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Les étapes successives du traitement de l’Eau
Les étapes successives du traitement de l’eau
Le traitement ou la potabilisation de l’eau fait intervenir un ensemble des procédés successives chacun ayant un rôle ou un objectif bien précis. On distingue deux types de traitement suivant la charge en MES (matière en suspension).
Prétraitement
Cette étape s’opère que lorsque l’eau est très chargée en matière en suspension (2g/l<MES<50g/l), c’est-à-dire lors de la crue. Elle a pour but de diminuer cette charge et la ramener vers une valeur de MES<2g/l. on distingue trois procédés physiques dans cette étape :
Dégrillage
Cette première opération consiste à faire passer une partie de l’eau de l’oued à travers des grilles successives. C’est ainsi qu’on élimine toutes les matières ou composés volumineux (bois, plastique, roches, bouteilles, feuilles…).
Relevage
L’eau venant à travers les grilles, est pompée vers le dessableur par des vis appelées « vis d’Archimède ». Ces vis ont des capacités bien spécifiques allant de 480 à 500 l/s
Dessablage
L’eau remontée par les vis d’Archimède se repose (tamisage). Cette étape purement physique a pour but l’élimination des particules denses ou sable pour ainsi protéger les canalisations (éviter les tartres) et permettre le bon fonctionnement des pompes.
Débourbage
La partie centrale des débourbeurs appelée la « jupe » reçoit par un canal l’eau venant du mélangeur. Il s’agit du mélange eau-polymère(le polymère sert à agglomérer les particules en suspension pour pouvoir se décanter), c’est une pré-décantation qui a pour but d’éliminer la boue accumulée grâce à un racleur .la boue éliminée est rejetée dans l’oued par une pompe. L’eau débourbée est acheminée par des pompes vers la station de traitement. NB : la quantité de polymère à injecter est déterminée soit par jar test (voir page 25), soit par prélèvement d’eau brute, que l’on introduit dans des éprouvettes, et on ajoute des doses croissantes de polymère ensuite on étudiera la vitesse de décantation et la taille des flocs, pour trouver la quantité optimale.
TRAITEMENT
La station de traitement assure le traitement de l’eau brute, et le contrôle de qualité de l’eau traitée. Celle-ci reçoit l’eau brute selon sa charge en MES et on distingue : cas ou MES<2g/l : la station reçoit l’eau directement pompée de l’oued. cas ou 2g/l<MES<50g/l : la station reçoit l’eau des débourbeurs de la station de prétraitement. cas ou MES>50g/l : on a l’arrêt totale de la station. L’eau est enfin potabilisée dans cette deuxième station suivant plusieurs procédés
Pré chloration
Cette première étape de traitement souvent recommandé avant une décantation, consiste en une injection d’une certaine dose de chlore et ainsi permettre : La réduction de l’activité microbienne.
L’oxydation de la matière minérale (Fer, Manganèse…). L’oxydation de la matière organique. La décoloration de l’eau. Pour au final obtenir une meilleure qualité de l’eau
Coagulation-Floculation
Définition
La coagulation-floculation est un procédé physico-chimique utilisé pour agir sur les particules colloïdales dans l’eau. C’est une étape primordiale avant tout traitement visant à déstabiliser, décharger ou encore empêcher la répulsion des particules colloïdales (coagulation) pour ensuite les agglomérer et permettre leur décantation (floculation).
Particule colloïdales.
• Définition
Les colloïdes sont des fines particules de taille variant de 1nm à 1µm chargées négativement, ces dernières exercent des forces de répulsion inter-colloïdales ce qui empêche leur décantation. Ces particules peuvent rester en suspension dans l’eau durant de très longue période, peuvent même traverser un filtre très fin. • Structure de la particule colloïdale Les colloïdes portent une charge négative sur leur surface qui attire les cations dans l’eau et forment ainsi une couche liée appelée couche de STERN, à son tour cette couche attire vers elle des anions accompagnés de cations et forment la couche diffuse ou couche de GOUY. Entre ces deux couches se crée une différence de potentiel électrostatique ou de NERNST. La valeur de ce potentiel est appelée « potentiel zêta ».
la coagulation vise à déstabiliser les particules en annulant les forces de répulsion donc annulation du potentiel zêta. Pour cela on peut : ajuster le pH pour atteindre le point de charge nulle de la particule colloïdale.
