Traitement Des Eaux Sanae

Réalisé par : ZIANE Sanae

1

INTRODUCTION…………………………………………………………………………………3

I.

LES ETAPES DE TRAITEMENT DES EAUX…………………………………4

II.

LES ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUES D’UNE EAU……………………..12



Test du PH……………………………………………………….12



TEMPERATURE…………………………………………………13



CONDUCTIVITE…………………………………………………13



TURBIDITE……………………………………………………….14



L’ALCALINITE DE L’EAU……………………………………..14



TITRE HYDROTIMETRIQUE ET TITRE HYDROTIMETRIQUE TOTAL………………………………..15



CHLORE RESIDUEL……………………………………………16



DETERMINATION DE L’OXYDABILITE AU KMnO4…..16



LA DEMANDE EN CHLORE ………………………….17



TEST D’AGRESSIVITE AU MARBRE……………….18



JAR TEST OU ESSAI DE COAGULATIONFLOCULATION …………………………………………..19



LES NORMES …………………………………………….21

2

Une eau potable est une eau que l’on peut boire sans risque pour la santé. Afin de définir précisément une eau potable, des normes ont été établies qui fixent notamment les teneurs limites à ne pas dépasser pour un certain nombre de substances nocives et susceptibles d’être présentes dans l’eau. Le fait qu’une eau soit conforme aux normes, c’est-à-dire potable, ne signifie donc pas qu’elle soit exempte de matières polluantes, mais que leur concentration a été jugée suffisamment faible pour ne pas mettre en danger .la santé du consommateur L’eau constitue un élément vital, pour le développement et le maintien de la vie sur notre planète, pour cela il faut préserver et assurer la persistance continuelle de l’eau, non seulement pour fournir à l’homme une quantité suffisante pour ces besoins mais pour lui assurer une irréprochable qualité de cette eau ; pour cela l’eau fait l’objet de nombreux contrôles .physico-chimique et bactériologiques A fin de contrôler la qualité d’une eau il est nécessaire d’effectuer des analyses qui révèlent la présence de gaz, de matières minérales et de matières organiques en suspension ou en solution et éventuellement des micro-organismes. Nombres de ces composants ont une origine naturelle en .prévenance des roches, du sol et de l’air ou de la vie humaine et animale Au niveau de l’eau de robinet, de puits, de source les paramètres analysés sont pH, conductivité, oxydabilité, dureté, alcalinité, chlore, sulfate, nitrate, 3

Le but de l’analyse de ces paramètre est de déterminer les limites de qualité, qui fixe la quantité supérieur à ne pas dépasser, a fin de n’a pas nuire à la .santé du public et assurer un confort pour les usagers

: Chaine de traitement des eaux .I : Les prétraitements : Dans lesquels on trouve Dégrillage



Tamisage



Dessablage



Débourbage



Aération



.Et la pré Chloration



: Le traitement : qui contient Coagulation-floculation



La décantation



4

.1

.2

La filtration



La désinfection, suivant la qualité de l’eau



brute à traité, on peut aussi procéder à d’autres traitements complémentaires tels ,que traitement spécifiques

: Les prétraitements .1 Dégrillage : Pour éliminer les éléments grossiers et .aussi pour protéger la station de traitement :Type de dégrillage Dégrillage fin: pour écartement inférieur à



; 10 mm ; moyen: pour écartement de 10 à 40 mm

5



Dégrillage

grossier:

pour

écartement



.supérieur à 40 mm

Tamisage :

C’est un dégrillage fin (‹ 3 mm) qui

permet la traversée dans des mailles étroites (quelques mm à quelques dizaines de µ) pour .retenir des MES très fines

Dessablage : C’est un traitement physique qui consiste l’élimination des particules denses (sables, gravier) de : eaux brutes afin d’éviter l’abrasion rapide

des

ouvrages

et

des

équipements

de

.traitement Le dessablage concerne les particules de g

Débourbage : Le débourbage est une opération qui précède la Coagulation et la floculation, lorsque la ressource est très fortement chargée en M.E.S (matières en suspension), tels que boues et/ou sables Par exemple. En aura recours au 6

débourbeur afin De décanter les grandes molécules formées par l’injection des réactifs. Le seuil de concentration de M.E.S dans l’eau brute, à partir duquel

le

débourbage

devient nécessaire,

est

fonction du type de décanteur utilisé en deuxième clarification. Ce seuil est d’environ 2g/l en amont de décanteurs non raclés et d’environ 5g/l en .amont d’appareils raclés

