TRAITEMENT DE L’EAU DU BASSIN MINIER DE RIO TINTO QMM AVEC L’EXTRAIT DU CACTUS OPUNTIA FICUS INDICA

Les colloïdes

Les colloïdes sont des macromolécules organiques ou minérales qui, placées dans l’eau, ne forment pas une solution. Elles sont inférieures à 100 millimicrons, mais forment une suspension colloïdale. Les matières colloïdales sont des particules de même origine que les matières en suspension, mais leur taille est comprise entre environ un micron et un nanomètre. Elles ne sédimentent pas. Les particules colloïdales dans l’eau peuvent être classées en deux catégories selon qu’elles soient hydrophobes ou hydrophiles. Les colloïdes hydrop hobes manifestent très peu d’affinité pour le milieu de dispersion et sont séparées de la solution par une limite solide. Celles qui engendrent la coloration et la turbidité appartiennent à cette catégorie. Pourtant, les colloïdes hydrophiles manifestent une grande affinité pour le milieu de dispersion et sont liées à la solution par des liaisons relativement fortes ; les protéines colloïdales, le savon, en sont des exemples. [3], [10]
Théorie de la double couche Généralement, les colloïdes sont chargés négativement. Afin de neutraliser cette charge négative de surface, des ions positifs présents dans l’eau brute ou ajoutés sont attirés et forment une couche autour du colloïde. D’après Helmholtz, une couche d’ions positifs recouvre intégralement la surface du colloïde et assure la neutralité de l’ensemble c’est-à-dire de la couche fixée. Selon GouyChapman, la couche d’ions positifs est inégalement répartie autour du colloïde ; la neutralité est obtenue à une plus grande distance, autrement dits, la couche diffuse. La théorie de Stern combine les deux théories précédentes et considère la formation d’une double couche : la première formée d’ions du liquide mais adhérente au colloïde, la seconde diffuse dans le liquide environnant. Comme illustré sur la figure 1, le potentiel subit une première chute significative dans la couche fixée, puis diminue plus lentement à mesure que la distance augmente jusqu’à son annulation au point isoélectrique A. [10], [15], [21,] La potentielle thermodynamique est présente à la surface même du colloïde mais non mesurable par des méthodes simples. Le potentiel zêta reste négatif comme la charge générale des colloïdes. Il donne le niveau de l’interaction mutuelle des colloïdes et se mesure par électrophorèse.
Effet de la présence des colloïdes dans l’eau Les particules colloïdales des eaux naturelles contribuent relativement peu à la turbidité normale de l’eau, mais elles sont largement responsables de la coloration des eaux naturelles. La caractéristique qui distingue les colloïdes des matières en suspension et à laquelle sont imputables les propriétés spécifiques des substances à l’état colloïdal est l’extrêmement large surface de contact des particules colloïdales avec le milieu ambiant. La viscosité des colloïdes hydrophobes est approximativement la même que celle du milieu de dispersion, tandis que celle des colloïdes hydrophiles est plus élevée, ce qui conduit dans bien des cas à la formation de gels à des concentrations supérieures. L’existence de particules colloïdales dans les eaux naturelles est une preuve de la stabilité de l’état colloïdal. La stabilité des colloïdes est due au potentiel zêta. [3], [10], [13]

Influence des substances dissoutes dans l’eau

Dans un colloïde stable, toutes les charges des particules sont du même signe et sont d’une grandeur suffisante pour causer la répulsion entre particules. Dans les eaux naturelles à pH neutre ou acide, les substances de caractère neutre ou acide, telles que : verre, silice, soufre, ainsi que la majorité des particules organiques, ont une charge négative. Les substances de caractère basique telles que : alumine et oxyde ferrique, possèdent des charges positives. D’habitude, une variation du pH ou de la concentration de certains ions dans l’eau peut changer la grandeur de la charge, de sorte que la charge peut passer par la valeur zéro et changer de signe. Ainsi, les sols de Fe2O3 et de CaCO3 ont une charge négative à des valeurs de pH élevées.

Le lagunage à microphytes (lagunage naturel)

Un lagunage naturel est un procédé de traitement biologique des eaux usées se faisant dans des bassins où est maintenue une tranche d’eau de 0,8 à 1,5 m. Les microphytes qui sont des algues, les petits animaux (protozoaires, rotifères, crustacés) et les bactéries en présence d’oxygène, vont transformer les charges polluantes et stabiliser les boues. Les bactéries anaérobies jouent le même rôle dans les sédiments). Le fonctionnement de ce système repose sur l’action combinée des algues unicellulaires et des bactéries. Grâce au rayonnement lumineux, les algues produisent de l’oxygène qui permet la respiration et le développement des colonies bactériennes. Les bactéries ainsi que certains champignons microscopiques – dégradent la matière organique en azote ammoniacal. Celui-ci, dans un milieu bien oxygéné, se transforme en nitrates assimilables par les algues, tout comme les phosphates qui proviennent en majeure partie des eaux de lessives. Les algues se multiplient alors dans le milieu et ainsi de suite.

La consommation d’alcalinité

Une autre particularité de l’addition de coagulant dans l’eau est la consommation d’alcalinité. Cette perte de TAC est fonction de la nature et de la concentration du composé mis en jeu. La perte d’alcalinité se traduit par une chute de pH. Cette acidification peut donc perturber la formation du précipité d’hydroxyde et il est parfois nécessaire d’ajouter de la soude, de la chaux ou du calcaire pour rester dans la zone de pH optimal. [33]

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Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE 1 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES EAUX USEES ET LEURS TRAITEMENTS
CHAPITRE 2 : LA COAGULATION ET LA FLOCULATION
CHAPITRE 3 : COAGULATION ET FLOCULATION AVEC LE SULFATE D’ALUMINIUM – LE JUS DE CACTUS OPUNTIA FICUS INDICA
PARTIE 2 : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE 1 : CONTEXTE DE L’ETUDE
CHAPITRE 2 : PROCEDE ACTUEL DE TRAITEMENT DES EAUX USEES DE RIO TINTO QMM
CHAPITRE 3 : ANALYSE DES ECHANTILLONS DE L’EAU DU BASSIN MINIER
CHAPITRE 4 : ESSAIS DE COAGULATION DE L’EAU DU BASSIN MINIER AVEC LE SULFATE D’ALUMINIUM
CHAPITRE 5 : UTILISATION DU JUS DE CACTUS OPUNTIA FICUS INDICA COMME FLOCULANT
PARTIE 3 : ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE
CHAPITRE 1 : OBJECTIFS ET IDENTIFICATION DU PROJET
CHAPITRE 2 : COÛTS ET AVANTAGES DE LA REALISATION DU PROJET
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES