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UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA

FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE ET SCIENCES DE

LA MATIERE

Dpartement de Gnie des

Procds

Mmoire

MASTER ACADEMIQUE

Domaine : Sciences et Techniques

Filire : Gnie des Procds

Spcialit : Gnie Chimique

Prsent par : BACHOUCHE Amina

Thme

Soutenu le 16/06/2013

Devant le jury :

Anne universitaire 2012/2013

ZERROUKI Djamal MCA UKM OUARGLA Prsident

CHAOUKI Mourad MAA UKM OUARGLA Examinateur

CHAOUCH Noura MAA UKM OUARGLA Rapporteur

Traitement des eaux uses de la station

de dshuilage de Haoud Berkaoui

REMERCIEMENTS

Au terme de ce modeste mmoire, je tiens remercier Dieu, qui ma donne

le courage pour arriver au bout de mes tudes.

Ma profonde gratitude Monsieur ZERROUKI Djamal pour avoir accept de

prsider ce jury.

Je remercie Monsieur CHAOUKI Mourad de bien vouloir accepter d'examiner

ce travail.

pour ses conseils NouraCHAOUCH ELLE.M , mon encadreurJe remercie

judicieux et ses orientations fructueuses.

.

Je remercie trs chaleureusement Monsieur A.ABDERAHIM, pour son

aide, ses encouragements et ses conseils.

Je tiens exprimer mes remerciements tout le personnel de laboratoire

de la rgion Haoud Berkaoui, en particulier Mme. CHAICH responsable du

laboratoire.

J'adresse mon respect et mes remerciements Mme. BEN KARA, pour son

suivi et ses conseils tous au long de la priode de stage.

Je remercie profondment tous les enseignants qui ont contribu me

transmettre linestimable trsor qui est le savoir.

Enfin, je remercie toute personne ayant contribue de prs ou de loin la

ralisation de ce modeste travail dans de meilleures conditions.

Ddicace JE DEDIE CE MODESTE TRAVAIL :

A ma trs chre Mre et mon cher Pre, en tmoignage et en

gratitude de Leurs dvouements, de leurs soutiens permanent

durant toutes mes annes d'tudes, leurs sacrifices illimits,

leurs rconforts moral, eux qui ont consenti tant d'effort pour

mon ducation et mon instruction pour me voir atteindre ce

but, pour tout cela et pour ce qui ne peut tre dit, mes

affectations sans limite.

A mes adorables surs et mon cher frre.

A toutes ma grande famille.

A mes chers beaux-parents.

A tous mes enseignants et camarades de promotion Gnie

des procds.

Sommaire

N

Le titre Page

Introduction 01

Chapitre I: Synthse Bibliographique.

I Prsentation de la station de dshuilage du champ de Haoud

Berkaoui.

00

I-1 Station de dshuilage du champ Haoud Berkaoui.

02

I-2 Schma technologique de la station de dshuilage.

02

II Techniques de traitement.

05

II-1 Coagulation. 50

II-2 Floculation.

00

II-3 Dcantation.

60

II-4 L'lectrocoagulation.

06

Chapitre II: Matriels et mthodes.

II-1 Appareillage.

09

II-2 Matriels.

10

II-3 Produits chimiques. 10

II-4 Techniques de mesure. 10

II-4-1 Mesure de pH. 10

II-4-2 Mesures des Matires en suspension, de la turbidit et de la teneur en

hydrocarbures. 10

II-5 Techniques de traitement des eaux. 11

II-5-1 Technique de coagulation, floculation et dcantation.

11

II-5-1-1 Prparation des coagulants. 11

II-5-1-2 Droulement de lexprience.

11

II-5-2 Technique dlectrocoagulation.

12

II-5-2-1 Optimisation des conditions de traitement.

12

II-5-2-2 Droulement de lexprience.

12

Chapitre III : Rsultats et discussions.

III-1 Caractrisation de leau use.

13

III-2 Traitement des eaux par coagulation, floculation et dcantation.

13

III-2-1 Coagulant C1.

13

III-2-2 Coagulant C2.

14

III-3 Traitement des eaux par lectrocoagulation.

14

III-3-1 Choix de matriaux des lectrodes et du temps dlectrolyse.

14

III-3-2 Choix de lintensit du courant.

16

III-4 Choix de la technique de traitement.

19

Conclusion. 21

Bibliographie. 22

Liste des figures

N

Figures Page

Chapitre I : Synthse bibliographique.

1 Station de dshuilage du champ de Haoud Berkaoui.

02

2 Procd de traitement de la station de dshuilage du champ de

H.B.K.

