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OmniChimie et Services Industriels de Côte d’Ivoire SARL Cours de Traitement de

OmniChimie et Services Industriels de Côte d’Ivoire SARL Cours de Traitement des eaux Enseignant: KOUADIO Adolphe, Ingénieur en Chimie industrielle. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 2 COURS DE TRAITEMENT DES EAUX CONTENU : Séquence 1 : Introduction au traitement des eaux. Séquence 2 : Procédés généraux de traitement. Séquence 3 : Procédés particuliers de traitement. Proposition de : M. KOUADIO Adolphe, ingénieur en Chimie industrielle. Volume horaire : 80 heures. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 3 Séquence I : INTRODUCTION AU TRAITEMENT DES EAUX • Contenu de la séquence I. Cycle de l’eau. II. Normes relatives aux eaux de consommation humaine. III. Caractéristiques des eaux naturelles. IV. Critères de choix des eaux. V. Impuretés rencontrées dans les eaux. VI. Traitements de l’eau potable. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 28 Séquence II : PROCEDES GENERAUX DE TRAITEMENT • Objectif A l’issue de cette séquence, l’auditeur devra être capable de choisir parmi les traitements généraux, ceux qui seront nécessaires et les mieux adaptés à une eau présentant des caractéristiques données. • Contenu de la séquence Chapitre I : Prétraitement. Chapitre II : Coagulation et floculation. Chapitre III : Décantation. Chapitre IV : Filtration. Chapitre V : Désinfection. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 29 II.1. PRETRAITEMENT L’eau brute qui arrive à la station ne doit pas contenir de matériaux ou d’impuretés dont la nature, la concentration, la taille, etc., risqueraient d’empêcher le fonctionnement normal des unités de traitement. Le prétraitement des eaux, qui peut se définir comme l’ensemble des opérations que subit l’eau en amont de la station, constitue une étape essentielle dans le processus du traitement. En effet, le prétraitement conditionne les bons résultats qui seront obtenus lors du traitement proprement dit. Son objectif est de débarrasser l’eau des impuretés, en général grossières, qu’elle peut contenir et qui sont susceptibles de causer des préjudices aux diverses unités de la station. Les procédés mis en œuvre sont purement physiques ou mécaniques et s’associent à un procédé chimique qui préserve la canalisation qui véhicule l’eau brute de l’action de certaines bactéries et facilite les étapes de traitement futures. Ces procédés mis en œuvre dans un contexte de traitement d’eau potable sont relatifs aux opérations suivantes: − Dégrillage − Tamisage − Prétraitement au chlore. Il vient s’ajouter à ces diverses opérations, un certain nombre d’aménagements relatifs : − au captage de l’eau − éventuellement à la constitution de réserves. II.1.1. AMENAGEMENT DE LA PRISE D’EAU BRUTE Bien qu’il ne s’agisse pas là d’une opération de prétraitement proprement dit, il est nécessaire d'aménager la prise d’eau de telle sorte que l’eau, là où elle est captée, soit la moins chargée possible. Ceci permettra de réduire au maximum l’importance des traitements à venir. Le point de prélèvement sera choisi de telle façon que, tout au long de l’année, la teneur de l’eau soit la plus faible possible en − matières en suspension − colloïdes, − plancton, etc... Dans les lacs de grande profondeur, on aura intérêt à prélever l’eau à 30 - 35 cm de la surface, mais à 6 - 7 m au moins du fond, pour éviter de capter les particules qui se trouvent en mouvement sous l’action des courants de fond. D’autre part, à cette profondeur la pénétration de la lumière est atténuée et le développement du plancton s’en trouve fortement réduit. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 30 Fig. 6. Prise d’eau dans le courant. Fig. 7. Prise d’eau sur berge. Fig. 8. Prise d’eau dans le courant par puisard. Fig. 9. Prise d’eau dans le lit par grille de filtration. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 31 Fig. 10. Prise d’eau par mât oscillant HYDROMOBIL. II.1.2. OPERATION DE DEGROSSISSAGE Divers procédés, complémentaires les uns des autres, sont utilisés pour éliminer les particules les plus grossières. En général, l’élimination commence par celle des plus gros éléments et s’achèvent par celle des plus petits. II.1.2.1. DEGRILLAGE Le dégrillage permet de protéger la station de l’arrivée intempestive de gros débris (troncs d’arbre, branches, cadavres d’animaux, etc.) susceptibles de provoquer des endommagements des dispositifs de pompes, par exemple ou de charger l’eau de matières organiques. Le dégrillage fait appel à des grilles métalliques dont l’écartement des barreaux est décroissant. On distingue : • le prédégrillage, écartement de 50 à 100 mm ; • le dégrillage moyen, écartement de 10 à 25 mm ; • le dégrillage fin, écartement de 3 à 10 mm. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 32 Les grilles peuvent être à nettoyage manuel ou automatique, et sont disposées dans des chenaux où transite l’eau brute. Fig. 11. Grille courbe. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 33 Fig. 12. Coupe de la grille droite. Remarque : la vitesse de passage à travers la grille doit être suffisante pour que les matériaux retenus soient appliqués sur la grille sans toutefois provoquer des pertes de charge prohibitive. On adopte en général des vitesses de passage entre les barreaux de 0,6 à 1,2 m/sec qui peuvent être portées dans certains cas jusqu’à 1,4. II.1.2.2. TAMISAGE Le dégrillage ne permet pas d’éliminer certains éléments véhiculés par les eaux. Il en est ainsi par exemple des feuilles ou des insectes ; aussi a-t-on recours au tamisage qui comprend plusieurs étapes : − le macrotamisage : les mailles vont de 0,2 à quelques millimètres. − le microtamisage : le maillage est inférieur à 100 microns. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 34 Les dispositifs de tamisage peuvent être : − des tambours rotatifs, lorsque le niveau de l’eau est relativement constant ; − des bandes de tamisage, lorsqu’il n’en est pas ainsi. En eaux de consommation, le tamisage est intéressant pour traiter les eaux brutes à faible turbidité. Le microtamisage peut ainsi arrêter le plancton et certaines matières organiques ou minérales dont la taille est supérieure à celle des mailles du tamis. Il convient de préciser cependant que le microtamisage ne bloque : • ni les argiles • ni les éléments colloïdaux. Il est d’autre part sans effet sur la couleur. Fig. 13. Schéma d’un microtamis rotatif à alimentation intérieure et nettoyage par pulvérisation. II.1.2.3. DESSABLAGE Le dessablage peut être placé : − soit avant, − soit après le tamisage. Il a pour but d’extraire le sable des eaux brutes, afin qu’il n’aille pas − se déposer dans les conduites d’amenée d’eau à la station, − surcharger les traitements ultérieurs, − endommager les pompes par abrasion. Le dessablage concerne des particules de diamètres supérieurs à 200 microns. Ces appareils assurent la séparation des particules par centrifugation. II.1.2.4. DEBOURBAGE Le débourbage est une prédécantation située en amont de la station et dont le but est d’éliminer les sables fins et limons. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 35 Le débourbage s’impose si la capacité de traitement du décanteur s’avère insuffisante, par rapport à la charge véhiculée par l’eau lors de son entrée en station. Les débourbeurs sont dimensionnés de la même façon que les décanteurs statiques et peuvent faire appel à des floculants. II.1.2.5. DESHUILAGE Le déshuilage est une opération de type « liquide/liquide ». Les huiles, étant en général plus légères que l’eau, remontent en surface d’où elles sont éliminées par simple déversement. En général, on dispose une cloison dans le canal d’amenée d’eau ; cette cloison fait barrage à l’huile qui se trouve à la surface libre, et un repris par l’intermédiaire de goulottes et de déversoirs orientables permettent l’élimination de l’huile… Il existe également pour des grands plans d’eau, des récupérateurs mobiles flottants. Fig. 14. Hydrocyclone. II.1.3. PRETRAITEMENT CHIMIQUE Lorsqu’une eau est chargée en matières organiques et en plancton, et qu’elle doit être amenée à la station par une conduite de grande longueur, il est indispensable d’effectuer une oxydation au départ de la FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : Adolphe Kouadio, kouadioadolphe@yahoo.fr 36 conduite. En effet, il convient d’éviter le développement de plancton sur la paroi, ce qui aboutirait à plus ou moins longue échéance, à l’obstruction partielle de la conduite. Pour réaliser cette oxydation, on utilise, en général, le chlore ou ses dérivés. Un autre intérêt de cette chloration réside dans le fait que les bactéries ferrugineuses et sulfato- réductrices, susceptibles d’attaquer le fer du matériau de la canalisation d’eau brute, seront annihilées par cette oxydation. La Fig. 15 compare les actions oxydantes des produits chlore, ozone et bioxyde de chlore. FILIERE PROFESSIONNELLE DE TECHNOLOGIE DES ALIMENTS. /Cours de traitement des eaux. Enseignant : uploads/Sante/ ocsi-cours-ptes2.pdf