Caractéristiques des Eaux Usées

Exercice : Calcul des Charges Polluantes

Caractéristiques des Eaux Usées Urbaines

Contexte : Le dimensionnement des stations d'épuration.

Comprendre et quantifier la pollution contenue dans les eaux usées est l'étape la plus fondamentale pour concevoir une station d'épuration (STEP) efficace. On ne peut pas traiter correctement une pollution que l'on ne connaît pas. Cet exercice vous guidera à travers le calcul des charges polluantesLa masse totale d'un polluant spécifique (ex: DBO5) arrivant à une station d'épuration sur une période donnée, généralement par jour. Elle se calcule en multipliant le débit par la concentration., une notion clé en ingénierie de l'assainissement.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à passer des concentrations (en mg/L), qui sont des mesures de laboratoire, aux charges journalières (en kg/jour), qui sont les véritables données de dimensionnement pour les ouvrages de traitement.


Objectifs Pédagogiques

  • Calculer le débit journalier d'eaux usées produit par une agglomération.
  • Transformer une concentration de polluant (mg/L) en une charge de pollution journalière (kg/j).
  • Déterminer la taille d'une station d'épuration en Équivalent-Habitant (EH)Unité de mesure de la charge polluante, correspondant à la pollution organique moyenne produite par une personne par jour, fixée à 60g de DBO5..

Données de l'étude

Une commune de 3 500 habitants doit construire une nouvelle station d'épuration. Une campagne de mesure a été réalisée sur des effluents similaires pour caractériser la pollution. Votre mission est de déterminer les charges de conception de la future station.

Schéma du système d'assainissement
Habitations Station d'Épuration Réseau de collecte
Paramètre Description Valeur Unité
Population Nombre d'habitants raccordés 3 500 hab.
Dotation en eau Consommation moyenne d'eau potable 150 L/hab/jour
Taux de retour Part de l'eau consommée rejoignant l'égout 80 %
Concentration DBO5 Demande Biochimique en Oxygène 300 mg/L
Concentration DCO Demande Chimique en Oxygène 650 mg/L
Concentration MES Matières En Suspension 350 mg/L

Questions à traiter

  1. Calculer le débit journalier moyen (Q) d'eaux usées attendu à l'entrée de la station, en m³/jour.
  2. Calculer les charges journalières moyennes de pollution pour la DBO5, la DCO et les MES, en kg/jour.
  3. Calculer la capacité de la station en Équivalent-Habitant (EH) sur la base de la charge en DBO5.
  4. Calculer le ratio DCO/DBO5. Que signifie cette valeur ?
  5. Si la station d'épuration doit avoir un rendement d'élimination de la DBO5 de 95%, quelle sera la concentration en DBO5 dans l'eau traitée (rejet) en mg/L ?

Les bases du calcul en assainissement

Pour résoudre cet exercice, trois formules fondamentales sont nécessaires.

1. Calcul du Débit Journalier (Q)
Le débit représente le volume d'eau qui arrive à la station chaque jour. On le calcule à partir de la consommation d'eau potable de la population, affectée d'un ratio (le taux de retour) pour ne compter que l'eau qui va réellement à l'égout (l'arrosage du jardin n'y va pas, par exemple). \[ Q \, (\text{m}^3/\text{j}) = \frac{\text{Population} \times \text{Dotation} \, (\text{L/hab/j}) \times \text{Taux de Retour}}{1000} \]

2. Calcul de la Charge Polluante (L)
La charge est la masse de polluant. Elle combine le volume d'eau (débit) et sa "saleté" (concentration). C'est la valeur la plus importante pour le dimensionnement. \[ \text{Charge} \, (\text{kg/j}) = \frac{Q \, (\text{m}^3/\text{j}) \times \text{Concentration} \, (\text{mg/L})}{1000} \]

3. Calcul de l'Équivalent-Habitant (EH)
L'EH est l'unité de référence. Par convention, 1 EH correspond à la pollution organique (en DBO5) émise par une personne en un jour, soit 60 grammes. \[ \text{EH} = \frac{\text{Charge de DBO5} \, (\text{kg/j})}{0.060 \, (\text{kg/EH/j})} \]


Correction : Caractéristiques des Eaux Usées Urbaines

Question 1 : Calcul du débit journalier moyen (Q)

Principe

L'objectif est de déterminer le volume total d'eaux usées que la station devra traiter chaque jour. Ce volume ne correspond pas à la totalité de l'eau potable consommée, car une partie est utilisée pour des usages qui ne génèrent pas de rejet à l'égout (arrosage, évaporation, etc.). C'est le rôle du "taux de retour".

