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Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement Institut 2iE - Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 25. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 25. 49. 28. 01 - Email : [email protected] - www.2ie-edu.org
.
MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR 2IE AVEC GRADE DE
MASTER EN EAU ET ASSAINISSEMENT SPECIALITE : QUALITE, SECURITE, HYGIENE ET ENVIRONNEMENT
------------------------------------------------------------------
Présenté et soutenu publiquement le 03/07/2019 :
Par
Yao Kader GNAMIEN (20150380)
Directeur de mémoire :
Dr. Boukary SAWADOGO, Enseignant-chercheur en Eau et Assainissement à 2iE.
Maîtres de stage :
Amani Germain KOUAKOU, Directeur de l’Irrigation Ferké 1 et Ferké 2 ;
Lacina COULIBALY, Responsable des laboratoires usines Ferké 1 et Ferké 2.
Structure d’accueil du stage : SUCAF-CI
Jury d’évaluation du mémoire :
Président : Dr Seyram. SOSSOU
Membres et correcteurs : Dr. Hela KAROUI
Dr. Boukary SAWADOGO
Promotion [2018/2019]
ETUDE DE FAISABILITE DE LA REUTILISATION DES EAUX USEES
ISSUES DU COMPLEXE SUCRIER DE LA SUCAF (FERKE 2) EN COTE
D’IVOIRE POUR L’IRRIGATION DE LACANNE A SUCRE
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
DEDICACES
Ce mémoire est l’aubaine pour moi de rendre une révérence nostalgique :
A la mémoire de ma mère OUATTARA Alima épouse GNAMIEN ;
A mon père GNAMIEN Koffi Mathieu ;
A mes sœurs et frères ;
A tous ceux qui m’ont soutenu et cru en moi.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
ii
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
CITATION
La règle d’or de la conduite est la tolérance mutuelle, car nous ne penserons jamais
tous de la même façon, nous ne verrons qu’une partie de la vérité et sous des
angles différents.
Mohandas Karamchand Gandhi
Homme politique, Philosophe, Révolutionnaire (1869 - 1948)
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
REMERCIEMENTS
Nous tenons à rendre nos hommages et remerciements à :
L’Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE), à travers son
Directeur Général et son personnel pour la formation théorique et pratique que nous
avons reçu durant notre séjour académique.
La SUCAF-CI, à travers son Directeur Général Adjoint, Monsieur Jean-Pierre
CHAMPEAUX, de nous avoir accueilli au sein des complexes sucriers et d’avoir facilité
le déroulement de ce stage ;
Dr. Boukary SAWADOGO, enseignant-chercheur à 2iE, pour sa disponibilité, son sens
de critiques inouïes et constructives, et pour la direction ce travail ;
Mes encadreurs internes respectivement Monsieur Lacina COULIBALY, Responsable
des laboratoires usines de la Sucrerie Africaine de Côte d’Ivoire, pour son suivi et son
encadrement rigoureux. Il n’a pas hésité à me confier des responsabilités et m’accordé les
moyens pour les accomplir. Et, à monsieur Amani Germain KOUAKOU, Directeur du
département Irrigation des deux sites Ferké 1 et Ferké 2 pour sa supervision et son
accompagnement durant le stage ;
Mademoiselle YAO Bertholle et messieurs TRAORE Ba Logossina et YEO Oumar mes
condisciples apprenants et stagiaires, qui ont été remarquables et travailleurs dans les
différentes tâches assignées dans le cadre de ce mémoire ;
Toute l’équipe du département Irrigation et des laboratoires usines pour leurs
disponibilités et appuis.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
RESUME
La production de sucre de canne requiert l’utilisation de volumes importants d’eau pour
l’irrigation des champs et conduit à une production importante de déchets liquides et solides.
Pour faire face à la diminution des ressources en eau, la SUCAF-CI envisage la valorisation des
eaux usées traitées de ses usines. La présente étude explore la possibilité d’une réutilisation des
eaux usées de l’usine Ferké 2 pour l’irrigation des champs de canne. L’étude a été conduite à
travers un état des lieux de la gestion des eaux usées de l’unité industrielle, du dimensionnement
d’un nouvel ouvrage de traitement, de l’évaluation des coûts d’investissement et d’exploitation
du nouveau système proposé. Les résultats obtenus montrent des valeurs de débits de rejets des
effluents atteignant 700 m3/h et contenant une pollution essentiellement organique à travers des
valeurs maximales respectivement de 3600 mg/L pour la DBO5, de 5965 mg /L pour la DCO et
de 788 mg /L pour les MES. Aussi, ces effluents présentent une variation importante en termes
de température atteignant les 50°C et des valeurs de pH comprises entre 5,8 et 13,2, qui donnent
un caractère tant acide que basique aux effluents sucriers. De surcroît, l’examen microbiologique
des effluents de la SUCAF révèle une forte présence de pathogènes dont les colonies sont
supérieures à la limite réglementaire de 1000 UFC/100ml. Donc, pour entrer en conformité avec
ces normes de rejets, une station d’épuration à boues activées avec trois ouvrages annexes, a été
proposée pour permettre un abattement d’environ 98% de la pollution organique et une
désinfection pour la réutilisation de ces eaux traitées en agriculture à travers l’irrigation des
parcelles de canne à sucre. Cette station nécessitera un budget d’environ 2 200 000 000 FCFA et
un espace de 8 hectares, Enfin, la gestion des boues d’épuration permettra une valorisation
agricole par amendement de ces boues épaissies et déshydratées dans les champs. Cette solution
permettra de traiter 1 m3 d’eaux usées à 22 FCFA.
Par ailleurs, il serait judicieux pour la SUCAF-CI d’équiper l’usine de Ferké 2 de débitmètre
pour l’évaluation des rejets liquides et d’effectuer des bilans hydriques des sous unités de
production de l’usine pour une utilisation efficiente de l’eau.
Mots Clés :
1 –Eaux usées
2 – Réutilisation des eaux usées
4 –Irrigation
5 –Agriculture
3 – Complexe sucrier (SUCAF-CI)
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
ABSTRACT
The production of cane sugar requires the use of large volumes of water for field irrigation and
leads to a significant production of liquid and solid waste. To cope with the decrease in water
resources, SUCAF-CI is considering the recovery of treated wastewater from its plants. This
study explores the possibility of reusing wastewater from the Ferké 2 plant for irrigation of
sugarcane fields. The study was conducted through an inventory of the industrial unit's
wastewater management, the design of a new treatment facility, and the assessment of the
investment and operating costs of the proposed new system. The results obtained show effluent
discharge rates of up to 700 m3/h and containing essentially organic pollution through maximum
values of 3600 mg/L for BOD5, 5965 mg /L for COD and 788 mg /L for TSS respectively. In
addition, these effluents have a significant variation in temperature of up to 50°C and pH values
between 5.8 and 13.2, which give both an acidic and basic character to sugar effluents. In
addition, microbiological examination of SUCAF effluents reveals a high presence of pathogens
with colonies above the regulatory limit of 1000 CFU/100ml. Therefore, to comply with these
discharge standards, an activated sludge treatment plant with three ancillary structures has been
proposed to allow a reduction of about 98% of organic pollution and disinfection for the reuse of
this treated water in agriculture through the irrigation of sugar cane plots. This plant will require
a budget of approximately CFAF 2,200,000,000,000 and a space of 8 hectares. Finally, the
management of sewage sludge will allow agricultural recovery by amending this thickened and
dehydrated sludge in the fields. This solution will treat 1 m3 of wastewater at 22 FCFA.
In addition, it would be advisable for SUCAF-CI to equip the Ferké 2 plant with a flow meter
for evaluating liquid discharges and to carry out water balances of the plant's production subunits
for efficient water use.
Translated with www.DeepL.com/Translator
Key words:
1 -Wastewater
2 - Wastewater reuse
3 - Sugar complex (SUCAF-CI)
4 –Irrigation or irrigation system
5 –Agriculture
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
LISTE DES ABREVIATIONS 2iE : Institut International de l’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement
AFD : Agence Française de Développement
AFNOR : Association Française de Normalisation
DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène au bout de 5 jours
DCO : Demande Chimique en Oxygène
EIES : Etude d’Impact Environnemental et Social
FAO : Organisation de Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture
MES : Matière En Suspension
NTK : Azote KJEDAHL
SOMDIAA : Société d’Organisation, de Management et de Développement des Industries
Alimentaires et Agricoles
SUCAF-CI : Sucrerie d’Afrique-Côte d’Ivoire
STEP : Station d’épuration
UFC : Unité Formant Colonie
Zn : Zinc
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
SOMMAIRE
DEDICACES .................................................................................................................................. i
CITATION .................................................................................................................................... ii
REMERCIEMENTS ................................................................................................................... iii
RESUME ...................................................................................................................................... iv
ABSTRACT ................................................................................................................................... v
LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................. x
LISTE DES FIGURES ................................................................................................................ xi
I. INTRODUCTION................................................................................................................. 1
II. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ET DE LA ZONE D’ETUDE 3
II.1. Présentation de la structure d’accueil ......................................................................... 3
II.2. Aperçu global des activités du complexe sucrier de Ferké 2 .................................... 4
II.2.1 Production du Sucre à l’usine de Ferké 2 ................................................................... 4
II.2.2 L’irrigation des parcelles à Ferké 2 ............................................................................ 6
II.3. Présentation de la Zone d’étude .................................................................................. 7
II.3.1 Situation géographique ............................................................................................... 7
II.3.2 .Climat ......................................................................................................................... 8
II.3.3 .Végétation et les unités pédologiques ........................................................................ 8
II.3.4 .Population .................................................................................................................. 8
III.1. Contexte et justification du projet ............................................................................... 9
III.2. Cadre reglementaire de la gestion des eaux usees.................................................... 10
III.2.1 Réutilisation des eaux usées.................................................................................. 10
III.2.2 Réglementations ivoiriennes en matière de rejets des eaux usées ........................ 10
III.2.3 Normes internationales ......................................................................................... 11
IV. METHODOLOGIE DE CONCEPTION ..................................................................... 15
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
IV.1. Organisation des activités........................................................................................... 15
IV.2. Caractérisation des rejets du complexe sucrier de Ferké 2 .................................... 16
IV.3. Evaluation des débits de rejets de l’usine de Ferké 2 .............................................. 19
IV.4. Choix du procédé d’épuration des eaux usées .......................................................... 20
V. RESULTATS DES CAMPAGNES DE COLLECTE DE DONNEES .......................... 20
V.1. Diagnostic..................................................................................................................... 20
V.1.1 Gestion des eaux usées à la SUCAF-CI .................................................................... 20
V.1.2 Nature des rejets des effluents de l’usine de Ferké 2 ................................................ 21
V.1.3 Impacts des rejets sucriers dans la nature ................................................................. 22
V.2. Caractérisation des eaux usées du complexe indsutriel Ferké 2 ............................. 23
V.3. Choix du procédé d’épuration ................................................................................... 23
V.4. Description du système à boues ................................................................................. 24
VI. ETUDE TECHNIQUE ................................................................................................... 25
VI.1. Données de base de dimesionnement de la station et ses ouvrages annexes .......... 25
VI.2. Poste de relevage ......................................................................................................... 26
VI.3. Dégrilleurs ................................................................................................................... 27
VI.4. Bassin d’égalisation ..................................................................................................... 28
VI.5. Dessablage-déshuilage ................................................................................................ 29
VI.6. Traitement des graisses .............................................................................................. 33
VI.7. Décanteur primaire ..................................................................................................... 34
VI.8. bassin d’aération ......................................................................................................... 36
VI.9. Dégazeur ...................................................................................................................... 42
VI.10. Clarificateur ............................................................................................................ 43
VI.11. Traitement tertiaire ................................................................................................ 44
VI.12. Traitement des boues .............................................................................................. 45
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
VI.12.1 Dimensionnement de l’épaississeur ...................................................................... 46
VI.12.2 Dimensionnement des lits de séchage................................................................... 47
VI.13. Conclusion partielle ................................................................................................ 49
VII. ETUDE FINANCIERE .................................................................................................. 50
VII.1. Coût d’investissement ............................................................................................. 50
VII.2. Coût d’opération et de maintenace ....................................................................... 51
VII.3. Conclusion partielle ................................................................................................ 51
VIII. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET SOCIAL .................................. 52
VIII.1. Introduction ............................................................................................................. 52
VIII.2. Identification des impacts....................................................................................... 53
VIII.2.1 Impacts positifs ..................................................................................................... 53
VIII.2.2 Impacts négatifs .................................................................................................... 55
VIII.3. Les mésures d’atténuations .................................................................................... 57
VIII.4. PLan de Gestion environnementale et social ........................................................ 58
IX CONCLUSION ................................................................................................................... 59
RECOMMANDATIONS ........................................................................................................... 60
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES.................................................................................. 61
ANNEXES ...................................................................................................................................... I
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Valeurs de base pour le dimensionnement de la station à boues activées du complexe
sucrier de Ferké 2 à la SUACF-CI ................................................................................................ 26
Tableau 2: Paramètre de dimensionnement du déssableur .......................................................... 29
Tableau 3:Paramètre de dimensionnement du dégraisseur .......................................................... 30
Tableau 4:Paramètres classiques pour l'estimation de la production de graisse et de sable ......... 32
Tableau 5:valeurs de a’ et b’ en fonction du type de traitement par boues activées ................... 38
Tableau 6:Valeur de P /Po en fonction de l’altitude .................................................................... 39
Tableau 7: Répartition des coûts d’investissement pour la construction de la STEP.................. 50
Tableau 8: Répartition des couts de maintenance et des opérations de la STEP ......................... 51
Tableau 9:Matrice d'identification des impacts positifs du projet de construction de la STEP sur
le site de Ferké 2 au sein de la SUCAF-CI ................................................................................... 54
Tableau 10:Matrice d'identification des impacts positifs du projet de construction de la STEP sur
le site de Ferké 2 au sein de la SUCAF-CI ................................................................................... 56
Tableau 11:Matrice globale des mesures d’atténuation du plan de gestion environnementale et
sociale du projet de construction de la STEP sur le site de Ferké 2 ............................................. 57
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
LISTE DES FIGURES
Figure 1: Représentation du processus de production du sucre et des unités associées au
complexe industriel Ferké 2 ............................................................................................................ 5
Figure 2: Rampe pivotante ............................................................................................................. 6
Figure 3: Couverture intégrale ....................................................................................................... 6
Figure 4: Zone industriel du complexe sucrier de la SUCAF-CI sur le site de Ferké 2 ................ 7
Figure 6:Dégrilleur automatique au niveau du canal d'évacuation des eaux de chaudières ........ 20
Figure 5: Mini-station d'épuration au niveau du canal de rejet de toutes les eaux usées de Ferké 2
....................................................................................................................................................... 20
Figure 7: Rejets liquides de l'usine de Ferké 2 .......................................................................... 21
Figure 8: Rejet de Mélange avec les eaux usées de rejet de l’usine de Ferké 2 .......................... 21
Figure 9:Sortie des eaux usées du complexe industriel de Ferké 2 ............................................. 22
Figure 11:Les eaux usées de l'usine de Ferké 2 dans les champs des paysans ............................ 22
Figure 10: Deversement des rejets de l'usine de Ferké 2 dans le Bandama ................................ 22
Figure 12: points de prélèvements au sein de l'usine de Ferké 2 ................................................. 18
Figure 13:points de prélèvements au niveau du Bandama ........................................................... 19
Figure 15: Variation des débits en période de production ........................................................... 23
Figure 14: Variation des débits en période d'arrêt entretien ........................................................ 23
Figure 16: Variation du pH en période d'arrêt entretien ............................................................. 24
Figure 17:Variation du pH en période de Production .................................................................. 24
Figure 18:Variation de la température en période d'arrêt entretien ............................................. 22
Figure 19: Variation de la température en période de production ............................................... 22
Figure 20: Variation de la conductivité en période de production .............................................. 24
Figure 21: Variation de la conductivité en période d'arrêt entretien............................................ 24
Figure 22: les unités de la station à boues activées de Ferké 2 à la SUCAF-CI .......................... 25
Figure 23: Station à boues activées de Ferké 2 aménagée ........................................................... 49
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
I. INTRODUCTION
L’eau est au cœur du développement durable et est essentielle au développement socio-
économique, à la production d'énergie et d'aliments, à la santé des écosystèmes et à la survie de
l'humanité. L'eau est également au cœur de l'adaptation aux changements climatiques. En plus,
l’eau est le lien crucial entre la société et l'environnement.(ONU, 2019). Ainsi, dans cette ère
d’urbanisation galopante et de révolution technologiques hors normes, il ressort qu’en moyenne,
les pays développés traitent environ 70% de leurs eaux résiduaires municipales et industrielles
contre 38% dans les pays émergents, et 28% dans les pays en voie de développement. En plus,
dans les pays à faible revenu, seulement 8% de ces eaux usées subissent un traitement, quel qu’il
soit. Ces estimations vont dans le sens de l’appréciation souvent citée selon laquelle il est
probable que plus de 80% des eaux usées du monde soient rejetées sans traitement (OMS, 2013).
