.
Tableau IV-1: caractéristiques des lixivats
pH Con
(ms)
Turbidité
(NTU)
DCO
(mg/L)
DBO5
(mg/L)
DBO5/
DCO
8.5 55 150 9850 800 0.08
De ces caractéristiques, on peut dire que ce lixiviat est Stabilisé par ce que le pH est
supérieure à 7 et le rapport de la biodégradabilité DBO5/ DCO=0,08 est inférieur à 0,1.
IV.2. Traitement des Lixiviats par électrocoagulation
IV .2.1 Principe du procédé
Le procédé d’électrocoagulation est basé sur le principe des anodes solubles. Il s’agit,
d’imposer un courant (ou potentiel) entre deux électrodes (fer ou aluminium) immergées dans
un électrolyte contenu dans un réacteur pour générer, in situ, des ions (Fe2+, Fe3+, Al3+),
susceptibles de produire un coagulant en solution et de provoquer une coagulation- floculation
des polluants que l’on souhaite éliminer. L’électrolyse peut également coaguler les composés
solubles oxydables ou réductibles contenus dans l’effluent. Le champ électrique crée un
mouvement d’ions et de particules chargées. Cette action permet de rassembler les matières
en suspension sous forme de flocs qu’on élimine ensuite par un procédé physique classique
(décantation, flottation, filtration)
Chapitre IV Etude experimental
18
IV .2. 2. Protocoles expérimentaux
Le dispositif expérimental est montré dans le schéma ci-dessus. Nous avons utilisé
deux électrodes en Al de dimensions (6*2.4*0.3cm) pour un volume de 400ml d’échantillon.
A chaque fois on fait varier un paramètre et fixe les autres (pH, la vitesse d’agitation, la
distance entre électrodes, de l’intensité du courant). La figure ci-dessous montre le dispositif
de traitement utilisé.
Figure IV-1 : Dispositif de traitement d’électrocoagulation
IV. 3. Optimisation des paramètres d’électrocoagulation
IV. 3.1. Effet de la distance inter-électrodes
Dans cette partie nous avons varié la distance inter-électrodes à 2cm et fixé les
autres facteurs (pH initial, v=150 tr/min, I=2A, t= 90 min, 12V). Le tableau et les figures ci-
dessous illustrent les résultats trouvés après traitement.
Tableau IV-2: Les conditions de la réaction pour la distance (e=2)
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids de la bous
pH 9.33 9.27 9.63 9.57 9.88 9.39 Avant : 17.47
Après : 16.83
7.7g T(C°) 23.1 30.1 34.2 39.7 39.3 38.8
Cond 40.5 41.2 42.1 36.5 39.3 34.7
R%DCO 70.18 79.7 79.87 6.08 90.13 85.3
Chapitre IV Etude experimental
19
Figure IV. 2: Variation du pH, température et conductivité en fonction du temps d’électrolyse on la distance e=2cm
Dans la courbe ci-dessus on observe une augmentation de la température de la solution
traitée avec une augmentation de temps de réaction avec une fluctuation de la valeur du pH.
Tableau IV-3 : Les conditions de la réaction pour la distance (e=2.9)
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 9.61
9.74
8.45
10.12
10.11
9.34
Avant : 17.08
Après : 18.09
2.58 T (C°) 24.5 32.3 39.6 38.1 38.1 39.7 Con 30.4 30 25.3 21.7 28.3 24.3
R%DCO 68.69 68.69 16.52 75.40 81.36 85.09
Figure IV. 3: Variation des paramètres en fonction du temps d’électrolyse on la distance entre électrode=2.9cm
e=2cm60
50
40
30
20
10
0
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
e=2.950
40
30
20
10
0
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
Chapitre IV Etude experimental
20
Tableau IV-4 : Les conditions de la réaction pour la distance (e=3.9)
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 9.30 8.92 9.25 9.86 9.98 10.05 Avant : 16.83
Après : 15.38
7.26g
T (C°) 27.2 34.8 38.7 40.4 41.3 42.7 Cond 45.1 42.1 42.1 42.0 40.0 38.0
R% DCO 22.4 28.44 23.97 26.96 32.17 2.36
Figure IV. 4: Variation du pH, température et conductivité en fonction du temps d’électrolyse on la distance inter-électrodes=3.9cm
Tableau IV-5 : Les conditions de la réaction pour la distance (e=4.9)
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’
électrodes Poids des
