Production et distribution d'eau potable

Production et distribution d’eau potable

INTRODUCTION

L’ozone (O3), en vertu de son fort pouvoir oxydant, est utilisé couramment dans le traitement de l’eau potable. À titre d’exemple, dans la province de Québec, sur 225 usines de production d’eau potable (UPEP) alimentées par une eau de surface, 47 d’entre-elles utilisent l’ozone comme désinfectant (21%). Ce pourcentage grimpe à 41% (47/116 UPEP) si on prend en compte seulement les plus grands réseaux de distribution (UPEP desservant plus de 8 000 personnes) (MDDELCC 2016b). La popularité grandissante de l’ozone dans le traitement de l’eau potable se justifie par les nombreux avantages qu’offre ce désinfectant. Entre autres, il permet de diminuer la matière organique naturelle (MON) dans l’eau et de réduire le fer, le manganèse, les problèmes liés aux goûts et odeurs et les pesticides dans l’eau distribuée. De plus, l’utilisation de l’ozone permet de réduire les quantités de chlore injectées dans l’eau potable, réduisant par le fait même les sous-produits de la désinfection (SPD) chlorés, tels que les trihalométhanes (THM) et les acides haloacétique (AHA) (U.S. EPA 2005, Mao et al. 2014).
Cependant, comme tout autre désinfectant, l’utilisation de l’ozone dans le traitement de l’eau potable comporte quelques désavantages. Premièrement, l’ozone est un oxydant tellement puissant qu’il réagit très rapidement avec la matière organique ou inorganique présente dans l’eau, menant ainsi à un résiduel nul après quelques minutes. Ce résiduel nul mène à l’utilisation d’un deuxième désinfectant pour assurer une désinfection secondaire efficace. Plusieurs UPEP utilisent le chlore ou les chloramines (en désinfection secondaire) en combinaison avec l’ozone (en désinfection primaire). Deuxièmement, il a été démontré que l’ozone peut oxyder les bromures, qui sont naturellement présents dans l’eau de surface, pour former le bromate, un sous-produit inorganique de la désinfection ozonée (SPDO). Des études sur le bromate ont démontré qu’il s’agit d’un composé potentiellement cancérigène chez l’humain (Boorman et al. 1999, Richardson et al. 2007, Snyder et al. 2005). En réponse à cela, Santé Canada et le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC) ont mis en place respectivement une recommandation et une norme pour le bromate à 10 µg/L dans l’eau potable (Santé Canada 2015, MDDELCC 2016a). Troisièmement, l’ozone peut réagir avec la MON présente dans l’eau pour former des SPDO organiques. En effet, des études récentes ont montré la présence d’aldéhydes, d’acides carboxyliques, d’halonitrométhanes, d’haloacétonitriles, de chlorure cyanurique et de tribromopyrrole dans des eaux ozonées. (Hebert et al. 2010, Richardson et al. 2007)

Résumé de l’article (en français)

Ce projet de recherche, réalisé sur deux installations d’eau potable canadiennes, a permis d’étudier la présence et le devenir de 17 sous-produits de la désinfection ozonés (SPDO) (16 différents aldéhydes et le bromate) pendant une année complète. En général, autant la post-ozonation (désinfection primaire) que la chloration par l’hypochlorite de sodium (désinfection secondaire) contribuent à la formation des SPDO (aldéhydes et bromate). Les aldéhydes non-halogénés (NON-HAL) sont présents en plus grande concentrations que les haloacétaldéhydes (HAL). Le formaldéhyde, l’acétaldéhyde, le glyoxal et le methylglyoxal sont les formes de NON-HAL les plus présentes dans les deux réseaux étudiés. Du côté des HAL, l’hydrate de chloral, la forme hydratée du trichloroacétaldéhyde (TCAL), est la forme majoritairement observée. La nature de la matière organique, la température de l’eau traitée et la dose d’ozone appliquée se sont avérées comme étant des paramètres importants pouvant expliquer les variations de SPDO. L’automne et l’été (saisons chaudes) semblent être deux saisons plus propices à la formation de l’hydrate de chloral et du bromate. Les concentrations les plus élevées en NON-HAL sont observées au printemps. Finalement, en se basant sur les données recueillies, il s’avère que l’acétaldéhyde, dans des réseaux utilisant une combinaison ozone/chlore liquide comme désinfectant, peut subir deux transformations: la première conduit à la formation des HAL et la deuxième à celle des acides haloacétiques (AHA). Il a aussi été constaté que ces transformations sont ralenties en saisons froides.

Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Abstract pour l’article scientifique (en anglais) :

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Table des matières

Résumé
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des abréviations
Remerciements
Avant-propos
INTRODUCTION
1. CHAPITRE I – 1er article scientifique
Résumé de l’article (en français)
Abstract pour l’article scientifique (en anglais) :
1.1 Introduction
1.2 Materials and methods
1.2.1 Study area
1.2.2 Sampling strategy
1.2.3 Laboratory analyses
1.3 Results and discussion
1.3.1 Raw water quality
1.3.2 Occurrence of ozonation by-products (OBPs) in drinking water using postozone and liquid chlorine as disinfectants
1.3.3 Effects of the oxidants on the reduction/increase and fate of OBP
1.3.4 Seasonal impacts on the occurrence of OBPs
1.4 Conclusions
2. CHAPITRE II – contenu additionnel
2.1 Impact on the water quality: pre-ozonation
2.1.1 Occurrence of OBP in drinking water using pre-ozonation and liquid chlorine as disinfectants
2.2 Présence de chlorites-chlorates : utilisation de solutions d’hypochlorite de sodium concentrées
CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS
Références bibliographiques
Annexes