dimensionnement du lagunage

8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage

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DIMENSIONNEMENT DU

LAGUNAGE

Ralis par:

Asmae MALIKI

Ayoub CHBALATE

Khalid OUAKS

Encadr par:

Mme. MOUHIR

Universit Hassan II

Facult des sciences et technique

Mohammedia

Anne universitaire 2011/2012


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plan

Introduction

Dfinition du lagunage

Dimensionnement des lagunes

Bassin anarobie

Bassin facultatif

Bassin de maturation

Conclusion


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INTRODUCTION


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Dfinition du lagunage

Le lagunageest une technique dveloppe en France en 1970. Ilsagit dun lent coulement de leau dans un plusieurs bassinstanches peu profonds appels lagunes, et dans de grandes surfaces o

prolifrent des bactries et dautres organismes vivants.


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DIMENSIONNEMENT

DU LAGUNAGE


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Le dimensionnement consiste dterminer le volume, la surfacedes lagunes ainsi que le rendement dpuration la sortie dutraitement. Le dimensionnement require la connaissance des

paramtres suivant :

Dbit (Q, m3/j) Charge en DBO X (mg/l)

Temprature de design (T, C)

Nombre de coliformes fcaux par 100 ml : Nc.

Nombre doeufs dhelminthes: He.


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Bassin anarobie

Les bassins anarobies reoivent les eaux uses brutes, la chargeorganique y est trs leve et explique l'absence d'oxygnedissout. Ce type de bassin fonctionne un peu comme une fosse

septique ciel ouvert et est utilis comme premire opration detraitement pour les eaux fortement charges.


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Les matires dcantables prsentes dans les eaux uses sedposent sur le fond pour former les boues et subissentune digestion anarobie. Parfois, une couche d'cume se forme la surface. Il n'est pas ncessaire de lenlever car elle contribue

notamment au maintient de l'anarobiose.


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Critres de conception :

Cv : 100300 g/m3/j

Ts : 45 j, avec un minimum de 3 jours

Profondeur des bassins : 34 m avec un

maximum de 5 m, Cs : > 1000 Kg/hectare/j

Nombre de bassins en parallle : minimum 2


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Calcul de la charge volumique

Cv = (X0 . Q) / Vavec:

Cv : charge volumique (g/ m /j)

X0 : concentration initiale (mg/l) de DBO

Q : dbit lentre du bassin (m/j)V : volume du bassin ( m)

Temprature (C) Charge volumique (mg/l/jr)

T


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Sachant la profondeur qui varie entre 3et 4m, de la lagune, ondtermine sa surface :

S(A)=V(A)/P(A)

S(A) :surface du bassin anarobie(m2)

V(A) :volume du bassin anarobie(m3)

P(A) :profondeur de bassin anarobie(m)


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Le temps de sjour reprsente le temps moyen

ncessaire un lment pour passer au travers d'un systme l'quilibre ce paramtre est dtermin partir de la formulesuivante :

ts(A)=V(A)/ Q(A)

V(A): volume du bassin (m3)

Q(A): dbit lentre du bassin (m3/j)


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La demande biochimique en oxygne la sortie de la lagune estcalcule en fonction de la temprature dans le bassin anarobie

Xs(A)=Xe(A)*(1-T(A))

Xs(A):la DBO la sortie du bassin (mg/l)Xe(A):la DBO lentre du bassin (mg/l)

T(A):la temprature du bassin (C)

Le rendement en termes dlimination de DBO5 entre lentre et lasortie du bassin danarobie est dtermin partir du Tableausuivant :

La variation du rendement dpuration en fonction de la temprature

Temprature (C) Rendement sur la DBO5(%)

T101020

402*T+20

60


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Bassin facultatif

Les bassins facultatifs ont une charge organique plus faible quecelle des anarobies. l'oxydation arobie bactrienne se droule ensymbiose avec la photosynthse algale, en dessous de l'oxypause,

la digestion anarobie continue.


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Les bassins facultatifs sont souvent de couleur vert fonc cause dela prsence abondante d'algues. A partir de dioxyde de carbone, delumire et deau, les algues produisent de loxygne qui est utilis par

les bactries arobies afin doxyder la matire organique. Les

bactries, en dgradant la matire organique, produisent du dioxydede carbone, ce dernier tant ncessaire et utilis pour la

photosynthse algale.


