Post on 01-Apr-2021
Epuration des eaux usées au Maroc
Situation actuelle et capitalisation
Definition et Objectif de l’épuration :
L’épuration des eaux usées est l’ensemble des techniques permettant
de restituer au milieu naturel après usage, une eau proche de la
qualité de celle qui a été prélevée.
Plusieurs techniques d’épuration peuvent être envisagées à savoir :
Epuration des eaux usées
PROCEDES D’EPURATION DES EAUX USEES
Procédés
Intensifs
Procédés
extensifs
Lits
bactériens
Disques
biologiques
Biofiltration
Cultures fixées
Infiltration percolation
Filtration à écoulement
vertical
Filtration à écoulement
horizontal
Cultures libres
Chenal à haut rendement
Lagunage à macrophyte
Lagunage aéré
Boue activées
Lagunage naturel
1- Il s’agit du système d’épuration le plus utilisé au Maroc :
Presque 99% des stations d’épuration réalisées sont de type lagunage
2- Le lagunage naturel est une recommandation du SDNAL
(Schéma Directeur National d’Assainissement Liquide)
Le SDNAL recommande que le déroulement des études du système
d’épuration devrait être orienté en priorité vers les techniques extensifs et
plus particulièrement vers le lagunage naturel.
3- Il s’agit d’un système qui s’adapte mieux au contexte marocain :
- Climat favorable
- Terrains disponibles pour les petites et moyennes villes
- Très faible utilisation de l’énergie électrique
- Prix de revient dynamique compatible avec les tarifs appliqués
Pourquoi le choix du lagunage naturel ?
Le lagunage naturel
Définition du système d’épuration par lagunage
Une lagune
Peut être définie comme toute dépression naturelle ou artificielle
dans laquelle s’écoulent naturellement les eaux usées brutes ou
décantées.
Son objectif est d’évacuer l’effluent sans altérer la qualité du milieu
récepteur.
Le lagunage naturel
Principe de traitement
L’épuration par lagunage est fondée sur les processus biologiques naturels
de l’autoépuration.
Le traitement biologique dans les bassins se fait naturellement et
principalement par les bactéries et les microalgues.
Les lagunes naturelles sont caractérisées par trois types de bassins :
Bassins anaérobies : (plus profonds) siège d’une décantation et dégradation
dont le rôle principal est l’abattement de la DBO.
Bassins facultatifs : assurent l’abattement de la DBO et des germes pathogènes
Bassins de maturations : (les moins profonds) : dont le rôle essentiel est
l’élimination des germes pathogènes.
Le lagunage naturel
Lieu d’une première phase du traitement
Se sont des bassins qui fonctionnent sous des taux de charge organique
élevés pour maintenir l’état d’anaérobioses (charge surfacique CS > 1000
kg/ha/j).
Leur fonction principale est d’assurer la décantation des matières
organiques dans les boues formées par digestion anaérobies.
Bassins anaérobies :
Le lagunage naturel
Les paramètres de dimensionnement des bassins anaérobies
1- Charge volumique (g/m3/j)
2- Temps de séjour (jours)
3- Profondeur des bassins (m)
4- Rendement épuratoire
Selon Mara : Cv dépend de la température
d’après CEREMHER 1994 :
Cv doit être comprise entre 50 à 300 g/m3/j
Ts (en jour) = Volume (en m3)/ Débit (en m3/j)
D’après CEREMHER 1994 : Ts doit être entre 3 à 5 j
Doit être comprise entre 3 à 4 m
Selon « Mara & Pearson » : Le rendement dépend de
la température :
Le lagunage naturel
Les avantages et inconvenients des bassins anaerobies :
Avantages
Inconvénients
Permet une diminution de 45% de la surface
totale de lagunage
Permet l’épuration d’effluents à charge
organique élevées
Ne nécessite pas une grande emprise foncière
Permet l’élimination de :
- 60% à 45% de DBO5 en fonction de la
température
- 90% des œufs d’Helminthes
- 2 Ulog des coliformes fécaux
Nécessitent un Curage périodique
Sensible au température très basses
Nuisances olfactives (si proche de la population)
Le lagunage naturel
Dans ces bassins on distingue :
Un niveau anaérobie au fond des bassins.
Un niveau d’anoxie où la teneur en oxygène très faible (les bactéries sont du
type facultatif)
Un milieu aérobie en surface, suffisamment oxygéné par la photosynthèse
des algues sous l’effet des rayons solaires ainsi que par la diffusion de
l’oxygène de l’air, sous l’effet du vent notamment.