Mini-Cours

Ce calcul repose sur un bilan hydrique simplifié à l'échelle d'une agglomération. Le volume d'eau usée est directement proportionnel au nombre de consommateurs et à leurs habitudes. La "dotation" est une valeur statistique qui reflète la consommation moyenne, incluant tous les usages (douche, cuisine, toilettes...).

Remarque Pédagogique

Considérez le taux de retour comme un rendement. C'est le pourcentage de l'eau facturée qui arrive effectivement à la station. Il est toujours inférieur à 100% à cause des pertes (fuites dans le réseau d'eau potable) et des consommations "non-polluantes" (arrosage, lavage de voiture à domicile...).

Normes

Ce calcul est une étape préliminaire standard dans tout projet d'assainissement, conformément aux guides techniques et aux exigences des agences de l'eau en France pour l'établissement des schémas directeurs d'assainissement.

Formule(s)

La formule lie la population, sa consommation d'eau individuelle et le pourcentage de cette eau qui est effectivement rejetée dans le réseau d'assainissement. On divise par 1000 pour convertir les Litres en Mètres Cubes.

\[ Q_{\text{moyen}} = \frac{\text{Population} \times \text{Dotation} \times \text{Taux de Retour}}{1000} \]
Hypothèses

Pour ce calcul, nous posons les hypothèses suivantes :

  • La consommation d'eau est uniforme pour tous les habitants.
  • La population et les habitudes de consommation sont stables dans le temps.
  • Le taux de retour de 80% est une moyenne fiable pour cette commune.
Donnée(s)

Nous reprenons les valeurs de l'énoncé nécessaires pour ce calcul.

  • Population : 3 500 habitants
  • Dotation en eau potable : 150 L/habitant/jour
  • Taux de retour à l'égout : 80 % (soit un coefficient de 0.80)
Astuces

Pour une estimation rapide, on peut retenir qu'une dotation de 150 L/j et un taux de retour de 80% donnent 120 L d'eaux usées par habitant et par jour (150 * 0.8). Il suffit alors de multiplier ce chiffre par la population.

Schéma (Avant les calculs)
Flux d'eau dans la commune
Population (3500 hab)Eau Potable150 L/hab/jRéseau d'AssainissementDébit Q = ?STEPPertes (20%)
Calcul(s)

Nous appliquons la formule avec les données fournies.

\[ \begin{aligned} Q_{\text{moyen}} &= \frac{3500 \text{ hab} \times 150 \text{ L/hab/j} \times 0.80}{1000} \\ &= \frac{420 \, 000 \text{ L/j}}{1000} \\ &= 420 \text{ m}^3/\text{j} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Flux d'eau avec résultat
Population (3500 hab)Eau Potable150 L/hab/jRéseau d'AssainissementQ = 420 m³/jSTEPPertes (20%)
Réflexions

Un débit de 420 m³/jour représente un volume conséquent. Pour visualiser, cela correspond à environ 153 000 m³ par an, soit l'équivalent de 60 piscines olympiques. C'est ce volume que la station devra être capable de traiter hydrauliquement chaque jour.

Points de vigilance

La principale source d'erreur est la conversion des unités. Assurez-vous de toujours diviser par 1000 pour passer des litres (utilisés pour la dotation) aux mètres cubes (utilisés pour le débit de la station).

Points à retenir

Synthèse de la Question 1 :

  • Concept Clé : Le débit d'eaux usées est une fraction (le taux de retour) de la consommation d'eau potable totale.
  • Formule Essentielle : \( Q = (\text{Pop.} \times \text{Dotation} \times \text{Taux}) / 1000 \).
  • Point de Vigilance Majeur : La conversion Litres \(\Rightarrow\) m³.
Le saviez-vous ?