boue pH 9.29 9.55 9.66 9.84 9.75 10.16 Avant :
14.61 Après :
13.79
3.07g T (C°) 27.6 34.1 36.6 38.9 38.8 26.3 Con 41 38.1 37.2 36 39.2 33.9
R% DCO 65.71 17.76 9.81 64.96 47.83 59
e=3.9cm60
50
40
30
20
10
0
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
Chapitre IV Etude experimental
21
Figure IV. 5: Variation du pH, température et conductivité en fonction du temps d’électrolyse on la distance inter-électrodes=4.9cm
Tableau IV- 6: Les conditions de la réaction pour la distance (e=5.9)
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 9.31 9.51 9.31 9.70 9.68 9.84 Avant : 14.61
Après :
13.79
3.07 T (C°) 22.4 29.2 32.9 33.8 34.7 34.7 Con 33.3 18.6 18.6 25.6 26.2 29.2
R%DCO _ 64.97 96.27 76.89 94.03 37.39
Figure IV. 6: Variation du pH, température et conductivité en fonction du temps
d’électrolyse on la distance inter-électrode=5.9cm
50
40
30
20
10
0
e=4.9cm
pH
T (C°)
Con 0 15 30 45 60
Tt(min)
75 90
e=5.9cm40 30
20
10
0
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
Chapitre IV Etude experimental
22
d. Variation de la DCO en fonction de la distance inter-électrodes
Figure IV. 7: Variation de la DCO en fonction du temps d’électrolyse
La figure ci-dessus montre que le rendement optimal de la DCO est de 96.27 % en utilisant e= 5.9cm et un temps d’électrolyse de 45min.
c. Variation de la TUR en fonction de la distance inter-électrodes
Figure IV .8: Variation de la turbidité en fonction des distances inter-électrode
On observe que le rendement maximal de la turbidité (38 .08 %) ce qui correspond à
une distance entre les électrodes de 4.9 cm .
Le pH et la conductivité dans le lixiviat sont considérés parmi les paramètres les plus
importants, qui affectent la concentration de lixiviat dans les décharges des déchets ménagers.
Ces résultats montrent que le pH augmente avec le temps dans tout les essais (pH initial=8.79,
120
100
80
60
40
20
R%(e=2cm)
R%(e=2.9cm)
R%(e=3.9cm)
R%(e=4.9cm)
R%(e=5.9cm)
0
15 30 45 60 75 90
t(min)
TUR 40 30 20
10 TUR
0
e=2cm e=2.9cm e=3.9cm
e=cm
e=4.9cm e=5.9cm
R%
TU
R
DC
O R
%
Chapitre IV Etude experimental
23
v = 150 tr/min, I = 2A, temps = 90min, U=12 V, 2 électrodes en aluminiums avec variation
de la distance entre les électrodes (2,2.9 ,3.9 ,4.9 ,5 .9).
On a observé une diminution de la conductivité, ceci peut être justifié par la dégradation
des sels.
Les figures ci-dessus illustrent la variation de la conductivité en fonction du temps
d’électrolyse avec tout les distances inter-électrodes, on a observé que la meilleure distance
est 5.9cm ce qui correspond à la plus faible valeur de la conductivité ce qui fait l’existence de
petite quantité des sels.
On remarque que la distance optimale est 5.9 ce qui correspond à une faible perte de masse
de l’électrode et une quantité minimale de boue.
IV. 3. 2. Effet de la vitesse d’agitation
a. Conductivité et pH
Les conditions utilisées pour dans cette étape traitement sont: pH initial, e = 5.9 cm, I= 2
A, temps = 90min, 12V, et des vitesses d’agitation entre 100 et 350tr/min .
Tableau IV- 7 : résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 100tr/min
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 9.73 9.69 9.81 9.90 9.90 10.05 Avant : 13.66
Après :
13.23
13.66
T (C°) 17.2 24.1 28.7 30.6 32.1 33.6 Con 30.3 29.1 27.8 27.6 27.4 24.5 R% 62.73 37.39 65.71 52.29 70.18 66.46
Figure IV. 9: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction du temps d’électrolyse on la vitesse d’agitation=100tr/min
V=100tr/min 40
30
20
10
0
pH
T
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
Chapitre IV Etude experimental
24
La figure IV. 9 illustre la variation de pH, la température et la conductivité en fonction
du temps d’électrolyse on la vitesse d’agitation=100tr/min, on observe une augmentation de
pH jusqu’à 10.05 et une diminution de la conductivité 24,5 ms, quand le temps d’électrolyse
augmente.