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Un bassin facultatif est donc un racteur algo-bactrien dans lequelune sorte de symbiose existe (pendant la journe) entre les algues et les

bactries arobies. L'oxygne ncessaire l'oxydation bactriennearobie vient d'une part des algues photosynthtiques et d'autre part del'air (du vent) au travers de la raration de surface (roxygnation

naturelle de la surface du bassin). Le schma de fonctionnement d'unelagune facultative est prsent ci-dessous.
http://www.lagunage.eu/index.php?title=Image:WSPTRT.JPG


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http://www.lagunage.eu/index.php?title=Image:WSPTRT.JPG


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Cs : 200250 Kg/hectare/j

ts : 1530 j,

Profondeur des bassins : 1,22 m,

Nombre de bassins en parallle ou en srie : min 2 Abattement en DBO5 : 70 80%.


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La charge surfacique est fonction seulement de la temprature :

Cs = 350 * (1.1070.002T)(T-25)

Cs : la charge surfacique de bassin facultatif(Kg/ha/j)

T : la temprature du bassin facultatif (C)


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La surface est proportionnelle la DBO la sortie du bassin

anarobie et au dbit, selon lquation suivante :

S(F) =Xs(A)*Q(F)*10/Cs(F)

S(F) : la surface du bassin facultatif (m2)

Xs(A) : la DBO la sortie du bassin anarobie(mg/l)

Q(F) : le dbit lentre du bassin facultatif(m3/j)

Cs(F) :la charge surfacique du bassin anarobie(Kg/m/j)


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Pour pouvoir calculer le temps de sjour dans les bassins

facultatifs, il faut choisir la profondeur moyenne des eaux usesdans les bassins , cette valeur est prise entre 1 et 2 m. on calcule letemps de rtention hydraulique par la formule:

ts(F)= 2*P(F)*S(F)/((2*Q)-(0,001*e*S(F))

ts(F) : temps de sjour (j)

P(F) :la profondeur du bassin facultatif (m)

S(F) :la surface du bassin facultatif (m2)Q : le dbit lentre du bassin facultatif(m3/j)

e : vaporation net


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Si ts(F) < 5jours : On prend ts(F) = 5jrs et on recalcule la profondeurP par la relation:

S(F)=5*Q(F)/ P(F)

S(F): la surface du bassin facultatif(m2)

Q(F):le dbit lentre du bassin facultatif (m3/j)P(F) :la profondeur du bassin facultatif(m)

Le temps de sjour est denviron 15jours et au maximum ne doit pas

dpasser 30 jours.


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La DBO de leffluent la sortie du bassin facultatif est la mme

que celle de lentre du bassin de maturation :

Xs(F)= Xs(A)/(1+Ta(F)*ts)

Xs(F): La DBO la sortie du bassin facultatif (mg/l)

Xs(A): La DBO la sortie du bassin anarobie(mg/l)

Ta(F) : Taux dabattement de la DBO dans le bassin facultatif

ts: temps de sjour (j)


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Le taux dabattement de la DBO5 Ta au niveau du bassinfacultatif dpend uniquement de la temprature est

dtermin par :

Ta(F) = 0.1*(1.05)(T-20)

Ta(F): le taux dabattement de la DBOT:la temprature dans le bassin facultatif(C)

Pour une eau qui va tre jete dans le milieu naturel la DBO

la sortie du bassin Xs(F) doit tre infrieure 120 mg/l, sice nest pas le cas il faudra augmenter tsjusqu avoir

Xs(F)=120 mg/l.


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Si leau traite va tre utilise pour lirrigation, certainsparamtres doivent tre calculs :

nombre de coliformes fcaux par 100ml :

Cfs = Cfs(A)/ [(1+Kcf*ts(A))*(1+Kcf*ts(F))]

Cfs: nombre de coliformes fcaux la sortie du bassin facultatif

Kcf :le taux dabattement des coliformes fcaux

ts :temps de sjour dans le bassin facultatif

Le taux dabattement des coliformes fcaux kcf dpend

uniquement de la temprature

Kcf=2,6*1,19 ^(T-20)


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Les ufs dhelminthe:

Hes = Hee(F) (1- kHe(A)) (1- kHe(F))

kHe=1-0.41E(-0.49t+0.0085t^2)

Hes : Nombre doeufs dhelminthes la sortie du bassin facultatif

Hee : Nombre doeufs dhelminthes lentre du bassin facultatif

kHe: taux dabattement des ufs dhelminthe


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Bassin de maturation

Ces bassins sont vivement recommands lorsquil sagit

damliorer la qualit microbiologique de leffluent trs peu

charg provenant d'un bassin facultatif voire d'un autre bassin

de maturation. La taille et le nombre de bassins de maturationdpend des normes de rejet ou de la qualit microbiologique

souhaite.