A cela s’ajoute le fait que dans la plupart des pays du monde les populations ont augmenté
considérablement et de façon proportionnelle les besoins en nourriture et en eau ont augmenté.
Cette situation avait été résolue par l’accroissement de l’approvisionnement en eau et
l’innovation des technologies agricoles (FAO, 2012). Cependant, actuellement cette perspective
est obsolète car confrontée aux limites naturelles. Dans plusieurs pays du monde,
particulièrement en Afrique de l’ouest, les consommations d’eau se rapprochent des limites des
ressources d’approvisionnement disponibles. Ainsi, l’eau est devenue pour la plupart des pays
ouest Africain un enjeu important de développement économique, social et de géopolitique
(FAO, 2012). Par ailleurs, les sucreries, occupant la première place en termes de production
d’eaux usées parmi les industries agro-alimentaire (UN WATER, 2017), se voient confronter à
des défis majeurs en termes d’utilisation rationnelle de l’eau dans les processus de production et
de la gestion des eaux usées pour le respect des normes environnementales.
C’est dans ce cadre que la Sucrerie Africaine de Côte d’Ivoire (SUCAF-CI) qui souhaite avoir
une image verte et écologique, a initié ce stage de fin d’études qui a pour thème << Etude de
faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la culture de canne à sucre >>.
Il faut noter que cette étude intervient dans le but d’atteindre l’objectif global de ‘’Contribuer à
une meilleure gestion des eaux usées issues du complexe sucrier de SUCAF (l’usine de
production du sucre) sur son site de Ferké 2.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
Pour ce faire nous devons atteindre les objectifs spécifiques ci-dessous listés :
Réaliser l’état des lieux de la gestion des eaux usées de l’usine de Ferké 2 ;
Proposer un système de traitement des eaux usées de l’usine pour une réutilisation
en irrigation de la canne à sucre (agriculture) ;
Evaluer la faisabilité financière de l’implantation de l’unité de traitement des eaux
usées du complexe sucrier de Ferké 2 ;
Evaluer l’impact environnemental et social de la mise en place du système de
traitement des eaux usées.
Ainsi, nous avons structuré notre mémoire en quatres parties. Tout d’abord, il s’agira de débuter
avec une présentation des aspects du projet. Ensuite, nous présenterons la méthodologie utilisée
pour donner forme à ce projet, ce qui permettra par la suite de faire une étude technique de la
solution proposée. Et enfin, dans les deux dernières parties, nous évaluerons les impacts
environnementaux et sociaux du projet, et sa faisabilité financière.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
II. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ET DE LA ZONE D’ETUDE
II.1. Présentation de la structure d’accueil
La Sucrerie d’Afrique-Côte d’Ivoire (SUCAF-CI) est une société anonyme, avec un capital
social de 21 200 000 000 FCFA, et dont le siège social se trouve dans la ville de Ferkessédougou
en Côte d’Ivoire. La SUCAF-CI, depuis 2010, fait partie du groupe SOMDIAA (Société
d’Organisation, de Management et de Développement des Industries Alimentaires et Agricoles).
Elle est composée de deux sites distants de 35 km : celui de Ferké 1 est situé dans le département
de Ferkessédougou et celui de Ferké 2, dans le département de Niakaramadougou.
Les complexes sucriers produisent respectivement : principalement du sucre raffiné à Ferké 1 et
du sucre roux à Ferké 2. Ces produits sont conditionnés comme suit :
- le sucre granulé blanc ou roux en sacs de 50 ou 25 kg ;
- le sucre granulé blanc ou roux en sachets de 1 kg et 5 kg ;
- le sucre blanc morceau en paquets de 1 kg et conditionnés en carton de 25 kg.
L’organisation administrative et opérationnelle de la SUCAF s’articule autour d’une Direction
Générale et de 3 directions techniques ( la Direction Technique Industrielle (DTI), la Direction
Technique Agricole (DTA), la Direction Technique du Matériel (DTM)) et de 5 directions
administratives et support (la Direction des Ressources Humaines et de la Formation (DRHF), la
Direction Administrative et Contrôles de Gestion (DACG), la Direction Management Qualité
Sécurité et Environnement (DMQSE), la Direction Approvisionnement et Logistique (DAL), et
la Direction Commerciale et Marketing (DCM)).
Le stage qui a abouti au présent document s’est déroulé dans à la DTA et à la DTI.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
II.2. Aperçu global des activités du complexe sucrier de Ferké 2
II.2.1 Production du Sucre à l’usine de Ferké 2
Le processus de transformation se présente comme suit :
Récolte, stockage et nettoyage de la matière première : La récolte de la canne est assurée
mécaniquement à l’aide de moissonneuses sans brûler la parcelle de canne, ou manuellement
à l’aide de machette après brûlage réalisé la veille en après-midi (Fabien et al. 2010).
L’acheminement vers l'usine se fait par la route. Une fois au sein de l’usine, la canne à
sucre est soit directement déversée sur les tables à cannes pour lavage avant broyage ou
stockée dans la cour à canne. Elle doit être transformée au plus tard dans les douze heures qui
suivent la coupe sinon on constate une déperdition de sucre pouvant atteindre deux pourcent
par vingt-quatre heures (2%/24 h).
Broyage de la canne à sucre : La canne à sucre est débitée dans des coupe-cannes, puis
fragmentée dans des broyeurs pour être ensuite pressée dans un train de quatre (04) moulins
pour en extraire le jus. On obtient des résidus ligneux renfermant un faible pourcentage de
saccharose appelé bagasse.
Epuration du jus : Après le broyage on obtient un jus trouble. Par la suite, l'épuration du jus
trouble se fait par voie chimique.et les fragments de fibres et de cellules végétales sont
éliminés par procédé mécanique, on obtient le jus clair et la boue concentrée. Cette boue est
divisée dans des filtres rotatifs sous vide, en ses différents composants : jus filtré et écumes
de filtration. Le jus filtré est ramené au processus et les écumes utilisées comme engrais ou
éliminées comme déchet.
Evaporation et cristallisation : La concentration du jus clair s'effectue dans un poste
d'évaporation à effet multiple jusqu'à obtenir une teneur en matière sèche de 60 à 70%. Au
poste de cristallisation, le jus concentré (sirop) est essoré dans des chaudières à cuire où
règne une dépression d'environ 80%. Ainsi, on obtient la masse pâteuse désormais
appelée masse cuite. Elle est évacuée dans des chaudières à cuire dans des bacs où elle est
continuellement refroidie. Ce refroidissement de la masse modifie la sursaturation, et les
cristaux de sucre continuent de grossir. La masse cuite va dans les centrifugeuses où les
cristaux sont séparés du sirop (turbinage). Le produit obtenu est le sucre brut d'un brun
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
jaunâtre. Le sirop chassé est concentré à nouveau pour donner une nouvelle masse cuite ; les
cristaux ainsi obtenus sont centrifugés. Le sirop qui s'écoule est la mélasse.
Stockage : Le sucre obtenu est refroidi et séché avant d'être conditionné. Il est conditionné
en vrac, par paquets (1 kg) ou en sacs (25 et/ou 50 kg). Il est important pour
le stockage que l'air ait une humidité relative d'environ 65% dans l'entrepôt. C'est là
approximativement la valeur à laquelle les cristaux de sucre absorbent et cèdent la même
quantité d'humidité à l'air.
Figure 1: Représentation du processus de production du sucre et des unités associées au
complexe industriel Ferké 2
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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II.2.2 L’irrigation des parcelles à Ferké 2
Sur l’ensemble des parcelles de la SUCAF-CI, nous retrouvons divers type d’irrigation
notamment : des pivots, des rampes frontales comme illustré à la figure 3, du Goutte à goutte,
des enrouleurs, la couverture classique et intégrale (figure 2) et de type pluvial ou non irrigué.
Ainsi, ces systèmes d’irrigation sont fonctionnels sur le site de Ferké 2 grâce à :
3 stations de relevage vers les canaux de transfert : R2, C1 et C2
7 réseaux indépendants alimentés par 7 stations de mise en pression : R1, IPS1, IPS2,
IPS3, IPS4, IPS5&6, IPS7
5908 ha irrigués
A ceux-là s’ajoutent les nouvelles parcelles et installations du projet PESUF.
Figure 3: Couverture intégrale Figure 2: Rampe pivotante
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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II.3. Présentation de la Zone d’étude
II.3.1 Situation géographique
Le complexe sucrier Ferké 2 de la SUCAF-CI se trouve dans la partie Nord de la Côte d’Ivoire
entre 5°22’ et 5°40’ de longitude ouest. Cette zone est d’une altitude moyenne 325 m au-dessus
du niveau de la mer et s’étale sur plus de 6000 hectares.
Figure 4: Zone industriel du complexe sucrier de la SUCAF-CI sur le site
de Ferké 2
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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II.3.2 .Climat
Les complexes sucriers sont dans des régions caractérisées par un climat de type tropical sec
avec deux saisons : une qui s’étend de mai à octobre de type humide et l’autre sèche de
novembre à octobre. Le régime pluviométrique est de type unimodal et centré sur les mois
d’août-septembre qui cumulent presque la moitié de la hauteur moyenne annuelle des
précipitations égale à environ 1200 mm. Le déficit pluviométrique à combler par l’irrigation pour
satisfaire les besoins en eau de la canne à sucre approche en moyenne les 700 mm (Péné et al,
2012c), soit 7000 m3/ha. Ces saisons enregistrent des écarts thermiques journaliers au-delà de 20
°C et une humidité relative de l’air atteignant parfois 30 à 35 %.
II.3.3 .Végétation et les unités pédologiques
La végétation de la région des complexes sucriers est une savane guinéenne boisée, avec des
niveaux variables renfermant de petits lambeaux de forêts détachés. Les sols sont à majorité
ferralitique (remanié), avec une couche arable peu profonde (40 à 60 cm) limitée par des
indurations (carapaces ou cuirasses). , avec une texture sablo-argileuse de couleur ocre, sont
marqués par une induration latéritique à moyenne profondeur (80 cm). C’est la texture
dominante (40 % des superficies) avec une réserve en eau utile est de l’ordre 90 mm, soit une
réserve facilement utilisable de 60 mm (Péné et Koulibaly, 2011). Les deux autres textures
dominantes sont sableuses et sablo-argilo-limoneuse, avec respectivement 24 et 20 % des
superficies. Le sol est pauvre en matière organique (1.5 %) avec un pH fortement acide (6.0) et
une faible capacité d’échange cationique (8 méq/100g). (Konan et Péné, 2017)
II.3.4 .Population
Les régions du Tchologo et du Hambol, dans lesquelles sont les complexes sucriers, seretrouvent
proche du Mali et du Burkina Faso. Ces régions possèdent une population cosmopolite mais
dominée par les autochtones que sont les Sénoufos et les Malinkés. Selon le recensement général
de la population de 2014, la région compte 467 958 habitants (Fraternité Matin, 2018). Hormis le
sucre, l’activité principale est l’agriculture secondée par l’élevage. En plus, en période de
campagne sucrière le périmètre de Ferké 2 reçoit en moyenne plus de 15 000 employés.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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III.1. Contexte et justification du projet
Dans le cadre de son plan quinquennal qui est de passer d’une production actuelle de 105 000
tonnes de sucre à 125 000 tonnes (pour répondre au besoin national en sucre) à l’horizon 2022, la
Direction générale de la SUCAF-CI s’est fixée comme objectif d’accroitre sa production de
canne à sucre (Saccharum Officinarum) en conformité avec les normes environnementales, en
particulier celles de rejets des eaux usées. Par ailleurs, les défis d’accroissement de la production
de canne à sucre de la SUCAF et les dérèglements climatiques qui impactent négativement sur la
pluviométrie de cette zone favorisent des rendements faibles sur les parcelles de cannes à sucre.
D’où, la problématique de satisfaire les besoins en eau pour l’irrigation des parcelles revêt donc
un enjeu majeur. A côté de cela, les eaux usées issues des procédés de production du sucre du
complexe sucrier de Ferké 2 ne reçoivent pas un traitement approprié avant leur rejet dans le
milieu aquatique (le fleuve Bandama). C’est dans cette optique que la Direction Technique
Agricole sous la supervision du Directeur Irrigation Ferké 1 et 2 et la Direction Technique
Industrielle sous la supervision du Responsable des laboratoires usines Ferké 1 et 2, ont mis sur
pied un plan de développement de l’irrigation qui vise à optimiser l’irrigation à travers la
réutilisation des eaux usées du complexe sucrier de Ferké 2 pour soutenir les productions de
canne à sucre escomptées.
Ainsi, cette étude qui fait partie de ce plan permettra de proposer un système approprié de
traitement des eaux usées de l’usine de Ferké 2 et de respecter les normes environnementales en
vigueur.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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III.2. Cadre reglementaire de la gestion des eaux usees
III.2.1 Réutilisation des eaux usées
Les eaux usées proviennent de l’usage des eaux d’origine naturelle notamment les eaux de
surface et/ou les eaux souterraines dans un processus anthropique ou non. Ainsi, nous pouvons
subdiviser les eaux usées en eaux domestiques et en eaux résiduaires ou industrielles.
