Modélisation de la filtration biologique des eaux usées sur sable de dune de la région de Ouargla

Abstract

Bien que l’éventail des techniques d’épuration et de traitement des eaux usées soit très diversifié dans le monde, nous nous sommes proposé d’étudier et d’évaluer la filtration biologique en exploitant un matériau local, tout en prenant en considération les deux aspects économique et environnemental. Le sable des dunes, comme filtre biologique, s’avère être intéressant à investir pour l’épuration des eaux usées dans le sud algérien. Après la réalisation d’une étude cartographique, et le choix du matériau adéquat et sa caractérisation par la diffraction aux rayons X (DRX), en l’occurrence le sable de N’Goussa (région de Ouargla), nous avons entre autres constaté qu’il est formé principalement d’oxyde de silicium SiO2. L’analyse au microscope électronique à balayage (MEB) à montré que tous les sables sont des grains de forme anguleuse et la quasi totalité des grains visualisés sont en quartz enrobé par une couche d’argile mélangée avec des oxydes de fer. Les carrières testées (09 sur 21 caractérisées), pour la filtration biologique des eaux usées, ont conduit à de très bons résultats en termes de l’abattement de la DCO et de la DBO5, ainsi que de l’élimination de bactéries. Les résultats obtenus pour notre dispositif épuratoire (fosse septique et colonne de filtration), s’avèrent très intéressants, puisque les rendements dépassent les 80%, dés les premiers jours et jusqu’à 72 jours de fonctionnement. L’étude sur le colmatage des différents filtres confectionnés, a fait apparaître trois types de colmatage : mécanique, organique et physique. L’évaluation de ce colmatage est réalisée à travers les mesures de la porosité de chaque couche, de la DCO et de la DBO5. Du point de vue bactériologique, le rendement épuratoire en termes de l’élimination des germes totaux a atteint une valeur de 99,55%. Notons que pour les streptocoques totaux et fécaux, le rendement a atteint la valeur optimale de 99,99%. Une étude de modélisation mathématique qui consiste en une interpolation polynomiale entre le temps de fonctionnement et les rendements d’abattement de la DCO et de la DBO5 a montré une bonne adéquation des fonctions avec les résultats expérimentaux.