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Procédés de traitement de L’eau Brute
LES METHODES D’ANALYSES
Les analyses physico-chimiques
parmit les analyses physico-chimiques effectués au sein du laboratoire on trouve
Température
La température de l’eau doit être connue avec une bonne précision. En effet, celle ci joue un rôle dans la solubilité des sels surtout des gaz, dans la détermination du pH et la conductivité électrique, elle influe aussi sur la densité, la viscosité, les réactions chimiques et l’effet des enzymes.
En général, La mesure de la température doit être faite sur place au moment de prélèvement à l’aide d’un thermomètre (en °C).
Le potentiel d’hydrogène (pH)
D’après la norme marocaine ( NM 03.7.001)le pH doit être compris 6.5<pH<8.5
Définition
Le pH d’une eau est une indication de sa tendance à être acide ou alcaline, il est en fonction de la concentration des ions H+ contenus dans l’eau. pH = -log [H+]
Dans les eaux naturelles, l’activité des ions H+ est due à des causes diverses, en particulier l’ionisation de l’acide carbonique et des sels.
Principe
La mesure peut être soit colorimétrique, soit potentiométrique à l’aide d’électrode de verre. Elle doit se faire sur place, et elle est importante dans le calcul de l’agressivité d’une eau ou de son pouvoir incrustant. La nature de la mesure effectuée au laboratoire est potentiométrique a l’aide d’un pH-mètre.
Mode opératoire
On commence par étalonner le pH mètre à l’aide de solutions tampons de référence depH connu (pH=4,pH=7,pH=10)..
– On plonge l’électrode dans la solution à mesurer à une profondeur minimum de quatre centimètres ;
– On attend que la valeur soit stable avant la lecture ;
– On rince à nouveau l’électrode avec de l’eau distillée.
• pH < 5———> Acidité forte présence d’acides minéraux ou organiques dans les eaux naturelles.
• pH=7———–>Eau-neutre
• 7<pH<8——–> Neutrallité approchée majorité des eaux de surface
• 5<pH<8——–> Majoritéé des eaux souterraines.
Conductivité pH- mètres
D’après la norme marocaine ( NM 03.7.001) la conductivité doit être inférieur<2700µs/cm.
Définition
La conductivité de l’eau est directement liée à la concentration des imppuretés présentes dans l’eau sous forme ionique. Une conductivité élevée traduit soit des pH anormaux, soit une salinité élevée due au fait que la majorité des matières dissouttes dans l’eau se trouvent sous forme d’ions.
.Principe
La mesure de la conductivité est basée sur le principe du pont de Wheaatstone qui mesure la résistance R d’une colonne d’eau de section S , de longueur L et de résistivité ρ entre deux électrodes en platine disposées parallèlement.
R =* S/L =R*S/L σ=1/
σ conductivité (en -1.m-1 ou S. m-1).
résistivité (en . m).
R résistance (en ).
L distance entre les deux électrodes (en m).
S surface de chaque électrode (een m2).
Mode opératoire
– On rince la cellule de mesure plusieurs fois avec de l’eau distillée.
– On rince deux fois au moins avec l’échantillon d’eau à examiner.
– On place la cellule de mesure dans un réciipient contenant l’échanttillon d’eau à examiner de façon à ce que les électrodes de platine soient complètement immergé et veiller à ce qu’il n’y pas de bulles d’air sur les électrodes.
– On attend que la valeur soit stable avant la lecture
– On rince à nouveau l’électrode avec de l’eau distilléee.
Turbidité
D’après la norme marocaine ( NM 03.7.001) la turbidité doit être inférieur < 5NTU
Définition
La turbidité est un paramètre organoleptique et une expression des propriétés optiques d’une eau a absorber ou/et à diffuser de la lumière. Elle est due à la présence des matières en suspension.
Principe
La méthode néphélométrique est basée sur la comparaison de l’intensité de la lumière diffractée (effet Tyndall) par l’échantillon à celle de l’étalon de référence dans les mêmes conditions (longueur d’onde entre le rayon incident et diffracté). L’unité utilisé est le NTU (Unité de Turbidité Néphélométrique) avec une norme inférieur de 5 NTU.