En France, le volume total d'eaux usées collectées et traitées chaque année est d'environ 5 milliards de mètres cubes. C'est assez pour remplir plus de 13 000 fois le Stade de France !

FAQ
Résultat Final
Le débit journalier moyen attendu à l'entrée de la station est de 420 m³/jour.
A vous de jouer

Si la consommation d'eau passait à 180 L/hab/j avec le même taux de retour, quel serait le nouveau débit ?


Question 2 : Calcul des charges journalières de pollution

Principe

Maintenant que nous connaissons le volume d'eau (le "contenant"), nous allons calculer la masse de pollution (le "contenu"). La charge polluante est la quantité totale (en kg) de chaque polluant qui arrive à la station chaque jour. C'est cette masse que les procédés de traitement devront éliminer.

Mini-Cours

La concentration (mg/L) est une mesure de la "saleté" d'un litre d'eau. La charge (kg/j) est la masse totale de "saleté" à traiter par jour. C'est la charge, et non la concentration, qui est utilisée pour dimensionner les réacteurs biologiques ou les systèmes de traitement des boues, car ils doivent traiter une masse de polluant, peu importe le volume d'eau dans lequel elle est diluée.

Remarque Pédagogique

Imaginez que vous devez sucrer un café. La concentration est le nombre de grammes de sucre par litre de café. La charge est le nombre total de grammes de sucre que vous utilisez dans la journée. Même si vous buvez un café très dilué (faible concentration), si vous en buvez des litres (débit élevé), la charge totale de sucre sera importante.

Normes

La DBO5, la DCO et les MES sont les trois paramètres fondamentaux exigés par la Directive européenne 91/271/CEE pour la caractérisation des eaux usées urbaines et le suivi des performances des stations d'épuration.

Formule(s)

La formule de la charge est la même pour tous les polluants.

\[ \text{Charge} \, (\text{kg/j}) = \frac{Q \, (\text{m}^3/\text{j}) \times \text{Concentration} \, (\text{mg/L})}{1000} \]
Hypothèses

Nous supposons que les concentrations mesurées sont représentatives de la moyenne journalière des effluents de la commune.

Donnée(s)

Nous utilisons le débit calculé précédemment et les concentrations de l'énoncé.

  • Débit journalier (Q) : 420 m³/j
  • Concentration DBO5 : 300 mg/L
  • Concentration DCO : 650 mg/L
  • Concentration MES : 350 mg/L
Astuces

Pour éviter les erreurs de conversion, retenez que 1 mg/L = 1 g/m³. La formule devient alors : Charge (kg/j) = [Débit (m³/j) × Concentration (g/m³)] / 1000. C'est une conversion directe et sûre.

Schéma (Avant les calculs)
Visualisation de la Charge
Volume Journalier (Q)420+Concentration (C)300mg/L de DBO5
Calcul(s)

Nous appliquons la formule pour chaque paramètre.

Charge en DBO5

\[ \begin{aligned} L_{\text{DBO5}} &= \frac{420 \text{ m}^3/\text{j} \times 300 \text{ mg/L}}{1000} \\ &= 126 \text{ kg/j} \end{aligned} \]

Charge en DCO

\[ \begin{aligned} L_{\text{DCO}} &= \frac{420 \text{ m}^3/\text{j} \times 650 \text{ mg/L}}{1000} \\ &= 273 \text{ kg/j} \end{aligned} \]

Charge en MES

\[ \begin{aligned} L_{\text{MES}} &= \frac{420 \text{ m}^3/\text{j} \times 350 \text{ mg/L}}{1000} \\ &= 147 \text{ kg/j} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Résultat du calcul de charge
Volume Journalier (Q)420Charge Journalière (L)126kg de DBO5
Réflexions

Ces valeurs de charges sont les données d'entrée fondamentales pour le dimensionnement des ouvrages. Par exemple, le volume du bassin d'aération sera calculé pour pouvoir traiter les 126 kg de DBO5 chaque jour, et la filière de traitement des boues sera conçue pour gérer, entre autres, les 147 kg de MES extraits quotidiennement.

