8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
1/42
DIMENSIONNEMENT DU
LAGUNAGE
Ralis par:
Asmae MALIKI
Ayoub CHBALATE
Khalid OUAKS
Encadr par:
Mme. MOUHIR
Universit Hassan II
Facult des sciences et technique
Mohammedia
Anne universitaire 2011/2012
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
2/42
plan
Introduction
Dfinition du lagunage
Dimensionnement des lagunes
Bassin anarobie
Bassin facultatif
Bassin de maturation
Conclusion
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
3/42
INTRODUCTION
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
4/42
Dfinition du lagunage
Le lagunageest une technique dveloppe en France en 1970. Ilsagit dun lent coulement de leau dans un plusieurs bassinstanches peu profonds appels lagunes, et dans de grandes surfaces o
prolifrent des bactries et dautres organismes vivants.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
5/42
DIMENSIONNEMENT
DU LAGUNAGE
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
6/42
Le dimensionnement consiste dterminer le volume, la surfacedes lagunes ainsi que le rendement dpuration la sortie dutraitement. Le dimensionnement require la connaissance des
paramtres suivant :
Dbit (Q, m3/j) Charge en DBO X (mg/l)
Temprature de design (T, C)
Nombre de coliformes fcaux par 100 ml : Nc.
Nombre doeufs dhelminthes: He.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
7/42
Bassin anarobie
Les bassins anarobies reoivent les eaux uses brutes, la chargeorganique y est trs leve et explique l'absence d'oxygnedissout. Ce type de bassin fonctionne un peu comme une fosse
septique ciel ouvert et est utilis comme premire opration detraitement pour les eaux fortement charges.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
8/42
Les matires dcantables prsentes dans les eaux uses sedposent sur le fond pour former les boues et subissentune digestion anarobie. Parfois, une couche d'cume se forme la surface. Il n'est pas ncessaire de lenlever car elle contribue
notamment au maintient de l'anarobiose.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
9/42
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
10/42
Critres de conception :
Cv : 100300 g/m3/j
Ts : 45 j, avec un minimum de 3 jours
Profondeur des bassins : 34 m avec un
maximum de 5 m, Cs : > 1000 Kg/hectare/j
Nombre de bassins en parallle : minimum 2
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
11/42
Calcul de la charge volumique
Cv = (X0 . Q) / Vavec:
Cv : charge volumique (g/ m /j)
X0 : concentration initiale (mg/l) de DBO
Q : dbit lentre du bassin (m/j)V : volume du bassin ( m)
Temprature (C) Charge volumique (mg/l/jr)
T
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
12/42
Sachant la profondeur qui varie entre 3et 4m, de la lagune, ondtermine sa surface :
S(A)=V(A)/P(A)
S(A) :surface du bassin anarobie(m2)
V(A) :volume du bassin anarobie(m3)
P(A) :profondeur de bassin anarobie(m)
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
13/42
Le temps de sjour reprsente le temps moyen
ncessaire un lment pour passer au travers d'un systme l'quilibre ce paramtre est dtermin partir de la formulesuivante :
ts(A)=V(A)/ Q(A)
V(A): volume du bassin (m3)
Q(A): dbit lentre du bassin (m3/j)
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
14/42
La demande biochimique en oxygne la sortie de la lagune estcalcule en fonction de la temprature dans le bassin anarobie
Xs(A)=Xe(A)*(1-T(A))
Xs(A):la DBO la sortie du bassin (mg/l)Xe(A):la DBO lentre du bassin (mg/l)
T(A):la temprature du bassin (C)
Le rendement en termes dlimination de DBO5 entre lentre et lasortie du bassin danarobie est dtermin partir du Tableausuivant :
La variation du rendement dpuration en fonction de la temprature
Temprature (C) Rendement sur la DBO5(%)
T101020
402*T+20
60
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
15/42
Bassin facultatif
Les bassins facultatifs ont une charge organique plus faible quecelle des anarobies. l'oxydation arobie bactrienne se droule ensymbiose avec la photosynthse algale, en dessous de l'oxypause,
la digestion anarobie continue.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
16/42
Les bassins facultatifs sont souvent de couleur vert fonc cause dela prsence abondante d'algues. A partir de dioxyde de carbone, delumire et deau, les algues produisent de loxygne qui est utilis par
les bactries arobies afin doxyder la matire organique. Les
bactries, en dgradant la matire organique, produisent du dioxydede carbone, ce dernier tant ncessaire et utilis pour la
photosynthse algale.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
17/42
Un bassin facultatif est donc un racteur algo-bactrien dans lequelune sorte de symbiose existe (pendant la journe) entre les algues et les
bactries arobies. L'oxygne ncessaire l'oxydation bactriennearobie vient d'une part des algues photosynthtiques et d'autre part del'air (du vent) au travers de la raration de surface (roxygnation
naturelle de la surface du bassin). Le schma de fonctionnement d'unelagune facultative est prsent ci-dessous.