30

3 Principe de l'lectrocoagulation.

60

4 Evolution du pH, teneur en hydrocarbures, turbidit et des MES au

cours du temps (lectrode en Al).

15

0 Evolution du pH, teneur en hydrocarbures, turbidit et des MES au

cours du temps (lectrode en Fe).

15

6 Evolution du pH en fonction de lintensit de courant.

17

bent

onite

de

Mag

hnia

7 Evolution du taux de MES en fonction de lintensit de courant. 17

8 Evolution du la turbidit en fonction de lintensit de courant. 18

9 Evolution du la teneur en hydrocarbures en fonction de lintensit de

courant.

18

10 Rsultats obtenus aprs lectrocoagulation et coagulation,

floculation et dcantation.

19

Liste des tableaux

N

Tableaux

Titre de tableau

Page

Chapitre II: Matriels et mthodes.

1 Listes des produits chimiques.

11

2 Conditions danalyse avec un Spectrophotomtre DR/2000. 12

3 Conditions de prparation des coagulants. 12

Chapitre III: Rsultats et discussions.

4 Les caractristiques initiales de l'chantillon. 13

5 .sur le procd de traitement 1Effet la dose du coagulant C 13

6 Effet la dose du coagulant C2 sur le procd de traitement. 14

7 Rendement de traitement par lectrocoagulation. 16

8 Norme (H.B.K) et les meilleurs rsultats relatifs chaque

technique.

19

Introduction

Page1

Les puits producteurs de ptrole, les usines de traitement de gaz et les raffineries

produisent quotidiennement de grandes quantits deaux contamines par des hydrocarbures,

des particules solides et des matires en suspension.

La minimisation de limpact de lindustrie ptrolire sur lhomme et lenvironnement

est devenue une des principales proccupations des pays producteurs de ptrole. Elle constitue

actuellement une composante essentielle dans la stratgie de dveloppement des entreprises.

En Algrie, Haoud Berkaoui est lune des dix (10) principales zones productrices de

ptrole. Elle est situe 770 Km au sud de la capitale Alger et englobe trois centres de

production savoir : le centre de Haoud Berkaoui, le centre de Guellala et le centre de

Benkahla.

Le centre de haoud berkaoui assure la production de brut, la rcupration de gaz

torch, linjection de leau et le traitement des eaux uses industrielles.

Dans le cadre de la concrtisation de la politique de lentreprise relative la protection

de lenvironnement, la direction rgionale de Haoud Berkaoui a mis en place une station de

dshuilage dans chaque centre producteur. Ces stations dont la capacit de traitement est de

100 m 3/h assurent la fois la rcupration des hydrocarbures et la production deau de

rinjection.

L'objectif de ce travail est dvaluer lefficacit de deux mthodes savoir

llectrocoagulation et la coagulation chimique dans le traitement des eaux uses industrielles

produites au niveau du champ de Haoud Berkaoui.

Ce manuscrit est compos de trois (03) chapitres:

Chapitre I : Synthse bibliographique.

Chapitre II : Matriels et mthodes.

Chapitre III : Rsultats et discussions.

Chapitre I Synthse bibliographique

0 Page

I- Prsentation de la station de dshuilage du champ de Haoud Berkaoui

I-1-Station de dshuilage du champ Haoud Berkaoui

La station de dshuilages du champ de Houad Berkaoui (Figure N01) garantis la

rcupration des hydrocarbures et la production deau de rinjection. dont les seuils des

valeurs des caractristiques doivent tre en dessous de 5 mg/l pour la teneur en

hydrocarbures, de 30 mg/l pour les matires en suspension (MES) et un pH variant entre 6.9

et 7.5 [1].

Figure N01 : Station de dshuilage du champ de Haoud Berkaoui.

I-2-Schma technologique de la station de dshuilage

Le schma technologique du procd de traitement des eaux au niveau de la station de

dshuilage est prsent dans la figure N02 ci- aprs.

Un ballon de flash (40 m 3/h de capacit) est plac en amont de la station de dshuilage

en vue de sparer les huile et les gaz.

Les gaz sont envoys vers la torche tandis que les effluents collects au fond du ballon

de flash sont achemins vers le bac tampon S-101 (500 m/h de capacit).


3 Page

Figure N02 : Procd de traitement de la station de dshuilage du champ de H.B.K.


4 Page

Au niveau du bac tampon S-101, lhuile flottant est rcupre par un systme crme

puis envoye vers la cuve dhuile S-108 alors que les matires en suspension sont ressembls

au fond du bassin comme couche de sdiments formant des boues. Ces dernires sont

assembles par un racleur MS-101 et envoyer vers une cuve boues S-107 travers une

vanne automatique XV-101.

