COURS Procds de Traitement des eaux GRU 224

COURS Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Dr. Eby Ould Mohamedou Responsable de: Laboratoire de Chimie de l’Eau et Génie de l'Environnement (L. C. E. G. E) de l’ISET de Rosso. GSM : E-mail : 00222 22 40 70 04 ebymohamedou 2000@yahoo. fr

Objectifs L’objectif de ce module est de fournir aux étudiants les bases nécessaires à la compréhension des procédés des traitements des eaux, brutes et usées en mettent l’accent sur les techniques de traitement des eaux potables. Au terme du module, l’étudiant saura: Caractériser les eaux traitées, brutes, usées et les boues. Connaître l’impact de différentes formes de pollution et proposer des moyens pour en diminuer les effets;

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Connaître les différents procédés des traitements des eaux : Coagulation- Floculation Décantation- Flottation Filtration Procédés physicochimiques Désinfection Techniques membranaires Adsorption sur charbon actif Exercices

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Connaître les différents procédés des traitements des eaux : Notion de biomasse Procédés biologiques Cultures aérobies Cultures anaérobies Exercices

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Connaître les différents procédés des traitements des eaux : Elimination de l’azote Pesticides. Eau potable Fer- Manganèse. Equilibre calcocarbonique Exercices.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Connaître les différents procédés des traitements des eaux : Arrivée des eaux usées Relevage Dégrillage Eau usées Déssablage Déshuilage Procédé par boues activées Biofiltration Les sous produits Exercices

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Concevoir des systèmes de traitement des eaux, apporter et optimiser des solutions énergétiques durables Intervenir dans le choix, l’installation (unité de traitement) et la maintenance des équipements

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Evaluation de la Performance Points Pourcentage de la note 20 4% Examen mi-session (Mai) 100 20 % Examen-Final (Juillet) 150 30 % Quiz (6 - 10) 100 20 % Travaux personnels (présentations, exposés) Présence 50 10 % 30 6% Travaux pratiques (Visites des unités de traitement des eaux) 50 10% 500 100 % Participation 1 Total

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Unité de traitement des eaux

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Pollution La pollution de l'eau est définie par L'OMS comme étant: ''toute modification des propriétés physiques, chimiques ou biologiques, ou tout rejet de substances liquides, gazeuses ou solides dans l'eau de façon à créer une nuisance ou à rendre cette eau dangereuse ou préjudiciable du point de vue, soit de la santé, de la sécurité.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 La contamination par les différentes sortes de pollution varie selon la nature des eaux et leur emplacement. Pour l’eau superficielle, elle peut être: - Directe et volontaire par une utilisation normale des produits phytosanitaires et autres produits à des fins dans la vie courante (lutte anti-acridienne, utilisation des pesticides ou engrais dans l’agriculture, eaux usées des usines, …etc. ). - Indirecte par ruissellement ou transfert des produits suite à leur épandage dans le milieu ou drainage des eaux usées.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 La contamination des eaux est provoquée par trois types de pollutions liées aux modes de propagation : - Les pollutions accidentelles. - Pollutions diffuses. - Pollutions anthropiques. 1. Les pollutions accidentelles Le plus souvent les pollutions ponctuelles sont liées aux grandes activités industrielles ou agricoles. Elles peuvent aussi résulter d’un accident de transport ou d’une catastrophe naturelle sur des usines ou stockages des produits qui vont engendrer cette pollution.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 2. Les pollutions diffuses Elles résultent de la propagation de l’agent responsable de la pollution par différents vecteurs de transport, qu’il soit utilisé de façon habituelle pour des usages courants ou non. Le lessivage des pesticides du sol et le transport des matières actives par le vent dans les zones parfois même inaccessibles par exemple (présence de la pollution de certains pesticides au pôle nord).