Points de vigilance

Ne jamais dimensionner une station sur la base des concentrations seules ! Une usine qui rejette 100 m³/j à 3000 mg/L de DBO5 a la même charge (300 kg/j) qu'une ville qui rejette 1000 m³/j à 300 mg/L. Les ouvrages de traitement de la pollution seront similaires, même si les ouvrages hydrauliques seront très différents.

Points à retenir

Synthèse de la Question 2 :

  • Concept Clé : La charge (masse) est le produit du débit (volume) par la concentration.
  • Formule Essentielle : \( L = (Q \times C) / 1000 \).
  • Point de Vigilance Majeur : L'astuce de conversion 1 mg/L = 1 g/m³ simplifie grandement le calcul.
Le saviez-vous ?

La DBO5 des eaux usées domestiques provient majoritairement des déjections humaines (environ 40-50%), des eaux de cuisine (eaux grasses, restes alimentaires) et des eaux de lavage (lessives, savons).

FAQ
Résultat Final
Les charges journalières de conception sont : 126 kg/j de DBO5, 273 kg/j de DCO et 147 kg/j de MES.
A vous de jouer

Quelle serait la charge en DCO si sa concentration était de 700 mg/L (avec le même débit) ?


Question 3 : Calcul de la capacité en Équivalent-Habitant (EH)

Principe

L'Équivalent-Habitant est l'unité universelle pour comparer la taille des stations d'épuration. Elle représente la charge de pollution organique biodégradable (DBO5). Plutôt que de dire "une station qui traite 126 kg/j de DBO5", on utilise l'EH pour que ce soit plus parlant. La norme européenne fixe la contribution d'une personne à 60g de DBO5 par jour.

Mini-Cours

L'EH a été introduit pour standardiser la mesure de la pollution organique. Il permet de sommer la pollution d'origines diverses (domestique, industrielle, artisanale) en une seule unité de compte. Une laiterie qui rejette 60 kg de DBO5 par jour "pèse" 1000 EH, même si personne n'y habite.

Remarque Pédagogique

Ne confondez jamais la population physique (le nombre d'habitants) et la capacité en EH. Une ville touristique de 5 000 habitants peut nécessiter une station de 15 000 EH pour gérer l'afflux estival. L'EH est une charge de pollution, pas un nombre de personnes.

Normes

La valeur de 60 grammes de DBO5 par EH et par jour est fixée par l'annexe I de la Directive européenne 91/271/CEE du 21 mai 1991, relative au traitement des eaux urbaines résiduaires. C'est la référence légale dans toute l'Union Européenne.

Formule(s)

On divise simplement la charge totale de DBO5 arrivant à la station par la charge standard d'un habitant. Il faut être vigilant à utiliser les mêmes unités (kg).

\[ \text{EH} = \frac{\text{Charge de DBO5} \, (\text{kg/j})}{0.060 \, (\text{kg/EH/j})} \]
Hypothèses

Nous supposons que la valeur de référence de 60 g/EH/j est applicable pour ce type de pollution domestique, ce qui est le cas standard.

Donnée(s)

Nous utilisons le résultat de la question 2 et la valeur de référence.

  • Charge journalière en DBO5 : 126 kg/j
  • Dotation standard par EH : 60 g/EH/j = 0.060 kg/EH/j
Astuces

Pour passer rapidement des kg/j de DBO5 aux EH, il suffit de diviser par 0.06, ce qui revient à multiplier par (1/0.06) ≈ 16.67. Ainsi, 100 kg/j de DBO5 font environ 1667 EH.

Schéma (Avant les calculs)
Balance de Pollution
126 kg DBO5/j? EH
Calcul(s)

On effectue la division.

\[ \begin{aligned} \text{EH} &= \frac{126 \text{ kg/j}}{0.060 \text{ kg/EH/j}} \\ &= 2100 \text{ EH} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Balance de Pollution Équilibrée
126 kg DBO5/j2100 EH
Réflexions

Le résultat est de 2100 EH alors que la ville compte 3500 habitants. Cette différence est courante et peut s'expliquer : les 60 g/EH/j sont une moyenne large, et le mode de vie des habitants de cette commune génère peut-être moins de pollution organique. Cela peut aussi indiquer qu'il n'y a aucune industrie ou activité notable (restaurant, camping...) raccordée au réseau, ce qui est une information importante pour la conception.