Les effluents sortants du bac tampon sont canalises vers la cuve C.P.IMS-102

(30 m3/h de capacit) ou lhuile surnageant est envoye par un dshuileur disques rotatifs

MS-106 et MS-107 vers la cuve dhuile S-108, la boue est vacue travers la vanne

automatique XV-102 vers la cuve boues S-107 et leau charge en MES est canalises vers

la cuve de floculation S-103 pour un ventuelle traitement qui consiste en lajout dun

coagulant lentre et dun floculant la sortie. Ces deux agents chimiques sont fournis par

des units de dosage chimique MS-112 et MS-113.

Leau qui arrive par gravit la cuve de flottation S-104 se mlange leau sature en

air. Les flocs racls la surface de leau ainsi que la boue forme sont achemins galement

vers la cuve boues tandis que leau traite est envoye vers une cuve deau traite S-106.

La cuve deau est constitue de deux compartiments, comportant chacun deux

pompes. Les P-101A/B refoulant leau traite vers lextrieur 60 m3/h et 15 bars alors que

les P-102A/B recyclent une partie de leau traite vers un ballon de saturation air R-103

pour un ventuelle mlange avec le fluide sortant de la cuve de floculation S-103.

Les boues rassembles dans la cuve S-107 sont pompes par les pompes P-103A/B

10 m3/h et 1,5 bar vers un paississeur de boue S-105 dans laquelle le racleur MS-105 assure

lhomognit de la concentration des boues envoyer par les pompes P-105A/B 6 m3/h et

2,5 bars vers la centrifugeuse MS-110 pour une dshydratation puis lextrieur du hangar

H-101 ou elles sont enleves par une pelle mcanique et enterres dans des tranches

impermables S-111 A/B/C.


0 Page

II-Techniques de traitement des eaux

II-1-Coagulation

Les particules collodales en solution sont naturellement charges ngativement.

Ainsi, elles tendent se repousser mutuellement et restent en suspension. On dit quil y a

stabilisation des particules dans la solution.

La coagulation consiste en la dstabilisation des particules en suspension par la

neutralisation de leurs charges ngatives. On utilise, pour ce faire, des ractifs chimiques

(minraux ou organiques) nomms coagulants [2]. Les principaux facteurs influenant le

processus de coagulation sont :

Le pH : ce paramtre influe considrablement sur le processus de coagulation. En effet

pour chaque eau, il existe une gamme de pH pour laquelle la coagulation a lieu rapidement.

Cette gamme dpend de la nature du coagulant utilis, de sa concentration et de la

composition de leau traiter. Lorsque la coagulation se produit hors de cette gamme

optimale, il faut augmenter la quantit du coagulant.

Les sels dissous : les sels contenus dans une eau influent sur la coagulation car ils

provoquent :

Une modification de la gamme de pH optimal.

Une modification de la quantit de coagulant.

Une modification du temps requis pour la floculation.

L'agitation : le mlange des coagulants se fait en deux tapes savoir:

Un mlange rapide de courte dure (60 s au maximum) en vue de disperser les

produits dans la totalit du volume deau traiter.

Un mlange lent (30 60 min) pour favoriser le contact entre les particules

dstabilises.

Un mlange inadquat entraine ventuellement un accroissement de la quantit de

coagulants [1].

II-2-Floculation

La floculation a pour but laugmentation de la possibilit de contact entre les

particules dstabilises par coagulation afin de former des flocs.


6 Page

Cette opration est assure par des floculants qui sont, dans leur grande majorit, des

polymres haut poids molculaire possdant des groupes ractifs de charge inverse celle

de la suspension traiter [2].

II-3-Dcantation

Cette mthode fonde sur le phnomne de sdimentation vise la sparation des

particules en suspension dans un liquide, par dpt sous l'action de leurs poids (dcantation

gravimtrique) ou per force centrifugeuse (dcantation centrifuge). Le phnomne de

sdimentation peut se manifester diffremment selon la concentration de la suspension, les

caractristiques propres des particules et les interactions possibles entre elles [1].

II-4-Electrocoagulation

Il sagit dune technique de sparation alternative la coagulation floculation qui

permet la formation des cations mtalliques in situ par lectrodissolution danode mtallique

soluble suite au passage du courant. Les cations coagulants et les hydroxydes mtalliques vont

alors interagir avec les particules collodales charges ngativement et permettent la

neutralisation de leur charge et leur coagulation. La floculation dans ce cas est favorise par la

mise en mouvement des particules collodales sous laction du champ lectrique

(Figure N03) [3].

Figure N03: Principe de llectrocoagulation.


7 Page

Les anodes et les cathodes utilises peuvent avoir divers forme gomtrique (plaques

planes parallles, boules, sphres en lit fluidis, fil et tige) [4].

