REVUE INTERNATIONALE D'HÉLIOTECHNIQUE N 44 (2012) 14-22 http:\\www.comples.org QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE DES EFFLUENTS DE LA STATION DE TRAITEMENT DES EAUX DE CALE DES NAVIRES AU PORT D AGADIR-MAROC Chafia HAJJI 1, Abdelaziz BENDOU 1, Hind MOUHANNI 1, Mohammed HASSOU 2. 1 Laboratoire de mécanique, procédé d énergie et d environnement, ENSA, Agadir, Maroc 2 Division infrastructures et exploitation régionale, port d Agadir (ANP), Maroc chafiahajji3@gmail.com RESUME : Ce travail porte sur l étude de la qualité physico-chimique des effluents de fond de cales des bateaux traités au sein de la (MEGATRAITEMENT) du port d Agadir-Maroc. Le processus de traitement de la consiste en une décantation comme traitement primaire et un traitement par système biologique suivi d une filtration à sable comme traitement secondaire. Dans le cadre de cette étude, nous avons mené une évaluation des analyses physico-chimiques, durant le mois de mai 2011, des eaux de cale à l entrée et à la sortie. Ce suivi nous a permis de conclure que le taux d abattement des paramètres oxydables est fiable et que les résultats des effluents provenant du système biologique montrent qu ils sont en conformité avec les normes locales de rejets dans l environnement. Cependant, les valeurs de la conductivité électrique apportent une stabilité dans le temps à l entrée et à la sortie puisqu il s agit des eaux de mer. Mots clés : Traitement des eaux de cale ; hydrocarbures ; paramètres physico-chimiques ; port d Agadir. ABSTRACT The aim goal of this work was to study the physicochemical quality of bilge water of plant (MEGATRAITEMENT) in the Port of Agadir-Morocco. The treatment system of the plant is a decantation as primary treatment and biological treatment followed by sand filtration as a secondary treatment. As part of this study, we conducted an evaluation of the physicochemical analysis of bilge water, during the month of May 2011, at the input and output of plant. This monitoring enabled us to conclude that the rate of reduction of oxidizable parameters is reliable and that the effluents results of the biological system show that are in compliance with local standards for discharge into the environment. However, the values of electrical conductivity provide a long-term stability at the entrance and exit since this is seawater. Keywords: bilge water; hydrocarbons; physicochemical parameters; port of Agadir. 14
1. INTRODUCTION Le Maroc est doté d une position géographique favorable au Nord-Ouest de l Afrique, à la croisée de l Atlantique et de la Méditerranée. Cette position lui permet d être un véritable carrefour de transit de marchandises et de biens. Avec ses larges côtes qui dépassent 3000 Km, le pays offre une situation confortable pour le trafic maritime par le biais des ports qui jouent un rôle prépondérant dans l économie nationale en assurant l acheminement de la quasi-totalité (98%) des échanges extérieurs du pays estimés à un trafic annuel moyen de 67,3 millions de tonnes [1]. L activité portuaire génère entre autre des nuisances (bruits, vibrations, poussières, rejets liquides, hydrocarbures, polluants solides ) qui entravent la qualité des eaux des ports et qui peuvent aussi altérer la qualité des eaux des zones marines avoisinantes. De ce fait, l agence nationale des ports (ANP) s est engagée à assurer un environnement portuaire sécurisé par l élaboration d une stratégie basée sur des axes préventifs et curatifs visant à maîtriser les risques de nuisance à l environnement auxquels sont exposés les ports [2]. Le complexe portuaire d Agadir, qui joue un rôle très important dans le commerce extérieur et la pêche, se veut un débouché privilégié de transit diversifié. Il contribue pleinement dans l'essor économique de la région du Souss- Massa-Draa, qui est portée essentiellement sur l'agriculture, la pêche et le tourisme [3]. En effet, même si la nature des activités du port d Agadir (port de commerce, port de pêche, port de plaisance) présente moins de risques que dans les grands ports industriels du pays, ceux-ci est justifié par une étude réalisée sur l implantation du système management environnemental au sein du port d Agadir. Les principaux problèmes environnementaux dans le port sont : Rang Problème environnemental 1 Déversement des produits pétroliers et chimiques des navires (rejets et vidanges d hydrocarbures liquides, huiles usées, boues mazoutées, eaux de cale) 2 Déversement des produits pétroliers et chimiques des installations portuaires. 