Le tableau IV- 8 illustre les résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 150tr/min et les
mêmes conditions que précédemment.
Tableau IV- 8: résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 150tr/min
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 9.31 9.51 9.31 9.70 9.68 9.84 Avant : 14.61g
Après :
13.79g
3.07g
T(C°) 22.4 29.2 32.9 33.8 34.7 34.7
Cond (ms) 33.3 18.6 18.6 25.6 26.2 29.2
R% _ 64.97 96.27 76.89 94.03 37.39
Figure IV .10: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps
d’électrolyse avec 150tr/min
Le tableau IV- 9 illustre les résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 200tr/min et les
mêmes autres conditions que précédemment.
v=150tr/min 40 35 30 25 20 15 10
50
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
Chapitre IV Etude experimental
25
Tableau IV- 9 : résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 200tr/min
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids de boue
pH 9.25 9.41 9.45 9.50 9.60 9.68 Avant : 13.23g
Après : 12.62g
12.51g T (C°) 23.8 30 34 38.2 39.6 40.6 Con 29.5 27.8 27.5 25 24.5 25.4 R%
DCO 44.84 50.06 46.33 3.85 56.02 40.37
Figure IV .11: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps d’électrolyse avec 200tr/min
La figure IV. 11 illustre la variation de pH, de la température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse avec une vitesse d’agitation =200tr/min. On a observé une
augmentation de pH jusqu’à 9.68 avec l’augmentation de temps d’électrolyse.
Tableau IV- 10: résultats trouvés avec vitesse d’agitation de 350 tr/min
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 8.92 9.04 9.06 9.11 9.31 9.20 Avant : 12.62g
Après : 11.77g
12.49g
T (C°) 25.9 33.4 38.6 42.9 44.6 47.1 Con 28 18.4 12.2 9.8 8.5 7.4 R% 37.39 46.33 40.37 42.61 56.02 56.77
V=200tr/min 50
40
30
20
10
0
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
Chapitre IV Etude experimental
26
V=350tr/min
0 15 30 45 60 75 90
t(min)
Figure IV. 12: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps d’électrolyse avec
350tr/min
La figure IV. 12 illustre la variation de pH, de la température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse avec une vitesse d’agitation =350tr/min. On a observé une
augmentation de pH jusqu’à maximum de 9.31 avec l’augmentation de temps d’électrolyse.
b. Variation de la DCO en fonction des vitesses d’agitation
Figure IV. 13: Variation de la DCO (R%) en fonction du temps d’électrolyse
La figure 13 illustre la variation de l’abattement de la DCO (R%) en fonction du temps
d’électrolyse en variant la vitesse d’agitation. Le meilleur taux d’abattement de la DCO était
96.27% en utilisant une vitesse d’agitation de 150 tr/min dans 45 min.
c. Turbidité
La Figure IV. 14 illustre la variation de turbidité en fonction de la vitesse d’agitation.
0
10
20
30
40
50
0 15 30 45 60 75 90
t(min)
V=350tr/min
pH
T (C°)
Con
Chapitre IV Etude experimental
27
Figure IV .14: Variation de taux d’abattement en fonction la vitesse d’agitation
La figure IV .14 montre la variation de taux d’abattement de la turbidité (R%) en
fonction de la vitesse d’agitation. Un rendement de dépollution de 45% est observé avec une
vitesse d’agitation de 100 tr/min.
IV. 3. 3. Effet de pH
Dans cette partie nous avons fixé les facteurs (e= 5.9cm, v=100 tr/min, I=2A, t= 90
min, 12V). Le pH est varié de 8.7 à 3.8, en utilisant H2SO4, afin d’étudier son l’effet sur le
taux de dépollutions des différents paramètres notamment la DCO et la turbidité. Le tableau et
les figures ci-dessous illustrent les résultats trouvés après traitement.
Tableau IV- 11 : résultats trouvés avec un pH=8.7
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’
électrodes Poids des
boue pH 9.37 9.69 9.81 9.90 9.90 10.05 Avant :
13.95 g Après :
13.23g
13.66g
T (C°) 17.2 24.1 28.7 30.6 32.1 33.6
Con 30.3 29.1 27.8 27.6 27.4 24.5 R% DCO 62.73 36.64 65.71 52.29 70.18 66.46
R% TUR 50 40 30 20 10
0 R% TUR
Chapitre IV Etude experimental
28
Figure IV. 15: Variation de pH, la T° et Conductivité en fonction de temps d’électrolyse pH=8.7
La figure IV. 15 illustre la variation de pH, de la température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse avec un pH de 8,7. On a observé une augmentation de pH
jusqu’à maximum de 10.05 dans 90 min.
Tableau VI-12 : résultats trouvés avec un pH=7
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 9.05 9.56 9.83 9.93 10.02 10.10 Avant : 22.90
Après : 22.51
12.43g
T (C°) 27.4 27.8 33.8 37.4 38.4 40.7
Con 29.3 27 28 27 24.8 25
R% 44.84 47.83 44.84 81.37 70.93 62.73
Figure IV. 16: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction du temps
d’électrolyse on le pH=7
PH=8.740
30
20
10
0
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
PH=7 50
40
30
20
10
0
pH
T (C°)
0 15 30 45
t(min)
60 75 90 Con
Chapitre IV Etude experimental
29
La figure IV. 16 illustre la variation de pH, de la température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse avec un pH de 7. On a observé une augmentation de pH
jusqu’à maximum de 10.10 dans 90 min.
Tableau VI-13 : résultats trouvés avec un pH=6
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 8.38 9.05 9.27 9.19 9.18 9.18 Avant : 22.51g
Après : 21.53g
16.15g T (C°) 32.6 41.4 46.4 50.7 53.2 54.5
Con 33 28.3 13.5 11.6 10.2 5.2
R% DCO 84.57 60.49 23.97 70.93 86.58 74.66
Figure IV. 17: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction du temps d’électrolyse on le pH=6
La figure IV. 17 illustre la variation de pH, de la température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse avec un pH de 6. On a observé une augmentation de pH
jusqu’à maximum de 9.27dans 45 min.
Tableau VI-14 : résultats trouvés avec un pH=5
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 6.83 8.52 9.37 9.42 9.72 9.81 Avant : 19.96
Après : 19.41
21.40 T (C°) 22.9 31.9 37.2 39.4 43 44.7
Con 56.9 47.1 44.9 23.2 11.3 4 R% DCO 66.46 81.37 88.82 12.79 88.82 23.23
PH=660
50
40
30
20
10
0
PH
T(C°)
Con
15 30 45 60 75 90
t(min)
Chapitre IV Etude experimental
30
Figure IV. 18: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction du temps d’électrolyse on le pH=5
La figure IV. 18 illustre la variation de pH, de la température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse avec un pH de 5. On a observé une augmentation de pH
jusqu’à maximum de 9.81dans 90 min.
Tableau VI-15 : résultats trouvés avec un pH=3.8
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
pH 4.83 6.25 6.42 6.46 6.17 6.2 Avant : 21.15
Après :
19.96
12.98
T (C°) 30.7 35.4 37 39.1 41.1 42.2
Con 36.5 44 35.3 13.6 19.2 20.1
R% DCO 2.36 11.30 36.64 40.37 44.84 90.32
Figure IV. 19: Variation du pH, de température et de la conductivité en fonction du temps d’électrolyse on le pH=3,8
80
60
40
20
0
PH=5
pH
0 15 30 45 60
t(min)
75 90
PH=3.870
60
50
40
30
20
10
0
pH
T (C°)
Con
0 15 30 45
t(min)
60 75 90
Chapitre IV Etude experimental
31
La figure IV. 19 illustre la variation de pH, de la température et de la conductivité en
fonction du temps d’électrolyse avec un pH de 3,8. On a observé une augmentation de pH
jusqu’à maximum de 6,46 dans 60 min.
a . Variation de la DCO en fonction des pH
Figure IV .20 : Variation de la DCO (R%) en fonction du temps d’électrolyse
La figure 20 illustre la variation de l’abattement de la DCO (R%) en fonction du temps
d’électrolyse en variant la vitesse d’agitation. Le meilleur taux d’abattement de la DCO était
90.32 % avec un pH de 3,8 après 90 min.
b. Turbiduté
Figure IV. 21: Variation de la turbidité (R%) en fonction du pH
R%TUR 100
80
60
40 R%TUR
20
0
PH=8.7 PH=7 PH=6 PH=5 PH=3.8
100
80
60
40
20
0
R%(PH=8.7)
R%(PH=7)
R%(PH=6)
R%(PH=5)
R%(PH=3.8)
15 30 45 60 75 90
t(min)
R%
DC
O
Chapitre IV Etude experimental
32
La figure IV .21 montre la variation de taux d’abattement de la turbidité (R%) en
fonction de pH. Un rendement de dépollution est observé avec une vitesse un pH de 5. Vu les
bons résultats trouvés pour la DCO et la turbidité nous avons choisis de travailler avec un pH
de 6.