http://www.lagunage.eu/index.php?title=Image:WSPTRT.JPG8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
18/42
http://www.lagunage.eu/index.php?title=Image:WSPTRT.JPG8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
19/42
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
20/42
Critres de conception :
Cs : 200250 Kg/hectare/j
ts : 1530 j,
Profondeur des bassins : 1,22 m,
Nombre de bassins en parallle ou en srie : min 2 Abattement en DBO5 : 70 80%.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
21/42
La charge surfacique est fonction seulement de la temprature :
Cs = 350 * (1.1070.002T)(T-25)
Cs : la charge surfacique de bassin facultatif(Kg/ha/j)
T : la temprature du bassin facultatif (C)
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
22/42
La surface est proportionnelle la DBO la sortie du bassin
anarobie et au dbit, selon lquation suivante :
S(F) =Xs(A)*Q(F)*10/Cs(F)
S(F) : la surface du bassin facultatif (m2)
Xs(A) : la DBO la sortie du bassin anarobie(mg/l)
Q(F) : le dbit lentre du bassin facultatif(m3/j)
Cs(F) :la charge surfacique du bassin anarobie(Kg/m/j)
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
23/42
Pour pouvoir calculer le temps de sjour dans les bassins
facultatifs, il faut choisir la profondeur moyenne des eaux usesdans les bassins , cette valeur est prise entre 1 et 2 m. on calcule letemps de rtention hydraulique par la formule:
ts(F)= 2*P(F)*S(F)/((2*Q)-(0,001*e*S(F))
ts(F) : temps de sjour (j)
P(F) :la profondeur du bassin facultatif (m)
S(F) :la surface du bassin facultatif (m2)Q : le dbit lentre du bassin facultatif(m3/j)
e : vaporation net
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
24/42
Si ts(F) < 5jours : On prend ts(F) = 5jrs et on recalcule la profondeurP par la relation:
S(F)=5*Q(F)/ P(F)
S(F): la surface du bassin facultatif(m2)
Q(F):le dbit lentre du bassin facultatif (m3/j)P(F) :la profondeur du bassin facultatif(m)
Le temps de sjour est denviron 15jours et au maximum ne doit pas
dpasser 30 jours.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
25/42
La DBO de leffluent la sortie du bassin facultatif est la mme
que celle de lentre du bassin de maturation :
Xs(F)= Xs(A)/(1+Ta(F)*ts)
Xs(F): La DBO la sortie du bassin facultatif (mg/l)
Xs(A): La DBO la sortie du bassin anarobie(mg/l)
Ta(F) : Taux dabattement de la DBO dans le bassin facultatif
ts: temps de sjour (j)
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
26/42
Le taux dabattement de la DBO5 Ta au niveau du bassinfacultatif dpend uniquement de la temprature est
dtermin par :
Ta(F) = 0.1*(1.05)(T-20)
Ta(F): le taux dabattement de la DBOT:la temprature dans le bassin facultatif(C)
Pour une eau qui va tre jete dans le milieu naturel la DBO
la sortie du bassin Xs(F) doit tre infrieure 120 mg/l, sice nest pas le cas il faudra augmenter tsjusqu avoir
Xs(F)=120 mg/l.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
27/42
Si leau traite va tre utilise pour lirrigation, certainsparamtres doivent tre calculs :
nombre de coliformes fcaux par 100ml :
Cfs = Cfs(A)/ [(1+Kcf*ts(A))*(1+Kcf*ts(F))]
Cfs: nombre de coliformes fcaux la sortie du bassin facultatif
Kcf :le taux dabattement des coliformes fcaux
ts :temps de sjour dans le bassin facultatif
Le taux dabattement des coliformes fcaux kcf dpend
uniquement de la temprature
Kcf=2,6*1,19 ^(T-20)
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
28/42
Les ufs dhelminthe:
Hes = Hee(F) (1- kHe(A)) (1- kHe(F))
kHe=1-0.41E(-0.49t+0.0085t^2)
Hes : Nombre doeufs dhelminthes la sortie du bassin facultatif
Hee : Nombre doeufs dhelminthes lentre du bassin facultatif
kHe: taux dabattement des ufs dhelminthe
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
29/42
Bassin de maturation
Ces bassins sont vivement recommands lorsquil sagit
damliorer la qualit microbiologique de leffluent trs peu
charg provenant d'un bassin facultatif voire d'un autre bassin
de maturation. La taille et le nombre de bassins de maturationdpend des normes de rejet ou de la qualit microbiologique
souhaite.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
30/42
Dans ces bassins, il n'y a pas de relle stratificationbiologique et physico-chimique comme dans les lagunes
facultatives. La faible profondeur des lagunes de
maturation (de 1 1,5 mtres) est indispensable afin de
maintenir le bassin en conditions d'arobiose et de
permettre aux rayons du soleil de pntrer jusqu'au fond
du bassin.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
31/42
Le but premier des bassins de maturation est l'enlvement
des pathognes qui repose sur la sdimentation et sur lesoleil :
Les spores, les kystes et les oeufs de pathognes sont
limins par sdimentation et se retrouvent emprisonns
dans les boues.