Selon les contrées les utilisations des eaux usées traitées varient selon les besoins ressentis
(Institut national de la santé publique du Québec ; 2008). Puisqu’elles peuvent être réutilisées
pour plusieurs usages mais généralement pour les usages non domestiques (Veolia, 2010). Par
ailleurs, l’utilisation en agriculture des eaux usées traitées est un moyen économique de réduire
les rejets de charges polluantes dans l’environnement et de bénéficier d’un apport en eau en cas
de sécheresse (Veolia, 2006). C’est pourquoi l’OMS en 2012 affirmait qu’il y a une prise de
conscience mondiale et grandissante de la valeur des eaux usées traitées en tant que ressource,
surtout pour les nutriments qu’elles contiennent.
III.2.2 Réglementations ivoiriennes en matière de rejets des eaux usées
La gestion des eaux usées en Côte d’Ivoire est régie par plusieurs textes. Ces textes sont
appliqués pour les installations classées notamment les industries. Ces textes sont :
Arrêté n° 01164 du 04 Novembre 2008, Portant Réglementation des Rejets et Emissions
des Installations ;
La loi n° 96-766 du 3 octobre 1996, portant Code de l’Environnement ;
Le décret n°98-43 du 28 janvier 1998 relatif aux installations classées pour la protection
de l’environnement ;
L’arrêté n°0462/MLCVE/ SIIC du 13 mai 1998, portant modification de la nomenclature
des installations classées ;
Vu l’arrêté n°1119 du 05 Décembre 1991, portant organisation du Service de l’inspection
des Installations Classées.
Ces actes juridiques sont consignés aux annexes VIII et X. Pour les substances non mentionnées
se référer aux textes européens tels qu’énoncé dans la réglementation ivoirienne.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
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III.2.3 Normes internationales
Dans le manuel d’utilisation des eaux usées traitées, paru en 2003, l’Organisation des nations
unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO) donne des normes concernant les
caractéristiques de qualité chimique et physique, tous deux sont identiques pour n'importe quelle
eau d'irrigation. Ainsi, les directives générales présentées en annexe VIII, peuvent être
employées pour évaluer l'eau usée traitée, utilisée à des fins d'irrigation, en termes de
constituants chimiques tels que les sels dissous, le contenu en sodium et les ions toxiques. La
procédure demeure la même qu'avec les autres types d'eaux. A ceux-ci s’ajoutent les directives
de l’OMS, qui se présentent comme une lucarne et un repère pour plusieurs pays dans le monde
et notamment la Côte d’Ivoire. Dans l’objectif de mettre sur pieds une base scientifique pour
l’élaboration de ses recommandations, l’OMS effectuait des recherches depuis 1982. Ces
recherches ont abouti à l’élaboration du “Health guidelines for the use of wastewater in
agriculture and aquaculture” ou “Recommandations sanitaires pour l’utilisation des eaux usées
en agriculture et en aquaculture” dans le courant de l’année 1989 et ces recommandations furent
améliorées en 2000, en y ajoutant les résultats des études épistémologiques (Ursula J.
Blumenthal, et al. 2000). Ces recommandations ne concernent que l’usage agricole comme
illustré en annexe VI. Par ailleurs, les protozoaires ne sont pas inclus directement car il est
considéré qu’ils sont éliminés en même proportion que les helminthes. Les virus ne sont pas
considérés non plus, leur présence étant difficile à détecter lors des contrôles de routine. Ces
normes sont destinées à une utilisation internationale, et sont donc adaptées aux pays en voie de
développement. Elles représentent la limite au-delà de laquelle la santé publique n’est plus
assurée.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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IV. METHODOLOGIE DE CONCEPTION
IV.1. Organisation des activités
L’approche méthodologique adoptée dans le cadre de notre projet s’est articulée autour des
points suivants :
Acquisition des données :
Cette étape s’est basée sur une étude diagnostic en matière d’eaux usées sur le périmètre de
Ferké 2 à travers des observations directes sur le site de Ferké 2 et des entretiens avec les
employés et les populations riveraines. Ensuite, elle s’est poursuivie par des campagnes
d’échantillonnage des eaux usées de l’usine de Ferké 2 dans le but de les caractériser
qualitativement et quantitativement.
Etude technique :
Ici, il a été question de choisir la filière de traitement des eaux usées de l’usine de Ferké 2 la
mieux adapté au contexte sucrier de Ferké 2 après leur caractérisation. Et, nous avons
dimensionnés la filière proposée dans le souci d’améliorer la qualité des eaux et permettre
leur réutilisation en agriculture.
Evaluation financière de la solution :
Cette évaluation a été possible grâce aux formules d’évaluation des coûts de construction et
d’exploitation d’une station de traitement des eaux usées de type boues activées du
Conservatoire National des Arts et Métiers de France.
Evaluations des impacts des projets sur l’environnement :
Les impacts des projets ont été évalués grâce à la matrice d’identification des impacts en
prenant en compte tous les aspects du projet.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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IV.2. Caractérisation des rejets du complexe sucrier de Ferké 2
L’échantillonnage des eaux usées au sein du complexe sucrier Ferké 2 de la SUCAF-CI a été
réalisé durant deux campagnes journalières de 24 heures (avec un pas de temps de deux
heures) avec un mode d’échantillonnage de type composite et ponctuel. Ces campagnes ont
été menées dans le courant du mois de mars 2019 : la première campagne s’est déroulée dans
la matinée du 19/03/19 à partir de 10h00 au 20/03/19 à 8h00 et l’autre campagne du 21/03/19
à partir de 08h00 au 22/03/19 à 6h00.
Ces deux campagnes journalières sont représentatives du fonctionnement du complexe sucrier
de Ferké 2 en période de campagne sucrière c’est-à-dire une campagne de prélèvement
effectuée en période d’arrêt-entretien de l’usine (nettoyage et maintenance des unités de
l’usine), et l’autre en campagne en période de production (sucre) de l’usine.
Aussi, une campagne de prélèvement ponctuel a été effectuée sur le site du Bandama dans la
journée du 21/03/19.
Ces prélèvements ont été effectués au niveau de :
Croisement des eaux de l’arrière usine et des eaux de lavage canne (CAR-LC) ;
Croisement des eaux de chaudières et des eaux provenant des moulins (CCH-M) ;
La sortie totale de toutes les eaux de l’usine de Ferké 2 (STEU-F2) et
Au niveau de la station de pompage R2 (STP-R2)
Ainsi, les mesures in situ de pH, la température, la conductivité électrique (CE) et la turbidité
des eaux usées ont été réalisées respectivement grâce à un pH-mètre portatif, un thermomètre
numérique à sonde, un conductimètre et un spectrophotomètre d’absorption moléculaire DR-
900.
Les autres paramètres de caractérisation des eaux usées physico-chimiques, ont été analysés
par la méthode colorimétrie à l’aide la DR-900 (annexe IX).
Aussi ; nous avons réalisé des échantillons composites avec un pas de temps deux heures sur
deux journées de 24 heures, des eaux usées prélevées dans des flacons en polyéthylène haute
densité d’un (01) litre, préalablement lavés à l’eau distillée, puis ils ont été acheminés au
laboratoire usine Ferké 2 dans une glacière de 4 °C selon le guide AFNOR (2012). Par
ailleurs, pour la conservation des échantillons composites, nous les avons acidifiés avec de
l’acide sulfurique.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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L’analyse bactériologique vise à la recherche et le dénombrement des germes suivants :
germes totaux, coliformes totaux et fécaux, streptocoques fécaux, staphylocoques et les
mésophiles. Il faut signaler que pour l’évaluation bactériologique (Protocoles d’analyse et les
résultats voire annexes IX et X), les échantillons ponctuels (ISO 5667-2 ; 1991) ont été
prélevés dans un récipient stérile, selon un mode opératoire précis évitant toutes les
contaminations accidentelles, transportés au laboratoire et analysé sans délai et d’autre après
une courte durée de conservation avec du thiosulfate de sodium. Ainsi, l’identification et le
dénombrement des germes pathogènes des eaux usées brutes et épurées ont été réalisés
suivant la méthode de dénombrement sur les boites de pétri, comme suit :
N =∑ C
V. (n1 + 0,1. n2)∗
1
d
C = somme des colonies des boîtes comptées,
V = volume de l’inoculum,
n1 = nombre boîtes comptées à la plus faible dilution,
n2 = nombre boîtes comptées à la plus forte dilution,
d = dilution correspondant à la dilution la plus faible.
Certaines des analyses notamment : la DBO5, les huiles et les graisses, l’azote kjeldahl, le
phosphore total, les métaux lourds et certains indicateurs de contamination fécale ont été
analysés au laboratoire Vagny basé à Abidjan sur des échantillons conservés avec l’acide
sulfurique ; le thiosulfate de sodium et certains congelés à -15°C pour la DBO5 .
Les figures 12 et 13 montrent les points de prélèvement et des mesures in situ des paramètres
physico-chimiques et microbiologiques expliqués ci-dessus.
Pour une meilleure caractérisation des effluents sucriers nous nous baserons dans la suite sur
les résultats des analyses du point de prélèvement : la sortie totale de toutes les eaux de l’usine
de Ferké 2 (STEU-F2).
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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Figure 5: points de prélèvements au sein de l'usine de Ferké 2
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2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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Figure 6:points de prélèvements au niveau du Bandama
IV.3. Evaluation des débits de rejets de l’usine de Ferké 2
Nous avons évalué uniquement la sortie totale de toutes les eaux de la SUCAF-CI qui contient
un canal équipé d’un dispositif de venturi.
Ainsi, à l’aide de la formule ci-dessous nous avons déterminé le débit durant les deux
campagnes de prélèvement de 24 heures (à deux heures d’intervalle de temps), à l’aide de la
formule de Venturi, Giovanni Battista (1746-1822) améliorée :
Q=4*B*H(1,522*B)
0,026
Avec :
B : Largeur ouverte du canal (m)
H: la profondeur en amont (m)
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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IV.4. Choix du procédé d’épuration des eaux usées
Le choix se basera sur les caractéristiques ci-dessous du site d’implantation :
La capacité d’épuration ;
La nature du réseau d’assainissement (séparatif ou unitaire) existant ;
Les caractéristiques des effluents à traiter ;
Les objectifs de valorisation des produits de traitement ;
Les Caractéristiques du site d’épuration (surface disponible, direction des vents,
éloignement des habitats, …etc.) ;
Infrastructures (électricité, eau potable, liaison de télécommunication) ;
Les contraintes d’exploitation (Accès des véhicules à l’intérieur) ;
Les charges d’investissement et d’exploitation.
.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
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V. RESULTATS DES CAMPAGNES DE COLLECTE DE DONNEES
V.1. Diagnostic
V.1.1 Gestion des eaux usées à la SUCAF-CI
Les observations directes sur le périmètre sucrier industriel nous ont permis de déceler :
Aucune évaluation des débits de rejets des eaux usées sucrières de l’usine de Ferké 2,
Au niveau du canal d’évacuation des eaux usées des tables à cannes et des eaux de
l’usine :’il existe deux dégrilleurs manuels et d’une mini station composée d’un tambour
rotatif et d’un bassin de décantation, tous deux fonctionnant en surcharge ;
Au niveau du canal d’évacuation des eaux de chaudières et des moulins, un déshuileur et
un dégrilleur automatique y ont été disposés mais ils sont hors d’usage actuellement ;
Le manque de personnel qualifié pour le suivi et l’entretien des mini-stations au sein de
l’usine de Ferké 2.
Comme observé aux figures 5 et 6, les installations de l’usines, bien qu’insuffusant pour le
traitement de ces éffluents sucriers, présentent des dysfonctionnements majeurs D’où les rejets
des eaux usées se font dans l’irrespect des normes des rejets en vigueur en Côte d’Ivoire.
Figure 8: Mini-station d'épuration au niveau du
canal de rejet de toutes les eaux usées de Ferké 2
Figure 7:Dégrilleur automatique au niveau du
canal d'évacuation des eaux de chaudières
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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V.1.2 Nature des rejets des effluents de l’usine de Ferké 2
Les rejets du complexe industriel illustrés ci-dessous (figures 7 et 8) sont essentiellement
constitués de :
Eaux de lavage : chargées en MES ;
Eaux de condensation : il s’agit de la vapeur condensée au niveau des caisses d’évaporation,
de la vapeur de la dernière caisse d'évaporation et de la vapeur de cuite condensée au niveau
d'un condenseur par contact d'eau froide ;
Eaux de lavage des machines : En particulier les eaux de lavage hebdomadaire des faisceaux
des caisses d'évaporation. Ces eaux sont basiques lorsqu'il y a addition de NaCl ou acide avec
du HCl ou parfois basiques puis acides dans la mesure où l'on utilise consécutivement les
deux modes de détartrage ;
Eaux de lavage des sols ;
Mélasses ;
Bagasse ;
Gâteau : Il s'agit là du résidu sec obtenu par filtration des boues après chaulage du jus sucré.
Huiles et graisses : provenant du graissage des engins mécaniques de production.
Figure 9: Rejets liquides de l'usine de Ferké 2
Figure 10: Rejet de Mélange avec les
eaux usées de rejet de l’usine de Ferké 2
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en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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V.1.3 Impacts des rejets sucriers dans la nature
Les effluents provenant de l’usine font un parcours depuis la sortie de l’usine (figure 9) jusqu’au
fleuve Bandama. Au cours de leur chemin, ils subissent un lessivage naturel polluant les champs
et les cours d’eau pour déboucher sur le Bandama à environ moins de 2 km de la station R2, de
pompage des eaux pour l’usine (pour la station de traitement des eaux et pour fabrication du
sucre) comme indiqué aux figures 10 et 11. Ainsi, il ressort de cela une pollution des eaux du
Bandama et une destruction de l’écosystème aquatique.
Figure 11:Sortie des eaux usées du complexe industriel de Ferké 2
Figure 12:Les eaux usées de l'usine de Ferké 2
dans les champs des paysans
Figure 13: Deversement des rejets de l'usine de
Ferké 2 dans le Bandama
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
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V.2. Caractérisation des eaux usées du complexe indsutriel Ferké 2
Caractéristiques quantitatives et physiques des effluents sucriers
Les résultats présentés ci-dessous proviennent des analyses effectuées sur les eaux usées du poste
de la sortie totale de toutes les eaux de l’usine de Ferké 2 (STEU-F2). Les eaux usées arrivant à
la sortie totale sont composées principalement des eaux usées des postes de lavage de la canne à
sucre, des unités de production de l’usine et des chaudières.
Tout d’abord, les résultats de la caractérisation des effluents présentés aux figures 14 et 15,
mettent en évidence de fortes variations des débits au cours de la période d’arrêt entretien de
l’usine et en période de production avec des fluctuations respectives de 391,32 m3/h à 810,91
m3/h et 289,85 m3/h à 750,83 m3/h. Le débit moyen maximal est estimé à 650 m3/h
correspondant à la période d’arrêt usine.
Ensuite, les valeurs de pH obtenus se situent entre 5,8 et 13,2, et celles de la conductivité
électrique sont comprises entre 3,48 µS/cm et 1015µS/cm. Ces variations importantes de pH et
de conductivité pourraient s’expliquer de rejets liquides de soude provenant des bacs de chaulage
et de chlore et des résidus de réaction chimiques issus de la station de traitement des eaux de
l’usine.
810,91
606,82
726,81
391,32
558,87
498,97
726,81654,80
630,80
690,80714,81
498,97
200
300
400
500
600
700
800
900
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Déb
it (
m3
/h)
Temps (heure)
20/03/1 19/03/19
403,27
451,10
606,8163097
750,83
379,37
528,91
510,95
319,67
331,60
289,85
343,54
427,18
0100200300400500600700800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Déb
it (
m3
/h)
Temps (heure)
22/03/19 21/03/19
Figure 14: Variation des débits en période de
production
Figure 15: Variation des débits en période
d'arrêt entretien
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2)
en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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Par ailleurs, les températures enregistrées connaissance également des variations importantes du
fait des opérations de chauffage et de refroidissement dans le processus de production avec
notamment des valeurs comprises entre 31°C et 50°C.Les courbes présentées de la figure 14 à
18. Et traduisant les évolutions de ces paramètres au cours du temps montrent une évolution en
dents de scie au cours d’une journée de production au sein de l’usine et d’arrêt entretien de
l’usine.
6,5 6,6 6,66,8
6,3
6,76,9 6,9 6,8 6,8 6,8 6,8
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
pH
Temps
6,8 6,8
8,57,6
5,8
13,213,112,4
8,47,5
6,8 6,8
456789
1011121314
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
pH
Temps
228
1015
556463
526
71,920,4 3,48
397
549448
332
0100200300400500600700800900
10001100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Co
nd
uct
ivit
é (µ
S/cm
)
Temps(heure)
570
485510
398
2,46
413393341
203
350
649
474
0
100
200
300
400
500
600
700
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Co
nd
uct
ivit
é (
µS/
cm)
Temps(heure)
20/03/19
19/03/19 20/03/19 22/03/19 21/03/19
22/03/19 19/03/19 21/03/19
Figure 17:Variation du pH en période de
Production Figure 16: Variation du pH en période
d'arrêt entretien
Figure 19: Variation de la conductivité en
période d'arrêt entretien
Figure 18: Variation de la conductivité en
période de production
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
Caractéristiques qualitatives des effluents sucriers
Les paramètres de pollution pour leur part, font état de teneurs élevées en DBO5 et en DCO.
Il apparait en effet que la concentration moyenne en DCO est estimée à 3600 mg/L et celle de
la DCO à 5965 mg/L. Ces fortes teneurs s’expliqueraient par la présence de résidus de cannes
dans les effluents qui se justifient également par la présence importante de matière en
suspension (788mgMES/L). Ces résultats sont en accord avec ceux de Ndobo qui a obtenu
des concentrations de DCO de 1000 mg/L à environ 5800 mg/L pour les postes communs à
ceux étudiés dans les effluents de la SN-SOSUCO au Burkina Faso. Les résultats détaillés
sont résumés dans les tableaux dans les annexes III et IV. Ces paramètres physico-chimiques
révèlent à travers les concentrations en DBO5 et en DCO, non conformes aux normes
ivoiriennes en vigueur des rejets des effluents industriels, une pollution essentiellement
organique c’est-à-dire des concentrations élevées en DBO5 et en DCO. Aussi, des risques
d’eutrophisation du milieu récepteur en l’occurrence le Bandama sont perceptibles à travers
des les concentrations en Azote Total de 411 mg/L et en phosphore total de 18,2 mg/L dans
les effluents sucriers qui y sont rejetés. En plus, les valeurs 420 mg/L et de 788 mg/L
correspondantes respectivement aux concentrations en huiles et de graisses et de MES des
eaux usées industrielles de Ferké 2 montrent l’interruption de l’activité photosynthétique à
travers. la réduction considérable de l’oxygène dissout au sein du milieu aquatique
(Bandama).Et enfin la présence de métaux lourds même pour la majorité en deçà des limites
réglementaires en vigueur est un facteur inquiétant.
Au niveau de l’examen microbiologique des effluents, il ressort de façon générale la présente
34 34
43
3736
50
45
36
3133
3433
30
35
40
45
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
T(°C
)
Temps(heure)
20/03/19 19/03/19
36
32,7
3435
34 34
36
33
3635
36
34,6
30
32
34
36
38
40
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Tem
pér
atu
re (
°C)
Temps (heure)
22/03/19 21/03/19
Figure 21Variation de la température en période
d'arrêt entretien
Figure 20: Variation de la température en
période de production
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
23
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
des pathogènes indicateurs de contamination fécales (les coliformes) qui sont supérieur 1000
UFC de coliformes par 100 ml, valeur limite de la norme de rejet dans une zone sensible
(baignade) ou de réutilisation en agriculture. En plus, la présence d’autres germes a été
détectée notamment les staphylocoques et les mésophytes.
En somme, au vu de tout ce qui précède nous constatons un état de pollution avancée des eaux
usées industrielles du complexe sucrier de Ferké et du danger qu’elles représentent pour
l’environnement.
Le caractère biodégradable des effluents
Dénitrification Déphosphoration Biodégradabilité
Conditions 10 < DCO/N < 60 30 < DCO/P < 300
2 < DCO/DBO5 < 3
Résultats
14 ,51 >300 1,65
.
A travers ce coefficient de biodégradabilité de 1,65, il ressort que le traitement épuratoire
adapté aux effluents sucrier est de type biologique.
V.3. Choix du procédé d’épuration
Dans cet élan d’accroissement de la production de la SUCAF-CI et face à la problématique de
son bail foncier presque épuisé .Aussi ; pour une question de flexibilité de la technologie de
traitement face à ses activités saisonnières avec la variabilité de la qualité des effluents , nous
avons opté pour le système intensif capable de traiter les effluents fortement chargés et de
produire moins de boues. Ainsi, celui choisi est:
Le système à boues activées ( bassins d’aération) car , ce système présente :
- Un procédé performant ;
- Un rendement stable ;
- Une souplesse d’adaptation du volume d’activation aux conditions de charges ;
- Un coût modéré ;
- Un traitement de la pollution azotée très performant ;
- Le système peut donner droit à des certificats verts (gestion des crédits
carbones).
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
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24
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
V.4. Description du système à boues
La filère de traitement à boues activées est composée :
Traitements préliminaires :
Élimine les matériels qui endommagent les équipements. Il s’agit de :
- Un dégrillage fin mécanisé ;
- Un dégrillage manuel ;
- Un bassin d’égalisation ;
- Un dessablage-déshuilage, combiné aéré ;
- Un ouvrage de traitement des graisses.
Traitement primaire
Ce traitement élimine les solides décantables ou flottables :
Un décanteur primaire.
Traitement secondaire
Il élimine le DBO et les matières dissoutes et suspendues à l’aide d’un bassin d’aération
équipé d’un système d’aération ;
Aussi, ce traitement utilise le traitement physique et chimique pour éliminer le reste de DBO,
le solide et matières organiques restants. Il est composé de : Un dégazeur et Un décanteur
secondaire ;
Traitement tertiaire ou Désinfection :
Il consiste à éliminer tous les microorganismes et les pathogènes qui peuvent provoquer des
maladies ou infecter le système naturel ou cette désinfection des eaux par le chlore dans le cas
d’utilisation des eaux épurées pour l’irrigation : bassin de désinfection :
Traitement des Boues :
Ce traitement consiste à stabiliser les solides retirés durant le traitement des eaux usées,
désactive les organismes pathogènes et réduit leur volume en éliminant l’eau. Dans notre cas
nous auront :
Un épaississeur et une déshydratation thermique des boues
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VI. ETUDE TECHNIQUE
VI.1. Données de base de dimesionnement de la station et ses ouvrages annexes
Pour la réalisation de cette station à boues activées, illustrée à la figure 8 ci-dessous, nous
nous baserons sur des valeurs de base. Ces valeurs de bases ont été déterminées par les
évaluations et analyses des effluents sucriers de Ferké 2.
Figure 22: les unités de la station à boues activées de Ferké 2 à la SUCAF-CI
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Ainsi, voici présenté les valeurs de base au dimensionnement :
Tableau 1: Valeurs de base pour le dimensionnement de la station à boues activées du
complexe sucrier de Ferké 2 à la SUACF-CI
Paramètre Unité Valeur
Concentration de DBO5 mg/L 3600
Concentration de DCO mg/L 5965
Concentration de MES mg/L 788
Concentration de NTK mg/L 411
Concentration de P mg/L 0,66
Charge polluante de NTK Kg/J 6411,6
Charge polluante de MES Kg/J 12292,8
Charge polluante de DBO5 Kg/J 56160
Charge polluante de DCO Kg/J 93054
Charge polluante de P Kg/J 10,296
Capacité de la Station EH EH 936000
Débit journalier (Qj) L/j 15600000
Débit journalier (Qj) m3/j 15600
Débit moyen horaire (Qm) m3/h 650
Débit de pointe (Qp) L/s 304,43
Débit de pointe (Qp) m3/h 1095,93
Débit de pointe (Qp) m3/s 0,30
Débit diurne (Qd) m3/h 5815,88
VI.2. Poste de relevage
Pour la détermination du volume du poste de relevage, nous avons utilisé la formule suivante :
VU =Qp
4∗Z
Avec :
Qp : débit de pointe horaire (m3/h)
Z : Nombre maximal de démarrage par heure est fixé de 6 à 10 en fonction de la puissance de
la pompe. On fixera Z à 6.
Nous obtenons :
volume utile (Vu) = 45,66 m3
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VI.3. Dégrilleurs
Nous équiperons la station d’un dégrilleur mécanique et d’un dégrilleur manuel en by-pass.
En clair, le dégrilleur manuel sera employé lorsque la hauteur d'eau en amont de la première
grille automatisée sera face à une situation excédentaire ou de colmatage.
Pour la conception de ces dégrilleurs, nous avons fixé les paramètres suivants :
• Angle d’inclinaison pour la grille automatique : θ = 60 ° ;
• Angle d’inclinaison pour la grille manuelle : θ = 90 ° ;
• Barreaux circulaires de diamètre : b = 10 mm ;
• Tirant d’eau : t= 0.75 m ;
• g = 9.81m/s² ;
• La vitesse à travers la grille : v = 1 m/s ;
• Coefficient β de la forme des barreaux (circulaire) : 1,79.
Dimensionnement des dégrilleurs : pour cela il est nécessaire de déterminer les
paramètres suivants de la grille. La superficie ouverte (surface verticale) de la grille
est donnée par la formule :
S =Q
V ∗ a ∗ c
Avec :
Q : Débit maximal à travers la grille (m3 /s).
V : Vitesse de l’écoulement à travers la grille (m/s).
a : Coefficient de passage libre donné par la relation :
a =diamètre des barreaux
diamètre des barreaux + espacement entre les barreaux
C : Coefficient de colmatage dépendant de la qualité de l’eau et du système de
reprise des résidus : on a généralement,
0.1 < C < 0.3 pour une grille manuelle.
0.4 < C < 0.5 pour une grille automatique.
D’où nous retenons :
- C = 0,5 (grille automatique) et C = 0,3 (grille manuelle)
- Espacement entre les barreaux automatiques= 15 mm et celui manuels= 30 mm
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- La longueur mouillée de la grille est déterminée par :
Lo (m) =t
sin (α)
- La largeur de de la grille est déterminée par :
L (m) =S
Lo
- Les pertes de charges (∆h) à travers la grille sont données par l’équation de Kirchmer :
∆h = β ∗ (b
e)4/3 ∗(
v2
2g) ∗ sin θ
On obtient les valeurs des paramètres des grilles manuelle et automatique suivantes :
Paramètres Unité Grille automatique Grille manuelle
Coefficient de passage libre (a) - 0.4 0.25
Surface de la grille (S) m2 0.91 1.44
Longueur mouillée de la grille (L) m 0.87 0.87
Largeur mouillée de la grille (l) m 1.04 1.67
Perte de charge à travers la grille (∆h) Cm 4,6 1,8
VI.4. Bassin d’égalisation
Après ce premier traitement mécanique, l'ensemble des effluents est mélangé dans un bassin
d'égalisation, retenant la totalité des eaux usées qui s’écoulent en une journée, ce qui permet
d’obtenir un effluent parfaitement homogénéisé, mais aussi de réguler le débit à une valeur
constante et indépendante des écoulements de la sucrerie.
En pratique, le bassin d'égalisation permet, en plus d'homogénéiser le mélange, de réguler son
pH.
- Volume du bassin
Le volume (V) de ce bassin, par sécurité, nous l'avons dimensionné pour qu'il puisse contenir
150% du volume total d'effluent par jour. D’où :
V (m3) =1,5*Qj
- Géométrie du bassin
La forme du bassin d'égalisation a été choisie circulaire pour que le mélange soit le plus
efficace possible d’où :
, (GAID,1984).
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- Surface:
S(m2) =V
S
Avec :
- Hauteur : H= 5m
- Diamètre :
D (m) =
S*4
- Temps de séjour :
Ts (heures) =V
Qp
Nous arrivons aux valeurs des dimensions du bassin d’égalisation suivantes :
Paramètre Unité Valeur
Volume m3 23400
Hauteur m 5
Surface m2 4680
Diamètre m 77,21
Temps de séjours H 36
VI.5. Dessablage-déshuilage
Pour le dimensionnement des ouvrages permettant la séparation des graisses et des sables. Les
deux ouvrages, dessableur et dégraisseur, seront dimensionnés de façon séparée, puis la
surface retenue sera la plus importante des deux.
Dessableur
Le dimensionnement du déssableur dépend de la charge hydraulique (Ch), exprimée en
m3/m2/h soit en m/h. Aussi le temps de séjour (T) est important car il nous permettra de
déterminer le volume du déssableur. Pour cet ouvrage nous choisirons une forme circulaire.
Tableau 2: Paramètre de dimensionnement du déssableur
Paramètre Intervalle Valeur retenue
Charge hydraulique (m3/m2/h) 40-70 50 (m3/m2/h)
Temps de séjour (min) / 5 min
Ainsi, nous pouvons calculer :
- La surface du déssableur :
S (m2) =Qp
Ch
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30
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- Le volume du déssableur :
V (m3)=T*Qp
Dégraisseur
Pour dimensionner un dégraisseur, nous nous baserons sur les valeurs ci-dessous :
Tableau 3:Paramètre de dimensionnement du dégraisseur
Paramètre Intervalle Valeur retenue
Vitesse ascensionnelle 10-20 15 m/h
Temps de séjour 10-20 20 min
Nous calculons également les paramètre du dégraisseur avec ces valeurs choisies :
- La Surface du dégraisseur:
S (m2) =Va
Qp
- Le volume du dégraisseur :
V (m3) = T*Qp
Au vu des deux résultats du dimensionnement, nous choisirons les dimensions du dégraisseur,
car ils sont les plus grands, comme les dimensions de l’ouvrage Dessableur-dégraisseur.
Le temps de séjour du dégraisseur est retenu pour l’ouvrage mixte, ce qui ne pose aucun
problème car il est supérieur à celui du déssableur.