Aération : C’est une opération qui consiste à mettre en contact intime l’eau et l’air dans le but de transformer quelques substances volatiles et d’augmenter

la

concentration

en

oxygène : Objectifs

Elimination des gaz indésirable ou en excès O2

responsable de la corrosion



CO2 responsable de la corrosion



7

H2S

responsable

d’odeur

désagréable

et



mauvais goût : Introduction d’O2 Pour augmenter sa teneur dans l’eau Pour assurer l’oxydation de certains corps réducteurs (Fe, Mn) qui précipitent et peuvent alors être éliminés par .filtration

La préchloration :

Cette opération a pour but

d’éliminer toute matière dissoute indésirable : la suppression des goûts, des odeurs, destruction des germes

pathogènes

et

oxydation

des

matière

organique, elle s’effectue au niveau de prise d’eau par injection du chlore liquide pour permettre d’avoir un temps de contact suffisant. La pré -chloration

permet

aussi

d’oxyder

des

corps

: existants dans l’eau tels que les nitrites en nitrates 8

les matières organiques .les micro-organismes (algues, bactéries) -

: Le traitement .2

: Coagulation-floculation Coagulation : Les substances indésirables les plus difficiles à éliminer dans les eaux

naturelles sont

celles qui possèdent une très petite taille (particules colloïdales causant la turbidité) et celles qui sont

9



dissoutes (matières organiques causant la coloration .de l’eau et la formation des trihalométhanes(THM) Ces substances portent habituellement une charge électrique négative qui empêche les particules de s’agglomérer les unes aux autres pour former des particules plus volumineuses (flocs) et faciliter leur .enlèvement par sédimentation et filtration

N .B : coagulation est une neutralisation des colloïdes pour peuvent décanter sous l’effet de .pesanteur : EXEMPLES DES COAGULANTS Le sulfate d’alumine



Le chlorure ferrique



Le sulfate de fer



Le sulfate ferrique



10

Floculation : c’est un traitement qui produit



des agglomérats (flocs) de fins particules par agitation

lente

(poly

électrolyte)

pour

but

.d’accélérer et favoriser la décantation

La décantation :

Elle

s’effectue

suite

à

la

floculation, c’est un procédé de traitement qui consiste à décanter les flocs formés lors de la phase de floculation au fond de décanteur sous l’effet pesanteur, la boue sera éliminée

du

fond

du

bassin

de

décantation

périodiquement par simple purge. L'eau clarifiée se situant à la surface du décanteur est ensuite redirigé vers .un filtre

11

La filtration :

La filtration est un procédé physique

qui permet de clarifier une eau contenant des matières solides en suspension. La filtration permet aussi d’aider à l’enlèvement de la couleur, des boues, des odeurs, du fer et du manganèse. Les solides en suspension sont retenus dans le milieu poreux et s’y accumulent jusqu’à ce que le taux de filtration diminue, à ce moment là, on déclenche le lavage du filtre en contre courant d’eau filtrée avec .l’eau et l’air sur pressé

: Constitution du milieu filtrant Le milieu filtrant peut être constitué par éléments : suivants Sable = Le massif filtrant est constitué par unecouche de sable non calcaire, de granulométrie homogène .(avec ou sans couche support de gravier)

12

La désinfection : consiste à éliminer tout .les germes pathogènes présents dans l’eau Finalement stocker l’eau (potable) dans des .réservoirs pour le distribuer LES

ANALYSES

PHYSICO-CHIMIQUES

.II

: D’UNE EAU PH : Le pH d’une eau mesure la concentration des ions hydrogènes dans l’eau. C’est à dire l’alcalinité et l’acidité de l’eau sur une échelle de 0 à 14. Dans les eaux naturelles, cette activité est due en particulier à l’ionisation de l’acide carbonique et de ses sels

pH= - log [H+]

est dont pH du à la neutralité qui correspond à l’eau pure, 7 le pH des eaux naturelles correspond à (6,5 à 7,8) Les eaux provenant de massifs cristallins (exemple : granite) auront un pH plutôt acide, par contre les eaux issues de régions .calcaires auront un pH basique L’acidité de l’eau provoque une corrosion des tuyauteries métalliques conduisant à une augmentation des concentrations de certaines substances métalliques, et la basicité de l’eau

13

entraîne un dépôt de calcaire dans les canalisations et aussi une .diminution de l’efficacité du processus de désinfection au chlore La mesure de pH se fait par le pH mètre, cette mesure basée sur la détermination de l’activité des ions hydrogène en utilisant deux électrodes ; une électrode hydrogène et une électrode de référence. La différence du potentiel existant entre les deux électrodes plonges dans la même eau est en fonction linéaire du pH de celle-ci. On procède un étalonnage de l’appareil par une solution tampon de KCl de pH connu afin de faire coïncider l’échelle de pH à l’appareil avec le couple d’électrodes utilisées. Une fois l’appareil étalonné on introduit l’électrode dans l’eau à .examiner