Bassins facultatif (lagunage aérobie):
C’est une étape qui constitue la phase du traitement secondaire
Le lagunage naturel
CO2
algues
bactéries aérobies
O2 zooplancton
bactéries facultatives
bactéries anaérobies
Sédiment
Milieu liquide
Énergie Solaire
Bassins facultatif (lagunage aérobie):
Le schéma ci-dessous illustre les 3 niveau de traitement au
niveau des bassins facultatifs
Le lagunage naturel
Charge surfacique
(en kg/ha/j)
Temps de séjour
(en jours)
Profondeur des bassins
(en m)
Trois types d’approches peuvent être utilisés :
Par expérience : ( Surface par équivalent habitant)
Modèle empirique : Cs = f ( T )
Modèle cinétique : Ts = f ( C entrante et C sortante)
avec C : Concentration en DBO5 (mg/l).
d’après CEREMHER 1994 :
Cs doit être comprise entre 100 et150 kg/ha/j
durant la période hivernale.
Elle peut atteindre jusqu’à 300 kg/ha/j pour T>25 C.
d’après CEREMHER 1994 :
En moyenne 15 jours (maximum 30 jours)
1,2 à 2 m
Paramètres de dimensionnement des bassins facultatifs
Le lagunage naturel
Avantages
Inconvénients
Ils permettent l’élimination de 35 % à 55 % de DBO
en plus d’ une bonne réduction des coliformes
fécaux et des vers parasites
- nécessitent une surface importante
- nécessitent un curage périodique (3 à 5 ans)
- causent des pertes en eaux importantes par
évaporation.
- Produisent des quantités importantes d’algues
Avantages et inconvénients des bassins facultatifs
Le lagunage naturel
Ce sont des bassins aérobies de faible profondeur
Ils constituent l’étape tertiaire du traitement
Ils sont vivement recommandés lorsqu’il s’agit d’améliorer la qualité
micro biologique de l’effluent
ils permettent également d’affiner la qualité physico-chimique de l’effluent.
Bassins de maturation :
Le lagunage naturel
Les performances épuratoires généralement obtenues par ce procédé sont :
Paramètre Valeur en terme de concentration
Valeur en terme de rendement épuratoire
DBO5
DCO
MES
NK
NGL
PT
CTCF
30 à 60 mg O2/l
75 à 150 mg O2/l
140 mg/l
30 à 35 mg N/l
55 à 60 mg N/l
10 mg p/l
103 à 104 germes/100 ml
80 à 90%
80 à 90%
70%
60 %
25 à 30 %
50 %
3 à 4 U log
Performances épuratoires globales
Capitalisation marocaine en matière de lagunage
(Cas d’étude)
Pour mener cette étude les critères suivants ont été pris en considération :
1- Les stations d’épurations choisies de type lagunage naturel
3- Les stations doivent avoir une durée de vie d’au moins de 2 ans
4- les données d’exploitation doivent être disponibles
Les deux villes choisies sont M’RIRT et AIN TAOUJDATE
2- la filière doit comprendre au moins les bassins anaérobies et facultatifs
STEP AIN TAOUJDATE
Les données de bases qui ont servi pour le dimensionnement de la STEP sont:
Débit moyen des eaux usées : 1 500 m3/j en l’an 2005
Température : 10,5
Concentration en DBO5 : 400 mg/l
Charge polluante : 600 kg/j
Coliformes fécaux : 107/100 ml
Année de dimensionnement : 2005 (1ère tranche)
Évaporation : 1,5 mm/j
Située à environ 250 km au Sud de Rabat
Population d’environ 25 000 habitants
STEP AIN TAOUJDATE
La station est constituée des ouvrages suivants :
STEP AIN TAOUJDATE
Bilan annuel des performances épuratoires de la STEP AIN
TAOUJDATE
La moyenne des valeurs des débits moyens mensuels durant les deux
années d’exploitation 2005 et 2006 reste inférieure au débit nominal de
conception de la station à l’horizon 2005 qui est de 1500 m3/j.
Résultats des mesures quantitatives :
STEP AIN TAOUJDATE
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2005 en DBO5
les rendements dépendent largement des concentrations en DBO5
Les rendements les plus faibles sont enregistrés pendants les mois les plus froids
STEP AIN TAOUJDATE
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2005 en MES:
La valeur en MES enregistrée en novembre et qui est de l’ordre de 970 mg/l parait
incompatible avec les concentrations enregistrées la même journée en DBO5 et DCO.
Concernant Les rendements en MES et vu qu’on ne dispose pas d’information à la
sortie des anaérobies, aucun jugement ne peut être avancé vu que les quantités
d’algues produites dans les facultatifs s’ajoutent aux matières en suspension.