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 3. La pollution anthropique Elle est souvent attribuée à la présence de la flore dans les eaux surtout si ces eaux sont stagnantes ou si leur renouvellement reste très occasionnel et limité dans le temps. Donc cette pollution résulte de l’eutrophisation qui est la modification du rapport N/P dans l’eau. Ce déséquilibre entraîne entre autres la prolifération des plantes et algues causant ainsi la diminution du taux de l’oxygène nécessaire à la vie de la faune et flore aquatiques.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Les sources de pollutions La pollution peut être définie comme une conséquence d’une cause bien précise: la pollution domestique, la pollution agricole et la pollution industrielle.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Pollution domestique Elle a comme origine les eaux usées et les déchets solides rejetés par les habitations, les établissements professionnels…etc. Au niveau du milieu récepteur, elle se traduit par: Un taux élevé de matières organiques dissoutes ou particulaires facilement biodégradables pour la plupart d'entre elles. La présence d'ammoniaque connue par sa toxicité vis-à-vis de la faune aquatique. Une forte charge en éléments nutritifs (carbone, azote et phosphore) dont l'accumulation dans les retenues d'eau entraîne un développement important d'algues (phénomène d'eutrophisation) suite à une consommation excessive de l'oxygène dissous au détriment de la vie aquatique avec dégagement des odeurs désagréables.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 La contamination des eaux par la matière fécale, favorise la propagation des maladies infectieuses à transmission hydrique telles que la fièvre typhoïde et paratyphoïde, Choléra, Hépatite infectieuse

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Pollution agricole Elle est due à l'entraînement des produits utilisés en agriculture, tels que les fertilisants et les pesticides, par les eaux de pluie et le ruissellement. En ce qui concerne les fertilisants, une charge élevée en nitrates et en phosphates dans les eaux superficielles accentue le phénomène d'eutrophisation qui entraîne par la suite une asphyxie des organismes marins. De plus, les nitrates peuvent atteindre les nappes souterraines après de nombreuses années, par infiltration. Elles peuvent se transformer en nitrites ce qui provoque chez les nourrissons ou les fœtus une maladie du sang, dite ''la maladie bleue''.

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Pollution industrielle La pollution d'origine industrielle provient des industries agro-alimentaires, des industries chimiques (pesticides, détergents, des centrales thermiques, des industries pétrolières, etc. ).

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Connaître les différents procédés des traitements des eaux : Coagulation- Floculation Décantation- Flottation Filtration Procédés physicochimiques Désinfection Techniques membranaires Adsorption sur charbon actif Exercices

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Les différents procédés des traitements des eaux

Décantation –Flottation Ces procédés sont des méthodes de séparation des matières en suspension et des colloïdes rassembles en floc, après l’étape de coagulation –floculation. Si la densité de ces flocs est supérieure à celle de l’eau, il y a décantation. L’eau clarifiée située près de la surface est dirigée vers les filtres à sable. Dans le cas de particules de densité inférieure à celle de l’eau, le procédé de flottation est à appliquer.

Décantation Théorie du phénomène Toute particule présente dans l’eau est soumise à deux forces. La force de pesanteur qui est l’élement moteur permet la chute de cette particule. Les forces de frottement dues à la trainée du fluide s’opposent à ce mouvement. La force résultante en est la différence. STOKES a établi à partir de ces données, la loi qui permet de calculer la vitesse de chute Vp d’une particule.

Décantation –Flottation Ces procédés sont des méthodes de séparation des matières en suspension et des colloïdes rassembles en floc, après l’étape de coagulation –floculation. Si la densité de ces flocs est supérieure à celle de l’eau, il y a décantation. L’eau clarifiée située près de la surface est dirigée vers les filtres à sable. Dans le cas de particules de densité inférieure à celle de l’eau, le procédé de flottation est à appliquer.

Filtration

Les principales technologies de dessalement des eaux Les technologies actuelles de dessalement des eaux sont classées en deux catégories, selon le principe appliqué: Les procédés thermiques faisant intervenir un changement de phases : la congélation et la distillation, plus réservés aux eaux de mer. Les procédés utilisant des membranes: l'osmose inverse, la nanofiltration et l'électrodialyse, plus dédiés aux eaux saumâtres. Toutes les installations de dessalement comportent quatre étapes 26

Procédés de Traitement des eaux GRU – 224 Unité de traitement des eaux

Les principales technologies de dessalement des eaux Les procédés de filtration par membranes

Mer P=4 bars EA Filtre a sable bicouche P=3. 8 bars EFS Filtre a cartouche PHP EFC Puits 60 bars M 1 M 2 ER D = 12 m 3/jour Ep

EA EFC EFS EP 30

Principe de l'osmose et de l'osmose inverse 31

Membrane d’osmose inverse de type SWHR-30 0, 2µm 40 µm 120µm Membrane Polyamide Couche Polysulfone Support Polyester 32