:TEMPERATURE La température joue un rôle très important dans la solubilité des sels et surtout des gaz, elle conditionne les équilibres de .dissociation Elle agit sur la conductivité électrique, le PH, l’alcalinité…, .elle permet la connaissance de l'origine des eaux souterraines La mesure de la température (T°) doit être sur place au .moment du prélèvement de l'échantillon à l’aide thermomètre La température de 15°C est la température qui favorise le développement des microorganismes dans les canalisations et au .même temps elle intensifie les odeurs et les saveurs 14

S'i on observe les variations de la T°, ceux ci peuvent être .dues à un mélange de cet eau avec d'autres origines Une élévation de la T° entraîne une modification de densité, une augmentation de pression de vapeur saturante à la surface, .une diminution de solubilité des gaz Elle a pour avantage l'augmentation de la vitesse de .sédimentation

CONDUCTIVITE:

La conductivité électrique d'une eau

correspond à la conductance d'une colonne d'eau comprise entre deux électrodes métalliques de 1 cm² de surface et séparées l'une de l'autre de 1 cm. L'unité de conductivité est le micro siemens .par centimètre (µS/cm) La conductivité traduit la minéralisation totale de l'eau. Sa valeur .varie en fonction de la température La conductivité est généralement mesurée en micro Siemens par cm (µS/cm), à 20°C, approximativement la valeur en µS/cm .correspond à la salinité en mg/l

:TURBIDITE La mesure de la turbidité permet de préciser les informations visuelles sur l'eau. La turbidité traduit la présence de particules en suspension dans l'eau (débris 15

organiques, argiles, organismes microscopiques…). Les désagréments causés par une turbidité auprès des usagers sont relatifs car certaines populations sont habituées à consommer une eau plus ou moins trouble et n'apprécient pas les qualités d'une eau très claire. Cependant une turbidité forte peut permettre à des micro-organismes de se fixer sur des particules en suspension. La turbidité se mesure sur le terrain à l'aide .d'un turbidimètre

:L’ALCALINITE DE L’EAU Le titre alcalimétrique (TA) correspond à la neutralisation de la totalité des ions hydroxydes OH¯ et à la transformation de la moitié des ions carbonates en Hydrogénocarbonates par un acide .fort (HCl)

TA = [OH¯] + 1/2 [CO32-] Tandis que le titre alcalimétrique complet (TAC) correspond à la neutralisation de la totalité des ions hydroxydes, carbonates et .hydrogénocarbonates par un acide fort (HCl) TAC = [OH¯] + [CO32-] + [HCO3-] TITRE HYDROTIMETRIQUE ET TITRE : HYDROTIMETRIQUE TOTAL

16

: Définition



Le titre hydrotimétrique correspond à la teneur globale en .sels de calcium et de magnésium Le TH total : il correspond à la totalité des sels de calcium .et de magnésium C’est la valeur qui est utilisé lorsqu’on parle couramment .de dureté de l’eau

: Principe C'est la neutralisation par un acide fort les ions .hydroxydes carbonate et hydrogénocarbonates : Mode opératoire En ajoute à l'échantillon de TA 3 à 5 gouttes d'hélianthine : la coloration devient jaune Puis en titre par HCl jusqu'à ce que la coloration .devient rose .TAC correspond à la quantité ajoutée de HCl

: CHLORE RESIDUEL Ajouter à l’eau brute du chlore, celui-ci réagit avec les matières organiques et les autres substances qui détruisent son pouvoir désinfectant. Pour qu’il ait un pouvoir bactériostatique, il faut donc en ajouter en excès, c'est-à-dire, assez pour qu’il en reste après réaction avec les différentes substances .présentes 17

: DETERMINATION DE L’OXYDABILITE AU KMnO4

Définition L’indice permanganate d’une eau correspond à la quantité d’oxygène exprimée en m/l cédée par l’ion permanganate (MnO ) et consommée par les matières oxydables contenues dans un litre d’eau dans les conditions définies par la présente norme La présence de matières organiques dans l’eau provoque l’existence et la prolifération des microorganismes qui peuvent être pathogènes, donc la détermination de ces matières organiques est indispensable dans la surveillance de la qualité des .eaux L’oxydabilité en milieu acide permet d’évaluer la .teneur de ces matières organiques dans l’eau L’indice de permanganate de potassium KMnO4 en milieu acide et à ébullition (13 min à 100°C), des matières oxydables contenues dans l’échantillon. Cet excès est réduit par l’acide 18

oxalique, lui-même en excès qui est titré par le .permanganate de potassium PRINCIPE Oxydation, par un excès de permanganate de potassium en milieu acide et à ébullition (10ml), Des matières .oxydables contenues dans l’échantillon Réduction du permanganate de potassium par de l’oxalate de sodium et titrage en retour de l’excès d’oxalate .sodium par le permanganate de potassium