Ainsi, nous pouvons évaluer les paramètres suivants pour l’ouvrage déssableur-dégraisseur :
- Hauteur du déssableur-dégraisseur
H (m) = S
V
- Diamètre du déssableur-dégraisseur
D (m) =
S*4
Ces calcules nous donnent les valeurs de la géométrie du déssableur-dégraisseur :
Paramètres unité Valeur
Surface m2 43,33
Volume m3 216,67
Hauteur m 5
Diamètre m 7,5
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Par ailleurs, concernant le débit d’air à envoyer nous choisissons un volume d’air injecter
varie de 1 à 1,5 m3 d’air par 1 m3 d’eau à traiter. (BOURIER, 2010). Ce qui nous permet de
trouver :
- La quantité d’air à injecter est donnée par la relation :
Avec :
V : volume d’air à injecter (m3/m3)
On obtient :
Paramètre Valeur
V : volume d’air à injecter (m3 / m3) 1,25
Qp : le débit de pointe (m3/s) 0,30
Qair (m3/s) 0,38
La pollution éliminée par le déssableur
Le dessableur élimine 80% de la matière minérale existant dans les eaux usées. La matière
minérale représente 20% de la charge en matière en suspension (MES), les 80% restant,
représentent les matières volatiles en suspension (MVS), (BECHAC, 1984).
D’où les quantités de matières éliminées sont :
Paramètre Valeur
Les matières minérales totales (Kg/J) 2458,56
Les matières minérales éliminées par le déssableur(Kg/J) 1966,85
Les matières minérales restantes (Kg/J) 491,71
MES sortant du dessableur(Kg/J) 10325,95
La pollution éliminée par le dégraisseur
Partant des hypothèses dans le tableau ci-dessous tirées du «Guide technique de
l’assainissement» de R.Bourrier et de la fiche numéro 24 de la FNDAE, la production
journalière de graisse, dans les eaux résiduaires.
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Tableau 4:Paramètres classiques pour l'estimation de la production de graisse et de sable
Paramètre Intervalle Valeur choisie
Production de sable (L/hab/an) 5 – 12 8,5
Production de graisse (g/hab/j) 15 – 20 17,5
Densité sable / 1,7
Densité graisse / 0,9
Concentration graisse (g/L de MEH) 13 -100 56,5
Donc, nous pouvons évaluer les quantités de graisses et de sables produites : cette évaluation
se basera sur les formules ci-dessous
Débit à extraire(L/j) =Production de graisse(m3/an)
Concentration graisse(g/L de MEH)− Volume de sable(m3/an)
Ce qui nous donne les quantités de graisses et de sables éliminées ci-dessous :
Paramètre Valeur
Volume de sable (m3/an) 7956
Masse de sable (kg/an) 13525,2
Production de graisse (Kg/an) 5978700
Production de graisse (t/an) 5978,7
Production de graisse (m3/an) 6643000
Débit de graisse à extraire (L/j) 300326,63
Estimation de la quantité de DCO éliminée par le dégraissage
Pour cela, nous savons que 1 g de graisse (exprimée en MEH) équivaut à 2,3 g de DCO. Nous
connaissons également le rendement des dégraisseurs, il nous est donc possible de déterminer
la quantité de DCO éliminée au niveau du dégraissage.
Production de graisse (Kg/an) = Production de graisse (kg/hab/j) * Capacité de la station (Eq.hab) *365
jours
Volume de sable (m3/an) = Production de sable (L/hab./an) * Capacité de la station
(Eq.hab)
DCO en sortie= (DCO entrante-Quantité graisse sortie dégraisseur)*365
3.2
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Nous trouvons les charges entrantes et sortantes du dégraisseur suivantes :
Paramètre Valeur
Production de graisse (T/an) 5978,7
Quantité équivalente en DCO (T/an) 13751,01
Quantité de DCO entrante STEP (Kg/J) 93054
Part des graisses dans la DCO (%) 30
Quantité de graisse en sortie de dégraisseur
(T/an) 5380,83
Quantité de DCO en sortie de dégraisseur*
(Kg/J) 67929,42
Part de DCO éliminée (%) 27
Ce tableau confirme bien la part théorique de la fiche 24 de la FNDAE, d'environ 35 %, de
DCO contenue dans les graisses. Pour des raisons de sécurité nous dimensionnerons les autres
ouvrages sans tenir compte de cette élimination.
VI.6. Traitement des graisses
Dans cette partie nous allons dimensionner le bassin aérobie nécessaire au traitement des
déchets graisseux. Pour se faire ce dimensionnement est basé sur les hypothèses suivantes :
Paramètre Valeur
Charge de DCO récupérée en surface d'ouvrage (kg DCO/j) (Ϫ) 25124,58
Charge massique appliquée (kg DCO/kg MVS.j) 0,36
Concentration en biomasse (g MVS/L) 10
Charge volumique appliquée (kg DCO/m3.j) (Cv) 3,6
la concentration d'alimentation dans le réacteur en DCO (g DCO/L) (Ѡ) 40
le coefficient de transfert global (Kla) 0,45
rendement de transfert d'oxygène (%)(ηdiffuseur) 6
l'apport spécifique en oxygène (kg O2/kg DCO) (AS) 0,7
A partitr de ce qui précède on obtient :
- Volume du bassin aérobie ( Vgraisse )
Vgraisse(m3) =Ϫ
Cv
Avec :
Ϫ : Charge de DCO récupérée en surface d'ouvrage (kg DCO/j)
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Cv : Charge volumique appliquée (kg DCO/m3 .j)
- Quantité de DCO à traiter (VDCOT )
VDCOT( kg DCO) =Vgraisse
Ѡ
Avec :
Ѡ : La concentration d'alimentation dans le réacteur en DCO (g DCO/L)
- Temps de séjour (Ts)
Ts(jours) =VDCOT
Ϫ
On a :
Paramètre unité valeur
Volume de graisse m3 6979,05
Quantité de DCO à traiter Kg DCO 279162
Temps de séjour Jours 12
Les bésoins en oxygiène du bassin
Comme système d'aération on retiendra une insufflation de fine bulles d'air dans le bassin, qui
permettent le brassage du substrat graisseux. Ce type de diffusion d'air permet d'améliorer le
rendement énergétique. Nous déterminons les besoins à l’aide des formules suivantes :
Besoin théorique en oxygène (Kg O2/j) = Ϫ*AS
Besoin en oxygène du système (Kg O2/j) = Ϫ*AS* rendement d’élimination
Quantité d′oxygène à injecter dans l′eau =Besoin en oxygène du système
Kla
Q_{air} =Quantité d′oxygène à injecter dans l′eau
ηdiffuseur ∗ teneur en oxygiène dans l′air
Avec
Q{air}:Un débit d'air à insuffler (m3/j)
On obtient :
Besoin théorique en oxygène 17587,21 Kg O2/j
Besoin en oxygène du système 24622,09 Kg O2/j
Quantité d'oxygène à injecter dans l'eau 54715,75 Kg O2/j
Q {air} 3039764 m3/j
VI.7. Décanteur primaire
Hypothèses de conception
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
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Les éléments de conception du décanteur sont :
Le taux de débordement (τ) égale à 4 m3/h/m2 ;
Le temps de rétention (Tr) égale à 1,5h ;
Le décanteur primaire élimine 35% de la DBO5 et 95% de la matière minérale.
Dimensionnement est comme suit :
- La surface du décanteur en m2 est :
stotale =Qp
τ
Avec :
Qp : débit de pointe journalière (m3/j)
- Le volume du décanteur en m3 est :
Vtot= Qp*Tr
Avec
Qp : débit de pointe journalière (m3/j)
On choisit de prendre deux décanteurs de surface
- Diamètre du décanteur
Le diamètre de chaque décanteur est donc : D = √4 ∗Sunitaire
π
La verification du dimensionnement du décanteur primaire est basée sur la vérication du débit
moyen de la lame d’eau déversante qui est : Qdl ≤ 15 à 20 m3/m/h
Qdl =Qp
π ∗ Dp
Ainsi, les valeurs des paramètre du décanteur primaire sont :
Paramètre Valeur unité
Surface du décanteur primaire Sdp 273,98 m²
Débit de pointe moyen horaire Qp 1095,93 m3/h
Volume du décanteur primaire Vd1 1643,90 m3
Rayon R 9,34 m
Diamètre D 18,68 m
débit moyen de la lame d’eau déversante Qdl 18,68 m3/m/h
Par ailleurs, nous avons choisi de subdiviser le décanteur primaire en deux décanteurs pour
plus de sécurité donc nous obtenons :
Surface unitaire 136,99 m2
Volume unitaire 821,95 m3
Rayon 6,60 m
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2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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Diamètre 13,21 m
Le décanteur primaire élimine 35% de la DBO5 et 95% de matière minérale,
d’où :
On a les charges éliminées suivantes :
Charge en DBO5 19656 Kg/J
Charge en MM 467,13 Kg/J
Et des charges restantes :
Charge en DBO5 36504 Kg/J
Charge en MM 24,59 Kg/J
Quantité de boues (BT) dans le décanteur primaire (BT)
BT (Kg/J) = Charge en DBO5 éliminées + Charge en MM éliminées
MES sortante (mg/L) = Qj
BT
On a :
Paramètre Valeur unité
boues produites (BT) 20123,1264 Kg/J
MES sortantes 1289,944 mg/L
VI.8. bassin d’aération
Le procédé à boues activées est un système fonctionnant en continu dans lequel, des
microorganismes sont mis en contact avec les eaux usées contenant des matières organiques.
De l’oxygène est injecté dans le mélange, permet de fournir aux bactéries cet élément vitale à
leurs besoins respiratoires.
Nous allons supposer que le traitement par les boues activées sera à moyenne charge.
- Longueur / largeur =1,5 et une hauteur du bassin d’aération comprise entre 3 et 5m.
- La concentration en DBO5 à la sortie doit être inférieure à 30mg /l (normes de
rejets établies par l’OMS).
- La puissance pour le brassage par m² du bassin doit être entre 70 ≤ Pa ≤ 80 w/m2
Les charges polluantes en DBO5 à l’entrée du bassin d’aération
L0 = Charge en DBO5 (Kg/J) sortant du décanteur primaire
D’où la concentration en DBO5 à l’entrée est S0 est :
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So(Kg/m3) =Lo (Kg/j)
Qj (m3/j)
La charge à la sortie : Ls (kgDBO5/J) = Ss (mg/L) *Qj (m3/J)
Avec :
Ss : La concentration en DBO5 à la sortie du bassin d’aération (30 mg/L)
La charge en DBO5 éliminée est : Le (kg DBO5/j) = Lo -LS
Et aussi Rendement d’élimination est :
R(%) =Lo − Ls
Qj
Volume du bassin
Volume du bassin (nous allons travailler en moyenne charge, le volume du bassin est déduit
de la charge volumique Cv :
Volume du bassin (m3) =charge à l′entrée(kg/j)
Cv( kg DBO5/(m3. j))
Avec : Cv=0,5 kg DBO5/m3j
Masse des boues dans le bassin
La masse totale des boues dans le bassin est déduite de la charge massique:
masse de boue dans le bassin (Xa) =Charge en DBO5 à l′entrée (Kg/J)
Cm(kg DBO5)/(Kg MVS.J) ,
(CARDOT, 1999).
Avec: Cm = 0,5 kg DBO5/ kg MVS j
La concentration des boues dans le bassin est :
[Xa](kg/m3) =masse de boue dans le bassin (Xa)(kg MVS j)
Volume du bassin (m3)
Vérification :
La concentration en boues dans l’aérateur peut être déterminée par le rapport :
S1 =Cv
Cm
Dimension du bassin d’aération
Pour dimensionner le bassin d’aération nous baserons le calcul sur :
L=1,5 x l
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Une hauteur du bassin d’aération H= 4 m. (Elle varie entre 3,6 et 4,9 (Degrémont).)
- Surface horizontale (Sh) :
Sh(m2) =V(m3)
H(m)
- Largeur de bassin :
l(m) = √Sh
1,5
- Longueur de bassin :
L (m) =1,5*l
- Le temps de séjour est de :
T(h) =V(𝑚3)
Qp (𝑚3/h)
Besoins en oxygène
Pour favoriser la réaction aérobie qui est plus rapide que la fermentation anaérobie, il faut que
le milieu contienne une concentration suffisante en oxygène. On admet que les micro-
organismes aérobies n’utilisent pas directement l’oxygène mais il doit être dissous dans l’eau.
La quantité théorique d’oxygène est la somme de celle nécessaire à la synthèse et celle
nécessaire à la respiration endogène. Elle est donnée par la relation :
qO2 (Kg/J) = (a’ * Le) + (b’ * Xa) , (GAÏD, 1984).
Avec :
: Besoin en oxygène (Kg/J).
Le : Charges en DBO5 éliminée.
Les paramètres a’ et b’ sont des coefficients déterminés expérimentalement sous une
température de 20°C. a’ : besoin pour la synthèse de la biomasse. b’ : besoin pour la
respiration.
Tableau 5:valeurs de a’ et b’ en fonction du type de traitement par boues activées
Type de traitement a’ b’
Faible charge 0,65 0,065
Moyenne charge 0,60 0,08
Forte charge 0,55 0,12
Puisque nous avons choisi un traitement à moyenne charge, les valeurs de a’ et b’ sont :
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a’ = 0,65 et b’ = 0,065
Ainsi nous déduisons la quantité horaire d’oxygène nécessaire
Qh(O2 kg/h) =Qo2
24
Capacité d’oxygène
Nous déterminerons cette capacité à l’aide de la relation suivante :
Avec :
α : Coefficient en fonction de la nature physico-chimique des eaux et du mode d’aération.
Ƴ=1,02(Ƭ-10) : Coefficient de diffusion qui tient compte de la température.
Cstp : Capacité d’oxygène corrigée à la température et pression de travail.
C10 : concentration de saturation d’une eau en oxygène à 10°C est de 11,26mg/L
Cx : Concentration minimale à maintenir dans le bassin, elle est comprise entre 1,5 et 2 mg/L
Tableau 6:Valeur de P /Po en fonction de l’altitude
Altitude (m) P/Po
0 1
500 0,939
1000 0,829
1500 0,829
2000 0,779
A une température de 20°C on a : Ɣ= 1,02(Ƭ-10°=1,219 et Cs=9,08 mg/L
D’où Ki=0,84 h-1
Co (mg O2 /l.h) = Cs*Kl
Puisque nous travaillons avec une eau de
moyenne charge, nous avons
*Cstp : est la capacité d’oxygène corrigée à la température et à la pression de travail.