Mode opératoire
-Remplir le cuve de mesure propre avec l’échantillon.
-S’assurer de l’absence de bulles d’air avant la mesure.
-Eviter de toucher les cuves aux points où elles sont traversées par la lumière (incidente et diffractée). -On attend que la valeur soit stable avant la lecture.
– NTU < 5 ——- > Eau claire.
– 5 < NTU <30—— > Eau légèrement trouble. Turbidimètre
– NTU > 50 ——- > Eau trouble.
Oxydabilité au permanganate de potassium
D’après la norme marocaine ( NM 03.7.001) le oxydabilité doit être inférieur < 5 mg O2 /l
Définition
L’indice permanganate d’une eau correspond à la quantité d’oxygène exprimé en milligrammes par litre cédée par l’ion permanganate (MnO4-) et consommée par les matières oxydables contenues dans un litre d’eau dans les conditions définies par la présente norme, alors Cette mesure renseigne sur la concentration en matières organiques présentes dans une eau.
Principe
Chauffage d’un échantillon dans un bain marie bouillant en présence d’une quantité connue d’acide sulfurique pendant une période de 10 min, puis L’oxydation par un excès de permanganate de potassium à l’ébullition (10 min) des matières oxydables contenues dans l’échantillon.La réduction du permanganate de potassium par acide oxalique et titrage en retour de l’excès d’oxalate de sodium par le permanganate de potassium.
Mode opératoire
– On met 100 ml d’eau à analyser dans un ballon rodé.
– On ajoute 2 ml d’acide sulfurique (H2SO4) (N/10).
– On porte le mélange à l’ébullition douce pendant 10 min ±2min.
– On ajoute 10 ml de KMnO4 (N/100) puis On porte le mélange à l’ébullition pendant 10 min exactement.
– Après on ajoute 10ml d’acide oxalique (N/100) jusqu’à décoloration du mélange.
– Après la décoloration pendant que la solution est encore chaude, on titre avec KMnO4 (N/100) jusqu’à l’apparition d’une faible teinte rose.
Expression des résultats
La quantité d’oxygène exprimée en mg/l par KMnO4 consommée par les matières oxydables dans 1L d’eau .
Ip= Vt*0.8 mg
Avec Ip indice de permanganate .
Tb volume de titrage de l’échantillon.
démonstration des résultats obtenu
5* (C2O42- 2CO2 + 2e – )
2*(MnO42-+ 8H+ + 5e – Mn2+ + 4H2O)
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
D’après les réaction on a
n(MnO42-)/2 = n(C2O42-)/5
n(MnO42-)=2* n(C2O42-)/5 et n(C2O42-)=2*n(O2)
Donc
n(O2) = 5* n(MnO4 2-)/4 1
on a n(O2) =m(O2) /M(O2)
et n(MnO42-)=C*Tb avec CConcentration de KMnO4
Tb Volume versé de KMnO4
on a Nk Normalité de KMnO4 (Nk = 0,01 eq/l)
et C= N/Z avec Z nombre d’électrons=5.
donc C=1/100*5 en remplace dans 1
m(O2) /M(O)=(5/4)*(1/100*5)*Tb
m(O2)=(32/4)*(1/100)*Tb
*on a volume d’échantillon (Vec=100mL)
donc la concentration massique d’oxygène(indice de permanganate)
Cm(O2)= (m(O2)/Vec)=((32 /4)*(0.01)*Tb)/Vec
donc
Cm(O2)=Ip=((32/4)*(0.01)*Tb)/Vec
Application numérique
Ip=(32/4*100*Tb)/100mL
Ip=(8g/100*Tp(mL))/100mL
Ip=(8*10-4^)*Tb g/L
Ip=0.8*Tb mg/L
Alcalinité de l’eau
Définition
L’alcalinité d’une eau correspond à la présence des anions ou des espèces basiques principalement les ions hydroxyde (HO-), les ions carbonate (CO32-) et les ions bicarbonate (HCO3-).
Le titre alcalimétrique (T.A) consiste a la neutralisation de la totalité des ions hydroxydes OH et la moitié des ions carbonates CO32 à un pH=8,3.