3 Rejets des eaux usées 4 Déversement des polluants transportés par les navires 5 Rejets dans l atmosphère des poussières dues à la manipulation des vracs solides (phosphate, souffre, minerais). 6 Rejets des eaux de refroidissement et émissions des industries implantées dans le port. Dans ce cadre, on s intéresse à la de traitement des eaux de cales, MEGATRAITEMENT, située au sein du nouveau port d Agadir. L objectif de ce travail est le suivi des valeurs moyennes des teneurs en hydrocarbures et la qualité physico-chimique des eaux de cale à l entrée et à la sortie afin d évaluer les performances épuratoires de ce système de traitement. 15
2. MATERIELS ET METHODES 2.1 Site expérimental de la MEGATRAITEMENT est une unité de récupération des eaux et huiles usées située au sein du nouveau port d Agadir. Cette d épuration des eaux de cale permet de rejeter, après traitement, une eau conforme aux normes internationales (moins de 15 PPM). L unité est opérationnelle depuis le 15 septembre 2000, elle s'étale sur un terrain de 1.131 m 2 et emploie en période de repos biologique plus de 27 personnes dont 15 permanents. Ville d ANZA Port d AGADIR Ville d Agadir Figure 1: Localisation géographique de la zone d étude [4] Figure 2:. Localisation de la de traitement des eaux de cales au port d Agadir 16
2.2. Description de l unité de traitement des eaux de cale au port d Agadir Les eaux usées huileuses provenant des fonds de cale de la salle des machines, du pic ou des compartiments latéraux présentent l une des menaces sur l environnementale au niveau du port d Agadir. Le volume d'eau de cale, principalement originaire à partir des égouttures des moteurs des navires, est de l'ordre de 0,5-50 m 3 / j. Ces eaux représentent environ 20% de la totalité des eaux usées huileuses déversées chaque année dans la mer par les navires [5] [6]. La quantité d'huile qui peut être directement déversée dans la mer a été déterminée lors de la conférence MARPOL sur la protection du milieu marin qui s'est tenue à Londres en 1973. Selon ces règlements, le déversement des effluents traités est autorisé dans des zones spéciales lorsque la teneur en huile ne peut excéder à 15 ppm (table1) TABLE 1 : règles concernant les navires-citernes de toutes tailles et autres navires d une jauge brute égale ou supérieure à 400 tonneaux(rejets en provenance des cales de la tranche des machines) Dans une zone spéciale Rejets interdis sauf si : 1- Le navire fait route, et 2- La teneure en hydrocarbures de l effluents non dilué ne dépasse pas 15 ppm (parts par million), et 3- Le navire utilise un matériel de filtrage des hydrocarbures muni d un dispositif d arrêt garantissant que le rejet est automatiquement interrompu lorsque la teneur en hydrocarbure de l effluent dépasse 15 ppm, et 4- Les eaux de cale ne sont pas mélangées avec les résidus de la cargaison d hydrocarbures ou les eaux de cal provenant de la chambre des pompes de cargaison (sur les pétroliers). Tableau établi selon MARPOL 73/78 La filière de traitement de la MEGATRAITEMENT consiste en un traitement primaire, il s agit d une décantation pendant un temps de rétention hydraulique de 24 h. le second traitement est le système biologique suivi d une filtration sur sable qui permet de traiter les eaux usées huileux en favorisant aux micro-organismes une dégradation maximale des huiles et hydrocarbures, et de rejeter finalement le dioxyde de carbone et de l'eau avec un minimum de production de boues dans le processus. Les effluents provenant de ce système sont en conformité avec les normes locales de rejet dans l'environnement. Figure 3 : Schéma de l unité de traitement des eaux de cale au port d Agadir (a) : Zone de décantation. (b) : Bioréacteur de séparation eau-hydrocarbures.(c) :Filtre 17