STEP AIN TAOUJDATE
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2006 en DBO5:
les rendements dépendent largement des concentrations en DBO5 essentiellement au
niveau des anaérobies (plus l’eau est concentrée plus le rendement est important)
Les mesures effectuées par le laboratoire ONEP ont été faites sur des échantillons non
filtrés ce qui peut influencer les résultats concernant les rendements des bassins
STEP AIN TAOUJDATE
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2006 en MES:
Les bassins anaérobies réduisent d’une façon très significative les MES,
cependant la production d’algues dans les bassins facultatif ne permet pas le
respect des normes en MES
STEP M’RIRT
Bilan annuel des performances épuratoires de la STEP M’RIRT
De manière générale, la moyenne des valeurs des débits moyens mensuels
durant l’année 2004 (2135 m3/j ) reste supérieure au débit nominal de
conception de la station à l’horizon 2005 qui est de 1800m3/j.
Résultats des mesures quantitatives :
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2004 en DBO5:
Les rendements les plus faibles constatés en mai , juillet , et octobre 2004 sont dus à
la qualité des eaux usées à l’entrée de la STEP en terme de DBO5 (de l’ordre de 220
mg /l).
Il est évident que les bassins anaérobies ne fonctionnent presque pas lorsqu’il
s’agit des eaux avec des concentrations faibles en DBO5.
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2004 en MES:
Les rendements en MES sont nettement plus importants à la sortie des
anaérobies qu’en sortie des bassins facultatifs et ce vu la production intense
des algues dans ce type de bassins.
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP de M’RIRT durant 2004 en
terme de pollution azotée et phosphorée
Rendement
%
Sortie valeur
moyenne
Entrée valeur
moyenne
Paramètres
1618,722,3P total (mg P/l)
991,9101Azote Total (mg N/l)
Pour les paramètres Phosphore et Azote total, les rendements de la station
restent très faibles ( 16% et 9%) ce qui est normal compte tenu que le
système d’épuration n’inclue pas de dénitrification ou déphosphoration.
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2004 en
terme des paramètres microbiologiques :
Abattement
Sortie des bassins
anaérobies
Entrée Station
Unité Paramètre
Moyenne FourchettesMoyenne Fourchettes
2Ulog 4,2 105
2,2 103
à 1,7 106
1,5 107
9 105 Ŕ 5 107(germes
/100ml) Coliformes fécaux
100%0017 4 -31 (nbre/l)
Œufs d’helminthes
Les résultats montrent que sur le plan pollution microbiologique :
-- La STEP de M’rirt élimine totalement, par sédimentation, les Œufs
d’helminthes
- La réduction de la charge bactérienne est de seulement 2 unités logarithmiques
ce qui est normal compte tenu que la STEP ne dispose pas d’un niveau de
traitement tertiaire (bassins de maturation)
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2005 en DBO5 :
- Les rendements dépendent largement des concentrations en DBO5
- Les rendements les plus faibles sont enregistrés pendants les mois les plus froids.
On constate la même chose que pour la STEP d’Ain Taoujdate
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2005 en terme de MES :
la production d’algues dans les bassins facultatif fait que :
- d’une part : on ne peut pas se prononcer sur le rendement réel en terme de MES
- d’autre part : le respect des normes en terme de MES n’est pas atteint.
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2006 en DBO5 :
- Les rendements des bassins anaérobies dépendent énormément des
concentrations en DBO5 à l’entrée de la station
- Le rendement des bassins facultatif est presque constant durant toute l’année
- Les échantillons non filtrés rend difficile l’interprétation des rendements.
STEP M’RIRT
Rendements épuratoires de la STEP durant l’année 2006 en MES :
- Les bassins anaérobies réduisent d’une façon significative les MES
- Les bassins facultatifs sont une vraie source de production d’algues et par
conséquent l’augmentation des matières en suspension (MES).
Conclusions
Les conclusions et leçons a capitalisé des résultats d’analyses
précitées sont :
Concernant les bassins anaérobies :
Ces bassins assurent une bonne décantation de la matière en
suspension puisqu’il est relevé un abattement de 52 à 90% des MES qui
sont conformes aux valeurs recommandées (>50%).
Réduisent de manière significative les œufs d’Helminthes par
sédimentation puisque des valeurs d’abattement allant de 63 à 100% ont
été constatées.
Présentent des abattements moyens annuels de la DBO5 et de la DCO
dans les limites minimales recommandées (50 à 60%) sauf pour les
périodes caractérisées par des eaux usées de faibles concentrations
environ 200 mg de DBO5/l.
La réduction des performances de ces bassins est aussi en relation
avec les faibles températures enregistrées dans la région durant la
période hivernale.
