Soutenance mémoire
Contrôle de la qualité de l’eau
Prétraitement
C’est un traitement préliminaire qui permet de réduire le taux de matière en suspension. La station de prétraitement est mise en service selon le taux des matières en suspension [M.E.S] ;
S’il est inférieur à 2 g/l, l’eau brute est pompée directement vers la station de traitement.
S’il est supérieur à 2 g/l l’eau passe d’abord par un prétraitement avant d’être pompée vers la station de traitement.
Ce prétraitement comporte quatre opérations majeures
Dégrillage
Le dégrillage, premier poste de traitement physique permet de séparer et d’évacuer les matières volumineuses transportées par l’eau brute (branche, arbre, bouteille, etc.,….), il se place à l’entrée de la station ou se trouvent les installations de prélèvement de l’eau brute.
Relevage
Le relevage est assuré par trois vis d’Archimède qui permettent le pompage de l’eau du fleuve vers les dessaleurs.
Dessablage
Le dessablage est un prétraitement physique qui par décantation, d’éliminer les particules denses contenues dans les eaux brutes (les sables).
Débourbage
Un débourbeur est destiné à piéger, par décantation gravitaire, les matières lourdes (sables, boues..) contenues dans les effluents.
Chapitre III Traitement
Après avoir diminué la charge de l’eau en matière en suspension (MES<2g/l), on passe à la phase de traitement qui permet d’obtenir une eau potable, destinée à la consommation humaine.
Cette phase comporte cinq étapes
Pré –chloration
La première étape du traitement consiste en une pré-chloration de l’eau brute. Cette opération a pour but de
– Oxyder les matières minérales (fer et le manganèse) contenues dans l’eau brute. (responsables de la couleur) ;
– Détruire les matières organiques. (Améliorer le goût et l’odeur de l’eau) ;
– Détruire les micro-organismes et inhiber la croissance des algues.
On utilise souvent le chlore car il est plus économique et plus facile à utiliser.
Coagulation- Floculation
Le processus de coagulation-floculation facilite l’élimination des solides en suspension et des particules colloïdales. On l’utilise dans l’étape d’une séparation solide-liquide.La coagulation est la déstabilisation de particules colloïdales par addition d’un réactif chimique appelé coagulant.La floculation est l’agglomération de particules déstabilisées en microfloc et ensuite en flocons plus volumineux que l’on appelle flocs. On peut rajouter un autre réactif appelé floculant ou adjuvant de floculation pour faciliter la formation de flocs.
Décantation
La décantation est une technique physique de séparation des matières en suspension et les colloïdes rassemblés en flocs, après l’étape de coagulation-floculation.Lors de la décantation, les particules dont la densité est supérieure à celle de l’eau, vont s’accumuler au fond du décanteur sous l’effet de la pesanteur.Ces dernières seront éliminées du fond du décanteur périodiquement, l’eau clarifiée se situant à la surface du décanteur est ensuite dirigée vers un filtre.
Filtration
La filtration a pour but d’éliminer les dernières matières en suspension non éliminées par le décanteur par passage d’eau à travers un filtre à sable qui retient les derniers flocs.Les filtres utilisés sont formés d’une couche de sable quartzeux, d’une hauteur de 0,95 m et débitent 6,7 m3 / h de filtrat.L’efficacité de la filtration est vérifiée par la valeur de la turbidité de l’eau filtrée, celle-ci doit être inférieure à 0,5 NTU (unité de turbidité néphalométrique).
Désinfection
C’est la dernière phase du traitement de l’eau, la désinfection permet de détruire le microorganisme pathogène. Pour cela on utilise un désinfectant comme le chlore, oxydant fort, qui réagit avec plusieurs substances organiques et inorganiques.La désinfection est très importante pour la potabilité de l’eau, de plus le chlore ne doit pas dépasser une concentration de 1g / l à la sortie du réservoir.
Contrôle de la qualité de l’eau
Afin de protéger la santé du consommateur et pour obtenir une eau traitée qui répond aux normes, la station de traitement de l’O.N.E.E (branche eau) effectue plusieurs analyses physico-chimiques.
Analyses physico -chimiques
Turbidité
La turbidité désigne la teneur de l’eau en matières qui la troublent. Elle est causée par des particules en suspension qui absorbent, diffusent et réfléchissent la lumière.
C’est une méthode basée sur la comparaison de l’intensité de la lumière diffractée (effet Tyndall) par échantillon à celle de l’étalon de référence dans les mêmes conditions (longueur d’onde entre le rayon incident et diffracté).La mesure de la turbidité se fait à l’aide d’un turbidimètre, elle est exprimée en NTU (Nephelometric turbidity unit).
Conductivité
La conductivité est une mesure de la capacité de l’eau à faire passer un courant électrique d’un point A vers un point B.Cette traversée est affectée par la présence des matières dissoutes.
La conductivité de l’eau est généralement mesurée en micro-Siemens par cm à l’aide d’un conductimètre.
Potentiel d’Hydrogène (pH)
Le pH d’une eau est une indication de sa tendance à être acide ou alcaline, Il est déterminé à partir de la quantité d’ions hydrogène libre (H+) contenus dans la substance.Le pH est mesuré par pH-mètre à l’aide d’une électrode de verre spécifique à l’hydrogène. pH= -log [H3O+]
Détermination du chlore résiduel libre
Le chlore résiduel libre présent dans une eau traitée sous forme d’acide hypochloreux (HOCL) ou d’ions hypochlorite (CLO-) ou les deux à la fois, suivant la valeur de pH.