Points de vigilance

Ne jamais confondre la population physique (3500 habitants) avec la charge polluante (2100 EH). La station doit être conçue pour 2100 EH, pas 3500. Utiliser la population physique pour le dimensionnement de la charge organique est une erreur grave.

Points à retenir

Synthèse de la Question 3 :

  • Concept Clé : L'EH est une unité de charge de pollution organique, pas une unité de population.
  • Formule Essentielle : \( \text{EH} = \frac{\text{Charge DBO5 (kg/j)}}{0.060} \).
  • Point de Vigilance Majeur : La valeur de référence est de 60 grammes, soit 0.060 kilogrammes.
Le saviez-vous ?

Certains pays adaptent la valeur de l'EH. Aux États-Unis, par exemple, la valeur de référence pour le "Population Equivalent" (PE) est souvent plus élevée (environ 77g/PE/j), reflétant des habitudes de consommation différentes.

FAQ
Résultat Final
La capacité de la station d'épuration devra être de 2 100 Équivalents-Habitants.
A vous de jouer

Quelle serait la capacité en EH si la charge de DBO5 était de 150 kg/j ?


Question 4 : Calcul et interprétation du ratio DCO/DBO5

Principe

Ce ratio est un indicateur crucial de la "biodégradabilité" d'un effluent. Il compare la pollution organique totale (DCO) à la part de cette pollution qui est facilement dégradable par les micro-organismes (DBO5). Cette information oriente le choix de la filière de traitement : un effluent "biodégradable" sera bien traité par une filière biologique classique (boues activées, etc.).

Mini-Cours

La DCO mesure presque toute la matière organique, y compris les composés complexes (plastiques, pesticides, etc.). La DBO5 ne mesure que la fraction que les bactéries peuvent "manger" en 5 jours. Le ratio DCO/DBO5 indique donc la proportion de matière "dure" par rapport à la matière "tendre" dans la pollution.

Remarque Pédagogique

Pensez à une assiette de nourriture (DCO). La DBO5 représente les aliments faciles à digérer (salade, pain). La DCO inclut aussi les parties difficiles à digérer (noyaux d'olives, os). Un ratio faible signifie que l'assiette est majoritairement composée d'aliments digestes, ce qui est parfait pour les "bactéries-estomac" de la station.

Normes

Il n'y a pas de norme réglementaire pour ce ratio, mais c'est un critère de conception universellement reconnu en ingénierie de l'assainissement. Les guides techniques (comme ceux du FNDAE ou de l'Astee en France) donnent des valeurs de référence pour orienter la conception.

Formule(s)

Le ratio se calcule simplement en divisant la DCO par la DBO5. On peut utiliser soit les concentrations (mg/L), soit les charges (kg/j), le résultat sera le même.

\[ \text{Ratio} = \frac{\text{DCO}}{\text{DBO5}} \]
Hypothèses

Nous supposons que les mesures de DCO et de DBO5 ont été réalisées sur le même échantillon d'eau représentatif pour que la comparaison soit valable.

Donnée(s)

Nous utilisons les concentrations de l'énoncé ou les charges calculées à la question 2.

  • Concentration DCO : 650 mg/L
  • Concentration DBO5 : 300 mg/L
Astuces

Pour les eaux usées urbaines, ce ratio est presque toujours compris entre 2 et 2.5. Si vous trouvez une valeur très différente (ex: 1.2 ou 4.0), vérifiez vos données d'entrée, il y a probablement une erreur ou un effluent industriel non déclaré.