Augmenter la salinité pour comprimer la couche diffuse. Neutraliser la charge de surface par des cations polyvalents. Piéger les colloïdes dans les précipités. Adsorber les colloïdes sur des polymères chargés à longue chaine. La meilleure solution est la coagulation chimique par apport des cations
Décantation
Ce procédé physique consiste à laisser reposer le mélange hétérogène (eau-particule en floc) après la coagulation-floculation. Ainsi les particules ayant une densité plus grande que celle de l’eau se déposent au fond des décanteurs et seront éliminer par un racleur pour les nouveaux décanteurs et par aspiration pour les anciens décanteurs. Le surnageant ou l’eau clarifiée se verse doucement à travers des ports pour se diriger vers les filtres à sable. NB : les deux types des décanteurs se diffèrent de plus que leur mode d’élimination de la boue, d’une part par la présence des racleurs faisant un tour complet chaque 45minutes pour les nouveaux décanteurs (D1 D2 D3), et d’autre part la présence de lamelles inclinées selon un angle de 60° avec la verticale pour les anciens décanteurs(D4 D5 D6).ces lamelles permettent d’augmenter la capacité des décanteurs ,et ces derniers donne une eau de plus de qualité que les nouveaux décanteurs.
Filtration sur sable
La filtration qui est par définition le passage d’un liquide à travers une membrane ou un corps poreux et perméable est un procédé physique ancien. Le principe de ce procédé consiste à faire percoler de l’eau décantée à travers un massif de sable. Les grains de sable forment une couche qui est traversée par l’eau et va arrêter par simple effet de tamisage les grandes particules ainsi que certains microorganismes. Le pouvoir d’arrêt du filtre sera d’autant plus grand que le diamètre des grains sera faible et que le temps de séjour des particules sera long. Cependant, les filtres à sable n’interceptent pas les bactéries et les virus bien que beaucoup d’autres microbes sont éliminés, c’est pourquoi une étape de désinfection ultérieure sera indispensable.
Désinfection
C’est l’étape finale du traitement, elle permet d’empêcher que l’eau potable soit nocive à la santé. En effet, invisible à l’œil nu, certains microorganismes pathogènes (virus, bactérie,parasite protozoaire…) peuvent se trouver dans l’eau et être source des maladies hydriques (choléra ou typhoïde). Pour cela, plusieurs agents désinfectants sont utilisés parmi eux on a : Les désinfectants chimiques : Le chlore : c’est le désinfectant utilisé à l’ONEE pour sa qualité et son faible coût. Les désinfectants physiques : Lumière ultraviolet. Radiation électronique. Rayon gamma. Chaleur.
Chloration
Le chlore ou ses dérivés chlorés, est un oxydant puissant qui mélangé à l’eau brule les matières organiques qu’elle contient et surtout les microorganismes pathogènes en endommageant la membrane de la cellule, puis, il peut rentrer dans la cellule et perturber la respiration de la cellule. Celui-ci est le réactif le plus utilisé au sein de l’ONEE car le processus de chloration est plus simple comparé à d’autre, et s’avère être le plus efficace et le moins couteux. Une fois dissous, le chlore donne naissance à l’acide hypochloreux : L’acide hypochloreux se dissocie faiblement en ion hypochlorite selon la réaction : L’effet bactéricide de l’acide hypochloreux est plus grand que celui de l’ion hypochlorite. On a la présence de ces deux formes dans l’eau, plus le pH augmente moins on a de l’acide hypochloreux.
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Table des matières
Introduction
Présentation de l’ONEE(branche Eau)
Partie I : Etude bibliographique
I. Les étapes successives du traitement de l’Eau
1. Prétraitement
1-1. Dégrillage
1-2. Relevage
1-3. Dessablage
1-4. Débourbage
2. Traitement
2-1. Pré chloration
2-2. Coagulation-Floculation
2-3. Décantation
2-4. Filtration
2-5. Désinfection
2-6. Chloration
Partie II : Etude expérimentale
I.Analyses
1. Physico-chimiques
1-1. Turbidité
1-2. PH
1-3. Conductivité
1-4. Alcalinité
INTRODUCTION
1-4-1.Titre alcalimétrique TA
1-4-2.Titre alcalimétrique complet TAC
1-5. Dureté de l’eau
1-5-1. Dureté totale TH
1-5-2. Dureté calcique
1-5-3. Dureté magnésienne
1-6. Oxydabilité
1-7. Détermination du chlore résiduel
2. Organoleptiques
2-1. L’odeur
2-2. Le goût
2-3. La couleur
II. ESSAIS de coagulation-floculation
1. Demande en chlore
1-1. Détermination du degré chlorométrique d’eau de javel
1-2. Détermination de break-point
2. Jar-test : bulletin n°8
Conclusion
Références bibliographiques
Annexe
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