Etapes de traitement de l’eau d’un barrage

ETAPES DE TRAITEMENT DE L’EAU DU BARRAGE EL KANSRA

Historique de l’office national de l’eau potable

Créé en 1972, l’office national de l’eau potable (O.N.E.P) est un établissement semi-public à caractère industriel, et commercial doté de la personnalité civile et de l’autonomie financière. L’O.N.E.P, est l’un des véritables « levier » de l’économie Marocain. Organisme à caractère commercial et industriel, il anticipe, accompagne et développe l’essor de l’activité de l’eau en créant les infrastructures de base qui le favorisent et le conditionnement dans le cadre des grands choix de la politique socio-économique nationale, crée en 1929 sous le nom régit d’exploitation, installation et planification (R.E.I.P), est devenu, régit d’exploitation et installation R.E.I au lendemain de l’indépendance puis O.N.E.P en 1972. L’office national de l’électricité et l’office national de l’eau potable sont associés sous le nom de l’office national d’électricité et l’eau potable l’O.N.E.E.

Mission de l’O.N.E.P

 Planification de l’approvisionnement en eau potable au niveau national.
 Production de l’eau potable.
 Distribution de l’eau potable pour le compte des collectivités locales C.L.
 Gestion de l’assainissement liquide pour le compte de C.L.
 Contrôle de la qualité d’eau.

 Axes stratégiques

 Sécuriser et améliorer l’approvisionnement en eau potable eu milieu urbain.
 Généralisation de l’accès en eau potable.
 Prendre en charge la gestion du service assainissement liquide.

Description de la station de traitement

Avant 1974, la ville de Khémisset était alimentée par des eaux souterraines, les quantités étant devenues bien insuffisantes pour desservir les besoins des villes de la province. En cette année, il était nécessaire d’alimenter les villes par les eaux de surface qui sont préverbées au barrage d’EL KANSERA d’OUED BAHT qui se situe à 40Km de Khémisset. Cette eau est transportée par des stations de pompages de volume transité 32800 m3/j, l’adduction d’EL KANSERA a une capacité insuffisante pour satisfaire les besoins liés à l’extension des villes (Ait yadine, Khémisset, Tiflet, S.A.Razzak…) ceci a amené l’O.N.E.P à concevoir l’extension de l’adduction dont la capacité de production doit atteindre 53500 m3/j. La station de traitement est dotée d’un laboratoire d’analyse le personnel de ce laboratoire assure la surveillance du réseau d’approvisionnement en eau potable et de la prise d’eau brute jusqu’aux points de livraison aux consommateurs. Cette surveillance, destinée à protéger la santé du consommateur, est basée sur des normes et règlements nationaux en vigueur régissant la qualité de l’eau potable avec recours, au besoin, aux directives internationaux.

Étapes de traitement de l’eau d’EL KANSERA

Les différentes étapes de traitement sont détaillées dans la figure suivante (figure1):
Figure 1 : les étapes de traitement d’eau d’El KANSRA

 Pré-chloration

C’est la première phase de traitement qui consiste à injecter le chlore dans l’eau brute pour: Dégrader la matière organique et Détruire les bactéries, les virus et tous micro-organismes présentent dans l’eau, et éliminer leurs développements.
La réaction du chlore dans l’eau est la suivante :
Cl2 + H2O HOCL + HCL

 Aération

Il s’agit d’un système simple de transfert de gaz liquide qui permet la ré-oxygénation de l’eau par son ruissellement à travers 4 cascades à 3 étages en parallèle (figure2). L’aération a pour but :
 D’Eliminer et oxyder quelque trace du Fer et du Manganèse.
 D’augmenter la concentration en oxygène dissout dans l’eau.
Figure 2: Cascade d’aération

Coagulation –Floculation

L’ajout du sel métallique (généralement le fer ou l’aluminium), permet de supprimer les répulsions inter colloïdales : les cations métalliques (Al3+ et Fe3+) se lient aux colloïdes et les neutralisent, les particules colloïdales peuvent désormais se rencontrer. La station utilise le sulfate d’alumine Al2(SO4)3 comme coagulant avec une vitesse d’agitation élevée. Après la diminution du gradient de vitesse, l’ajout du Poly-électrolyte permet d’agglomérer les particules et les aident à coller les unes contre les autres pour former des flocs plus volumineux qui vont se décanter.