IV. 3.4. Effet de l’intensité du courant
Dans cette partie nous varié l’intensité de courant (1; 1.4; 1.6; 2A), afin d’étudier son
l’effet sur le taux de dépollutions des différents paramètres notamment la DCO et la turbidité,
et fixé les autres facteurs (e= 5.9cm, v=100 tr/min, pH=6, t= 90 min, 12V). Les tableaux et
les figures ci-dessous illustrent les résultats trouvés après traitement avec différentes intensité.
Tableau VI-16 : résultats trouvés avec I=1
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids des
électrodes Poids des
boue
pH 6.76 8.58 8.74 9.32 9.38 9.61 Avant : 18.50
Après : 18.07
15.96g
T (C°) 22.3 25.2 27.4 29.2 30.4 31.6
Cond 44.9 45.5 43.8 36.7 34.3 32
R% DCO
41.11 43.35 26.96 33.36 14.28 55.28
Tableau VI-17 : résultats trouvés avec I=1.4
t (min)
15 30 45 60 75 90 Poids d’ électrodes
Poids des boue
Ph 7.42 8.94 9.40 9.69 9.99 10.84 Avant : 18.07
Après : 17.32
7.07g
T (C°)
22.8 26.7 30.4 33.6 36 38
Con
44.2 43 36.6 40 34.9 35 R%D CO
35.15 38.13 56.02 85.26 47.08 56.77
Chapitre IV Etude experimental
33
Tableau VI-18 : résultats trouvés avec I=1.6
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids d’
électrodes Poids des
boue pH 8.38 9.05 9.27 9.19 9.18 9.18 Avant :
13.66
Après :
13.23
13.66g T (C°) 32.6 41.4 46.4 50.7 53.2 54.5
Con 33 28.3 13.5 11.6 10.2 05.2
R% 48.57 60.49 72.42 74.65 76.14 77.64
Tableau VI-19 : résultats trouvés avec I=2
t (min) 15 30 45 60 75 90 Poids des
électrodes Poids des
boue Ph 7.68 9.11 9.53 9.82 10.02 10.42 Avant :
17.32 Après :
16.14
10.50g T (C°) 25.9 31.6 36 39 40.7 42.9
Cond 42.6 38.2 38.8 24 32.7 23.8
R% 23.23 32.91 24.72 0.86 53.04 50.80
a . Variation de le PH en fonction des l’intensité du courant
Figure IV. 22: Variation de pH en fonction du temps d’électrolyse
12
10
8
6
4
2
0
PH(I=1)
PH(I=1.4)
PH(I=1.6)
PH(I=2)
15 30 45 60 75 90
t(min)
PH
Chapitre IV Etude experimental
34
b . Variation de la conductivité en fonction des l’intensité du courant
Figure IV. 23: Variation de la conductivité en fonction du temps d’électrolyse
Les Figures IV. 22, 23 illustre la variation du pH et la conductivité en fonction du temps d’électrolyse avec I=1, 1.4, 1.6, 2 A, respectivement. Une augmentation des valeurs de pH et duminations la conductivité a été observée durant le processus de traitement
c . Variation de la DCO en fonction des l’intensité du courant
Figure IV .24: Variation de la DCO en fonction du temps d’électrolyse
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Con(I=1)
Con(I=1.4)
Con(I=1.6)
Con(I=2)
15 30 45 60 75 90
t(min)
100
80
60
40
20
0
R%(I=1)
R%(I=1.4)
R%(I=1.6)
R%(I=2)
15 30 45 60 75 90
t(min)
R%
DC
O
Co
n
Chapitre IV Etude experimental
35
La figure 24 illustre le taux d’abattement de la DCO en fonction du temps d’électrolyse,
avec les quatre intensités, la meilleure valeur trouvées a été 85.26% avec I=1.4A, après 60
min d’électrolyse. Noter que l’intensité de courant peut davantage déstabiliser les particules
du polluant, par ailleurs le taux de production des bulles d’hydrogène augmente et leur taille
diminue lorsque la densité de courant augmente. Tous ces effets sont bénéfiques pour une
élimination efficace du polluant par flottation. Le fait de travailler à des densités de courant
élevées, peut engendrer d’autres réactions secondaires au voisinage de l’anode telles que
l’oxydation directe des constituants du polluant, ou la formation d’oxygène au voisinage de
l’anode, cette dernière joue un rôle négatif dans l’efficacité de l’électrocoagulation.