Cstp = Cs ∗P ∗ β
Po
Après une évaluation des valeurs pour une altitude de notre zone d’étude en fonction du
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niveau de la mer, on le rapport :P
Po= 0,964
La capacité d’oxygène corrigée à la température et pression de travail est la suivante :
Cstp = Cs ∗P∗β
Po , où β = 0,95 et Cs = 9,08 mg/l
D’où Cstp = 8,31 mg/L
Avec :
Cx : concentration minimale à maintenir dans le bassin, elle est comprise entre 1,5 et 2
mg/L. On prendra une valeur moyenne de cette concentration. Cx = 1,75 mg / L
C10 : concentration de saturation d’une eau en oxygène à 10°C est de
11,26mg/L. Alors :
Ɣ= 0,925 et α = 1,219
Co =7, 63 O2 /L.h
Coe
Co= 0; 65
Puissance requise pour le brassage
La puissance nécessaire pour le brassage et le maintien des solides en suspension est donnée
par la relation :
Eb (w) =Sh. Pa
Avec
Sh : surface horizontale du bassin (m2)
Pa : puissance w /m2, On prend une valeur moyenne Pa = 75 w/m²
Sh = 288,41 m2
Bilan des boues
- Calcul de la quantité des boues en excès
Les quantités de boues obtenues sont fonction de la Charge organique éliminée et de la
concentration massique du réacteur biologique :
ΔB = Bmin + Bdur + am Le-bXa (A. GAÏD, 1984).
Avec,
ΔB : Boues en excès exprimé en Kg/J ;
Le : Charge de la DBO5 éliminée exprimé en Kg/J ;
Xa : Boues organiques dans le bassin (MVS) exprimé en kg ;
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Bmin : Matières minérales (MM) en suspension apportées par l’effluent exprimé en
Kg/J;
Bdur : Matières organiques en suspension difficilement biodégradables apportées par
l’effluent exprimé en Kg/J ;
am : Augmentation de la biomasse par élimination de la DBO5
b : Diminution de la biomasse
Remarque : am=0,6 et b= 0,08 voir tableau 9
Concentration de boues en excès (Xm) : est donnée par la relation :
Xm =1,2. 103
Im
Avec :
Xm: Concentration de boues en excès
Im: L’indice de Mohlman
Pour des boues avec une grande capacité de décantation, l’indice de Mohlman se situe entre
80 et 150. On choisit donc Im=115
D’où :
Xm =1,2. 103
115
Xm = 10,43 kg/m3
Débit de boues en excès
Le débit de boues en excès est donné par la formule :
Qexcès =∆B
Xm
Débit spécifique
Le débit spécifique est donné par la relation :
Débit des boues recyclées
En vue de maintenir une concentration en boues activées dans le bassin d’aération, on est
amené à procéder à un recyclage des boues. D’où, le taux de recirculation est donné par la
formule suivante :
R =100 ∗ [Xa]1200
Im− [Xa]
Avec
R : taux de recyclage (%) ;
[Xa] : concentration des boues dans le bassin (kg/ m3)
Le débit des boues recyclées dans le bassin est donné par la relation :
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Qr = (R x Qj) / 100
R : taux de recyclage (%)
Qj : débit journalier (m3/j)
Age des boues
L’âge des boues est défini comme étant le rapport entre la quantité de boues présentes dans le
bassin d’aération et la quantité de boues retirées quotidiennement.
Ab =X
ΔB
En somme, nous retrouvons les valeurs des calculs du réacteur biologique renseignés dans le
tableau ci-dessous
Paramètre unité valeur
Surface horizontale du réacteur m2 7605
Volume du réacteur m3 30420
Longueur de bassin L m 106,81
Largeur de bassin l m 71,20
Surface unitaire d’un réacteur m2 2535
Temps de séjour H 27,76
Le : La charge en DBO5éliminée Kg/J 36036
Xa : la masse total des boues dans le bassin Kg 91260
Bmin Kg/J 24,5856
Bdur Kg/J 6036,93792
Boues en excès exprimé Kg/J 20382,32352
Xm : Concentration de boues en excès kg/m3 10,43478261
Im: L’indice de Mohlman
115
Qexces: Le débit de boues en exces m3/j 1953,306004
qsp:Le débit spécifique kg/m3/j 0,670030359
R : taux de recyclage % 40,35087719
[Xa] : concentration des boues dans le bassin (kg/m3) 3
Qr : Le débit des boues recyclées dans le
bassin m3/j 6294,736842
Age de boues: Ab J 4,47740906
Coe : Capacité d’oxygène effective mg O2/l h 5,251798447
Nb : Nous subdiviserons le réacteur en 3 réacteurs.
VI.9. Dégazeur
Le dimensionnement de ce dégazeur cylindrique, repose sur la fixation
d'une vitesse ascensionnelle. Cette dernière permet, en effet, d'avoir une surface
suffisante pour le traitement souhaité.
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Surface du bassin
Tout d’abord une charge hydraulique superficielle fixée à 60 m/h et un temps de séjour
hydraulique de 5 minutes
- Surface du bassin
S (m2) = Qj + Qr
Vh
Avec :
- Qj : débit journalier (m3/j)
- Qr : Débit récirculé de boues
- Vh : vitesse ascensionnelle (m)
- Volume : V (m3) = S*H
- H : hauteur du bassin = 4 m
Les dimensions du dégazeur sont :
Paramètre Valeur
Surface S (m2) 15,20
Volume V (m3) 60,82
VI.10. Clarificateur
Le dimensionnement de clarificateur dépend des paramètres de base, suivantes.
- La charge superficielle, 1≤u≤1,5 m/h en extrême rigueur atteindra 2,5 m/h par temps de
pluie, (BOURIER et al, 1999) ;
- Du temps de séjours Ts=1,5 à 2h, Ts ne doit pas dépasser 3h. Afin d’éviter tout passage de
la boue à l’anaérobie ;
- Diamètre d’un clarificateur ne doit pas dépasser 50 m.
Dimensionnement
Les dimensions du clarificateur seront identiques à celles du décanteur primaire, puisque nous
allons traiter le même débit d’eau. Nous allons prendre deux clarificateurs.
Paramètre Unité Valeur
Surface du clarificateur Sdc m² 273,98
Volume du clarificateur Vdc m3 1643,90
Rayon R m 9,341
Diamètre D m 18,68
débit moyen de la lame d’eau déversante Qdl m3 /m/h 18,68
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Par ailleurs, nous avons choisi de subdiviser le clarificateur en deux décanteurs pour plus de
sécurité donc nous obtenons :
Paramètre Unité valeur
Surface unitaire m2 136,99
Volume unitaire m3 821,95
Rayon unitaire m 6,60
Diamètre unitaire m 13,21
VI.11. Traitement tertiaire
La désinfection
Pour achever complètement l’opération de dépollution, une désinfection par des agents
chimiques est indispensable, par laquelle on détruit les agents pathogènes. Dans notre cas ce
procédé est indispensable vu que nos eaux seront resservies pour l’irrigation.
Ainsi, La quantité de chlore nécessaire pour la désinfection des eaux usées est calculée par la
formule suivante :
V max (g/L) = ac*Qp
Où :
Qp : débit maximum horaire des eaux usées (m3/h)
ac : Dose du chlore nécessaire On prend « a= 5mg/L » après 15mn de contact.
(BOURIER et al, 2010)
Dose journalière (Dj)
On exprime la dose du chlore en quantité d’hypochlorite de sodium à 12° par ailleurs, on sait
que 1° chlorométrie égal à 3,17 de Cl2/L, (CARDOT, 1999)
Dj (Kg/J) =5 Qj.
Quantité d’eau de javel nécessaire par jour
En moyenne : Qej (m3/j) =dj
38,04
Dimensionnement du bassin de désinfection
Le bassin de désinfection sera du type rectangulaire chicané.
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- Volume du bassin :
V (m3) Qp *Tc
Avec : Tc : temps de contact (15 min)
- Surface horizontale :
Sh (m2) =V
H
Avec :
la hauteur H du bassin= 3 m ;
La largeur du bassin On fixe la largeur l = 10m.
La longueur du bassin
L (m) =Sh
l
La surface verticale : Sv = l ×H
Afin de permettre un meilleur contact des eaux avec la solution désinfectante, un certain
nombre des chicanes seront construites à l’intérieur du bassin.
Ainsi ; pour notre système de désinfection nous obtenons :
Paramètre unité Valeur
La quantité de chlore nécessaire pour la désinfection des eaux usées :
V max g/l 5479,67
Dose journalière : dj Kg/J 78
Quantité d’eau de javel nécessaire par jour : Qej m3/j 2
Volume du bassin : V m3 273,98
Surface horizontale : Sh m2 91,33
Largeur du bassin : l m 10
Longueur du bassin : L m 9,13
Surface verticale :Sv m2 30
Temps de contact :Tc min 15
VI.12. Traitement des boues
Les problèmes que posent les boues sont essentiellement :
- Leurs fermenticibilités ;
- Leurs volumes à évacuer ;
- Problèmes posé par des nuisances qui résultant de leurs natures.
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VI.12.1 Dimensionnement de l’épaississeur
Quantité de boues
Xext= ΔB*(1-r)
Avec
Xext : quantité de boues à extraire par jour (Kg/J)
R : teneur réduite en eau dans les boues (85%)
Dimensionnement de l’épaississeur
- Le volume de l’épaississeur
-
Le temps de séjour dans l’épaississeur est de l’ordre de 10 à 15 h (GAÏD, 1984)
On adopte un temps de séjour de 15 h.
Vep=Qe*Ts
Qe : volume de boues extraire par jour
Ts : un temps de séjour de 15 h.
Qe =Xext
Cb(m3
j)
Cb : la concentration de la boue dans l’épaississeur ; on prend Cb=10 mg/L.
- La surface de l’épaississeur
En général, on admet une hauteur totale de (3 à 6) m On adopte à une hauteur H= 4m
Sep =Vep
H (𝑚2)
- Le diamètre de l’épaississeur
D = √4 ∗ Sep
π (m)
- Le rayon
R =D
2 (m)
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2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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Ainsi, pour l’épaississeur nous obtenons :
Caractéristiques Unités Valeur
Xext : quantité de boues à extraire m3/j 3057,35
Le volume de l’épaississeur m3 1910,84
La surface de l’épaississeur m2 477,71
Le diamètre de l’épaississeur m 24,67
Le rayon m 12,33
VI.12.2 Dimensionnement des lits de séchage
Les boues épaissies sont épandues sur les lits de séchage pour y être déshydratées
naturellement, les lits en forme d’aires délimitées par des murettes, sont constituées d’une
couche de sable (10 à 20 cm) disposée sur une couche support de gravier (15 à 25 cm).
(GAÏD, 1984).
- La surface
Pour une boue fraîche, l’équivalent habitant est de 15 hab/m2
S =N
Eq. hab (𝑚2)
On fixera un lit de 8 m de largeur et de 30 m de longueur, soit une surface d’un seul lit est :
Su= l*L= 8*30
- Donc le nombre de lits nécessaire est de
Nl =S
Su (lits)
La profondeur H La profondeur adoptée pour un lit de séchage est de 1m
La hauteur des boues : Hb= 0,4m
- Volume des boues
Vb = Hb*Su (m3)
- Le nombre de lit travaillant par jour
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N =Volume deboues fraiches journaliéres
Volumes deboues dans un lit
On obtient les valeurs suivantes :
Caractéristiques Unités Valeur
Surface totale m2 62400
Nombre de lits 260
Surface d’un seul lit m2 240
Largeur m 8
Longueur d’un lit m 30
La profondeur m 1
Hauteur des boues m 0,4
Volume des boues m3 96
Nombre de lits travaillant par jour 20
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VI.13. Conclusion partielle
Cette filière dimensionnée permettra à la sucrerie de Ferké 2 de respecter les normes de rejets
des éffluents et voir plus les normes de reutilisation ( norme de l’OMS) pour l’irrigation de la
canne. Cependant , la mise en place de cette station et de ouvrages annexes de traitement de
boues pour une éventuelle valorisation agricole et de désinfection nécessitera un espace
d’environ 8 hectacres.
Figure 23: Station à boues activées de Ferké 2 aménagée
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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VII. ETUDE FINANCIERE
Cette étape est essentielle axée sur la réalisation du projet de construction de la station
d’épuration proposée , car elle donne une estimation du coût globale du projet de construction
de la STEP . Pour ce faire, les calculs sont basés sur les estimations du Censervatoirs National
des Arts et Métiers de France pour la construction d’une station à boues
activées(CNAM,2012).
VII.1. Coût d’investissement
La mise en place du nouveau système proposé nécessite des travaux importants de génie civil
et d’ingénierie. Sur la base du modèle proposé par le CNAM, les investissements
concerneront les ouvrages de prétraitement, de traitement, de maintenance et de suivi. Les
principaux postes et les montants correspondants sont résumés dans le tableau 7. Pour la
réalisation de cette station avec toutes ses composantes, il sera nécessaire de décaisser un
montant d’une valeur de 3 347 181,9$ soit 2 000 000 FCFA. Il apparait donc que le bassin
d’aération et le clarificateur sont les ouvrages les plus couteux.
Les montants dont les formules de calculs sont en annexe XIV sont repartis comme suit :
Tableau 7: Répartition des coûts d’investissement pour la construction de la STEP
Paramètre Valeur($) Valeur (FCFA)
Bâtiments dégrillage, déssableur-déshuileur 245 844 143 326 856
Décanteur Primaire 296 278 172 729 601
Bassin d'aération 1 123 568 655 040 169
Clarificateur 1 052 224 613 446 170
Bassin de chloration 255 774 149 115 982
Digesteur anaérobique 365 0612 212 830 812
Main d'œuvre administratif 8 435 4 917 500
Cout total de construction 3 430 000 2 000 000 000
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2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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VII.2. Coût d’opération et de maintenace
Dans le but de garder la future station de bonne condition de fonctionnement, il faudra
disposer de l’énergie pour le fonctionnement des pompes et des épaississeurs de boues,
prévoir des pièces remplacement des pièces usagées et défectueuses, Assurer la rémunération
du personnel, réactifs et consommables pour le suivi des performances,
Pour cela, les opérations de maintenance et des opérations nécessiteront 208 300 $ soit
123 000 000 FCFA. Ces coûts dont les formules de calculs sont en annexe XV sont repartis
dans le tableau 8 ci-dessous :
Tableau 8: Répartition des couts de maintenance et des opérations de la STEP
Valeur ($) Valeur (FCFA
Bâtiments dégrillage, déssableur-
déshuileur 15 314 8 927 550
Décanteur Primaire 26 376 15 376 841
Bassin d'aération 71 485 41 675 344
Clarificateur 50 539 29 464 200
Chloration 35 921 20 941 489
Epaississeur-lits de séchages 8 669 5 053 552
Cout d'opération et de
maintenance 208 300 123 000 000
VII.3. Conclusion partielle
La construction de cette station nécessitera un cout global de 2 000 000 000 Francs CFA et un
coût d’exploitation de 123 000 000 FCFA/an. En plus, le coût d’un (01) m3 d’eau traitée
s’élève à 22 FCFA.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
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VIII. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET SOCIAL
VIII.1. Introduction
L’EIES se voit comme une lucane pour à apporter à l’équipe dirigeante de la SUCAF-CI, une
connaissance détaillée des enjeux environnementaux et des mésures d’accompagnement liés à
la mise en place de ce projet de traitement et de la réutilisation des eaux résiduaires en
provenance du complexe sucrier de Ferké 2.
En conformité avec la loi n°96-766 du 3 octobre 1995 portant code de l’environnement du
climat ivoirien et l’arrêté n° 01164 du 04 Novembre 2008, portant Réglementation des Rejets
et Emissions des installations. Cette EIES consiste à révéler les impacts de ce projet sur
l’environnement et ses occupants afin de les atténuer.
