Processus de potabilisation des eaux de surface

Processus de potabilisation des eaux de surface

Processus de potabilisation des eaux de surface

Toutes les eaux de la nature ne sont pas bonnes à boire. Même une eau d’apparence limpide transporte en son sein toutes sortes de substances inertes et vivantes, dont certaines peuvent être nocives pour l’organisme humain. Ces substances proviennent soit du milieu physique dans lequel l’eau a évolué, soit des rejets de certaines activités humaines dont l’eau est devenue le réceptacle. L’eau est ainsi le vecteur de transmission privilégié de nombreuses maladies. Pour pouvoir être consommée sans danger, l’eau doit donc être traitée [20]. Le traitement d’une eau brute dépend de sa qualité, laquelle est fonction de son origine et peut varier dans le temps. L’eau à traiter doit donc être en permanence analysée car il est primordial d’ajuster le traitement d’une eau à sa composition et, si nécessaire, de le moduler dans le temps en fonction de la variation observée de ses divers composants. Il peut arriver cependant qu’une pollution subite ou trop importante oblige l’usine à s’arrêter momentanément [21]. Le traitement classique et complet d’une eau s’effectue en plusieurs étapes (Prétraitement, Coagulation-floculation, Décantation, Filtration et Désinfection …) dont certaines ne sont pas nécessaires aux eaux les plus propres [22].  Traitement de la matière en suspension: pour les eaux prélevées en surface, ce traitement se fait par décantation dans un premier temps, puis coagulation / floculation / décantation pour la fraction fine [23].  Désinfection: par le chlore, les rayons ultraviolets ou l’ozone afin d’éliminer les bactéries et autres pathogènes [23].  Neutralisation: lorsque la composition chimique de l’eau la rend agressive ou entartrante, Remarque : l’eau peut être adoucie au niveau des circuits d’eau chaude pour préserver les conduites et les appareils.

Prétraitement

Le prétraitement est une étape préalable au traitement des effluents. Il consiste en un traitement physique des effluents afin de protéger les organes électromécaniques et les ouvrages situés à l’aval. Ils se composent de deux étapes distinctes installées en série : un dégrillage et un dessablage qui fournissent chacun un sous-produit spécifique appelé refus de dégrillage et sables

Fosse à bâtard

Cette étape est réalisée pour réduire la pression imposée par la charge d’eau sur les dégrilleurs. Elle consiste à imperméabiliser une fosse devant le courant d’eau brute de manière a ce qu’on peut éliminer les dépôts pour séparer les matières lourdes, de grandes tailles, charriées dans l’eau (pierres, branches d’arbres, cadavres inertes…etc.) et qui peuvent gêner le processus des étapes ultérieurs.

Dégrillage

Le dégrillage, premier poste de traitement, indispensable aussi bien en eau de surface qu’en eau résiduaire, permet :  De protéger les ouvrages aval contre l’arrivée de gros objets susceptibles de provoquer des bouchages dans les différentes unités de l’installation [1].  De séparer et d’évacuer facilement les matières volumineuses charriées par l’eau brute, qui pourraient nuire à l’efficacité des traitements suivants, ou compliquer l’exécution [1]. L’efficacité d’un dégrillage ou tamisage est essentiellement dépendant de l’espace inter barreaux, on parlera :  D’un pré-dégrillage lorsque l’écartement est supérieur à 50 mm.  D’un dégrillage quand il est compris entre 10 et 40 mm.  D’un dégrillage fin avec un écartement compris entre 3 et 10 mm . Suivant le mode d’élimination des refus, on trouve différents types de grilles:
 Les grilles manuelles composées de barreaux le plus souvent inclinés à 60-80° sur l’horizontale, Elles sont réservées pour les petites stations ; le nettoyage quotidien est effectué manuellement à l’aide d’un râteau (figure II.1) [27].  les grilles mécaniques pour les grandes stations, on utilise souvent des grilles mécaniques afin d’éviter un colmatage rapide des canalisations. Il y a les grilles courbes et les grilles droites (figure II.2) ..  Les grilles courbes Elles sont conseillées pour les installations de moyenne importance avec des eaux pas trop chargées. Le nettoyage se fait à l’aide de deux peignes montés sur un bras tournant autour d’un axe horizontal .  Les grilles droites Elles sont fortement relevées avec des inclinaisons d’environ 80°. Elles sont fabriquées avec des dispositifs de nettoyage mécanique.

Dessablage 

Les effluents bruts véhiculent souvent des quantités de sables qu’il faudra impérativement éliminer [27]. Le dessablage a pour but d’extraire des eaux brutes les graviers, sables et particules minérales ou moins fines, de façon à éviter les dépôts dans les canaux et conduits, à protéger les pompes et autres appareils contre l’abrasion, à éviter de perturber les stades de traitements suivants. Les sables piégés au fond du dessableur sont repris par une pompe qui les refoule dans une fosse de stockage. Les égouttures des sables sont envoyés gravitairement sur le poste de refoulement [30]. La technique consiste à faire circuler l’eau brute à traiter dans des bassins dans lesquelles la vitesse de circulation est environ de 0,3 m/s pour éliminer les sables et les graviers. La vitesse de sédimentation des particules est fonction de leur nature, de leur diamètre et de la viscosité du liquide dans lequel elles se trouvent [27].