Les mtaux communment utiliss dans le domaine de traitement des eaux sont le fer

et laluminium. En plus de leurs prix abordables, ces mtaux fournissent par dissolution dans

les solutions traites, des lectrolytes forts pouvoir dstabilisant. Ces lectrolytes peuvent

agir, par raction ou par adsorption chimique avec des composs de la surface des particules

et modifient de faon irrversible la charge particulaire [5]. Les principaux facteurs

influenant le processus dlectrocoagulation sont :

Le temps dlectrolyse et lintensit du courant

Si lon considre que les seules ractions chimiques qui se droulent dans le racteur

dlectrocoagulation sont une oxydation du mtal lanode et une rduction de leau la

cathode. Il est possible de dterminer la masse de mtal dissoute et dhydrogne form

pendant une dure dlectrolyse t un courant I, en utilisant la loi de Faraday :

m = (1)

Avec:

m : masse du mtal dissous ou de gaz form (g) ;

I : intensit du courant impos (A) ;

t : dure dlectrolyse (s) ;

M : poids molculaire de llment considr (g/mol) ;

F : constante de Faraday (96500 C/mol) ;

n : nombre dlectrons mis en jeu dans la raction considre.

Toutefois, lorsquun courant trop grand est utilis, il y a de fortes chances de perdre de

lnergie lectrique par une chute ohmique dans la masse de la solution, qui transforme une

partie de l'nergie lectrique fournie en chaleur, par effet joule. La chute ohmique est

caractristique de la composition de la solution et de sa conductivit [4].

Le pH : le pH dtermine ltat du mtal dans leau traiter et conditionne cet effet le

rendement du processus. La performance du traitement dpend de la nature des polluants avec

une meilleure limination des polluants trouvs prs de pH de 7. La consommation d'nergie

est cependant plus leve pH neutre en raison de la variation de la conductivit. Lorsque la

conductivit est leve, leffet du pH n'est pas significatif [6].


8 Page

Temprature : la temprature de l'effluent peut entraner la variation du potentiel de

rduction du processus lectrolytique ainsi que la variation des constantes de solubilit des

prcipits mtallique.

Etant donn que, les valeurs des potentiels standards de rduction et les constantes de

solubilit sont tablies 25C, la plupart des chercheurs prfrent maintenir la temprature de

leur unit dlectrocoagulation temprature oscillant de 20 25C [7].

Chapitre II Matriels et mthodes

Page 9

II-1-Appareillage

Les appareils utiliss dans cette tude ainsi que leur principe de fonctionnement sont

prsents comme suit :

pH-metre type HANNA.

La diffrence de potentiel entre une lectrode de verre et une lectrode de rfrence

plong dans une mme solution est fonction linaire du pH de celle-ci selon la loi de NERST:

E = E0+2,3RT/n FLog ah (2)

Avec:

E: potentiel mesur (Volt) ;

E0: constante dpendant de llectrode de rfrence et de la solution interne ;

R: constant des gaz parfait (J/mole.K) ;

T:temprature absolue (K) ;

n : charge des ions ;

F : constante de Faraday 96500 c ;

ah: activit de lion H+ dans lchantillon [8].

Spectrophotomtre type DR/2000

Lanalyse par cet instrument sappuie sur le fait que toute solution colore traverse

par un faisceau de lumire laisse passer une fraction de lumire incidente ; la quantit de

lumire absorbe est proportionnelle la concentration du compos color recherch comme

le montre la loi de Beer Lambert:

DO = log I / I0 = .l.C (3)

Avec:

DO : densit optique ;

I et I0 : intensit du faisceau de lumire monochromatique de longueur donde

lentre et la sortie de la cellule de rfrence ;

l : paisseur de la cellule de rfrence (cm) ;

C : concentration de llment recherch (mg/l ou mole/l) ;

: coefficient dextinction molaire (l/mg.cm ou l/mole.cm) [8].

Floculateur type ISCO

Le floculateur est un appareil couramment utilis pour les essais de coagulation et de

floculation.


Page 10

Cet appareil est compos de six bchers de un litre de capacit et de six agitateurs

mcaniques comprenant des pales de 1,5 x 8,5 cm qui tournent de 20 250 tr/min.

II-2-Matriels

Un racteur : cellule en verre de forme de paralllpipdique (10x7.5x12cm),

Des lectrodes (en fer ou en aluminium) : tiges de 25 cm de long et de 3 mm de

diamtre. La surface active dun lectrode est de 23,55 cm2.

II-3-Produits chimiques

Les ractifs employs dans cette tude sont prsents dans le tableau suivant :

Tableau N 01 : Listes des produits chimiques.

