Optimisation de traitement par coagulation floculation

Optimisation de traitement par coagulation floculation

Les différentes analyses physico-chimiques effectuées au laboratoire de la station de traitement 

La turbidité

La turbidité est une propriété qui renseigne sur la limpidité d’une eau. Elle dépend des matières colloïdales présentes dans l’eau. (3)
La turbidité est mesurer par un turbidimètre et s’exprimé en NTU.
• La valeur maximale admissible :
< 5NTU pour l’eau décantée. <0,5 NTU pour l’eau traitée.
Figure 6 : Turbidimètre

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. (3)

Conductivité électrique

La conductivité électrique (EC) 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. (3)

Chlore résiduel

Le test du chlore sert à détecter par un dosage colorimétrique la quantité du chlore résiduel dans l’échantillon, à l’aide du DPD (di – éthyle para phényle diamine), sous forme de comprimé donne en présence de chlore résiduel une coloration rose. Des disques colorés étalonnés spécifiques pour chaque réactif et un comparateur en lumière du jour sont utilisés pour la déduction des différentes teneurs en chlore. (3)
• Pour l’eau traitée sa valeur varie entre 0,1 et 1mg/l.
En cas d’une coloration qui dépasse la valeur on utilise la dilution
Figure 7 : Comparateur en lumière du jour

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
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 ne se colore pas alors TA=0
>8,3 : l’échantillon est de couleur rose, donc le TA est déterminer par dosage par l’acide chlorhydrique de 0,1 N jusqu’à décoloration.
• Titre alcalimétrique complet (TAC) (3)
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, Dans 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 ou degré français (tombée de burette *5) suivant la relation suivante:
TAC= Ve (méq/l) : Ve est le volume à l’équilibre

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. (3)
Mode opératoire :
A 100ml d’eau à analyser, on ajoute 5 ml de la solution tampon ammoniacal, une petite spatule 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 : TH (méq/l) = Ve*0.4

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. (3)
• 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 on effectue un dosage en retour de cet excès par KMnO4. Les réactions de dosage effectué sont :
MnO⁻4 + 8H⁺ H₂C₂O₄ + 5e- 2CO₂ Mn2+ + 4H₂O + 2H⁺+ 2e-
La réaction globale est : 2MnO₄⁻ + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ 2Mn2+ + 10 CO₂ +8H₂O
Mode opératoire :
Dans un ballon à col rodé, on introduit successivement 100 ml d’échantillon, 2 ml de H2SO4 concentré et 10 ml de KMnO4 (N/100). Le mélange est ensuite chauffé dans un bain marie à 105°C pendant 13 mn. Après, on ajoute 1ml d’acide oxalique (0.1N) et on effectue un dosage avec KMnO4 (N/100). La solution prend un couleur rose au point d’équilibre.
L’oxydabilité est évaluée à l’aide de la formule suivante : [O2] = Ve * 0.8 (mg/l)
• La valeur maximale admissible : 2mg/l

Oxygène dissous

La présence d’oxygène dissous permet la respiration des êtres vivants aquatiques, la quantité d’oxygène dissout est mesurée par un oxymétre et exprimée en mg d’O2/l dans les eaux naturelles, l’oxygène dissout est un facteur écologique essentiel
La norme : 5 < O2 < 8 (mg/l)
Figure 8: Oxymétre

PH de saturation pHs

C’est un paramètre qui permet de déterminer l’agressivité de l’eau.
Dans un flacon, on verse 25 ml de l’échantillon à analyser et on mesure leur pH, ensuite on ajoute 0,25 g de CaCO₃ poudre. Après agitation magnétique de 3h suivi d’une décantation pendant 24h, on filtre la solution à l’aide d’un papier filtre et on mesure le pH du filtrat (pHs). L’indice de saturation est exprimé par la relation suivante : (3)
Is = pH – pHs
La norme : -0,3 < Is < 0.3
• pHs – pH < 0 : eau agressive
• pHs – pH > 0 : eau entartrant

Paramètre mesuré par kit (3)