Cette étude pour débuter, elle a planté le décor à travers :
Le cadre logique de la zone de projet et
La règlementation en vigueur en Côte d’Ivoire.
Ensuite pour les impacts environnementaux et sociaux ont été réalisés à l’aide de la matrice
d’identification des impacts du projet de construction de la station d’épuration à boues
activées au sein du complexe de Ferké 2. Au vu de ces impacts nous proposerons les mesures
d’atténuation pour limiter les dommages de la construction de cette station.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
VIII.2. Identification des impacts
VIII.2.1 Impacts positifs
Les rejets directs des eaux usées du complexe sucrier dans l’environnement risquent de
contaminer le réseau d’eau potable et polluer la nappe phréatique dans la zone de rejet et
dans le milieu récepteur final le Bandama. La réalisation du projet de traitement et de
valorisation des effluents issus de l’usine de Ferké 2 est une mesure de protection et
d’amélioration de l’environnement, tel est l’objectif principal de la réalisation du projet.
Les impacts positifs significatifs sont :
La construction de projet permettra de protéger la nappe et le fleuve Bandama contre la
pollution des eaux usées.
La construction du projet permettra une très forte diminution des risques de
contamination des sources d’alimentation de la station de traitement des eaux et de
l’irrigation de la culture de canne.
Le traitement des pollutions se fera avant rejet dans le milieu récepteur
La réutilisation des eaux traitées dans l’irrigation de la culture de la canne.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
Tableau 9:Matrice d'identification des impacts positifs du projet de construction de la STEP
sur le site de Ferké 2 au sein de la SUCAF-CI
Matrice d’identification d’impacts du
projet
SOURCE D’IMPACT
Pré réalisation Travaux Exploitation
Préparation de
travaux
Eau
Qualité des eaux de
surface
Qualité des eaux
souterraines
Sol Qualité des sols
Air Qualité de l’air
Climat sonore ambiant
Faune Espèces terrestres et
aviennes
Flore Végétation
Utilisati
on du
sol
Espace villageoise
Agricole
Econo
mie
Marché de l’emploi
Développements
expertise
Santé Santé de la population
Mi
lie
u
ph
ysi
qu
e
Réalis
ation
de
statio
n
La
station
d’épur
ation
Constr
uction
de la
station
de
pomp
age
Mise en
place des
conduites
d’assainis
sement
(Terrasse
ment,
pose de
tuyaux et
regards)
Aménage
ment de
la piste
d’accès à
la station
Install
ation
du
chanti
er
Acqui
sition
du
terrai
n de
la
statio
n
M
ili
e
u
bi
ol
og
iq
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M
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Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
VIII.2.2 Impacts négatifs
Phase pré-réalisation de projet :
Les impacts négatifs de cette phase sont comme suit :
- Dégradation des sols et
- Agression de l’écosystème en place.
Phase des travaux : Les impacts négatifs de cette phase sont comme suit :
- Impact de la circulation des engins : bruit et poussières
- Impact de terrassement : dégradation, bruit poussières et gêne a la circulation par la
présence des déblais déposées ou sur la voie publique
- Impact de travaux de construction des ouvrages
- Risque de déversement des éléments polluants (huiles usagées carburants) aux sites
d’entretien de matériel de chantier.
Phase d’exploitation : Les impacts négatifs de cette phase sont :
- Impact de station d’épuration (bruit, odeur)
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
Tableau 10:Matrice d'identification des impacts positifs du projet de construction de la STEP
sur le site de Ferké 2 au sein de la SUCAF-CI
Matrice d’identification d’impacts du
projet
SOURCE D’IMPACT
Pré réalisation Travaux Exploitation
Préparation de
travaux
Eau
Qualité des eaux de
surface
Qualité des eaux
souterraines
Sol Qualité des sols
Air Qualité de l’air
Climat sonore ambiant
Faune
Espèces terrestres et
aviennes
Flore Végétation
Utilis-
ation
du sol
Espace villageoise
Agricole
Econo
-mie
Marché de l’emploi
Développements
expertise
Santé Santé de la population
Mi
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station
d’épur
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Constr
uction
de la
station
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Mise en
place des
conduites
d’assainis
sement
(Terrasse
ment,
pose de
tuyaux et
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Aménage
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la piste
d’accès à
la station
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Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
VIII.3. Les mésures d’atténuations
Dans le but de limiter les impacts négatifs du projet sur l’environnement et sur l’homme, nous
avons établi des actions à mener pour le bon déroulement des activités à travers la matrice
globale des mésures d’atténuation du plan de gestion environnemental et social comme suit :
Tableau 11:Matrice globale des mesures d’atténuation du plan de gestion environnementale
et sociale du projet de construction de la STEP sur le site de Ferké 2
Impacts négatifs à atténuer Actions à réaliser
Mesures techniques
- Destruction des arbres
- Poussières et gaz dus
aux véhicules et aux
travaux
- Bouleversement de
l’écosystème et de la
structure des sols
- Pollutions et nuisances
liées au transport des
matériaux et à leur
manipulation
- Assurer une surveillance
environnementale et qualitative du
projet de construction du début à la
fin ;
- Assurer un reboisement pour
combler la destruction des
arbres ;
- Avoir l’accord et le consentement
du Ministère des eaux et de la forêt
pour l’abattage des arbres e;
- Intégrer un paysage végétal dans la
mise en place de la station
d’épuration
Eviter de passer dans les zones
cultivées ou cultivables les riverains
de la zone.
Formations des acteurs
impliqués dans le projet - Risques d’accidents
- Former les employés au respect
des mésures d’hygiène, sécurité et
environnement ;
- Appliquer une politique qualité-
sécurité.
Sensibilisation des
populations
- Pollution olfactive
- Pollution des sols
- Sensibiliser les riverains et
les travailleurs au pratiques
sein
- Rehabilitation des zones
sensible
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
VIII.4. PLan de Gestion environnementale et social
Le PGES a pour objectif de décrire les rouages et le cadre institutionnel de respect et du suivi
des mesures d’atténuation établies. Ainsi, le PGES est un outil de conformité pour la SUCAF-
CI (maitre d’ouvrage). Ainsi au cours du déroulement du projet le PGES sera appliqué comme
suit :
La phase de pré-réalisation : Au cours de cette phase , il s’agira de bien circonscrire la
zone de projet à travers une balise pour éviter tout débordement et limiter les impacts sur
la zone de projet. Aussi, il sera question d’aménager les flaques d’eau, les bordures des
voies pour éviter tout accident.
Concernant la phase de construction : Il faudra veiller à l’utilisation des matériaux
requis et de qualité pour minimiser les impacts sur les sols et le sous-sol. En plus, une
organisation structurelle des travaux sera recommandée afin de limiter les pollutions
sonores et la propagation de poussières dans l’environnement proche. Par ailleurs , en cas
de dommage du milieu , il sera question d’une réhabilitation tout en intégrant la végétation
.
Enfin la phase de l’exploitation : devra être sujet au suivi rigoureux. Il sera
indispensable de mettre une équipe compétente pour la gestion de cette station. En plus il
faudra s’assurer que la station respect les normes en vigueur en Côte d’ivoire en terme de
rejet et de réutilisation des eaux usées traitées.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
IX CONCLUSION
Les activités de la SUCAF à l’usine de Ferké 2 génèrent des eaux usées dont les quantités
sont estimées à 15600 m3 par jours. Ces effluents se composent des eaux des chaudières, des
moulins, des unités de d’épuration, de cristallisation et de lavage de la canne du sucre.La
caractérisation des ces rejets à mis en évidence de fortes concentrations en matière organique
et en huiles et graisses. Le système de gestion actuel consiste en un traitement dans une
station composée d’un bassin de décantation dont le suivi est assuré par un personnel dont la
qualification est jugée insuffisante vu les dysfonctionnements récurrents rencontrés. Pour une
meilleure prise en charge des eaux usées du complexe agro-industriel, un nouveau système de
traitement par boues activitées est proposé. A cette solution trois ouvrages annexes ont été
associés, notamment le bassin de traitement des graisses, les lits de séchage et le bassin de
désinfection pour traitrer les eaux usées de l’usine de Ferké 2 de la SUCAF-CI . Cette station
d’un cout global d’environ 2 200 000 000 FCFA vient pour réduire les charges polluantes des
eaux usées de la sucrerie de Ferké 2 et permettre une réutilisation pour l’irrigation de la
culture de canne à sucre et également combler le déficit d’environ 1000 m3 à l’hectare des
plantes sucrieres du complexe de Ferké 2.
En plus, Le système proposé est théoriquement capable de permettre à la SUCAF-CI d’être en
conformité avec les normes de rejets des eaux usées en Côte d’ivoire et de réutilisation en
irrigation de la canne à sucre.
Aussi, Cette solution proposée permettra une rentabilité sur investissement à travers la
réutilisation des eaux traitées et la vulgarisation agricole des boues des réacteurs biologiques
et traitées par les ouvrages d’épaississement et de déshydratation. Ainsi, ce projet de type
écologique et respectueuse de l’environnement vient également offrir aux populations
riveraines de la zone , l’opportunité d’utiliser des eaux du fleuve Bandama exempts de
pollution pour leurs activités .
Cette station d’épuration nécessitant un espace de 8 hectares peut être implanté facilement à
proximité de l’usine qui assure une pente moyenne de 5% favorable à l’écoulement naturel
des eaux usées issues de l’usine de Ferké 2.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
RECOMMANDATIONS
Au terme de cette étude qui a porté sur les eaux usées de l’unité industriel de Ferké 2, nous
proposons les recommandations suivantes dans l’optique de contribuer à une meilleure
gestion des eaux usées du complexe sucrier pour une diminution des volumes et des charges
polluantes des rejets. Il s’agit entre autre de :
Installer des ouvrages appropriés au sein de l’usine de Ferké 2 pour l’évaluation des
débits d’eaux usées (débitmètres ; déversoirs)
Effectuer un suivi régulier des performances de la station à travers des analyses
régulières des paramètres microbiologiques et physico-chimiques des eaux usées ;
Permettre une utilisation efficiente des eaux par chaque unité de production au sein de
l’usine à travers des bilans hydriques réguliers.
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
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GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
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2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
62
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
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Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
I
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
ANNEXES
I.Coordonnées des points de prélèvementS…………………………………………………………… II
II. Complexe sucrier de ferke2………………………………………………………………………… III
III. Résultats des analyses du laboratoire VAGNY LAB……………………………………………... IV
IV. Résultats analyses du laboratoire usine Ferké 2…………………………………………………... VI
V. Règlementation de rejets des eaux usées en Côte d’Ivoire…………………………………...…..... VIII
VI. Norme de l'OMS de réutilisation des eaux usées en irrigation…………........................................ IX
VII. Norme ivoirienne des substances toxiques de rejets des eaux usées dans la
nature…………………………………………………………………….……………………………... X
VIII. Norme de la FAO de réutilisations des eaux usées en irrigation………………………………... XI
IX. Matériels de prélèvements des échantillons…………………………………………... XII
X. les réactifs à utiliser pour les paramètres………………………………………………………...… XIII
XI. Campagne de collecte des données………………………………………………………………... XV
XII. Echantillons des points de prélèvements…………………………………………………………. XVI
XIII. Résultats analyses microbiologiques……………………………………………………………. XVII
XIV. Evaluation des couts de construction des ouvrages de xv.la station a boues
activées…………………………………………………………………………………………………
XVIII
XV. Evaluation du cout de fonctionnement de la station a boues
activées……………………………………………………………………………………………..
XIX
XVI. Processus de production du sucre au sein de l’usine de Ferke 2…………………………………
XX
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
II
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
I. Coordonnées des points de prélèvements
N° Coord_X Coord_Y OBSERVATION
1 241227.067 1031625.826 Bandama (Amont Station R2)
2 241555.326 1031547.042 Bandama (Amont Station R2)
3 241187.512 1030961.631 Bandama (Station R2)
4 247139,783 1029063,973 Usine (Point de sortie)
5 247335,985 1029219,215 Usine (Arrière usine)
6 247255,138 1029266,543 Usine (Chaudière-Moulin)
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké
2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
III
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
II. Complexe sucrier de Ferke 2
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
IV
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
III. Résultats d’analyses du laboratoire VAGNY LAB
Paramètres Unités
Norme :
Arrêté SIIC
N°01164
du 04/11/08
rejets des
émissions
Echantillons
Sortie
totale usine
F2
19_20-03-
19
Sortie totale
usine F2
21_22-03-20
Lavage Canne
/Arrière usine
F2
19_20-03-19
R2 (eau
potable) usine
F2
19_20-03-19
Moulins/
chaudières usine
F2
19_20-03-19
Méthodes
NTK mg/L ≤50 290 411 263 15,5 116 ISO 5663 : 1984/
VAGNY LAB
DBO5 mg/L ≤100 3600 3179 1188 56 1678 ISO 5815-2:2003/
VAGNY LAB
HUILE ET
GRAISSE mg/L ≤10 220 140 420 <2 <2
NF T90-202 : 2001/
VAGNY LAB
PLOMB mg/L ≤0,5 0,001 <0,001 0,001 <0,001 0,001 ISO 15586 : 2003/
VAGNY LAB
CHROME mg/L ≤0,1 0,09 0,07 0,12 0,02 0,05 ISO 9174 : 1998/
VAGNY LAB
ARSENIC µg/l
1,7 1,44 1,34 <1 1,1 ISO 15586 : 2003/
VAGNY LAB
NICKEL mg/L ≤0,5 0,023 0,006 0,01 0,003 0,003 ISO 15586 : 2003
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
V
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
III. Résultats analyses du laboratoire usine Ferke 2
Paramètres
Sortie toutes
eaux F2
19-20/03/19
Sortie toutes
eaux F2
21-22/03/19
Lavage Canne
et
Arrière usine
19-20/03/19
Eaux
chaudières et
Moulins
19-20/03/19
R2 Alimentation
station traitement
des eaux
21-22/03/19
Méthodes :
Laboratoire
Usines SUCAF-
CI
Norme :
Arrêté SIIC
N°01164 du
04/11/08
MERCURE µg/l
<0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 ISO 17852 : 2006/
VAGNY LAB
Coliformes
Fécaux UFC/100ml ≤1000 2,7.105 5,2.105 8,8.104 4,3.104 1,4.105 Méthode interne
Streptocoques
fécaux UFC/100ml ≤1000 >3000 >3001 >3002 >3003 >3004
Méthode interne/
VAGNY LAB
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
VI
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
NH3-N (mg/L) <0,002 0 2,4 0,12 0,3 DR-900
HACH
DCO (mg/L) 5965 4 617 2572 1300 137 DR-900
HACH ≤300 mg/L
SiO2 (mg/L) 0 21 0 3 7 DR-900
HACH
AL3+ (mg/L) >0,8 0,297 <0,1 0,055 0,265 DR-900
HACH ≤5 mg/L
CN- (mg/L) 0 0,012 0,009 0,01 0,009 DR-900
HACH ≤0.1 mg/L
NO3—N (mg/L) 0 0 0 0 0
DR-900
HACH
NO2—N (mg/L) 0,008 0 0 0 0
DR-900
HACH
PHOSPHORE
TOTAL (mg/L) 13 12,6 20 18,2 1
DR-900
HACH
MES (mg/L) 788 630 355 241 86 DR-900
HACH
F- (mg/L) 1,75 0,09 0,31 0,07 0 DR-900
HACH ≤ 15 mg/L
Cl2 (mg/L) 0 0,13 0,08 0,14 0 DR-900
HACH
Etude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées issues du complexe sucrier de la SUCAF (Ferké 2) en Côte d’Ivoire pour l’irrigation de la canne à sucre.