Produits chimiques Formules chimiques

Solvant 38 produit commercial

Silicate de sodium Na2SiO3

Acide Sulfurique H2SO4

Kurifix Produit commercial

II-4-Techniques de mesure

II-4-1-Mesure de pH

Aprs avoir talonn le pH-mtre, plonger llectrode dans lchantillon et attendre

jusqu ce que la valeur du pH se stabilise.

II-4-2-Mesures des Matires en suspension, de la turbidit et de la teneur en hydrocarbures

Lensemble de ces paramtres sont values au moyen du spectrophotomtre

DR 2000 sous des conditions spectrales diffrentes comme le montre le tableau N02.

Tableau N02 : Conditions danalyse avec un Spectrophotomtre DR/2000.

Paramtres Longueur donde (nm)

Matires en suspension 810

Turbidit 750

Hydrocarbures 410

Notons que, pour lanalyse des hydrocarbures, il est recommander deffectuer au

pralable,une extraction liquide/liquide avec le solvant 38.


Page 11

II-5-Techniques de traitement des eaux

En vue damliorer le rendement de la station de dshuilage, deux techniques de

traitement des eaux uses ont t tudies savoir :

La technique base sur la coagulation, floculation et dcantation actuellement applique au

niveau de la station ;

La technique base sur llectrocoagulation pour une ventuelle application au niveau

de la station.

II-5-1-Technique de coagulation, floculation et dcantation

II-5-1-1-Prparation des coagulants

Dans cette partie du travail, deux (02) coagulants base de silicate de sodium

ont t prpars suivant les recommandations prsentes dans le tableau N03.

Tableau N03 : Conditions de prparation des coagulants.

Eau de prparation Silicate de

sodium

(% massique)

Acide sulfurique

(% massique)

Dsignation du

coagulant

Eau de service

4

1.2

C1

1,4

C2

Le choix des pourcentages de silicate de sodium et de lacide sulfurique est fond sur

des tudes pralablement effectues au niveau du centre de Haoud Berkaoui. Ces travaux ont

montres que ces pourcentages permettent dobtenir des rendements de traitement satisfaisant.

II-5-1-2- Droulement de lexprience

En vue de choisir le coagulant et la dose optimale de traitement, huit (08) prparations de coagulants

ont t testes selon le protocole exprimental :

Remplir les 4 bchers du floculateur avec 500 ml de leau traiter ;

Ajouter des doses croissantes (6ml, 8ml, 10ml, 12ml) de chacune des 02 solutions de

coagulants prcdemment prpares et agiter 80 tr/mn pendant 15 minutes ;

Aprs la rduction de la vitesse dagitation 30 tr/mn pendant 10 minute, ajouter 1 ml

de kurifix;


Page 12

Aprs 30 minute de dcantation, prlever 25 ml de chaque bcher et msuser les

paramtres suivants : pH, MES, turbidit et hydrocarbures.

Calculer le pourcentage dlimination de chaque paramtre en appliquant la formule

suivante :

P (%) = (Pi Pf) x 100 / Pi (4)

Pi et Pf correspendant aux teneurs initiales et finales des paramtres tudis.

II-5-2-Technique dlectrocoagulation

II-5-2-1-Optimisation des conditions de traitement

En vue doptimiser les conditions relatives cette technique, certains choix

ont t tudis savoir :

Matriaux de llectrode : deux types de matriaux ont t tests :

o Fer ;

o Aluminium.

Temps dlectrolyse: 10 60 minutes.

Intensit de courant : leffet de lintensit de courant sur lefficacit de traitement t

mis en vivence travers lessai de quatres intensits de courant a savoir 0.2,0.3, 0.4,

0.5 et 0.6A.

II-5-2-2-Droulement de lexprience

Dans cette exprience, une prise dessaie de 900 ml de leau traite est dispose dans

la cellule dlectrolyse ou se trouve immerg deux lectrodes (en fer ou en aluminium),

branches a un gnrateur de courant rgl une intensit de courant de 0,6 A pendant un

temps dlectrolyse variant entre 10 et 60 min. Aprs chaque opration :

Prlever 35 ml de leau traite ;

Aprs 20 minute de dcantation, mesurer les paramtres suivants : Le pH, les MES, la

turbidit et la teneur en hydrocarbures ;

Une fois le matriau de llectrode et le temps dlectrolyse sont choisis, les expriences

sont reprises avec les intensits de courant variant de 0,2 0,6A.