 Test d’aluminium :
C’est un test qui sert à détecter l’absence ou la présence d’Al dans l’eau traitée, en Prend 5ml de l’échantillon, on ajoute une spatule d’Al-N°1A et 1,2ml d’Al-N°2A et 4 gouttes d’Al-N°3A, La lecture finale des résultats se fait après 7 min.
Chaque couleur correspond à une valeur et La variation des couleurs varie entre : jaune, verte, bleu
La valeur maximale admissible : 0,2 mg/l
 Test de Fer
C’est un test sert à détecter la présence ou l’absence du Fer dans l’eau traitée.
On Prend 6mL de l’échantillon et on ajoute 3 gouttes du réactif (Fer-1) et on laisse 3min ensuite on fait la comparaison du couleur
La valeur maximale admissible : 0,3mg/l
• La présence faible du fer est due à la conduite.
 Test de manganèse
C’est un test qui sert à détecter la présence ou l’absence du manganèse dans l’eau brute.
On remplit le tube jusqu’à trait du jauge et on ajoute 8gouttes de Mn-N°1 plus 4gouttes de Mn-N°2 et on laisse 2min, ensuite on ajoute 4gouttes de Mn-N°3 et on laisse reposer 5min après on compare les couleurs
La valeur maximale admissible : 0,5mg/l
La couleur varie entre beige et marron
 Test d’ammonium
Comme les tests précédant le test d’ammonium permet de détecter la présence ou l’absence de NH4+dans l’échantillon.
On remplit le tube de 20ml de l’échantillon et on ajoute 5gouttes de NH4+N°-1, 5gouttes de NH4+ N° 2 et 5gouttes de NH4+ N°-3 et en laisse reposer 3min puis on compare les couleurs
La valeur maximale admissible : 0,5mg/l.

Demande en chlore

La demande en chlore correspond à la dose nécessaire pour obtenir la teneur résiduelle recommandée, après le temps de contact nécessaire. Cette dose est déterminée par la méthode de break point.
Au laboratoire avant de déterminer le break point, il faut d’abord faire le titrage de l’eau de javel. Titrage de l’eau de javel
Dans un erlenmeyer de 250 ml, on introduit 1ml de l’eau Javel, 10ml d’acide acétique (9N) et 10ml de KI (9N). L’iode formé est dosé avec le thiosulfate de sodium (0.1N)
La concentration en chlore dans l’eau de javel est donnée par l’équation : C (g/l) = Ve* 3.55
On fait la dilution de l’eau de javel titré pour préparer une solution de 100mL de C=0,1g/l
Injection de la solution (eau de javel)
On met dans des flacons bruns 100mL de l’eau brute et on injecte des quantités croissantes de l’eau de javel titré : 0,5mg/l, 1mg/l, 1,5mg/l, 2mg/l, 2,5mg/l, 3mg/l, 3,5mg/l, 4mg/l
On met les flacons bruns qui contiennent l’eau brute et l’eau de javel à l’obscurité pendant 30min puis on détermine le chlore résiduel, ensuite on trace la courbe du chlore résiduel en fonction de la quantité de chlore injecté, à partir de laquelle on déduit le break point qui correspond à la dose du chlore optimale pour une désinfection efficace.
Le tableau ci-dessous montre un exemple d’illustration d’un test de demande en chlore régulièrement effectué au laboratoire

Table des matières

Introduction général
I. Présentation de l’ONEE
1. Historique
2. Les missions de l’ONEE
3. Les axes stratégique
II. Les différentes étapes dans la station de traitement
1. Procédés de traitement de l’eau à l’ONEE
a) Procédés physiques
b) Procédés chimiques
c) Procédés physico-chimiques
2. Etude et choix d’une filière de traitement
3. Chaine de traitement
a) Station de prétraitement et de pompage d’Oued Sebou
b) Station de traitement Ain Noukbi
III. Les différentes analyses physico-chimiques effectuées au laboratoire de la station de traitement
1. Turbidité
2. pH
3. Conductivite
4. Chlore résiduel
5. TA et TAC
6. TH
7. Oxydabilité
8. Oxygène dissout
9. pH de saturation
10. Paramètre de mesure par kit
11. Demande en chlore
IV. Optimisation de traitement par coagulation floculation
1. Définition
2. Objectif
3. Description de la procédure
a) Matériel utilise en expérience
b) Réactifs
c) Mode opératoire
d) Critères de choix du meilleur bécher
4. Résultats des essais coagulation et floculation
a) Essai 1
b) Essai 2
c) Essai 3
d) Essai 4
e) Essai 5
f) Conclusion des résultants
CONCLUSION
Reference bibliographique

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