La variation de taux d’élimination de la turbidité en fonction de temps d’électrolyse est
illustrée dans la figure IV. 25. Un rendement maximum de plus de 56% a été observé avec
I=1A.
Figure IV. 25 : Variation de turbidité en fonction du l’intensité du courant
La figure IV. 26 montre l’état des deux électrodes (anode et cathode) après traitement.
Après choisir les conditions optimales nous avons calculé le poids perdu avec cette opération,
et nous avons remarqué que la perte est de l’ordre de 0,43g ±0,1. Nous avons aussi remarqué
une dégradation importante de la couleur du noir au jaune clair, comme le montre la figure
IV-27.
TUR %70 60
50
40
30
20
10
0
TUR %
I=1A I=1.4A I=1.6A I=2A
I(A)
TU
R %
Chapitre IV
Figure IV. 26
Figure IV
Etude experimental
36
Figure IV. 26: Etat d’électrodes avant et après traitement
Figure IV-27: Couleur des lixiviats avant et après traitement
Etude experimental
Etat d’électrodes avant et après traitement
27: Couleur des lixiviats avant et après traitement
Chapitre IV Etude experimental
37
Conclusion
Dans cette étude, le traitement des lixiviats provenant de la décharge publique contrôlée
de la ville de Tébessa par un procède d’électrocoagulation a été évalué. Plusieurs expériences
ont été effectuées en vu de déterminer les conditions optimales pour éliminer la pollution avec
des électrodes d’aluminium. L’influence des paramètres opératoires de l’électrocoagulation
(PH, vitesse d’agitation l’intensité de courant et distance entre électrodes temps
d’électrocoagulation) est étudiée afin d’atteindre les meilleurs rendements d’éliminations de
la DCO. Nous avons trouvé des rendements importants avec pH=6, V=100tr/min, e=5.9cm et
I=2A, de l’ordre de 96% pour la demande chimique en oxygène (DCO).
38
CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
Les déchets génèrent plusieurs types d’effluent, nous intéresseront en particulier sur les
déchets liquides issus des centres de stockage, à savoir les lixiviats, ce qui est le liquide
résiduel provenant de la percolation des eaux à travers les déchets. Il est chargé en polluants
(organiques, minéraux, métalliques) par extraction des composés solubles des déchets. Ces
eaux proviennent des précipitations.[1]
Cependant, toute solution n’est pas définitive et les C.E.T n’échappent pas à cette règle :
Le C.E.T est un écosystème qui est en constante évolution tout au long de la dégradation des
déchets solides et produisant en parallèle d’autres éléments dits « dérivés » sous forme
gazeuse (biogaz : CH4 et CO2 essentiellement), ou liquide (lixiviats de décharges). Ces
dérivés ont des impacts très nuisibles pour l’homme ainsi que pour l’écosystème environnant.
L’électrocoagulation est parmi les techniques couramment utilisés pour le traitement de
lixiviat. Le présent travail illustre les résultats obtenus durant le traitement d’un échantillon de
lixiviat prélevé au niveau de la décharge publique contrôlée de la ville de Tébessa, Algérie
par le procédé d’électrocoagulation en utilisant des lames d’aluminium.
L’optimisation des paramètres qui affectent le procédé d’électrocoagulation à savoir la
vitesse d’agitation, la distance inter-électrode, l’intensité du courant et le pH influence
faiblement l’élimination de la DCO. Par contre une utilisation d’un réacteur bipolaire à deux
électrodes favorise bien l’élimination de cette DCO. Un rendement d’abattement de DCO de
l’ordre de 96 % a été obtenu en utilisant des électrodes en aluminium.