Les bactries et autres microorganismes pathognes sonttrs sensibles aux rayons ultra-violets (UV) provenant
soleil. En plus de fournir ces UV, le soleil accentue la
photosynthse alguale, ce qui a pour effet de consommer
rapidement le dioxyde de carbone et d'augmenter le pH du
bassin. Les rayons UV combins un pH lev sont donc
responsables de l'limination des pathognes.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
32/42
l'eau la sortie du bassin de maturation est clair et ne prsente aucune
odeur, elle sera ensuite vacue dans le milieu rcepteur.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
33/42
Critres de conception :
Cs : 100140 Kg/hectare/j,
Ts : 310 j,
Profondeur des bassins : 11,2 m,
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
34/42
1re tape :
Calculer le temps de sjour hydraulique minimal dans
le premier bassin de maturation tsminavec la
formule suivante :
Avec:
NM1: : le niveau deaux uses dans le bassin de maturation
Xs : la DBO lentre du bassin (mg/l)
Cs : charge surfacique (kg/m/j)
2ime tape :
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
35/42
2ime tape :
Si leau traite sera utilise pour lirrigation de la rcolte il
faudra dterminer le nombre de coliformes fcaux par 100
ml.et de oeufs dhelminthe par litre selon les formulessuivantes: Coliformes fcaux:
CF(M1): Nombre de coliformes fcaux dans le premier
bassin de maturation
Kcf: taux dabattement de coliformes fcauxTsmin(M):temps de sejour minimum(j)
OEufs dhelminthe:
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
36/42
OEufs d helminthe:
Hes(M1) = Hee(fac)(1 KHe)
Hes(M1): Nombre doeufs dhelminthesHe: nombre dufs dhelminthes
Khe : taux dabattementdoeufsdhelminthes
Rq:
Si le nombre de coliformes fcaux et des oeufs dhelminthes sont
suprieurs ceux requises par la norme dirrigation, on ajoute
dautres bassins selon les tapes suivantes :
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
37/42
3ime tape :
Rsoudre lquation pour des n=1,2,3 . jusqu ce que :
ts(M) soit < ts(M)min
Avec : t mmin= 5 jrs au Maroc
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
38/42
Le calcule de la surface de chaque bassin de maturation
prend en compte le niveau des eaux uses des bassins
de maturation NM1,NM2,.NMn entre 1 et 1.5m .
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
39/42
Premier bassin de maturation (M1) :
Qe(fac)=Qe(A)-(0.001*e*S(fac)
Qe(F): dbit dentre dans le bassin facultatif(m3/j)
Qe(A):dbit dentre dans le bassin anarobie(m3/j)
S(F):surface du bassin facultatif(m2)e: vaporation net
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
40/42
Deuxime bassin de maturation M2:
Lentre du deuxime bassin cest la sortie dupremier bassin.
Qe(M1)= Qe(fac) -(0.001*e*SM1)
La surface du troisime bassin et des bassins de
maturation qui suivent sont calcules de la mmefaon.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
41/42
conclusion
Il faut bien maitriser le dimensionnement et plus exactement
savoir adapter la conception aux dispositions locales
notamment la disponibilit du terrain, contraintes financires
et d'autres considrations afin d'assurer le bon
fonctionnement du lagunage pour avoir les meilleurs
rendements possibles long terme.
8/12/2019 Dimensionnement Du Lagunage
42/42
Merci de votreattention