LES PROPRIETES DE L’EAU

LES PROPRIETES DE L’EAU

LES PROCEDES DE TRAITEMENT DES EAUX CONVENTIONNELLES

On entend par une eau conventionnelle toute une eau superficielle ou souterraine qu’on peut facilement traiter pour la rendre potable à la consommation. Elle accepte deux procédés de traitement différents
 Les procédés de traitement des eaux superficielles ;
 Les procédés de traitement des eaux souterraines [59].

Les procédés de traitement des eaux superficielles

Les eaux superficielles sont constituées par les eaux des ruisseaux, rivières, fleuves, étangs, lacs, barrages- réservoirs, glaciers [58].
Elles sont utilisées pour l’alimentation en eau potable, lorsqu’il y a insuffisance de la ressource en eaux souterraines en raison de la nature des terrains, qui sont peu aquifères ou d’une  forte concentration de population, dont les besoins ne peuvent pas être totalement couverts par les seules eaux souterraines [40].
Les eaux superficielles ne sont pas directement utilisables pour l’alimentation en eau potable, car elles sont contiennent des imputées ont l’origine de
 La dissolution des encaissants qui sont responsables du pH et de la conductivité (roches, terrains traversés …etc.) ;
 Les colloïdes minéraux responsables de la turbidité (argile, gel de silice…etc.) ;
 Les matières organiques que ce soit d’origine naturelle, comme les produits de dégradation des végétaux, métabolismes des algues et des micro-organismes, ou d’origines artificielles dues à la pollution urbaine, industrielle et agricole. Aussi, ces eaux devraient subir des traitements physiques, chimiques et biologiques pour les rendre
potables [59].
Le traitement moderne des eaux de surface met en œuvre une combinaison de procédés adaptés aux caractéristiques de chaque eau brute. Cette combinaison constitue la filière de traitement.

Le prétraitement

Pour éliminer, par des procédés mécaniques, tous les éléments grossiers qui pourraient détériorer les équipements de la filière ou constituer une gêne pour les traitements ultérieurs. Le dégrillage retient les corps flottants volumineux, qui pourraient boucher les pompes et obstruer les canalisations. Le dessablage et le débourbage retiennent les particules minérales grossières et une partie des limons, dans le but de protéger les équipements tournants de l’abrasion et d’éviter la surcharge du décanteur. Le tamisage et le microtamisage visent à éliminer les particules les plus fines (25 à 150 µm)[40].

L’oxydation ou préoxydation

L’oxydation peut avoir différents objectifs
– Eliminer le goût, les odeurs et la couleur ;
– Eliminer l’ammoniaque ;
– Eliminer le fer et le manganèse l’oxydation les transforme en hydroxydes insolubles facilement séparables du liquide par décantation et filtration ;
– Améliorer la clarification (meilleure cohésion des boues dans le décanteur qui permet d’augmenter la vitesse de l’eau) ; – Oxyder les matières organiques dissoutes, qui se transforment en composés plus facilement biodégradables.
Les composés les plus souvent utilisés sont des agents chlorés- le chlore gazeux(Cl2) Ŕ l’hypochlorite de sodium ou « eau de javel » (NaOCl), le dioxyde de chlore (ClO2) Ŕ l’ozone (O3) et le permanganate de potassium (KMnO4).
Le choix de l’oxydant dépend de la qualité des eaux brutes utilisées et des objectifs que l’on veut atteindre [40].

La clarification

La clarification des eaux de surface se déroule en plusieurs étapes coagulationfloculation décantation-filtration [40].

La désinfection

L’objectif de cette étape est la destruction de la population microbienne contenue dans l’eau afin de protéger la santé publique [59].
Les réactifs mis en œuvre pour la désinfection des eaux alimentaires sont identiques à ceux de l’oxydation. Néanmoins, l’oxydation et la désinfection restent deux étapes bien distinctes
– L’oxydation intervient au début de la chaîne de traitement-entre le traitement physique et la clarification- on parle généralement de « préoxydation » ;
– La désinfection intervient en toute fin de traitement-avant la mise en distribution de l’eau- on parle souvent de « post chloration ».
La désinfection au chlore ou à l’hypochlorite de sodium- est simple à mettre en œuvre (injection directe à partir d’une bouteille de chlore ou d’une pompe doseuse).
La désinfection au chlore a l’inconvénient de former des composés organiques chlorés tels que les trihalométhanes (THM) et de générer des mauvais goûts. Le dioxyde de chlore (ClO2) est également un bon désinfectant. Son pouvoir rémanent est plus important que celui du chlore. Il persiste donc plus longtemps dans les réseaux de distribution. Le pH a peu d’effet sur son efficacité et il ne forme pas de composés indésirables comme les THM. Il peut par contre former d’autres sous-produits les chlorites et les chlorates.L’ozone est un désinfectant puissant, capable notamment d’éliminer les virus. Il a l’inconvénient de ne pas être rémanent. Son pouvoir désinfectant important permet néanmoins de limiter la chloration de l’eau avant sa mise en distribution ce qui a pour conséquence d’améliorer sa qualité gustative.

