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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIREUNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE D’ORAN

*MOHAMED BOUDIAF* USTOMBFaculté d’architecture et de génie civil

Département d’Hydraulique

1ère Année Master Technique de l’eau et

environnementModule: protection environnement

Thème :Traitement des odeurs dans les stations d’épurations

(STEP) Présenté par :

Adjaoud Mohamed Seghir Amine

Traitements préventifs  Traitement chimique Traitements biologiques des nuisances olfactives Traitement par adsorption des nuisances olfactives

. Le sulfure d’hydrogène H2S

. Les Composés organiques volatiles  

. Quantification et qualifications des nuisances olfactives  

Plan du travail

D’où viennent les nuisances olfactives ?2

Traitements préventifs et curatifs4

Conclusion5

INTRODUCTION INTRODUCTION 1

1

Traitement des odeurs dans les stations d’épurations

Les soufres  Les azotes Les acides Les aldéhydes

Dangers et risques pour l’homme3

3

Affectent le domaine de l'odorat chez l'être

humain

La source des

nuisances olfactives

introduction

Le dégrillage Le dessablage

Station d’épuration

Depuis toujours, l’eau occupe une place importante dans notre vie quotidienne. Or, l’Homme est l’acteur principal de la pollution de l’eau. Pour préserver notre environnement, un traitement rigoureux de celle-ci dans une station d’épuration s’impose. Ce procédé entraîne l’émission d’odeurs indésirables …

  Les odeurs indésirables

Traitement des eaux usées

Traitement des bouesTraitement de l’air

Le Traitement• primaire

• secondeur

4

En quoi lesodeurs d'une station d'épuration sont-elles sources de nuisances?

Comment les traiter?

5

Le soufre est un élément chimique noté S. Il dégage une odeur caractéristique piquante.Dans la famille des soufrés, il existe 2 principaux composés qui émettent des odeurs dans

les stations d’épurations :

D’où viennent les nuisances olfactives ?

Bien que la station d’épuration soit un équipement municipal voué à

l’environnement, la nature des éléments manipulés et traités, et les

équipements énormes utilisés, peuvent devenir une source

d’émission de mauvaises odeurs pour son voisinage. En effet,

quelques-unes d’entre-elles peuvent même être mortelles à une

certaine concentration

Il existe 4 grandes familles de composés

malodorants

les acides les aldéhydes

les azotés les soufrésles mercaptans (Cn H2n+1 - SH)

le sulfure d’hydrogène

(H2S)

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Le sulfure d’hydrogène est le gaz, s’échappant de la station d’épuration, le plus mortel pour l’homme. Pourtant, il ne représente que 1% des gaz émis par la station.

Le sulfure d’hydrogène ou hydrogène sulfuré est formé de 2 atomes d’hydrogène pour 1 atome de soufre.

Il s’agit d’un gaz incolore, plus lourd que l’air. Il est soluble dans l'eau. Il dégage une odeur caractéristique d’« œuf pourri ».

Dans la station d’épuration, le sulfure d’hydrogène se trouve dans 3 niveaux:

o dans l’air au-dessus des eaux uséeso dû à l’aérationo l’imprégnation de l’odeur sur les équipements

D’où viennent les nuisances olfactives ?

LES SOUFRES   

Différents facteurs permettant la production d’ H2SLe temps: Plus le temps de séjour est long, plus la production de bactéries est grande.La température: La chaleur est un facteur essentiel à la prolifération de bactéries.Pas d’O2: Les bactéries étant anaérobies, l’oxygène n’est pas indispensable à la survie des bactéries.

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Le mercaptan est un agent d’odeur fétide (odeur de « légumes pourris »).Il est le synonyme de thiol. Sa formule générale est (Cn H2n+1 - SH). Il peut être appelé thiol alcool ou encore hydrogénosulfure d’éthyle.

Le mercaptan conserve une odeur très forte, sulfurée tout comme la production d’H2S, ce sont des bactéries anaérobies qui sont responsables de l'émission de mercaptans.

D’où viennent les nuisances olfactives ?

LES SOUFRES   

Le mercaptan est obtenu par association d’alcool et de sulfure d’hydrogène. D’où l’équation suivante :Alcool + H2S Mercaptan.

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L’azote est un élément chimique noté N. Il dégage une odeur caractéristique piquante.Dans la famille des azotés, il existe 3 principaux composés qui émettent des odeurs dans les stations d’épurations :

D’où viennent les nuisances olfactives ?

NH3

L’Ammoniac

C9 H8 - NH

Le Scatole

C8 H6 - NH

L’Indole

L'ammoniac est un composé hydrogéné de l'azote de formule NH3.L'ammoniac est un gaz incolore, d'odeur suffocante et irritante. Il est très soluble dans l'eau. On peut donc facilement transporter l'ammoniac en solution dans l'eau.On obtient de l’ammoniac avec l’association de dihydrogène et de diazote : N2 + 3 H2 2 NH3

Dans les stations d’épuration, l’ammoniac est produit par la dégradation biologique de l’urine.

l’Ammoniac (NH3)

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D’où viennent les nuisances olfactives ?

acide acétique acide valériqueacide butyrique

Dans la famille des acides, il existe 3 principaux composés qui émettent des odeurs dans les stations d’épurations :

L’acide valérique ou acide propionique a pour formule C3H7COOH. Il dégage une odeur de sueur, de transpiration.La fermentation propionique est due aux bactéries propioniques.

L’acide butyrique a pour formule C4H9COOH. Il dégage une odeur de beurre rance.Lors d'une fermentation butyrique, l'acide lactique (C3H6O3) fermente en acide butyrique, en CO2 et en hydrogène.

L’acide acétique a pour formule C2H5COOH. Il dégage une odeur de vinaigre.Ce sont des bactéries anaérobie qui sont responsable de la transformation. Ces bactéries fixent l'oxygène de l'air sur l'alcool (éthanol) et le transforment en acide acétique.

Éthanol + O2 acide acétique

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D’où viennent les nuisances olfactives ?

Le formaldéhyde  L’acétaldéhyde 

Dans la famille des aldéhydes, il existe 2 principaux composés qui émettent des odeurs dans les stations d’épurations :

Le formaldéhyde a pour formule HCHO. C’est un gaz incolore, inflammable, à l'odeur piquante. On l’appelle aussi méthanal ou encore aldéhyde formique.Ce sont les bactéries qui sont à l’origine de la présence de formaldéhyde.

L’acétaldéhyde ou éthanal ou encore aldéhyde acétique a pour formule CH3CHO. Il dégage une odeur de pomme.

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Dangers et risques pour l’homme

Le sulfure d’hydrogène H2S 

Seuil olfactif : 11 μg /m3

Le H2S est facilement reconnaissable à très faible concentration à son odeur « d’œufs pourris ». L’intoxication humaine a lieu essentiellement par voie respiratoire. Suivant sa concentration le H2S est plus ou moins toxique.

La nature des éléments que la station d’épuration traite et manipule et les équipements énormes qu’elle utilise peuvent devenir une source de nuisances pour son voisinage.Mis à part le bruit, les stations peuvent avoir aussi des problèmes d’émission d’odeurs… Ils sont dus aux gaz présents dans la station.

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Dangers et risques pour l’’homme

Les Composés organiques volatiles 

Les stations d’épuration émettent aussi des C.O.V. (composés organiques volatiles). Ils s’évaporent très facilement à température ambiante et se répandent dans l’air sous forme des gaz. La concentration limite, recommandée, est de 500 μg/m3. Les C.O.V. ont une forte odeur parfois piquante. La voie de contact principale est la voie respiratoire.

En cas d'exposition aiguë, c'est-à-dire à une forte concentration pendant une durée assez brève, les COV provoquent des irritations des voies respiratoires et digestives, et des yeux, et peuvent entraîner une réaction allergique

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Dangers et risques pour l’’homme

Quantification et qualifications des nuisances olfactives 

Pour prévenir ces dangers et risques, et pour éviter d’incommoder les riverains, il faut analyser rigoureusement l’air des stations d’épuration. Des quantifications et qualifications des nuisances olfactives sont alors réalisées. Trois approches complémentaires peuvent s’utiliser séparément et se combiner pour bénéficier d’un bilan complet des odeurs :

La méthode consiste à mesurer directement la concentration des différents composés odorants à l’aide d’appareils de mesures précis. On l’utilise préférentiellement quand la source potentielle d’odeur est connue.

Les analyses physico-chimiques

L’enquête permet de définir le gène subi par la population. Cette méthode est très lourde à mettre en œuvre et s’étale sur des durées très longues (± une année).

Les enquêtes autour du site

Les techniques olfactométriques sont nombreuses et font toutes appel à la réponse de sujets humains pour mesurer l’intensité de l’odeur. En d’autres termes, il s’agit de répondre aux questions suivantes : « y a‐t-il odeur et, si oui, en quelle quantité ? De quelle nature est-elle ? Apparaît-elle agréable ou désagréable aux populations riveraines du site émetteur ? ».