Enfin, le problème des déchets ne concerne pas seulement les gens du domaine technique
et de gestion, mais il est aussi important pour toute la société, et ce, en respectant un mode de
consommation qui minimise la génération des déchets. Ainsi on doit instaurer dans le
comportement des populations, notamment ceux des pays en voie de développement, la
philosophie du développement durable.
Référances bibliographiques
i
REFERANCES BIBLIOGRAPHIQUE
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électrocoagulation des lixiviats du CET de Ouled Faye"t. Mémoire d’ingénieur. ENP, Alger,
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Référances bibliographiques
ii
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d’oxydation avancée photochimiques et électrochimique :application aux lixiviat de la
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[12] Magda M. Abd El-Salam . " Impact of landfill leachate on the groundwater
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[14 ] Les données du centre d’enfouissement technique et direction de l'environnement de la
ville de Tébessa 2011 .
Annexe
Annexe
Détermination Demande chimique en oxygène (DCO)
Principe :
Oxydation chimique des matières réductrices par un excès de K2Cr2O7. Cette
oxydation se réalise en milieu acide (H2SO4), en présence de sulfate de mercure
comme catalyseur (HgSO4), à ébullition à reflux pendant 2 heures dans un ballon ou un
tube muni d’un réfrigérant.
Réactifs :
Acide sulfurique [H2SO4] à environ 4mol/L ;
Acide sulfurique-sulfate d’argent ;
Dichromate de potassium à 0,04 mol/L et contenant le sulfate de mercure (II).
Appareillage :
Appareil à reflux ;
Bloc chauffant ;
Spectrophotomètre.
Mode opératoire :
Introduire dans un tube à fond plat de DCO 2,5 ml de l’échantillon à analyser ;
Ajouter 1,5 ml de dichromate de potassium K2Cr2O7 (qui contient du HgSO4) ;
Ajouter lentement et avec précaution 3,5 ml d’acide sulfurique-sulfate d’argent
enagitant soigneusement le tube et en refroidissant sous un courant d’eau froide de
façon
à éviter toute perte de substances organiques volatils ;
Porter à ébullition dans un bloc chauffant pendant 2 h.
Expression des résultats :
Effectuer la lecture sur le photomètre à λ = 600 nm ;
La teneur en DCO est déduite du graphe d’étalonnage
R%= ((DCOI – DCOF ) / DCOI )*100
Annexe
Détermination de la Demande Biochimique en Oxygène
Principe : L’échantillon d’eau introduit dans une enceinte thermo statée est mis en
incubation en
présence d’air. Les micro-organismes présents consomment l’oxygène dissous qui est
remplacé en permanence par l’oxygène en provenance du volume d’air situé au dessus
de l’échantillon.
L’anhydride carbonique (CO2) dégagé est piégé par l’hydroxyde de potassium. Cette
détermination en oxygène crée une dépression qui est enregistrée par une élévation du
niveau de mercure.
Mode opératoire :
La prise d’essai dépend de la charge de l’échantillon, qui elle-même dépend de l’origine
de l’échantillon industriel ou urbain, de la couleur, de l’odeur et de la charge en
matières en suspension. Voici le volume de l’échantillon d’après la DBO présumé
tableau : le volume de l’échantillon par rapport de la charge
La charge DBO présumée mg/l
Prise d’essai facteur
Très chargée 0-4000 22.7 100
Fig.03. Montage de demande biochimique en oxygène (DBO)
Annexe
Fig .04.Conductimètre
Détermination de conductivité électrique
La valeur de la conductivité est un paramètre cumulé pur la concentration en ions
d’une solution mesurée . plus une solution contient de sel , d’acide ou de base ,plus sa
conductivité est élevée .l’unité de conductivité est µs /cm ,pour sa mesure , nous avons
eu recours à la méthode électrochimique de résistance à l’aide du conductimètre de
poche cond 340i
Appareillage
Conductimètre de poche cond 340 i
Pissette eau déminéralisé
Solution kcl (3mol /l) pour calibrage
Procédure
vérifier le calibrage de l’appareil suivant la procédure ci jointe.
Plonger l’électrode dans la solution a analysé.
Lire la CE et la salinité et température des stabilise de celle-ci .
Bien rincer l’électrode après chaque usage et conserve l’électrode
toujours dans l’eau déminéralisée .