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Dans ces bassins, il n'y a pas de relle stratificationbiologique et physico-chimique comme dans les lagunes

facultatives. La faible profondeur des lagunes de

maturation (de 1 1,5 mtres) est indispensable afin de

maintenir le bassin en conditions d'arobiose et de

permettre aux rayons du soleil de pntrer jusqu'au fond

du bassin.


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Le but premier des bassins de maturation est l'enlvement

des pathognes qui repose sur la sdimentation et sur lesoleil :

Les spores, les kystes et les oeufs de pathognes sont

limins par sdimentation et se retrouvent emprisonns

dans les boues.

Les bactries et autres microorganismes pathognes sonttrs sensibles aux rayons ultra-violets (UV) provenant

soleil. En plus de fournir ces UV, le soleil accentue la

photosynthse alguale, ce qui a pour effet de consommer

rapidement le dioxyde de carbone et d'augmenter le pH du

bassin. Les rayons UV combins un pH lev sont donc

responsables de l'limination des pathognes.


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l'eau la sortie du bassin de maturation est clair et ne prsente aucune

odeur, elle sera ensuite vacue dans le milieu rcepteur.


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Cs : 100140 Kg/hectare/j,

Ts : 310 j,

Profondeur des bassins : 11,2 m,


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1re tape :

Calculer le temps de sjour hydraulique minimal dans

le premier bassin de maturation tsminavec la

formule suivante :

Avec:

NM1: : le niveau deaux uses dans le bassin de maturation

Xs : la DBO lentre du bassin (mg/l)

Cs : charge surfacique (kg/m/j)

2ime tape :


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2ime tape :

Si leau traite sera utilise pour lirrigation de la rcolte il

faudra dterminer le nombre de coliformes fcaux par 100

ml.et de oeufs dhelminthe par litre selon les formulessuivantes: Coliformes fcaux:

CF(M1): Nombre de coliformes fcaux dans le premier

bassin de maturation

Kcf: taux dabattement de coliformes fcauxTsmin(M):temps de sejour minimum(j)

OEufs dhelminthe:


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OEufs d helminthe:

Hes(M1) = Hee(fac)(1 KHe)

Hes(M1): Nombre doeufs dhelminthesHe: nombre dufs dhelminthes

Khe : taux dabattementdoeufsdhelminthes

Rq:

Si le nombre de coliformes fcaux et des oeufs dhelminthes sont

suprieurs ceux requises par la norme dirrigation, on ajoute

dautres bassins selon les tapes suivantes :


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3ime tape :

Rsoudre lquation pour des n=1,2,3 . jusqu ce que :

ts(M) soit < ts(M)min

Avec : t mmin= 5 jrs au Maroc


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Le calcule de la surface de chaque bassin de maturation

prend en compte le niveau des eaux uses des bassins

de maturation NM1,NM2,.NMn entre 1 et 1.5m .


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Premier bassin de maturation (M1) :

Qe(fac)=Qe(A)-(0.001*e*S(fac)

Qe(F): dbit dentre dans le bassin facultatif(m3/j)

Qe(A):dbit dentre dans le bassin anarobie(m3/j)

S(F):surface du bassin facultatif(m2)e: vaporation net


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Deuxime bassin de maturation M2:

Lentre du deuxime bassin cest la sortie dupremier bassin.

Qe(M1)= Qe(fac) -(0.001*e*SM1)

La surface du troisime bassin et des bassins de

maturation qui suivent sont calcules de la mmefaon.


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conclusion

Il faut bien maitriser le dimensionnement et plus exactement

savoir adapter la conception aux dispositions locales

notamment la disponibilit du terrain, contraintes financires

et d'autres considrations afin d'assurer le bon

fonctionnement du lagunage pour avoir les meilleurs

rendements possibles long terme.


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Merci de votreattention

dimensionnement du lagunage

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