Les analyses olfactométriques

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Traitements préventifs et curatifs

Cette technique est la plus utilisée dans le traitement curatif des odeurs. Le confinement consiste à capter et à stocker tout l’effluent gazeux de l’ensemble de l’installation dans un lieu de traitement, par un dispositif de ventilation.

Les techniques concernent le dimensionnement du réseau, des postes de pompage, le choix des équipements

Les composés odorants sont dilués dans l’atmosphère dans des proportions en dessous du seuil olfactif.

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Le rôle de cette technique est de transférer les composés odorants de la phase gazeuse vers la phase liquide.Il est nécessaire d’avoir des dispositifs permettant d’assurer un contact fort entre les deux phases.

Traitements préventifs et curatifs

Avantage

traite de gros débits bons rendements grande souplesse

d’utilisation procédé le plus utilisé

Inconvénients

utilise des produits dangereux, d’où risque sur l’environnement.

coût de fonctionnement en produits consommables

pollution liquide, qui doit faire, par la suite, l’objet d’un traitement spécifique

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L’ozone (O3)est un oxydant puissant qui réagit avec les composés organiques volatiles et élimine les odeurs. L’ozonisation élimine physiquement l’odeur. La méthode la plus simple est l’ozonisation directe.Les molécules malodorantes sont des composés réducteurs alors que l’ozone est un puissant oxydant. Ces deux types de molécules réagissent en formant de nouveaux composés.

Traitements préventifs et curatifs

Traitement chimique     

L’ozone (O3)L’hydrogène sulfuré (H2S) (réaction principale)H2S + O3 H2S + S + O2

(réaction secondaire)H2S + O3 H2O + SO2

L’ammoniac se transforme en azote (gaz) et en vapeur d’eau4NH3 + 303 N2 + 3H2O + 3O2

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D’où viennent les nuisances olfactives ?

Le biolaveur Le lit bactérienLe biolfiltre

Le procédé de biolavage est une association de deux étapes :• L’une consistant en un transfert de masse du polluant de la phase gazeuse dans

la phase liquide• la seconde, biologique, permettant la consommation du polluant par la

biomasse, une fois transféré dans le liquide.

La bio filtration est à ce jour la technique biologique ayant fait l’objet du plus grand nombre d’applications industrielles. Ceci s’explique par sa relative simplicité de mise en oeuvre.La technique de biofiltration est une technique ancienne dont le principe a été appliqué au cours des années 50 aux Etats-Unis.

L’air vicié traverse un garnissage en plastique, verre ou céramique, qui est ensemencé (formation d’un biofilm) et arrosé d’eau apportant les éléments nutritifs. L’eau sert aussi au transfert des gaz solubles vers le biofilm. L’eau drainée est en partie recyclée. Ainsi, contrairement au biofiltre, la phase aqueuse est mobile.

Le principe du traitement par voie biologique est la transformation des polluants par des micro-organismes. La difficulté consiste à effectuer un bon transfert entre la phase gazeuse et les micro-organismes.Ce traitement est basé sur une réaction d'oxydationCOV + O2 Micro organismes

Biomasse + CO2 + H2O + Chaleur + Produits minéraux

Il existe trois types de procédés biologiques de traitement de gaz:

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Le principe du traitement par adsorption est de piéger les composés odorants par un composé solide (l’adsorbant).

Les adsorbants possibles sont: alumine activée, gels de silice, zéolite, charbon actif, compost,…

L’adsorbant le plus utilisé est le charbon actif. Celui-ci est capable de retenir de très nombreuses molécules organiques et certains ions métalliques qui confèrent à l’eau couleur, odeurs ou saveurs désagréables, voire une toxicité.

Traitements préventifs et curatifs

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Pour répondre à notre problématique: « En quoi les nuisances olfactives sont-elles sources de nuisances ? Comment les traiter ? », Nous pourrions avancer que divers composés chimiques sont responsables de ces nuisances. De plus, à concentrations élevées, certaines sont dangereuses pour l’Homme. Donc, pour remédier à ce problème, nous avons étudiés les divers procédés curatifs (biologiques et chimiques). Mais d’après les nombreux documents que nous avons lus, nous avons appris qu’il est préférable d’investir dans la prévention de ce problème plutôt que de développer des procédés curatifs plus chers.

Conclusion

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Merci pour votre

attention