Table des matières

INTRODUCTION GÉNÉRALE  
Partie I Partie théorique
Chapitre I Généralité sur l’eau
I.1. INTRODUCTION
I.2. DÉFINITION DE L’EAU
I.2.1. L’eau brute
I.2.2. L’eau potable
I.2.3. Les paramètres de l’eau de consommation
I.3. LES ETATS PHYSIQUES DE L’EAU
I.3.1. L’état vapeur
I.3.2. L’état solide
I.3.3. L’état liquide
I.4. LE CYCLE DE L’EAU
I.5. LES PROPRIETES DE L’EAU
I.5.1. Les propriétés physiques
I.5.1.1. La masse volumique
I.5.1.2. La viscosité
I.5.1.3. Les propriétés thermiques
I.5.1.4. Les propriétés électriques
I.5.1.5. Les propriétés optiques
I.5.1.6. La tension superficielle
I.5.2. Les propriétés chimiques de l’eau
I.6. LES RESSOURCES DE L’EAU DANS LA NATURE
I.6.1. Les eaux de pluies
I.6.2. Les eaux de surface
I.6.2.1. Les eaux de rivière partie amont
I.6.2.2. Les eaux de rivière partie aval
I.6.2.3. Les eaux de lac
I.6.2.3. Les eaux souterraines
I.6.3. Les eaux de mer
I.6.3.1. Les mers
I.6.3.2. Les océans
I.7. LA POLLUTION DE L’EAU
I.7.1. Selon la répartition géographique
I.7.1.1. La pollution diffuse
I.7.1.2. La pollution ponctuelle
I.7.2. En fonction de l’origine de la pollution
I.7.2.1. La pollution agricole
I.7.2.2. La pollution industrielle
I.7.2.3. La pollution domestique
I.7.2.4. La pollution par les hydrocarbures (ou pollution pétrolière)
I.7.3. Selon la nature des polluants
I.7.3.1. La pollution physique
I.7.3.2. La pollution chimique
I.7.3.3. La pollution organique
I.7.3.4. La pollution microbiologique, biologique et bactériologique
I.8. LES MALADIES A TRANSMISSION HYDRIQUE
I.8.1. Les maladies d’origine bactérienne
I.8.1.1. Le choléra
I.8.1.2. Les fièvres typhoïdes et paratyphoïdes
I.8.1.3. Les gastro-entérites
I.8.2. Les maladies d’origine virale
I.8.2.1. Les hépatites virales
I.8.2.2. La poliomyélite
I.8.3. Les maladies d’origine parasitaire
I.8.3.1. La dysenterie amibienne
I.9. CONCLUSION
Chapitre II les étapes et les procédés de traitement des eaux
II.1. INTRODUCTION
II.2. L’OBJECTIF DU TRAITEMENT DES EAUX
II.3. LES ETAPES DE TRAITEMENT DES EAUX
II.3.1. Le prétraitement
1.Fosse à bâtard
2.Le dégrillage
3.La dilacération
4.Le dessablage
5.Le dégraissage-déshuilage
6.Le débourbage
7.Le tamisage
II.3.2. Le traitement primaire
II.3.3. Le traitement secondaire (traitement physico-chimique)
II.3.3.1. La coagulation-floculation
III.3.3.2. La décantation
II.3.4. Le traitement tertiaire
II.3.4.1. La filtration
II.3.4.2. L’adsorption
II.3.4.3. La désinfection
II.3.4.4. La déminéralisation
II.4.LES PROCEDES DE TRAITEMENT DES EAUX CONVENTIONNELLES
II.4.1. Les procédés de traitement des eaux superficielles
II.4.1.1. Le prétraitement
II.4.1.2. L’oxydation ou préoxydation
II.4.1.3. La clarification
II.4.1.4. La désinfection
II.4.1.5. L’affinage
II.4.2. Les procédés de traitement des eaux souterraines
II.4.2.1. la préchloration
II.4.2.2. La déferrisation
II.4.2.3. La démanganisation
II.4.2.4. Le traitement de la turbidité
II.4.2.5. L’élimination de l’ammoniaque
II.4.2.6. L’élimination des nitrates
II.4.2.7. La neutralisation
II.4.2.8. L’adoucissement et la décarbonatation
II.5. LES PROCEDES DE TRAITEMENT DES EAUX NON CONVENTIONNELLES
II.5.1. Les procédés de traitement des eaux saumâtres
II.5.2. Les procédés de traitement des eaux usées épurées
II.6. CONCLUSION
Chapitre III coagulation-floculation et décantation
III.1. INTRODUCTION
III.2. LES PARTICULES EN SUSPENSION
III.3. LES PARTICULES MISE EN JEU ; COLLOÏDES
III.3.1. Les types de colloïdes
III.3.1.1. Les colloïdes hydrophiles
III.3.1.2. Les colloïdes hydrophobes
III.3.2. La théorie de la double couche
III.3.3. Le potentiel Zêta
III.4. LA COAGULATION-FLOCULATION
III.4.1. La coagulation
III.4.1.1. Le principe de phénomènes
III.4.1.2. Les modes de déstabilisation des particules colloïdales
III.4.1.3. Les coagulants utilisés
III.4.1.4. Les facteurs influençant la coagulation
III.4.2. La floculation
III.4.2.1. Le principe de phénomènes