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Table des matières

Introduction
Chapitre I : Qualité et traitement des eaux de surface
I.1. Paramètres de la qualité des eaux
I.1.1 Paramètres organoleptiques
I.1.1.1 Couleur
I.1.1.2. Turbidité
I.1.1.3. Gout et odeur
I.2. Paramètres physiques et chimiques
I.2.1. Température
I.2.2. Masse volumique
I.2.3. Viscosité
I.2.4. Dureté
I.2.5. Propriétés électrique
I.2.6. Propriétés optiques
I.2.7. Paramètres biologiques
I.3. Paramètres microbiologiques
I.4 Eaux de surface
I.4.1 Origine des eaux de surface
I.4.2. Types d’eau de surface
I.4.3. Caractéristiques des eaux de surfaces
Chapitre II: Processus de potabilisation des eaux de surface
II.1. Prétraitement
II.1.1 Fosse à bâtard
II.1.2 Dégrillage
II.1.3 Dessablage
II.1.4. Dégraissage – Déshuilage
II.1.5. Tamisage
II.2. Clarification
II.2.1. Décantation primaire
II.2.2. Coagulation – Floculation
II.2.3. Décantation
II.2.3.1. Type de décantation
II.2.3.2. Type de décanteur
II.2.4.Traitement tertiaire
II.2.4.1. Filtration
II.2.4.1.1. Procédés de filtration
II.2.4.1.2. Type de filtre
II.2.4.2. Adsorption
II.2.4.3. Désinfection de l’eau
II.2.4.4. Affinage
II.3. Traitement des eaux naturelles en Algérie
II.3.1 Fonctionnement des stations de potabilisation Algérienne
Chapitre. III: Processus de coagulation floculation en traitement des eaux
III.1. Solutions colloïdales
III.1.1. Particules en suspension
III.1.2. Colloïdes:………………………………
III.1.2.1. Types de colloïdes
III.1.2.2. Potentiel Zêta
III.2. Coagulation-floculation
III.2.1. Coagulation
III.2.1.1. Déstabilisation des particules colloïdales
III.2.2. Facteurs influençant la coagulation
III.2.2.1. Influence du paramètre pH
III.2.2.2. Influence de la température
III.2.2.3. Influence du coagulant
III.2.2.4. Influence de la dose de coagulant
III.2.2.5. Influence de la turbidité
III.2.2.6. Influence de la couleur
III.2.2.7. Influence des conditions de mélange
III.2.3. Types de coagulants/floculants utilisés
III.2.4. Coagulants utilisés
III.2.4.1. Sels d’aluminium
III.2.4.1.1. Sulfate d’aluminium
III.2.4.1.2. Alumine de sodium
III.2.4.1.3. Chlorure d’aluminium
III.2.4.1.4. Addition de sulfate d’aluminium et l’aluminate de sodium
III.2.4.2 Sels de fer
III.2.4.2.1 Sulfate ferrique
III.2.4.2.2 Chlorure ferrique
III.2.4.2.3 Sulfate ferreux
III.2.5 Floculation
III.2.5.1. Type de floculation
III.2.5.2 Processus de floculation physique
III.2.5.2.1. Floculation péricinétique
III.2.5.2.2 Floculation orthocinétique
III.2.5.3 Floculation chimique
III.2.5.3.1 Floculants
III.2.6. Mise en œuvre de la coagulation- floculation
III.3. Avantages et les inconvénients de la coagulation-floculation
III.3.1. Avantages
III.3.2. Inconvénients
III.4. Elimination des particules floculantes par décantation
III.4.1. Mise en œuvre de traitement d’une eau par coagulation-floculation
Chapitre IV : Protocole expérimental et Matériels
IV.1 Objectif de travail
IV.2. Préparation et analyse de la vase (particules solide)
IV.3. Appareils de mesures et Analyses
IV.3.1. Potentiel d’Hydrogène (pH)
IV.3.2. Turbidité
IV.3.3. Appareillage d’expérimentation (Jar-test ou Floculation de laboratoire)
IV.3.4 Autres équipements
IV.4. Préparation des coagulants
IV.5. Protocole expérimentale
IV.5.1 Optimisation du Temps d’agitation lente (le temps nécessaire de formation des flocs)
IV.5.2. Optimisation de la vitesse d’agitation
IV.5.3. Optimisation du pH
IV.5.4 Optimisation de la quantité des coagulants
IV.5.5 Optimisation de la concentration du coagulent
IV.6. Etude le l’influence la concentration en particules solide
Chapitre V : Résultats et expérimentations
V.1. Influence du temps d’agitation lente sur la coagulation floculation
V.2. Influence de la vitesse d’agitation sur la coagulation floculation
V.3 Influence du PH sur la coagulation floculation
V.4. Influence de la quantité du coagulant sur la coagulation floculation
V.5. Influence de la concentration du coagulant sur la coagulation floculation
V.6. Influence des particules de vases des barrages sut la coagulation floculation
V.7 Variation de la dose de coagulant en fonction le la concentration en particules de vase
V.7.1 Courbe de tendances
V.8. Visualisation des expériences
Conclusion

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