Annexe
Fig .05.pH-mètre
Détermination de PH :
But d’analyse
Détermination de l’acidité , la neutralité ou la basicité de l’échantillon
Appareillage
Un pH-mètre potable .
Solution étalon 4.7 et 10 .
Pissette eau déminéralisé .
Procédure
vérifier le calibrage de l’appareil suivant la procédure ci jointe.
Plonger l’électrode dans la solution a analysé.
Lire le PH à température stable
Bien rincer l’électrode après chaque usage et conserve l’électrode
toujours dans une solution électrolyse .
Mode opératoire :
Cette analyse peut être effectuée après la détermination des MES :
A la fin de cette analyse, déterminer le poids P1 en g, correspond au poids de
coupelle en porcelaine et des matières sèches qu’elle contient ;
Placer ensuite la coupelle en porcelaine dans un four à 100°C pendant une durée de 1
heure ;
Après refroidissement dans un dessiccateur, la coupelle, ne contient plus que de les
cendres, est à nouveau pesée : poids P2 en
La différence (P2 - P1) représente le poids des MVS
Expression des résultats :
Le taux de MVS en % est donné par la formule suivante :
MVS(%) = [(P1 − P2) / (P1 − P0)] ×100
Avec P0
Fig .06. la boue
Annexe
Détermination des MVS
Cette analyse peut être effectuée après la détermination des MES :
A la fin de cette analyse, déterminer le poids P1 en g, correspond au poids de
coupelle en porcelaine et des matières sèches qu’elle contient ;
pelle en porcelaine dans un four à 100°C pendant une durée de 1
Après refroidissement dans un dessiccateur, la coupelle, ne contient plus que de les
cendres, est à nouveau pesée : poids P2 en g.
P1) représente le poids des MVS de l’échantillon.
Expression des résultats :
Le taux de MVS en % est donné par la formule suivante :
− P2) / (P1 − P0)] ×100
boue humide Fig .07. la boue
A la fin de cette analyse, déterminer le poids P1 en g, correspond au poids de la
pelle en porcelaine dans un four à 100°C pendant une durée de 1
Après refroidissement dans un dessiccateur, la coupelle, ne contient plus que de les
de l’échantillon.
Fig .07. la boue séche
Résumé
Le lixiviat est un polluant très toxique issue des CET, nous menons cette étude qui consiste
à neutraliser cette toxicité par le phénomène d’électrocoagulation. Pour cela le les lixiviats du
centre d'enfouissement technique du Tébessa est choisis. Dans ce travail nous avons étudié
l’impact d'une série de facteurs (pH, la vitesse d'agitation, l'intensité du courant et la distance
inter- électrodes en aluminium). Nous avons trouvé un important taux d’abattement
spécifiquement pour la demande chimique en oxygène DCO la 96%.
Mots clés: Lixviat, CET, électrocoagulation, électrode en aluminium
Abstract
Landfill leachate is a pollutant resulting from household waste, and cause many threats for
human and environment. The goal of this study was to treat the waste water generated by the
landfill of Tébessa, by electro-coagulation process. The experiments were performed by studying
the effects of four variables (pH, stirring speed, current intensity and distance between aluminum
electrodes). At the end of this study a high removal efficiency of COD was found 96%. This result
proves the effectiveness of the method that has been used.
Keywords: Leachate, landfill, electro-coagulation, aluminum electrodes
الملخصة ی�الناتجة عن النفایات المنزلی�ة المطم�ورة ف�ي مراك�ز ال�ردم التقنی�ة وم�ا تس�ببھ م�ن مخ�اطر للبش�ریة و البیئنضرا لكثرة الملوثات
تبس��ة بطریق��ة التخث��ر بص��فة عام��ة، ج��اءت دراس��تنا ھ��ذة لمعالج��ة العص��ارة الناتج��ة منھ��ا؛ وبالض��بط الخاص��ة بمرك��ز ال��ردم التقن��ي
النت�ائج الت�ي ). سرعة الخلط، شدة التیار والمسافة بین الكت�رودات االمنی�وم ؛ Ph ( الكھربائي، وذلك بدراسة تأثیر مجموعة من العوامل
%. 96بنسبة تقدر DCOحصلنا علیھا كانت جد معتبرة بالنسبة للطلب الكیمیائي لألكسجین
لكترود االمنیومإ ،التخثر الكھربائي ،التقني دممركز الر میاه العكرة،ال : الكلمات المفتاحیة