PFE Analyse et traitement des eaux d’Oued Fès par le procédé de coagulation-floculation

Caractéristiques des particules en suspension

LA REUTILISATION DES EAUX USEES TRAITEES 

Les eaux usées traitées pourraient être considérées comme une « nouvelle » ressource en eau, qui
peut être ajouté au bilan général de l’eau d’une région. Elles peuvent remplacer l’utilisation de l’eau
potable pour l’irrigation ou à d’autres fins comme Lavage et transport industriel des matériaux, en même temps, en diminuant ainsi la pression sur les ressources en eau (Asano, 1998). Néanmoins, l’irrigation avec des eaux usées non traitées peut représenter un risque pour la santé publique, vue qu’elles peuvent contenir des bactéries pathogènes, des vers, des virus, des métaux lourds et des composés organiques anthropiques dangereux (UNEP, 2010).
Concernant la réutilisation des eaux usées épurées au Maroc, seul 12% sont réutilisées actuellement. Ce taux passera à 22% en 2020 si on collecte les eaux usées déversées en mer. Il atteindra environ 100% à l’horizon 2030 (objectif fixé par la stratégie du Développement du secteur de l’eau).
L’usage de ces eaux usées traitées touche le secteur agricole (couvrant actuellement une superficie d’environ 550 hectares et atteindra 4000 hectares à l’horizon 2020), l’arrosage des golfs et des espaces verts, la recharge des nappes et le recyclage en industrie.

L’irrigation
Dans le cas de l’irrigation, les eaux usées sont utilisées après traitement biologique (boues activées
ou lagunage le plus souvent). Leur intérêt réside dans le fait que :
Les eaux contiennent des nutriments. Ils accroissent notablement les rendements agricoles et
réduisent le recours aux engrais artificiels coûteux.
Les autres sources d’eau utilisable en irrigation se raréfient en raison de leur potabilité tant
recherchée.
Les utilisations municipales
Elles peuvent couvrir une assez large gamme d’utilisations, qui ne requiert pas d’eau de qualité
potable, par exemple :
l’arrosage des parcs et jardins publics ;
le lavage des rues ;
la lutte contre les incendies ;
Le nettoyage des engins de collecte des ordures ménagères.
Lavage et transport industriel des matériaux
Dans beaucoup d’industries, le lavage et le transport des matériaux sont très peu exigeants en qualité de l’eau. C’est pourquoi les eaux usées épurées sont utilisées pour:
le lavage des matières premières (charbon, gravier, etc.) et leur transport (craie par exemple) ; Le transport des déchets (cendres d’une centrale thermique) ;Le lavage d’entretien (wagon, sols, bouteilles, etc.) ;la fabrication de laine de verre.

Refroidissement industriel
Nombre d’industries procèdent à des opérations de refroidissement consommant une importante
quantité d’eau:
centrales électriques ;
réacteurs nucléaires ;
pétrochimie ;
chimie ;
industrie du caoutchouc ;
industrie automobile.

COAGULATION -FLOCULATION

En traitement des eaux, la coagulation et la floculation sont des traitements qui visent à optimiser l’élimination des particules en suspension par les procédés de décantation et de filtration. Ces traitements favorisent l’agrégation des particules colloïdales en larges et denses agrégats. Ils se déroulent en deux étapes principales à savoir la déstabilisation des particules et la collision des particules déstabilisées pour former des agrégats volumineux. La déstabilisation et l’agrégationsont des phénomènes physicochimiques. La séparation par décantation et filtration met en jeu des phénomènes essentiellement physiques.
Le temps de décantation des particules coagulées dépend du type de particules, du diamètre des
particules et de leur surface spécifique.
 Caractéristiques des particules en suspension Les composés retrouvés dans l’eau sont généralement regroupés dans trois catégories : les matièresen suspension (MES), les matières colloïdales et les matières dissoutes. Les matières en suspension sont d’origine minérale ou organique et possèdent un diamètre supérieur à 1µm. Leur temps requis pour décanter d’un mètre varie de quelques dixièmes de secondes à plusieurs jours selon leur diamètre et leur densité. Les matières colloïdales sont des MES de même origine mais de diamètre
inférieur à 1 micron. Leur vitesse de décantation est faible. Les matières colloïdales d’origine minérale ont une densité relative de l’ordre de 2,65 alors que celles d’origine organique ont une densité relative beaucoup plus faible, soit de l’ordre de