Décantation

C’est une technique physique qui vise à retenir l’eau le plus longtemps possible et permet ainsi le dépôt de la plus grande quantité des flocs sous l’effet de leurs poids et de la pente des décanteurs. Proprement dit qu’après l’étape de coagulation-floculation, on obtient un liquide contenant de nombreuses particules, cette eau est envoyée dans le bassin de décantation pour la sédimentation des flocs au fond du décanteur. L’eau claire reste en haut et passe par des petites ouvertures dans des chicanes qui ralentissent la vitesse d’eau et la guide vers la prochaine étape, les flocs obtenus sont éliminés par un système de raclage des sédiments et de purge.
Nombre des bassins : 4 décanteurs étagés
Vitesse de décantation : 1.22 m/h.

Filtration

Dans le but d’éliminer les petites particules qui n’ont pas été décantées l’O. N.E.E-branche eau utilise un filtre à sable (1mm de diamètre) (Figure3). Au-dessous de la couche de sable se trouve une couche de gravier et des buselures qui permet le passage de l’eau traitée directement aux réservoirs. A cause du colmatage des filtres il est nécessaire d’effectuer un lavage (barbotage) qui se fait par un système de pompage qui souffle de l’air et l’eau traitée en dessous du filtre.
La hauteur du sable : 1.2 m. La vitesse de filtration : 5.32 m/h Nombre de filtres : 6.
Figure 3 : les bassins de filtration à sable voir chatpfe.com

Désinfection

L’O. N.E.E-branche eau utilise le chlore pour désinfecter l’eau filtrée. Le chlore est très utilisé que l’ozone car sa durée de vie est grande et qu’il est moins couteux ce qui assure une bonne qualité de l’eau dans les conduites.
Remarque
Si le niveau d’eau au barrage est très bas, on ajoute du charbon actif pour éliminer la prolifération du mauvais goût et de mauvaise odeur.

Analyses physico-chimiques effectuées dans la station de traitement de l’eau d’EL KANSERA

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.

Turbidité

La turbidité est une propriété qui renseigne sur la limpidité d’une eau. Elle dépend des matières colloïdales présentes dans l’eau.
La turbidité est mesurer à l’aide d’un turbidimètre et s’exprimé en NTU.
 La valeur maximale admissible :
< 5 NTU pour l’eau décantée.
< 0,5 NTU pour l’eau traitée.

Potentiel hydrogène pH

Le pH, qui est une indication de la tendance de l’eau à être acide ou alcaline, est déterminé par mesure potentiométrique à l’aide d’une électrode de verre (pH-mètre) qui Permet de déterminer l’activité des ions hydrogènes présents dans l’eau.

Conductivité électrique

La conductivité électrique est une expression numérique de la capacité d’une solution à conduire le courant électrique. Ce paramètre a pour but de donner une idée sur la salinité d’eau puisque les sels minéraux en solution sont de bons conducteurs, la conductivité électrique s’exprime en micro-siemens/cm.

Chlore résiduel

Le test du chlore sert à détecter, par un dosage colorimétrique, la quantité du chlore résiduel dans l’échantillon. L’ajout du DPD (di-éthyleparaphénylène diamine), sous forme de comprimé donne en présence du chlore résiduel une coloration rose. Des disques colorés étalonnés spécifiques pour chaque réactif et un comparateur sont utilisés pour la déduction des différentes teneurs en chlore (Figure : 4).
 La valeur maximale admissible : 1mg/l

Détermination de l’alcalinité de l’eau TA et TAC

L’alcalinité des eaux est essentiellement due à la présence des carbonates (HCO3-), bicarbonates (CO32-) et des hydroxydes (OH-).
Titre alcalimétrique(TA)
Le TA correspond au dosage de la moitié des ions carbonates (CO3-) et la totalité des ions hydroxydes (OH-) à un pH supérieur à 8.3.
Mode opératoire
Dans un échantillon de 100 ml, on ajoute 2 gouttes de phénophtaléine, si le pH de l’échantillon est :
< 8,3 : l’échantillon est incolore alors TA=0
> 8,3 : l’échantillon est de couleur rose, donc le TA est déterminé par dosage par l’acide chlorhydrique de 0,1 N jusqu’à décoloration.
Titre alcalimétrique complet (TAC)
Le T.A.C correspond à la neutralisation des ions hydroxydes, carbonates et hydrogénocarbonates par un acide fort. La mesure de TAC succède à celle de TA.
Mode opératoire
A 100 ml de l’échantillon, on ajoute 2 gouttes d’hélianthine et on réalise le dosage par HCL (0,1 N) jusqu’à la zone de virage rose/ orange. Le T.A.C s’exprime en méq/l (tombée de burette) selon la relation suivante:
TAC= Ve (méq/l) : Ve est le volume à l’équilibre (Annexe 1).