Nature des déchets produits : Parmi les déchets générés par cette de traitement, on trouve les eaux issues de traitement des effluents. Ces eaux sont récupérées et traitées, en utilisant le procédé biologique, avant leur rejet dans le réseau d assainissement liquide. Pour les huiles et les hydrocarbures issus de traitement d effluents sont stockés sur site en attendant de les envoyer vers la cimenterie d Anza pour être utilisés comme combustibles dans les chaudières ou autres lieux demandeurs en ces matières. Ils subissent donc une valorisation énergétique par incinération. Les autres déchets comme les déchets ménagers sont collectés régulièrement en période de travail de l entreprise et évacués par la suite vers une décharge contrôlée. 2.3. Méthode d analyse : Dans l objectif d évaluer les performances épuratoires de la MEGATRAITEMENT, nous étudions les caractéristiques physico-chimiques et les valeurs moyennes des teneurs en hydrocarbures des eaux de cale décantées et épurées de la. les échantillons des effluents de la sont prélevés durant le mois de Mai 2011 (soit 12 prélèvements) dans des flacons en polyéthylène ou en verre de capacité allant de 1 litre à 250 ml, préalablement lavés à l eau distillée et transportés à basse température (4 C) dans des glacières portatives. La température de l eau est mesurée in situ à l aide d un oxymètre à deux sorties (type WTW OXI 96), le ph et la conductivité électrique sont mesurés à l aide d un ph mètre de type (WTW 525). Pour la détermination de la DBO 5, on a utilisé l OxiTop, DCO (DCO-mètre type WTW). La MES est déterminée selon la norme AFNOR (T90-105).Cette étude vise à mieux connaître le procédé pour le rendre plus compétitif dans le but de la protection de l environnement ce qui favorise le développement durable au port d Agadir. 3. RESULTATS ET DISCUSSION : Le suivi des paramètres physico-chimiques et la teneur en hydrocarbures des eaux de cale traitées par la MEGATRAITEMENT ont montré les résultats des paramètres suivants : 3.1. Quantité des eaux de cale traitées à la Durant 2011, la MEGATRAITEMENT a reçu des quantités des eaux de cale (régénérés par un nombre de navires qui reste incontrôlable) à traiter qui varient entre 4 m 3 et 49 m 3 avec une moyenne de 26.5 m 3. Cette variation de la charge hydraulique reste inférieure à la capacité volumique de la qui est de 100 m3/j [7]. 3.2. Performances épuratoires en hydrocarbures : Une étude qui est faite entre 2004 et 2007 a montré l efficacité de ce processus en matière d épuration en hydrocarbures. Les données relatives à cette étude montrent que les valeurs moyennes des teneurs et les rendements en hydrocarbures de la étudiée sont fiables. A l entrée, l évolution des teneurs en hydrocarbures montre de faibles fluctuations. Elle varie de 969 à 7012 mg/l pour une 18
moyenne de 2958 mg/l, et à la sortie, les teneurs en hydrocarbures varie de 0.07 à 3.07 mg/l pour une moyenne de 0.907 mg/l et qui restent inférieures à la valeur limite de rejets directs (10 mg/l). En ce qui concerne le rendement, il est stable avec une moyenne de 99.937%. 3.3. Qualité physico-chimique des effluents bruts et épurées : A la suite des analyses physico-chimiques effectuées durant le mois de Mai 2011, représentées par le tableau 2, on constate une conformité significative, par rapport aux valeurs de rejets indirects, de la concentration de la majorité des éléments de l eau traitée (sortie ), à savoir : la température, le ph et les matières en suspension, ce qui peut être expliquée par l efficacité du procédé de traitement. Les paramètres de la pollution oxydable des eaux épurées de la et qui résultent de la demande biochimique en oxygène et la demande chimique en oxygène présentent : - Une DBO5 de l ordre de 81.66 mg O2/l qui est inférieure à la valeur 100 mgo2/l considéré comme une valeur limite de rejets directe dans le milieu naturel (tableau 4). - la DCO des eaux épurées montre la même évolution que la DBO5 car elle est largement inférieure à la valeur limite qui est 500 mgo2/l. Cependant, les valeurs de la conductivité électrique apportent une stabilité dans le temps à l entrée et à la sortie de la puisqu il s agit des eaux de mer. TABLE 2: représentation des résultats physico-chimiques des effluents de la (mois de mai 2011) N Prélèvement Entrée(E) Sortie(S) Température ( C) Conductivité (ms/cm) ph MES (mg/l) DBO 5 (mgo 2 /l) DCO (mgo 2 /l) 1 2 3 4 5 E 20.3 50.3 8 320 520 1062 S 19.2 23.4 8.4 96 35 108 E 19.5 85.6 7.8 160 580 1269 S 19.1 60.4 7.9 152 140 187 E 20.9 99.4 8.4 380 540 1173 S 19.2 88.7 8.2 104 80 144 E 19.9 97.3 7.5 580 280 176 S 19.1 84.2 8 84 80 107 E 21.7 84.3 7.5 290 560 592 S 21.2 72.7 8.3 84 85 208 19