 Les particules colloïdales de faible densité peuvent nécessiter théoriquement jusqu’à 666 000 années pour décanter de un mètre. Les matières dissoutes, quant à elles, sont généralement des cations ou anions de quelques nanomètres de diamètre, elles décantent donc encore plus lentement. L’élimination des MES et des matières colloïdales dans des délais raisonnables est faisable à l’aide d’une coagulation-floculation.
On a recours à de tels procédés car les particules retrouvées dans l’eau sont très stables et donc peu aptes à une décantation naturelle.

Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie IV. Facteurs influençant la coagulation et floculation

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Table des matières

Introduction
CHAPITRE 1 : Partie Biblographique
I. Généralité sur les eaux usées
I.1 Caractéristiques des eaux usées
I.2 Eaux usées urbaines
I.3 Les eaux industrielles
I.4 Les eaux pluviales
I.5 Les eaux de ruissellement dans les zones agricoles
II. Objectifs du traitement des eaux usées
II.1 La Réutilisation des eaux usées traitées
II.1.1 L’irrigation
II.1.2 Les utilisations municipales
II.1.3 Lavage et transport industriel des matériaux
II.1.4 Refroidissement industriel
III. Coagulation-floculation
III .1 Caractéristiques des particules en suspension
III .1.1 Stabilité des particules
III .1.2 Potentiel Zéta
III .1.3 Principe
III .1.4 Compression de la double couche
III .1.5 Adsorption et neutralisation des charges
III .1.6 Emprisonnement des particules dans un précipité
III .1.7 Adsorption et pontage entre les particules
III .2 Types Coagulants
III .2.1 Coagulants minéral
III .2.2 Coagulants organiques
III .3 Aides-coagulants (adjuvant de floculation)
III .3.1 Floculants minéraux
III .3.2 Floculants organiques
a. D’origine naturelle
b. D’origine synthétique
IV. Facteurs influençant la coagulation et floculation
Chapitre 2 : Matériels et Méthodes
I. Matériels et Méthodes
I.1 Description de la zone d’étude
I.2 Point d’échantillonnage
I.3 JAR TEST
I.3.1 la méthode de JAR TEST
I.3.2 Techniques expérimentales
I.4 Techniques analytiques
I.4.1 Analyses physico-chimique
I.4.2 Éléments métalliques
I.4.3 Paramétrés d’analyses
a. Conductivité
b. pH
c. Turbidité
II. Résultats et discussions
II.1 Caractéristiques physico-chimique de l’eau brute
II.2 Traitement par coagulation-floculation: Cas du sulfate d’aluminium
II.2.1 Analyses après 48mn de décantation
II.2.2 Analyses après 4 heures de décantation
II.2.3 Analyses après 8 heures de décantation
II.1.4 Spectrophotométrie
II.2. 5 Interprétations des résultats
a. La turbidité 38 b. Volumes des boues
c. Spectrophotométrie
d. Spectrophotométrie (UV-visible)
II.3 Traitement par coagulation-floculation: Cas du chlorure ferrique
II.3.1 Analyses après 5mn de décantation
II.3.2 Analyses après 45mn de décantation
II.3.3 Analyses après 4 heures de décantation
II.3.4 Analyses après 8 heures de décantation
II.3.5 Spectrophotométrie
II.3.6 Interprétations des résultats
a. La turbidité
b. Volumes des boues
c. Spectrophotométrie
d. Spectrophotométrie (UV-visible)
II.4 Comparaison des résultats des deux coagulants
II.5 Analyse des métaux lourds
Conclusion
Références bibliographiques

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