: LA DEMANDE EN CHLORE C’est la quantité de chlore optimale pour oxyder tout ce .que peut être oxydé dans l’eau

:Mode opératoire

On prépare 10 flacons que l'on numérote ; On introduit dans chaque un des flacons 100ml d'eau à analyser, puis des quantités connues de la solution chlorée, étalonnées .et croissantes de flacon en flacon On abandonne les flacons à l'obscurité pendant 30min .après les avoir agité

19

Au bout d'exactement 30min, on dose le chlore résiduel par introduction de DPD et en procède à la lecture au .chlorométre à disque : La demande en chlore correspond au point break

: TEST D’AGRESSIVITE AU MARBRE : Principe C’est une analyse qui permet de connaître le comportement d’eau vis-à-vis du calcaire Une eau est agressive si elle a tendance à dissoudre le calcaire, cette eau donc attaquera les canalisations et surtout celles à base du ciment 20

Une eau est incrustante si elle a tendance à déposer le calcaire Une eau est équilibrée si elle ne provoque pas les .effets suscités et cet état qui est désiré

: Mode opératoire Sur le lieu de prélèvement remplir complètement un .flacon oxygène d’au moins 250ml Ajouter un barreau magnétique, et, à l’aide d’une spatule, .environ 0,25 g de marbre pulvérisé Une fois le marbre descendu au fond du flacon, boucher .hermétiquement .Le flacon doit être parfaitement rempli sans bulle d’air JAR TEST OU ESSAI DE COAGULATION: FLOCULATION L’essai a pour objet de déterminer la nature et les doses probables du ou des réactifs permettant de clarifier l’eau dans la station de traitement. Il faut réaliser le dit essai le .plutôt possible après prélèvement : Mode opératoire On ajoute dans les six béchers, une dose de chlore correspondante à la demande en chlore précédemment .déterminée

21

Mettre alors en marche les agitateurs à une vitessed’environ 120 tours/minute. -Ajouter aussi rapidement que possible aux six échantillons n traitement des quantités dosées croissantes du réactif choisi. Si plusieurs réactifs sont testés, Il est donc nécessaire de noter l’ordre d’introduction des réactifs et intervalles de temps entre .chaque introduction Une minute après l’introduction du dernier réactifdiminuer l’agitation au degré choisi (entre 40 et 60 .tours/minute) .Maintenir cette agitation pendant 20 minutesRelever les hélices et laisser reposer pendant 30 minutes.dans les béchers Au cours de ce temps de décantation, estimer la vitesse .de sédimentation des flocs Formés (rapide, moyenne) Passer le surnageant de chacun des béchers sur despapiers filtrants bande et déterminer la turbidité et .l’alcalinité sur chaque échantillon

Evaluer après traitement l’agressivité de l’eau décantée présentant les meilleurs résultats. Les doses optimales de réactifs sont celles utilisées pour la portion d’échantillons : de turbidités suivantes Turbidité eau décantée : (5NTU)Turbidité eau filtrée 22

: (0,5NTU)-

: LES NORMES Pour avoir une bonne qualité de l’eau, il faut respecter plusieurs paramètres et si l’un des paramètres est ne respecte pas les normes il faut traiter cette l’eau.

réglementation concernant la qualité .de l’eau destinée à la consommation MAROC FRANCE OMS CM A 6.5-9.5 6.5-8.5 6.5-9 -

Unité

Parameter pH

-

Conductivité

5

μs/cm à ◦20 mg d’O2 /l

50

-

F◦

Dureté total

-

-

mg/l

Calcium

2700>

400

-

-

2>

5

5

10-30

60

100>

100

23

Oxydabilité

mg/l

Magnésium

-

F◦

Alcalinité

250

-

mg/l

Chlorures

250

400

250

mg/l

Sulfates

50>

50

40

50

mg/l

Nitrates

0.1>

0.1

3

0.1

mg/l

Nitrites

0.3>

0.2

0.3

0.2

mg/l

Fer

0.5>

0.5

1.5

0.5

mg/l

Ammonium

100>

50

-

50

50>

2.5<

50

750>

250

250>

24