Figure 1 Proportion de l’acide hypochloreux en fonction du pH.
H2O + CL2 HOCL + CL- + H+
HOCL CLO- + H+
La détermination du chlore résiduel se fait par le teste de DPD Diéthyle Paraphenyléne Diamine, indicateur d’essai au moyen d’un comparateur visuel.
Mode opératoire
On ajoute un comprimé de DPD à l’échantillon ce dernier donne une coloration qui sera ensuite comparée aux couleurs de comparateur. On détermine enfin la quantité du chlore résiduel présent dans l’eau en mg/l.
Oxydabilité
L’indice permanganate d’une eau correspond à la quantité d’O2 exprimée en mg/l cédée par l’ion permanganate (MnO4-) et consommée par les matières oxydables contenues dans un litre d’eau.
L’oxydation chimique des matières oxydables est effectuée par un excès de permanganate de potassium en milieu acide à chaud pendant 13 min. L’excès de permanganate est ensuite réduit par un excès d’acide oxalique. On effectue un dosage en retour de cet excès par le KMnO4.
Mode opératoire
Dans un ballon on introduit 100 ml d’eau à analyser, on additionne 2 ml d’acide sulfurique (H2SO4) concentré et 10 ml de permanganate de potassium (KMnO4, N/100), puis on chauffe à reflux au bain marie pendant 13 minutes. On ajoute après 1 ml d’acide oxalique (C2H2O40,05M), on laisse reposer quelques secondes (décoloration) puis on effectue un dosage en retour par les permanganates de potassium.
Les demi-réactions redox mises en jeu MnO4 – + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O H2C2O4 2CO2 + 2H+ + 2e-
La réaction de dosage est 2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
Expression des résultats Oxydabilité (mg/l)= Tb 0,8 Tb volume versé de KMnO4
Alcalinité
L’alcalinité d’eau correspond à la présence des ions hydrogénocarbonates (HCO3-), carbonates (CO32- ) et hydroxydes (OH- ).
La technique d’analyse comporte la méthode volumétrique, basée sur la neutralisation d’un certain volume d’échantillon par acide minéral en présence d’un indicateur coloré.
Titre Alcalimétrique TA
Le titre alcalimétrique est une mesure de la teneur de l’eau en ions hydroxydes, la moitié de la teneur en carbonates TA = 1/2 [CO32-] + [OH-] (méq/l)
Mode opératoire
On prélève 100 ml d’échantillon, on ajoute quelques gouttes de phénophtaléine
S’il y a une coloration rose, on dose avec HCl (N/10) jusqu’à décoloration et on note le volume versé.
S’il n’y a pas de coloration rose, cela veut dire que TA=0, donc le pH de l’eau est inférieur à 8.3.
Les réactions mise en jeu OH- + H3O+ 2H2O CO3 2- + H3O+ HCO3- + 2 H2O
Expression des résultats
TA (méq/l) = Vversé de HCl
Titre Alcalimétrique Complet
Le titre alcalimétrique complet correspond à la teneur de l’eau en hydroxydes, carbonates et hydrogénocarbonates TAC = [OH-] + [HCO3-] + [CO32-] (méq/l)
Mode opératoire
On prélève 100 ml d’échantillon, on ajoute quelques goutes d’hélianthine, on obtient une coloration jaune, puis on dose avec HCl (N/10) jusqu’au virage de la coloration au jaune orangée.
Les réactions mise en jeu
OH- + H3O+ 2H2O
CO3 2- + H3O+ HCO3- + H2O
HCO3 – + H3O+ H2CO3 + H2O
Expression des résultats
TAC= Vversé de HCl (méq/l)
Dureté de l’eau
La dureté totale ou titre hydrotimétrique (TH) indique globalement la teneur en sels de calcium ( Ca2+ ) et de magnésium ( Mg2+).
TH = TH Ca2+ + TH Mg2+
TH Ca2+ dureté calcique indique la teneur en sels de calcium.
TH Mg2+ dureté magnésienne indique la teneur en sels de magnésium.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre I Présentation de L’ONEE-BO
A. Historique de l’ONEE-BO
B. Direction régionale de l’ONEE-BO
C. Description du lieu de stage
D. Laboratoire régional de Fès
Chapitre II Prétraitement
1. Dégrillage
2. Relevage
3. Dessablage
4. Débourbage
Chapitre III Traitement
1. Pré –chloration
2. Coagulation- Floculation
3. Décantation
4. Filtration
5. Désinfection
Chapitre IV contrôle de la qualité de l’eau
Analyses physico -chimiques
1. Turbidité
2. Conductivité
3. Potentiel d’Hydrogène (pH)
4. Détermination du chlore résiduel libre
5. Oxydabilité
6. Alcalinité
7. Dureté de l’eau
8. Détermination de l’aluminium résiduel
Chapitre V Coagulation-Floculation (Jar Test)
A. La coagulation-floculation
1. Définition
2. Les colloïdes
3. La coagulation
4. La floculation
B. Demande en chlore
1. Mode opératoire
2. Détermination du break-point
3. Résultats
Chapitre VI L’Essai de Jar Test
A. Objectif
B. Optimisation des conditions de l’essai de coagulation- floculation
Essai 1 En Absence de Floculant
Essai 2 Optimisation de floculant en présence de coagulant
Essai 3 Acidification (pH=7,5)
Essai 4 Acidification (pH=7,02)
Conclusion
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