Schéma (Avant les calculs)
Composition de la Pollution Organique
DCO (650 mg/L)DBO5 (300 mg/L)
Calcul(s)

On effectue la division.

\[ \begin{aligned} \text{Ratio} &= \frac{650 \text{ mg/L}}{300 \text{ mg/L}} \\ &= 2.17 \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Ratio de Biodégradabilité
DCO (650 mg/L)DBO5 (300 mg/L)Ratio DCO/DBO5 = 2.17
Réflexions

Un ratio DCO/DBO5 inférieur à 2.5 est considéré comme le signe d'un effluent facilement biodégradable, typique des eaux usées domestiques. Un ratio entre 2.5 et 3 indique une biodégradabilité moyenne. Au-delà de 3, l'effluent est considéré comme difficilement biodégradable, suggérant la présence de composés récalcitrants ou d'effluents industriels qui pourraient nécessiter un traitement physico-chimique en plus du traitement biologique.

Points de vigilance

Le ratio doit toujours être supérieur ou égal à 1, car la DBO5 est une fraction de la DCO. Un résultat inférieur à 1 indique une erreur de mesure ou de transcription des données. Ne jamais finaliser un calcul avec un tel résultat.

Points à retenir

Synthèse de la Question 4 :

  • Concept Clé : Le ratio DCO/DBO5 mesure la biodégradabilité d'un effluent.
  • Formule Essentielle : \( \text{Ratio} = \frac{\text{DCO}}{\text{DBO5}} \).
  • Point de Vigilance Majeur : Une valeur < 2.5 est typique du domestique et indique une bonne biodégradabilité.
Le saviez-vous ?

Certains effluents industriels, comme ceux de la papeterie (contenant de la lignine) ou de la chimie, peuvent avoir des ratios DCO/DBO5 supérieurs à 10. Leur traitement biologique est très difficile et souvent inefficace sans un prétraitement physico-chimique avancé.

FAQ
Résultat Final
Le ratio DCO/DBO5 est de 2.17. Cette valeur confirme que l'effluent est bien de nature domestique et qu'il est facilement biodégradable.
A vous de jouer

Si la DCO était de 800 mg/L et la DBO5 de 250 mg/L, quel serait le ratio et comment l'interprétez-vous ?


Question 5 : Calcul de la concentration de rejet en DBO5

Principe

Une station d'épuration n'élimine jamais 100% de la pollution. Son efficacité est mesurée par son "rendement épuratoire". Cette question vise à calculer la concentration de polluant qui restera dans l'eau après traitement, pour vérifier si elle respecte les normes de rejet dans le milieu naturel (rivière, lac, etc.).

Mini-Cours

Le rendement épuratoire (R) est le pourcentage de pollution éliminé par la station. Il se calcule par : \( R = (C_{\text{entrée}} - C_{\text{rejet}}) / C_{\text{entrée}} \). La formule de la question est simplement une réorganisation de cette équation de base pour trouver la concentration de rejet quand on connaît le rendement visé.

Remarque Pédagogique

Le rendement est un objectif de conception. L'ingénieur choisit une filière de traitement (boues activées, filtres plantés, etc.) capable d'atteindre le rendement requis par la réglementation pour protéger le cours d'eau récepteur.

Normes

La Directive 91/271/CEE impose des concentrations maximales de rejet et des rendements minimaux. Pour une station de cette taille, le rendement minimal pour la DBO5 est de 70-90% et la concentration de rejet maximale est de 25 mg/L. Notre objectif de 95% est donc ambitieux et garantit le respect de la norme de rejet.

Formule(s)

La concentration en sortie est égale à la concentration en entrée, multipliée par la fraction de pollution qui n'a pas été éliminée.

\[ C_{\text{rejet}} = C_{\text{entrée}} \times (1 - \text{Rendement}) \]
Hypothèses

Nous supposons que le rendement de 95% est une performance moyenne et stable de la future station d'épuration.

Donnée(s)

Nous utilisons la concentration d'entrée de l'énoncé et le rendement requis.

  • Concentration DBO5 en entrée : 300 mg/L
  • Rendement d'élimination requis : 95 % (soit un coefficient de 0.95)
Astuces

Pour calculer rapidement la concentration de sortie, pensez "part restante". Si le rendement est de 95%, il reste 5% (100 - 95). Il suffit de calculer 5% de la concentration d'entrée. 5% de 300 = (5/100) * 300 = 15.

Schéma (Avant les calculs)
Bilan de la Station d'Épuration
Entrée300 mg/LSTEPRendement = 95%Rejet? mg/L
Calcul(s)

On applique la formule.