Chapitre III Rsultats et discussions

13 Page

III-1- Caractrisation de leau use

Les caractristiques dun chantillon deau use prlev la sortie du bac tampon

S-101 sont regroupes dans le tableau suivant :

Tableau N04 : Caractristiques des eaux uses traiter au niveau de la station H.B.K

Paramtres Teneur

pH 5.83

MES (mg/l) 720

Turbidit (NTU) 527

THC (mg/l) 210

Leau traiter est caractrise par un pH lgrement acide, une turbidit leve et un taux

important de MES et des hydrocarbures.

III-2-Traitement des eaux par coagulation, floculation et dcantation

Leffet de la dose des coagulants prpars sur le procd de traitement qui comporte une

coagulation, une floculation et une dcantation est montr dans ce qui suit :

III-2-1- Coagulant C1

Les rsultats relatifs ltude de leffet de la dose du coagulant C1 sur le procd

traitement sont prsents dans le tableau suivant :

.sur le procd de traitement 1coagulant C Effet la dose du :50Tableau N

Quantits

Paramtres

6 ml 8 ml 10 ml 12 ml

pH 5.34 5.56 5.89 6.01

MES (mg/l) 147 135 122 100

Turbidit

(NTU)

210 204 187 123

THC (mg/l) 129 113 107 89

Les diffrentes doses du coagulant C1 gnrent :

Une augmentation de pH de 5,34 6,01 ;

Une rduction du taux de MES de 147 100 mg/l ;

Une rduction de la turbidit de 210 123 NTU ;

Une rduction de la teneur en hydrocarbures de 129 89 mg/l.


14 Page

La dose du coagulant assurant un minimum de traitement correspond 6 ml tandis que

celle correspondant au maximum de traitement est de 12 ml.

2Coagulant C -2-2-III

Les rsultats relatifs ltude de leffet de la dose du coagulant C2 sur le procd de

traitement sont prsents dans le tableau suivant :

sur le procd de traitement. 2Effet de la dose du coagulant C :60Tableau N

Quantits

Paramtres

6 ml 8 ml 10 ml 12 ml

pH 5.23 5.8 5.58 5.71

MES (mg/l) 155 147 135 120

Turbidit

(NTU)

264 260 254 192

THC (mg/l) 142 126 110 97

Les diffrentes doses du coagulant C1 assurent :

Une augmentation de pH de 5,23 5,71 ;

Une rduction du taux de MES de 155 120 mg/l

Une rduction de la turbidit de 264 192 NTU ;

Une rduction de la teneur en hydrocarbures de 142 97 mg/l.

La dose du coagulant assurant un minimum de traitement correspond 6 ml alors que

celle correspondant au maximum de traitement est de 12 ml.

A travers cette analyse relative chaque coagulant, on conoit que pour chaque

prparation lefficacit de traitement augmente en sens directe avec la dose du coagulant. Ainsi la

dose optimale relative chaque coagulant prpar est de 12 ml par 500 ml deau.

Toutefois, le coagulant C1 a montr une efficacit meilleure de traitement ( lexception

du pH) mais qui reste toujours loin des normes imposs par lentreprise.

III-3-Traitement des eaux par lectrocoagulation

III-3-1-Choix de matriaux des lectrodes et du temps dlectrolyse

Pour une intensit du courant de 0.6 A, lvolution du pH, du taux de matire en

suspension, de la turbidit et de la teneur en hydrocarbures en fonction du temps dlectrolyse

et du type dlectrode sont illustres dans les figures ci-aprs.


10 Page

0 10 20 30 40 50 60 70

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

pH

Dure d'ctrolyse (min)

0 10 20 30 40 50 60 70

0

50

100

150

200

250

300

350


THC

Turbidit

MES

Figure N04: Evolution du pH, la teneur en hydrocarbures, turbidit et des MES au

cours du temps (lectrode en Al).

0 10 20 30 40 50 60 70

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

pH


0 10 20 30 40 50 60 70

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600


THC

Turbidit

MES

Figure N05: Evolution du pH, teneur en hydrocarbures, turbidit et des MES au cours

du temps (lectrode en Fe).

Les rsultats reprsents sur les deux figures montrent que :

Le pH se stabilise 7.07 dans le cas de lemploi dune lectrode en aluminium et

augmente jusqu 10 lors de lutilisation dune lectrode en fer.

La stabilisation de pH observe dans le cas des lectrodes en aluminium peut tre

explique par la prcipitation de laluminium sous forme de dhydroxydes [5].

Par contre, laugmentation de pH constate dans le cas des lectrodes en fer confirme

lexistence de ce mtal sous forme ionique.


16 Page

La teneur en hydrocarbures diminue jusqu' 5 mg/l avec une lectrode en

aluminium alors quen prsence dune lectrode en fer, elle diminue jusqu' 12 mg/l.