6 E 20.9 94.5 7 108 480 999 S 20.1 79.6 7.4 84 70 190 TABLE 3 : Minimum, maximum et moyenne des résultats d analyses entrée Minimum Maximum Moyenne Valeurs Valeurs limites Eléments Entrée Entrée Entrée limites rejets rejets indirects analysés directs Température 19.5 21.7 20.53 30 35 ph 7 8.4 7.7 6.5-8.5 6.5-8.5 Conductivité 50.3 99.4 85.23 2.7 - MES 108 580 306.33 50 600 DBO 5 280 580 493.33 100 500 DCO 592 1269 1045.16 500 1000 TABLE 4 : Minimum, maximum et moyenne des résultats d analyses sortie Eléments analysés Minimum Sortie Maximum Sortie Moyenne Sortie Valeurs limites rejets Valeurs limites rejets indirects directs Température 19.1 21.2 19.65 30 35 ph 7.4 8.4 8.03 6.5-8.5 6.5-8.5 Conductivité 23.4 88.7 68.17 2.7 - MES 84 152 100.66 50 600 DBO 5 35 140 81.66 100 500 DCO 107 208 157.33 500 1000 Le taux d abattement des paramètres de la pollution oxydable des eaux de cale de la est représenté comme suit : Paramètres DCO en mg O2/l Entrée Sortie Taux d abattement DBO5 en mgo2/l Entrée Sortie Taux d abattement Moyenne 1045.16 157.33 69 % 493.33 81.66 83.45 % 20
En conclusion, l efficacité du traitement de la matière organique dans la est fiable, elle respecte les valeurs limitent de rejet dans le milieu naturel et le taux d abattement de la DCO et de la DBO5 sont satisfaisants. Le rapport DCO/DBO5 est égal à 1.92, donc entre 1 et 3, ce qui indique la biodégradabilité de l effluent traité au sein de la MEGATRAITEMENT. 4. CONCLUSION L évaluation des performances épuratoires du processus biologique de traitement des eaux de cale au sein du port d Agadir par le suivi des paramètres physico-chimiques et teneur en hydrocarbures nous a permis de conclure, que malgré la contribution de la dans la protection de la qualité de l environnement dans la perspective d un développement durable, elle a des impacts non négligeables sur l environnement portuaire. Ces impacts ne dépendent pas seulement de la forte charge polluante pendant le repos biologique mais essentiellement de la mauvaise odeur. Ceci est dû à la décantation des effluents récupérés des fonds de cales des bateaux pour traitement et qui génèrent des mauvaises odeurs pouvant nuire à la qualité de l air, surtout que les cuves de décantation ne sont pas couverts [8]. Donc, ces impacts négatifs doivent être pris en considération lors de réalisation d un bilan environnementale pour une éventuelle étude en management de l environnement. References [1] Ministère de l aménagement du territoire, de l urbanisme, de l habitat et de l environnement, 2001 «rapport sur l état de l environnement du Maroc» éditions Okad (Maroc) pp 27-28. [2] Mohamed AIT JAFOU, «Les ports vecteurs de développement de l économie nationale», Bulletin scientifique annuel de l observatoire marocain de l administration publique, 3, 68-69.(2002). [3] Olivier TOUTAIN «Profil environnemental d Agadir», 2004 Agendas 21 locaux pour la promotion de l environnement et développement durable en milieu urbain. pp 42-61. [4] Lhoussine BENZINE, Hind MOUHANNI, Hassan HAMDI, Abdelaziz BENDOU, Eric CAVALLI, "Suivi du devenir de l azote au cours du traitement des eaux usées dans la M ZAR du grand Agadir-Maroc" Revue Internationale d Héliotechnique-Ėnergie-Environnement, 41, 18-24 (2010).. [5] Secrétariat de la Commission de la Moselle, 2011,«Dispositions relatives à l environnement. Chapitre 15, Protection des eaux et élimination des déchets survenant à bord des bâtiments», "Carnet de contrôle des huiles usées, dépôt aux s de réception" p. 99. 21
[6] M.Tomaszewska, A.Orecki, K.Krzysztof Karakulski, «Treatment of bilge water using a combination of ultrafiltration and reverse osmosis» Desalination, 185, 203-212 (2005). [7] Cherdvong Saengsupavanich, Nowarat Coowanitwong, Wenresti G.Gallardo, Chanachai Lertsuchatavanich, Environmental performance evaluation of an industrial port and estate: ISO 14001, port state control-derived indicators. Journal of Cleaner Production 17, 154-161 (2009). [8] Yunxia WANG, Michel FREI, Qiling SONG, Lianxin YANG,. The impact of atmospheric CO 2 concentration enrichment on rice quality -A research review-. Acta Ecologica Sinica 31, 277-282 (2011). 22