III.4.2.2. Les types de floculation
III.4.2.3. Les floculants utilisés
III.4.3. La mise en œuvre de la coagulation- floculation
III.4.4. Les avantages et les inconvénients de la coagulation-floculation
III.4.4.1. Les avantages
III.4.4.2. Les inconvénients
III.5. LA DECANTATION
III.5.1. Définition de la décantation
III.5.2. La classification des matières décantables
III.5.3. Les types de décantation
III .5.3.1. Décantation de particules discrètes
III.5.3.2. Décantation de particules floculantes
III.5.3.3. Décantation freinée
III.5.3.4. Décantation en compression de boue
III.5.4. Les décanteurs
III.6. LA MISE EN ŒUVRE DE LA CLARIFICATION PAR COAGULATION-FLOCULATION ET DECANTATION
III.7. CONCLUSION
Partie II partie expérimentale
Chapitre VI Mode opératoire, les appareillages et les réactifs
IV.1. INTRODUCTION
IV.2. LES OBJECTIFS DU TRAVAIL
IV.3.LA MANIPULATION
IV.4. MODE OPERATOIRE
IV.4.1. Mode opératoire de l’influence de concentration de coagulant
IV.4.2. Mode opératoire de l’influence de concentration de floculant
IV.4.3. Mode opératoire de l’influence de la vitesse et de la durée d’agitation
IV.4.3.1. Mode opératoire de l’influence de la vitesse et de la durée d’agitation durant la coagulation
IV.4.3.2. Mode opératoire de l’influence de la vitesse et durée d’agitation durant la floculation
IV.4.4. Mode opératoire de l’influence de la turbidité de l’eau
IV.4.5. Mode opératoire de la coagulation-floculation et décantation sur le pilote
IV.4.5.1. La coagulation- floculation et décantation lamellaire co-courant
IV.4.5.2. La coagulation- floculation et décantation lamellaire contre-courant
IV.4.5.3. La coagulation- floculation et décantation classique
IV.5. DESCRIPTION DES APPAREILLAGES
IV.5.2. Description du pilote TE 600
IV.5.2.1. Construction
IV.5.2.2.Procédure générale de mise en route
IV.5.2.3.Liste des vannes
IV.5.2. Description du Jar-test
IV.6. DESCRIPTION DES APPAREILLAGES DE MESURE
IV.6.1. Le turbidimètre
IV.6.2. Le conductimètre/ salinomètre
IV.6.3. Le pH mètre
IV.6.4. Le thermomètre
IV.6.5. Autres équipements
IV.7.LES REACTIFS UTILISES
IV.7.1. Le réactif coagulant
IV.7.2. Les réactifs floculant
IV.7.3. Autres réactifs
IV.8. PREPARATION DES SOLUTIONS
IV.8.1. Préparation du coagulant
IV.8.1.1. Calcul de la concentration de coagulant
IV.8.1.2. Calcul de la masse de coagulant
IV.8.1.3. Calcul de volume de coagulant
IV.8.2. Préparation du floculant
IV.8.2.1. Calcul de la masse de floculant
IV.8.2.2. Calcul de volume de floculant
IV.8.2.3.Calcul le débit de réactif floculant QR.f (l/h)
IV.8.3.Calcul pour le bac d’alimentation
IV.8.3.1.Calcul du volume du bac (V)
IV.8.3.2.Calcul de la hauteur de l’eau à traiter
Chapitre V résultats expérimentaux et discussion
V.1. INTRODUCTION
V.2. L’ETUDE DE L’INFLUENCE DE CONCENTRATION DE COAGULANT
V.2.1. Interprétation des résultats expérimentaux
V.3. L’ETUDE DE L’INFLUENCE DES CONCENTRATIONS DE FLOCULANTS
V.3.1. Interprétation des résultats expérimentaux
V.3.2. Comparaison des résultats
V.4. L’INFLUENCE DE LA VITESSE ET DUREE D’AGITATION
V.4.1. L’influence de la vitesse et durée d’agitation durant la coagulation
V.4.1.1. L’influence de la vitesse d’agitation durant la coagulation
V.4.1.2. L’influence de la durée d’agitation durant la coagulation
V.4.1.3. Interprétation des résultats expérimentaux
V.4.2. L’influence de la vitesse et de la durée d’agitation durant la floculation
V.4.2.1. L’influence de la vitesse d’agitation durant la floculation
V.4.2.2. L’influence de la durée d’agitation durant la floculation
V.4.2.3. Interprétation des résultats expérimentaux
V.5. L’INFLUENCE DE LA TURBIDITE DE L’EAU
V.5.1. Interprétation des résultats expérimentaux
V.6. LA COAGULATION-FLOCULATION ET DECANTATION SUR LE PILOTE
V.6.1. Interprétation
V.6.2. comparaison des résultats
CONCLUSION GENERALE

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