La turbidit diminue jusqu' 10 NTU dans le cas de lemploi dune lectrode en

aluminium alors que lutilisation dune lectrode en fer rduit ce paramtre jusqu'

24 NTU.

Les MES diminuent jusqu' 25 mg/l dans le cas des lectrodes en aluminium tant dit

que l'emploi des lectrodes en fer les rduisent jusqu' 194 mg/l.

La diminution des MES, de la turbidit et du taux dhydrocarbures au cours du temps

peut tre explique par la loi de faraday qui affirme que la quantit du mtal dissoute

augmente au cours du temps, ce qui permet daugment la quantit de coagulant

forme dans la solution et par consquent permet d'liminer les polluants.

Afin de pouvoir choisir le matriau des lectrodes, le taux de variation relatif chaque

paramtre tudi aprs une heure dlectrolyse est prsent dans le tableau suivant :

Tableau N07: Rendement de traitement par lectrocoagulation.

Paramtres Electrode en Al Electrode en Fe

Ren

dem

ent

de

trait

emen

t

(%)

Effet sur le pH

7.07

10

MES

97.29

53.80

Turbidit

98.10

72,00

Hydrocarbures

97.61

88.57

A travers les rsultats obtenus, il apparait clairement que lutilisation des lectrodes en

aluminium pendant une heure dlectrolyse est plus efficace que lutilisation des lectrodes en

fer. Ainsi, des lectrodes en Aluminium et un temps dlectrolyse dune heure seront retenues

pour le reste du travail.

III-3-2-Choix de lintensit du courant


17 Page

Laugmentation de lintensit du courant aux lectrodes provoque laugmentation de

la quantit de coagulant forme et favorise le dgagement des bulles de gaz au niveau de la

cathode. Ces bulles de gaz, facilite llimination des flocs forms par le phnomne de

flottation, ce qui explique la diminution du taux des MES, de la turbidit et de la teneur des

hydrocarbures observes ci-aprs.

En termes de chiffre, linfluence de lintensit de courant sur les paramtres tudis se

voie travers les rsultats suivants :

Le pH diminue en premier temps de 5.09 jusqu' 4.82 et augmente au fur et mesure avec

laugmentation de lintensit de courant et se stabilise 7.07 pour une intensit de 0.6A

(Figure N06)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

2

3

4

5

6

7

PH

Intensit du courant (A)

Figure N06: Evolution du pH en fonction de lintensit de courant.

Les MES diminuent avec laugmentation de lintensit jusqu' 25 mg/l pour une intensit

de 0.6A (Figure N07).


18 Page

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

ME

S (

mg

/l)


Figure N07: Evolution du taux de MES en fonction de lintensit de courant.

La turbidit varie en sens inverse avec lintensit de courant (Figure N08). Elle atteint 10

NTU 0,6A.

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Tu

rbid

it

(N

TU

)


Figure N08: Evolution du la turbidit en fonction de lintensit de courant.

La teneur en hydrocarbures diminue au fur et mesure avec laugmentation de

lintensit de courant (Figure N09). En effet, elle atteint 5 mg/l lors de lapplication dune

intensit de 0.6A.


19 Page

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

0

5

10

15

20

25

30

35

40

TH

C (

mg

/l)


Figure N09: Evolution du la teneur en hydrocarbures en fonction de lintensit de

courant.

III-4-Choix de la technique de traitement

Le choix dune technique par rapport une autre est dict par les rendements de

traitement et les exigences environnementales imposes par le centre de Haoud Berkaoui.

Le tableau N08 regroupe les meilleurs rsultats obtenus pour chaque technique ainsi

que les normes que lentreprise doit respecter.

Tableau N08: Norme (H.B.K) et les meilleurs rsultats relatifs chaque technique.

Normes Traitement par

lectrocoagulation

Traitement Coagulation,

floculation et dcantation

pH (6.9-7.5) 7.07 6.01

MES (mg/l) 30 25 100

Turbidit (NTU) - 10 123

THC (mg/l) 5 5 89

Ce tableau montre que les rsultats obtenus par lectrocoagulation sont nettement

meilleur que ceux obtenues par le schma classique appliqu au niveau de la station de

dshuilage. La figure ci-dessous affirme ces rsultats.


00 Page

Figure N10: Rsultats obtenus aprs lectrocoagulation et coagulation, floculation et

dcantation.

En comparaison avec la technique mise en place, le traitement par lectrocoagulation

fournit une eau incolore et inodore. Cette technique est plus conomique. Les polluants sont

spars diffremment. Le mode de traitement par lectrocoagulation n'est pas modulable selon

la nature des polluants alors que pour les collodes trs fins la coagulation chimique impose

des tapes plus lentes et des quantits de coagulant plus importantes.

