Résumés
Résumé
De nombreux travaux de recherche ont montré l’efficacité des systèmes de traitement extensifs tels que le lagunage naturel et leur adaptabilité aux conditions climatiques et socio-économiques pour des pays comme le Maroc. Le lagunage à haut rendement est une variante de lagunage naturel qui a pu démontrer ses meilleurs performances épuratoires et son efficacité.
Le but de la présente étude est : i) de déterminer les différents paramètres hydrauliques d’un chenal algal pilote fonctionnant avec un air lift; ii) d’étudier son fonctionnement et d’évaluer ses performances épuratoires (physicochimiques et bactériologiques), sous les conditions climatiques semi-arides de la ville de Marrakech. Il faut signaler que ce système d’agitation par air lift sera testé pour la première fois au Maroc.
L’étude hydrodynamique a pu démontrer que les vitesses d’écoulement calculées pour le pilote fonctionnant avec un air lift rentrent dans la gamme des vitesses d’écoulement recommandées pour ce genre de système et avec d’autres systèmes d’agitation comme la roue à aubes qui est la plus souvent utilisée dans ce genre d’installation. Également, la capacité d’oxygénation du chenal est plus importante.
L’étude physicochimique a porté sur le suivi des paramètres de charge organique (DCO et DBO5) et de nutriments (azote et phosphore), tout en utilisant des méthodes d’analyse standards. En matière de DBO5, la filière élimine environ 44 %, alors que les teneurs en DCO brute de l’effluent traité restent élevées. Dans ce genre de système (CAHR), on assiste à une transformation de la matière organique entrante sous forme de biomasse algale, ce qui explique les faibles performances du chenal en matière de DCO brute. Contrairement à la charge organique, le chenal a montré une efficacité remarquable dans l’élimination des nutriments (77 % pour PO4 et 90 % pour NH4).
Mots clés:
- air lift,
- hydrodynamique,
- aération,
- qualité physicochimique et bactériologique,
- climat aride
Abstract
Arid and semi-arid climate areas such as Morocco are affected by water shortages, especially shortages in the water intended for irrigation. In this particular climatic context, the reuse of treated wastewater may partly contribute to solving this problem. Currently, a number of studies have shown the effectiveness of extensive treatment systems and their adaptability to Moroccan socio-economic conditions. The high rate algal pond (HRAP) is an efficient alternative to natural lagoons. The objective of this study was (i) to determine the various hydraulic parameters of a HRAP equipped with an air-lift agitation system, and (ii) to study its operation and to evaluate its performance (physico-chemical and bacteriological) under the semi-arid climatic conditions of Marrakech. The hydrodynamic study showed that the flow rates calculated for the pilot HRAP equipped with the air-lift met the flow range rates recommended for this installation and those of other agitation systems often used, such as the paddlewheel. The physico-chemical study related to the monitoring of organic load parameters (Chemical Oxygen Demand, COD; Biochemical Oxygen Demand, BOD5) and nutrients (nitrogen and phosphorus), was done in accordance to standard methods. For BOD5, the system eliminated approximately 44%, whereas total COD remained high. In the HRAP system, the transformation of the incoming organic matter into algal biomass was expected, and explains the weak performances of the HRAP with respect to total COD. In contrast to the results for the organic load, the pond system showed a remarkable efficiency for the elimination of nutrients (77% for PO4 and 90% for NH4).
Keywords:
- air-lift,
- hydrodynamics,
- aeration,
- physico- chemical quality,
- bacteriological quality,
- arid climate
Parties annexes
Références bibliographiques
- Azov Y. et G. Schelef (1982). Operation of high rate oxidation pond: theory and experiment. Water Res., 16, 1153-1160.
- Bouarab L., M. Loudiki et A. Dauta (2002). Croissance en autotrophie et en mixotrophie de la microalgue Micractinium pusillum Fres. Isolée d’un lagunage naturel : influence de la lumière et la température. Rev. Sci. Eau, 15, 73-86.
- Boumansour B.E. (1998). Utilisation du propane comme gaz traceur pour la détermination des coefficients de réaération dans les écosystèmes aquatiques. Thèse de doctorat, Fondation universitaire luxembourgeoise, Arlon, Belgique, VI-3-8p.
- Chen P., Q. Zhou, J. Paing, H. Le et B. Picot (2003). Nutrient removal by the integrated use of high rate algal ponds land macrophyte systems in China. Water Sci. Technol., 48, 251- 257.
- Edeline F. (1998). L’épuration physico-chimique des eaux, théorie et technologie. 4e édition, CEBEDOC (Éditeur), Liège, Belgique, 287 p.