Conclusions
Concernant les bassins facultatifs :
Les MES augmentent au niveau de la sortie de ces bassins en
raison du développement algal . Par conséquent les mesures
doivent être faits sur des échantillons filtrés,
La DBO5 et la DCO présentent des abattements d’apparence
faible si on considère les rendements attendus à ce niveau
d’épuration (90% de DBO5 soluble). Mais cet abattement est dû
au développement algal, qui augmente la DBO5 sous forme
particulaire, qui s’ajoute à la DBO5 soluble, et qui est constatée
au niveau des lagunes.
Conclusions
Les bassins facultatifs présentent un abattement de 100% quant à
l’élimination des résidus d’œufs de parasites,
Les coliformes fécaux sont réduits d’environ 1 Unité logarithmique
si on considère le rendement annuel moyen des bassins.
Conclusions
RECOMMNADATIONS
Le bilan du suivi qualitatif et quantitatif des stations d’épuration de M’Rirt
et Ain Taoujdate durant les années 2004, 2005 et 2006 dégage les principales
recommandations suivantes :
les stations présentent de temps en temps des débits moyens journaliers
supérieurs au débit nominal de conception. Il y’a lieu de revoir en phase
d’étude les dotations ainsi que les taux d’accroissement sur des bases
plus réalistes et plus sécuritaires.
les eaux usées brutes entrant aux STEP sont relativement
concentrées par comparaison à la grille établie pour les eaux usées
urbaines marocaines se traduisant par des valeurs particulièrement
élevées des paramètres de DCO, Azote total, phosphore total, Coliformes
Fécaux.
RECOMMNADATIONS
les performances épuratoires minimales exigées, selon la norme
Marocaine vigueur pour la pollution carbonée ne sont pas toujours
atteintes et ce vu que la norme précitée ne précise pas le filtrage ou
non des échantillons.
Par ailleurs, les stations éliminent totalement, par sédimentation, les
Œufs d’Helminthes et réduisent de seulement 2 Unités logarithmiques
la charge bactérienne ce qui est normal du fait que les STEP ne disposent
pas d’un niveau de traitement tertiaire (bassins de maturation).
Les rendements des stations en termes d’abattement de la pollution
carbonée (DBO5 et DCO) sont faibles par comparaison à ceux fixés
dans les études des stations. ).
RECOMMNADATIONS
Le fonctionnement des bassins anaérobies est fortement
influencé par la concentration des eaux usées brutes à l’entrée des
stations. des études des scénarios avec hypothèse de
concentrations faibles en matière de pollution carboné doivent être
envisagés.
Par ailleurs, il est recommandé de point de vue conception :
Augmenter la fréquence d’analyse pour la caractérisation des
eaux usées au cours de la phase étude et ce pour maîtriser la qualité
des eaux brutes qui est la base de dimensionnement des ouvrages. .
Choisir les sites d’épuration avec respect d’une distance minimale
d’au moins 1,5 Km du périmètre urbain et ce pour éviter les nuisances
(cas de M’rirt ).
RECOMMNADATIONS
Concernant les mesures constructives, il est vivement recommandé
ce qui suit :
Prévoir une double entrée pour l’alimentation des bassins
anaérobies pour éviter la création des zones mortes au niveau de
ces derniers.
Prévoir déssableur au niveau du prétraitement pour soulager les
bassins anaérobies d’une part et éviter la cimentation des boues
décantées dans les bassins d’autre part.
Toujours prévoir un débitmètre à l’entrée et à la sortie des STEP
pour la mesure en continue des débits avec le report automatique au
niveau d’une salle de contrôle.
RECOMMNADATIONS
Limiter le choix du lagunage naturel comme système d’épuration
uniquement pour les villes de petites tailles < 30.000 habitants
et ce contenu des problèmes constatés lors de cette première
expérience d’une part et le développement urbain accéléré que
connaît le Maroc actuellement d’autre part.
Veuillez au respect de la planification de curage des boues prévue
au niveau de la conception et ce pour éviter tout dysfonctionnement
lors de l’exploitation .
Prévoir la couverture des ouvrages de prétraitement qui sont
souvent source importante des odeurs.
En termes de coût et de réserves foncières qui se dégage des
récentes réalisations les valeurs moyennes à retenir sont de 500 dh
et 2 à 3 m² de surface utile par équivalent habitant.
RECOMMNADATIONS
En conclusion et recommandation générale
L'épuration des eaux usées par lagunage naturelle demeure une
technique facile et peu coûteuse mais vu les inconvénients qu'elle
présente , les concepteurs ne doivent l'adopter que cas par cas
après examen approfondi de tous les facteurs qui interviennent.
FIN
ET MERCI