Toutefois, certains inconvnients peuvent conditionns lemploi de cette technique de

traitement notamment :

La dissolution des lectrodes sacrificielles dans leau use par oxydation ncessite leur

remplacement rgulier ;

La perte de lefficacit de lunit dlectrocoagulation suite la formation dun film

doxyde sur la cathode ;

Lobligation de travailler sur des eaux conductivit leve ;

L'utilisation de llectricit ce qui rend un projet de traitement grand chelle couteux

dans certaines rgions [7].


01 Page

Conclusion

01 Page

Au terme de ce travail, nous pouvons tirer trois conclusions principales :

Leau traiter au niveau du la station de dshuilage H.B.K est caractrise par un pH

lgrement acide, une turbidit leve et un taux important de MES et dhydrocarbure.

Lemploi dun coagulant compos de 4% de silicate de sodium et 1,2 % dacide sulfurique

raison de 24ml /l permet de rduire les matires en suspension, la turbidit et la teneur en

hydrocarbures mais le procd employ reste loin de rpondre aux normes imposs par

lentreprise.

Lutilisation dune technique dlectrocoagulation avec des lectrodes en aluminium,

pendant une dure dlectrolyse de 60 minute o une intensit de courant de 0,6 A est

impose assure la fois les performances techniques et les exigences

environnementales imposes par le centre H.B.K.

Bibliographie

Page 22

[1] Z.Chaich: Optimisation de procds de dshuilage dans la rgion Houad Berkaoui.

Mmoire de Master en Gnie Chimique. Universit Ouargla,2012,pp2-7.

[2] H.R.Hernandez : Supervision et diagnostic des procds de production deau potable.

Thse de Doctorat en Systmes Automatiques. Institut national polytechnique de Toulouse,

2006, 151p.

[3] V.Pallier : Elimination de larsenic par coagulation floculation et lectrocoagulation

deaux faiblement minralises. Thse de Doctorat en Chimie et microbiologie de leau.

Universit de Limoges, 2008, 241p.

[4] M.Bennajah : Traitement des rejets industriels liquide par lectrocoagulation-

lectroflottation en racteur air lift. Thse de Doctorat en Gnie des procds et de

lenvironnement. Institut national polytechnique de Toulouse, 2007, pp10-13.

[5] I.Zongo : Etude exprimental et thorique du procd dlectrocoagulation : application

au traitement de deux effluents textiles et dun effluent simul de tannerie. Thse de Doctorat

en Gnie des procds et des produits. Institut National polytechnique de Lorraine, 2009,

33p.

[6] C.Guohua: Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation and

Purification Technology, 2004, 38, pp 11-41.

[7] O.Annane : Amlioration de la technique de dfluoruration par le nouveau procd

dlectrocoagulation bipolaire. Thse de Magister en Chimie de lEnvironnement .Universit

de Tizi-Ouzou, 2011, pp33-54.

[8] Jean Rodier: Analyse de l'eau ,8 me dition,1996, pp 1208-1230.

Rsum:

Dans le cadre de la concrtisation de la politique de lentreprise relative la protection

de lenvironnement, la direction rgionale de Haoud Berkaoui a mis en place une station de

dshuilage dans chaque centre producteur pour assurer la fois la rcupration des

hydrocarbures et la production deau de rinjection.

Ces stations emploi pour le traitement des eaux uses un schma classique comportant

trois technique savoir : la coagulation, la floculation et la dcantation.

En vue damliorer lefficacit du procd mis en place, de nouveaux coagulants ont

t labors et tests afin de quantifier leurs effets sur le schma de traitement.

Une technique lectrochimique base sur llectrocoagulation a t dveloppe dans ce

travail o linfluence du matriau des lectrodes, du temps dlectrolyse et de lintensit du

courant sur le processus de traitement est mis en vidence.

Mots cls: centre H.B.K, coagulation, floculation, dcantation et lectrocoagulation.

Abstract:

As part of the realization of the company policy on the protection of the environment,

the Regional Directorate Haoud Berkaoui set up a station in oiling each production center to

ensure both the oil recovery and water production reinjection.

These stations use for the treatment of wastewater a classic pattern with three technical

namely coagulation, flocculation and sedimentation.

In order to improve the efficiency of the process put in place new coagulants

have been developed and tested to quantify their effects on the treatment regimen.

An electrochemical-based technique electrocoagulation was developed in this work,

where the influence of the electrode material, the electrolysis time and the current intensity of

the process is highlighted.

Keywords: center H.B.K, coagulation, flocculation, sedimentation and electrocoagulation.

master_bachouche_amina.pdf

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