VII
GNAMIEN Yao Kader Promotion : 2017-2018 Juillet 2019
Cu (mg/L) 0 0,47 0,04 0,1 0 DR-900
HACH ≤ 0.5 mg/L
Fer total (mg/L) 1,96 >3,00 >3,00 1,63 >3,00 DR-900
HACH ≤ 5 mg/L
Mn (mg/L) >0,700 >0,700 >0,700 0,615 0,553 DR-900
HACH ≤ 1 mg/L
SO42-(mg/L) 73 2 0 0 0
DR-900
HACH
Zn (mg/L) 0,65 0,06 0,03 0,18 0,09 DR-900
HACH ≤ 2 mg/L
IV. REGLEMENTATION DE REJETS DES EAUX USEES EN COTE D’IVOIRE
Ph T° MES DBO5 DCO Azote
Le Phosphore
(le phosphore
total)
Les Huiles et
Graisses
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VIII
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Normes
de
rejets
5,5-8,5
(Autres
traitements)
≤40°C
Abattement de 80 % sur la
DBO5 et les MES ; 75%
sur la DCO, les substances
azotées et phosphorée
sur un effluent non
décanté est de
150mg/L si le flux
journalier maximal
autorisé n’excède pas
50Kg/J, au-delà de
50Kg/J, la
concentration
autorisée est de
100mg/L.
un effluent non
décanté est de
500mg/L si le
flux journalier
maximal
autorisé
n’excède pas
150Kg/J au-
delà, la
concentration
autorisée est de
300mg/L.
50 mg/L en
concentration
moyenne
mensuelle
lorsque le
flux
journalier
maximal
autorisé est
égal ou
supérieur à
100 Kg/J.
15 mg/L en
concentration
moyenne
mensuelle
lorsque le
flux
journalier
maximal
autorisé est
égal ou
supérieur à
30 Kg/J.
30mg/L en
concentration
moyenne
mensuelle si
le flux
journalier
maximal
autorisé
n’excède pas
5Kg/J au-
delà de 5Kg/J
la
concentration
autorisée est
de 10mg/L
5,5-9,5
(traitement
chimique)
150 mg/L si le flux
journalier maximal
autorisé n’excède pas 15
Kg/J au-delà de 15Kg/J, la
concentration autorisée est
de 50mg/L
V. NORME DE L’OMS DE REUTILISATION DES EAUX USEES EN IRRIGATION
Catégories Conditions de
Réutilisation Groupes exposés
Techniques
d’irrigation
Nématodes
intestinaux b
Coliformes
fécaux/100mL
Traitements recommandés pour
atteindre le niveau de qualité
microbiologique
A
Irrigation sans restriction
A1 pour les cultures
maraîchères consommées
crues, les terrains de
sports, les parcs publics d
Travailleurs,
consommateurs,
public
Toutes ≤ 1 ≤ 10d
Série de bassins de stabilisation,
réservoir de stockage et de
traitement ou traitement équivalent
Permettant d’atteindre la qualité
microbiologique escomptée
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B
Irrigation restreinte.
Céréales, cultures
industrielles, fourragères,
pâturage et forêtc
Travailleurs
Population sis
dans
l‘environnement
proche
Par aspersion
Par rigole
d’infiltration ou
par gravité
Toutes
≤ 1
≤ 1
≤ 0.1 e
≤ 10 5
≤ 10 3
≤ 10 3
Série de bassins de rétention avec
un temps de séjour suffisant (8 à 10
jours) ou traitement équivalent
permettant l’abattement des œufs
d’helminthes et des coliformes.
C
Irrigation localisée sur
des cultures ( f) de la Catégorie B s’il
n’y a pas d’exposition
des travailleurs ou du
public
Aucun Goutte-à-goutte,
micro-jet, etc.
Non
applicable Non applicable
Pré-traitement nécessaire pour des
raisons techniques liées à
l’irrigation, mais pas moins qu’une
sédimentation primaire
a : Dans certains cas, tenant compte du contexte épidémiologique, socioculturel et environnemental, ces limites sont changées en conséquence ;
b : Les espèces de Ascaris et Trichuris;
c : Durant la période d’irrigation
d : Des limites plus restrictives de moins de 200 coliformes fécaux /100 mL sont plus appropriées pour les Golfs, les hôtels et des espaces où le public peut avoir un contact
direct avec les espaces irrigués.
e : Cette limite peut être augmentée à ≤ 1 œuf/l si (i) il fait chaud et sec et que l’irrigation de surface n’est pas pratiquée ou (ii) le traitement de l’eau
contient aussi des traitements chimiothérapiques anti-helminthes.
f : Dans le cas des arbres fruitiers, l’irrigation doit s’arrêter deux semaines avant la récolte, et aucun fruit ne doit être récolté au sol. L’irrigation par aspersion ne doit pas être
utilis
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VI. Norme ivoirienne des substances toxiques de rejets des eaux usées dans la nature
N° PARAMETRES CONCENTRATION
1 Phénols 0,3 mg/L si le rejet dépasse 3 g/j
2 Chrome Hexavalent 0,1 mg/L si le rejet dépasse 1 g/j
3 Cyanures 0,1 mg/L si le rejet dépasse 1 g/j
4 Plomb (en Pb) 0,5 mg/L si le rejet dépasse 5 g/j
5 (en Cu) 0,5 mg/L si le rejet dépasse 5 g/j
6 Chrome (en Cr) 0,5 mg/L si le rejet dépasse 5 g/j
7 Nickel (en Ni) 0,5 mg/L si le rejet dépasse 5 g/j
8 Zinc (en Zn) 2 mg/L si le rejet dépasse 20 g/j
9 Manganèse (en Mn) 1 mg/L si le rejet dépasse 10 g/j
10 Etain (en Sn) 2 mg/L si le rejet dépasse 20 g/j
11 Fer, aluminium et composés (en Fe+Al) 5 mg/L si le rejet dépasse 20 g/j
12 Hydrocarbures totaux 10 mg/L si le rejet dépasse 100 g/j
13 Fluor et composés (en F) 15 mg/L si le rejet dépasse 150 g/j
14
Substances toxiques, bioaccumulables ou
nocives pour l’environnement (fait en sortie
d’atelier, soit au rejet final, en flux et
concentrations cumulés):
0,05 mg/L si le rejet dépasse 0 ,5g/j ;
1,5 mg/L si le rejet dépasse 1g/j
4 mg/L si le rejet dépasse 10g/j L’arrêt
d’autorisation fixe les valeurs limites de
rejet si le rejet dépasse 10 g/j.
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VII. NORME DE LA FAO DE REUTILISATION DES EAUX USEES EN
IRRIGATION
Problèmes Potentiels en
Irrigation
Degré de restriction à l'usage
Unités Aucun Léger à
modéré Sévère
Salinité
ECw1
ou
TDS
dS/m < 0.7 0.7 - 3.0 > 3.0
mg/L < 450 450 – 2000 > 2000
Infiltration
SAR2 =0 - 3 et ECw =
dS/m
> 0.7 0.7 - 0.2 < 0.2
=3 – 6 = > 1.2 1.2 - 0.3 < 0.3
=6 – 12 = > 1.9 1.9 - 0.5 < 0.5
=12 – 20 = > 2.9 2.9 - 1.3 < 1.3
=20 – 40 = > 5.0 5.0 - 2.9 < 2.9
Toxicité Spécifique des ions
Sodium (Na)
Irrigation de surface SAR < 3 3 – 9 > 9
Irrigation par aspersion méq/l < 3 > 3
Chlorure(Cl)
Irrigation de surface méq/l < 4 4 – 10 > 10
Irrigation par aspersion méq/l < 3 > 3
Bore (B) mg/L < 0.7 0.7 - 3.0 > 3.0
effets divers
Azote (NO3-N)3 mg/L < 5 5 – 30 > 30
Bicarbonate (HCO3) méq/l < 1.5 1.5 - 8.5 > 8.5
pH Gamme normale 6.5 - 8.4
1 ECw signifie la conductivité électrique en deciSiemens par mètre à 25°C.
2 SAR signifie le taux d'adsorption de sodium (sodium adsorption ratio).
3 NO3 -N signifie l'azote sous forme de nitrate rapporté en termes d'azote élémentaire. NH4-N et
N-organique devraient être également examinés dans les eaux usées.
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VIII. Matériels de prélèvements des échantillons
Flacons en plastique de 2l : Pour analyse physicochimique d’eaux usées
Quantité : 10 flacons
Glacière pour l’acheminement des prélèvements vers le laboratoire :
Quantité : 2 glacières + des glaçons
Flacons stériles : pour les paramètres microbiologiques
Quantité : 10 flacons
Flacons en verre : Pour le prélèvement des eaux non traitées
Quantité : 10 verres
Un thermomètre
Un pH-mètre et un conductivimètre
Un mixeur
Un reacteur pour la DCO (150°C)
La DR 900
10 cuves d’échantillon de 10 ml
10 cuves d’échantillon de 25 ml
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IX. Les réactifs à utiliser pour les paramètres
Azote ammoniacal:
un lot Réactif salicylate pour ammoniac;
un lot sachet de poudre de réactif cyanurate pour ammoniac
un lot de Tube™ AmVer™
Demande Chimique en Oxygène:
Un lot de tubes de réactifs de minéralisation DCO
Silice
un lot sachet de poudre de réactif molybdate pour le dioxyde de silicium
un lot sachet de poudre de réactif acide pour dioxyde de silicium
un lot sachet de poudre d'acide citrique
Aluminum
un lot sachet de poudre d'acide ascorbique
un lot sachet de poudre de réactif AluVer 3
un lot sachet de poudre de réactif Bleaching 3
Nitrates
Un lot sachet de poudre de réactif NitraVer 6
Un lot sachet de poudre de réactif NitriVer 3
Nitrites
un lot sachet de poudre de réactif NitriVer 3.
Phosphates
1 ml de réactif molybdate.
1 ml de solution de réactif acide aminé.
Fluorure
2,0 ml de solution de réactif SPADNS
Chlore libre
un lot sachet de poudre DPD
Cuivre
un lot sachet de poudre de réactif pour cuivre CuVer 1
Fer
un lot sachet de poudre de réactif au fer FerroVer
Manganèse
un lot sachet de poudre d'acide ascorbique
12 gouttes de solution alcaline réactive au cyanure
12 gouttes de solution témoin PAN à0,1 %
Sulfate
un lot sachet de poudre de SulfaVer 4
zinc
un lot sachet de poudre de réactif ZincoVer 5
Dureté, Calcium et magnésium
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un compte-gouttes de 1,0 ml pour ajouter 1,0 ml de solution témoin de calcium
et magnésium.
un compte-gouttes de 1,0 ml pour ajouter 1,0 ml de solution alcaline pour
l'analyse du calcium et du magnésium
1 goutte de solution EDTA 1 M
1 goutte de solution EGTA
Détermination des staphylocoques
Monter le dispositif de filtration en y plaçant la membrane stérile de filtration
avec la pince stérile ;
Filtré un volume d’échantillon (avec dilution si possible)
Une fois la filtration terminé, enlever la membrane avec une pince stérilisé et
la déposé sur la boite de pétri à la gélose de CHAPMAN de sorte a évité qu’il
se produise des bulles d’air entre le milieu et la membrane ;
Incuber 36°C pendant 48 heures la boite de pétri renversé.
Détermination des coliformes
Monter le dispositif de filtration en y plaçant la membrane stérile de filtration
avec la pince stérile ;
Filtré un volume d’échantillon (avec dilution si possible)
Une fois la filtration terminé, enlever la membrane avec une pince stérilisé et
la déposé sur la boite de pétri à la gélose de VRBL de sorte a évité qu’il se
produise des bulles d’air entre le milieu et la membrane ;
Incuber 37°C pendant 48 heures la boite de pétri renversé.
Détermination des mésophiles
Monter le dispositif de filtration en y plaçant la membrane stérile de filtration
avec la pince stérile ;
Filtré un volume d’échantillon (avec dilution si possible)
Une fois la filtration terminé, enlever la membrane avec une pince stérilisé et
la déposé sur la boite de pétri à la gélose de PCA de sorte a évité qu’il se
produise des bulles d’air entre le milieu et la membrane ;
Incuber 37°C pendant 48 heures la boite de pétri renversé.
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X. Campagne de collecte des données
XI. Echantillons des points de prélèvements
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XII. Résultats analyses microbiologiques
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Paramètres unités
Echantillons
Echantillon
composite:
Sortie totale
usine F2
19_20-03-19
Echantillon
composite:
Sortie totale
usine F2
21_22-03-20
Echantillon
composite:
Lavage
Canne
/Arrière
usine F2
19_20-03-19
Echantillon
composite:
R2 (eau
potable)
usine F2
19_20-03-19
Echantillon
composite:
Moulins/
chaudières
usine F2
19_20-03-19
Coliformes
Fécaux UFC/100ml 2,7.105 5,2.105 8,8.104 4,3.104 1,4.105
Streptocoques
fécaux UFC/100ml >3000 >3001 >3002 >3003 >3004
Staphylocoques UFC/100ml 4880 600 à 2450 540 à 4220
360 à 2270
Mésophiles UFC/100ml 3290à 964 6050 à
11120
2400 à
13330 4890 à 1200
Coliformes
totaux UFC/100ml 3560 à13340
2200 à
11560 1200à 13340
1556 à 6670
XIII. Evaluation des coûts de construction des ouvrages de la station a boues activées
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XIV. Evaluation du cout de fonctionnement de la station a boues activées
Paramètre Formule d’évaluation des couts ($)
Bâtiments dégrillage, déssableur-déshuileur ((674*((Qj)^0,611)))
Décanteur Primaire ((-0,00002*(Qj)^2)) + (19,29*C3)+220,389
Bassin d'aération (72*Qj)+368,043
Clarificateur ((2941*((Qj)^0,609)))
Bassin de chloration ((795*((Qj)^0,598)))
Digesteur anaérobique ((-0,00002*(Qj)^2)) + (23,7*C3) +208,627
Main d'œuvre administratif (8,31)*(Qj^0,717)
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Paramètre Formule d’évaluation des couts ($)
Bâtiments dégrillage, déssableur-déshuileur ((-0,000001*(Qj)^2))+ (2,36*C4) + 24,813
Décanteur Primaire ((-0,000001*(Qj)^2)) + (2,36*C4) +24,813
Bassin d'aération (4,58* Qj)+36,295
Clarificateur (3,3* Qj)+5,842
Chloration ((-0,000001*(Qj)^2)) + (2,36*C4) +24,813
Epaississeur-lits de séchages (8,54)*(Qj^0,717)
XV. Processus de production du sucre au sein de l’usine de Ferke 2
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