Étape 1 : Calculer la part restante de pollution

\[ \begin{aligned} (1 - \text{Rendement}) &= 1 - 0.95 \\ &= 0.05 \text{ (soit 5\%)} \end{aligned} \]

Étape 2 : Appliquer ce ratio à la concentration d'entrée

\[ \begin{aligned} C_{\text{rejet}} &= 300 \text{ mg/L} \times 0.05 \\ &= 15 \text{ mg/L} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Bilan de la Station d'Épuration (Résultat)
Entrée300 mg/LSTEPRendement = 95%Rejet15 mg/L
Réflexions

La réglementation européenne impose généralement une concentration maximale de rejet en DBO5 de 25 mg/L pour les stations de cette taille. Avec une concentration calculée de 15 mg/L, le rendement de 95% est donc suffisant pour respecter les normes environnementales.

Points de vigilance

Attention à ne pas faire le calcul inverse : 300 mg/L * 0.95 = 285 mg/L. Ce résultat correspond à la concentration de DBO5 *éliminée* par la station, et non à la concentration *restante* dans le rejet.

Points à retenir

Synthèse de la Question 5 :

  • Concept Clé : La concentration de rejet dépend de la concentration d'entrée et du rendement de la station.
  • Formule Essentielle : \( C_{\text{rejet}} = C_{\text{entrée}} \times (1 - R) \).
  • Point de Vigilance Majeur : Utiliser (1 - Rendement) pour calculer la part restante, et non le rendement lui-même.
Le saviez-vous ?

Les traitements les plus poussés, appelés traitements tertiaires (filtration sur sable, désinfection UV, etc.), ne visent plus à enlever la DBO5 mais des polluants plus spécifiques comme les nutriments (azote, phosphore) ou les micropolluants (résidus de médicaments, pesticides).

FAQ
Résultat Final
La concentration en DBO5 dans l'eau traitée sera de 15 mg/L.
A vous de jouer

Quelle serait la concentration de rejet si le rendement n'était que de 90% ?


Outil Interactif : Simulateur de Charge Polluante

Utilisez les curseurs pour voir comment la population et la concentration en DBO5 influencent le débit, la charge polluante et la taille de la station en EH. La dotation (150 L/j) et le taux de retour (80%) sont fixes.

Paramètres d'Entrée
3500 hab.
300 mg/L
Résultats Clés
Débit Journalier (m³/j) -
Charge DBO5 (kg/j) -
Capacité Requise (EH) -

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. La DBO5 est un indicateur qui mesure principalement :

2. Par convention, quelle est la charge de DBO5 produite par 1 Équivalent-Habitant ?

3. Si le débit d'une station augmente mais que la concentration des polluants reste la même, la charge polluante...

4. L'unité "Équivalent-Habitant" (EH) est directement basée sur le calcul de la charge en...

5. Pour obtenir une charge en kg/j, la formule `(Q × C) / 1000` nécessite que Q et C soient respectivement en :


Glossaire

DBO5 (Demande Biochimique en Oxygène sur 5 jours)
Quantité d'oxygène nécessaire aux micro-organismes pour dégrader la matière organique biodégradable présente dans l'eau, à 20°C et dans l'obscurité pendant 5 jours. C'est le principal indicateur de la pollution organique "facilement" traitable.
DCO (Demande Chimique en Oxygène)
Quantité d'oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement la quasi-totalité des matières organiques (biodégradables ou non). La DCO est donc toujours supérieure à la DBO5.
MES (Matières En Suspension)
Ensemble des particules solides, minérales ou organiques, non dissoutes dans l'eau, qui peuvent être retenues par filtration. Elles sont responsables de la turbidité de l'eau.
Équivalent-Habitant (EH)
Unité de mesure de charge polluante basée sur la DBO5. 1 EH = 60 grammes de DBO5 par jour. Elle sert à définir la capacité de traitement d'une station d'épuration.
Exercice : Caractéristiques des Eaux Usées
1 Commentaire
  1. DIAWARA

    vos exercices sont très intéressant et facilement compréhensibles. COMME, je suggère des exercices sur la désinfection des eaux.

    Réponse
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