Titre hydrotimétrique (TH)

La dureté totale ou le TH d’une eau est la concentration totale en ions calcium, magnésium et autres cations bivalents et trivalents dans cette eau.
Mode opératoire
A 100 ml d’eau à analyser, on ajoute 5 ml de la solution tampon ammoniacal, une petite quantité d’indicateur de noire d’ériochrome. On dose au moyen de la solution EDTA (0,02M) jusqu’à l’obtention d’une couleur bleu.
Expression des résultats : TH (méq/l) = Ve*0.4 (Annexe 2)
Dureté calcique
La dureté calcique d’une eau est la concentration en ion calcium Ca2+ dans cette eau.
Mode opératoire
Dans 100 ml de l’échantillon, on ajoute 5ml de solution de NaOH (2 mol/l) et petite quantité d’indicateur coloré HSN (apparition de coloration rose).
A l’aide de la burette, on verse l’EDTA (0,02 N), goute à goute, tout en agitant la solution entre chaque addition jusqu’au virage de la coloration rose vers la coloration bleue royal.
N.B : l’addition du NaOH a pour but de précipiter le Ca2+ sous forme Ca (OH) 2
2NaOH + Ca2+ 2Na+ + Ca (OH) 2
Expression des résultats
[Ca2+] = tombée de burette × 0.4 en méq/l.

Oxydabilité (indice permanganate)

L’indice permanganate d’une eau correspond à la quantité d’oxygène exprimée en mg/l cédée par l’ion permanganate (MnO4-) et consommée par les matières oxydables contenues dans un litre d’eau.
 Méthode en milieu acide et à chaud
Les matières oxydables contenues dans l’eau à analyser, sont oxydées par un excès de permanganate de potassium en milieu acide et à chaud pendant 13min. Ensuite, le KMnO4 est réduit par l’acide oxalique en excès, et enfin un dosage en retour de cet excès est effectué par le KMnO4.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : L’OFFICE NATIONAL DE L’EAU ET D’ELECTRICITE (BRANCHE EAU
1. HISTORIQUE
2. MISSIONS DE L’ONEE-BRANCHE EAU
3. AXES STRATEGIQUES
4. ORGANIGRAMME
CHAPITRE 2 : LES DIFFERENTES ETAPES DE TRAITEMENT DANS LA STATION DE TRAITEMENT EL KANSRA ET LES DIFFERENTES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES EFFECTUEES AU LABORATOIRE DE LA STATION DE TRAITEMENT
I. DESCRIPTION DE LA STATION DE TRAITEMENT
II. ETAPES DE TRAITEMENT DE L’EAU DU BARRAGE EL KANSRA
1. Pré-chloration
2. Aération
3. Coagulation Floculation
4. Décantation
5. Filtration
6. Désinfection
III. LES DIFFERENTES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES EFFECTUEES AU LABORATOIRE DE LA STATION DE TRAITEMENT
1. TURBIDITE
2. POTENTIEL HYDROGENE PH
3. CONDUCTIVITE ELECTRIQUE
4. CHLORE RESIDUEL
5. DETERMINATION DE L’ALCALINITE DE L’EAU TA ET TAC
6. TITRE HYDROTIMETRIQUE TH
7. OXYDABILITE (INDICE PERMANGANATE)
8. OXYGENE DISSOUT
9. PH DE SATURATION PHS
10. PARAMETRES MESURES PAR KIT
11. DEMANDE EN CHLORE
12. TEMPERATURE
CHAPITRE 3 : OPTIMISATION DE TRAITEMENT PAR COAGULATION FLOCULATION (JAR-TEST)
1. JAR-TEST
2. PARTIE EXPERIMENTALE
a. Essai 1 : Effet de la concentration du coagulant sur la coagulation
b. Essai 2 : Effet de l’ajout de floculant sur la coagulation floculation
c. Essai 3 : Effet de la nature de floculant sur la coagulation floculation
CONCLUSION
REFERENCE BIBLIOGRAPGIE

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