T.A (meq/l)=
CO3 OH .
Le titre alcalimétrique complet (T.A.C) consiste a la neutralisation des ions hydroxydes, bicarbonates et carbonates par un acide fort en présence d’un indicateur coloré.
T.A.C (meq/l)= OH HCO3 CO3.
Principe
L’alcalinité se mesure par la neutralisation d’un certain volume d’eau par un acide.
Le point d’équivalence étant déterminé par des indicateurs colorés de pH
– Le phénophtaléine pour le pH de 8,3 passage de rose au incolore.(TA).
– L’hélianthine pour le pH de 4,3 passage du jaune à l’orange(TAC).
Mode opératoire
Le titre alcalimétrique( T.A ) on introduit 100 ml de l’eau à analyser dans un erlenmeyer puis on ajoute deux goûtes de phénophtaléine.
Si la coloration est rose (TA ¹ 0) et le (pH>8,3), on dose alors avec l’acide chlorhydrique (HCl N/10) jusqu’à décoloration.
Si pas de coloration rose (TA=0), on passe alors au titre alcalimétrique complet.
Le titre alcalimétrique complet (T.A.C) on ajoute au contenu de l’erlenmeyer servie auparavant à la détermination de TA ,3 goûtes d’hélianthine (coloration jaune) puis on dose avec (HCl N/10) jusqu’au virage jaune orange .
Détermination de la dureté totale (Titre hydrotimétrique T.H)
Définition
Le titre hydrotimétrique ou dureté de l’eau, est l’indicateur de la minéralisation de l’eau.
Elle est surtout due aux ions calcium et magnésium.
Principe
Les ions Ca²+ et les ions Mg²+ présents dans l’eau sont complexés par l’EDTA en présence du noir ériochrome T qui donne une couleur rouge foncée ou violette en présence des ions Ca²+ et Mg²+ est utilisé comme indicateur de fin de réaction.
Mode opératoire
*100 ml de l’échantillon à analyser + 5 ml d’une solution tampon + une pincé de l’indicateur coloré noir d’ériochrome.
*Dosage par la solution éthylène diamine tétraacétique (EDTA) jusqu’à l’obtention de la coloration bleue.
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Table des matières
Introduction General
I-PRESENTATION GENERALE DE L’ONEE
I-1.Principales activités de L’ONEE
I-2.Axes stratégiques de L’ONEE
Chapitre 1 Procédés de traitement de L’eau Brute.
I – Prétraitement de l’eau.
I-1. Dégrillage.
I-2.Dessablage
I-3. Débourbage
II- Traitement de l’eau.
II-1.Pré-chloration.
II-2.Coagulation -floculation
II-3.Décantation
II-4.Filtration
II-5.Désinfection
Chapitre 2 Différentes méthodes d’analyses d’eau effectuées au sein du laboratoire.
I-Les analyses physico-chimiques
I-1.température
I-2. Le potentiel d’hydrogène( pH)
I-3.Conductivité
I-4.Turbidité
I-5.Oxydabilité au permanganate de potassium
I-6.Dureté de l’eau
I- I-6 -1.Alcalinité de l’eau (TA,TAC)
I I-6 -2.détermination de la dureté totale (titre hydrotimétrique)
I I-6-3.dureté calcique
I-7.Dosage de l’oxygène dissous
I-8. Dosage des sulfates
I II -jar-test
II-1.Principe
I II-2.Matériel
I II-3.Réactifs
I II-4.Mode opératoire
III -Déstabilisation Des Colloïdes .
III-1coagulation
III-2.Floculation
III-3.Nature de coagulant
IV-Paramètres influençant la coagulation
IV-1 L’influence de l’agitation
I IV-2 L’influence de la température
I IV-3 L’influence de la turbidité
I IV-4. L’influence de la dose de coagulant
Chapitre 3 Etude de l’Action du Sulfate d’Alumine et poly-électrolyte sur l’Eau brute .
I-Etude de l’effet du coagulant et du floculant
I-1.Introduction
I-2.Plan d’expérience
I I I -2. a. définition
I – I-1- b. Plans factoriels complets
I I-2-c. objectif
I I-2-d .Résultats
conclusion générale.
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