- El Halouani H., B. Picot, C. Casellas, G. Pena et J. Bontoux (1993). Élimination de l’azote et du phosphore dans un lagunage à haut rendement. Rev. Sci. Eau, 6, 47-61.
- El Hamouri B., A. Rami et J.-L. Vasel (2003). The reasons behind the performance superiority of high rate algal pond over three facultative ponds in series. Water Sci. Technol., 48, 269-276.
- El Hamouri B., K. Khallayoune, K. Bouzoubaa, N. Rhallabi et M. Chalabi (1994). High rate algal pond performances in faecal coliforms and helminthe egg removals. Water Res., 28, 171-174.
- El Ouarghi H., E. Praet, H. Jupsin et J.L. Vasel (2003). Comparison of oxygen and carbon dioxide balances in HRAP (high rate algal pond). Water Sci. Technol., 48, 277- 281.
- El Ouarghi H., B.E. Boumansour, O. Dufayt, B. EL Hamouri et J.L. Vasel (2000). Hydrodynamic and oxygen balance in high rate algal pond. Water Sci. Technol., 42, 349-356.
- Evans R.A., H.J. Fallowfield et N.J. Cromar (2003). Characterisation of oxygen dynamics within a high rate algal pond system used to treat abattoir wastewater. Water Sci. Technol., 48, 61-68.
- FNDAE (2004). Prédiction des capacités d’oxygénation en eau claire des systèmes d’insufflation d’air. Ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation, de la Pêche et des Affaires rurales. Document technique FNDAE n°31, 35 p.
- Gillot S., S. Capela-Marsal, G. Carrand, K. Wouters-Wasiak, P. Baptiste et A. Héduit (2005). Aération en fines bulles : Enseignements tirés de 15 ans de pratique. Tech. Sci. Meth., 2, 56-64.
- Jupsin H. et J.L. Vasel (2003). Bilans en O2 et CO2 dans un chenal algal à haut rendement. Réacteurs gaz-liquide-solide. Trib. Eau, 622/2.
- Jupsin H., A. Cockx et J.L. Vasel (2003a). Influence de l’hydrodynamique sur le transfert d’oxygène dans un fossé d’oxydation. Réacteurs gaz-liquide-solide. Trib. Eau, N° 622/2.
- Moersidik S. (1992). Traitement des eaux usées par lagunage à haut rendement : gestion de l’écosystème et comparaison des performances épuratoires avec un lagunage traditionnel. Thèse de doctorat, Univ. Montpellier, France, 29-204.
- Oswald W.J. (1988). Large-scale algal culture system (engineering aspects). Dans : Microalagal Biotechnology, Borowitzka M.A. et L.J. Borowitzka (Éditeurs). Cambridge Univ. press, UK. pp. 357-394.
- Oswald W.J. (1977). A syllabus on waste pond fundamentals. BEHS 259. Biomedical and Environmental Health Sciences School of Public Health. Univ. of Berkely, 112 p.
- Picot B., A. Bahlaoui, S. Moersidik, C. Casellas et J. bontoux (1993). Using diurnal variation in a high rate algal pond for management pattern. Water Sci. Technol., 28, 169-175.
- Picot B., H. El Halouani, C. Casellas, S. Moersidik et J. bontoux (1991). Nutrient removal by high rate pond system in a Mediterranean climate (France). Water Sci. Technol., 23, 1535-1541.
- Rami A. (2001). Épuration des eaux usées dans un chenal à haut rendement : comparaison avec les bassins facultatifs et détermination des paramètres de dimensionnement et de conduite optimale. Thèse de Doctorat, Univ. Mohamed V, Maroc, 21-102.
- Schelef G. et Y. Azov (1987). High-rate oxidation pond: the Israeli experience. Water Sci. Technol., 19, 249-255.
- Siaida A. (1998). Contribution à l’étude des peuplements phytoplanctoniques et interactions avec la qualité de l’eau dans un chenal algal à haut rendement. DEA en science de l’environnement. Univ. Liège, faculté des sciences, département des sciences et gestion de l’environnement, campus d’Arlon, Belgique, 51 p.
- Villermaux J. (1995). Génie de la réaction chimique. Conception et fonctionnement des réacteurs. 2e édition revue et augmentée, Tec & Doc– Lavoisier (Éditeur), pp. 65‑72.
- Zouhir F. (2004). Modélisation d’une filière de traitement des eaux usées – Chenal algal à haut rendement. DEA en sciences de l’environnement. Univ. Liège, faculté des sciences, département des sciences et gestion de l’environnement, campus d’Arlon, Belgique, 38 p.