Titre : |
Traitement d’eau superficielle par coagulation-microfiltration : Cas de l’eau de Oued Bousselam |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Mohamed Ayoub Maouni, Auteur ; Saad Aoun, Directeur de thèse |
Editeur : |
Setif:UFA |
Année de publication : |
2019 |
Importance : |
1 vol (95 f.) |
Format : |
29 cm |
Langues : |
Français (fre) |
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Chimie
|
Mots-clés : |
Matières en suspension,
Coagulation-floculation,
Turbidité,
Jar-test,
Bentonite,
Coagulant,
Colloïdes,
Eau potable,
Eau naturelle,
Microfiltration,
Membrane,
Oued-Bousselam |
Index. décimale : |
204- chimie |
Résumé : |
Résumé
La production d'eau potable en quantité et qualité requises doit répondre aux exigences des normes
internationales en vigueur. Malheureusement, il reste un défi surtout pour les pays sahariens et subsahariens tels
que l'Algérie.
En effet, le traitement appliqué par l'ADE est insuffisant ; se basant sur la coagulation-floculationdécantation-filtration et enfin une désinfection, négligeant ainsi des étapes très importantes à savoir l’adsorption
et la filtration sur charbon actif en poudre et en grains respectivement pour éviter l'interaction chlore-matière
organique lors de l’étape de désinfection, améliorer la qualité organoleptique de l’eau potable tels que odeur et
goût et enfin éviter les risque des maladies graves qu’elle peut engendrer .
Dans notre cas, on propose une alternative e, l’occurrence, la coagulation par la bentonite ; une argile locale
qui clarifie et élimine les matières organiques en une seule étape suivie par une technique membranaire, à savoir,
la microfiltration.
|
Note de contenu : |
SOMMAIRE
Introduction générale ........................................................................................1
Partie I : Revue bibliographique
Chapitre I : Généralité sur l’eau
I.1. Introduction...........................................................................................................3
I.2. Définition de l’eau potable.........................................................................................3
I.3. Cycle de l’eau...................................................................................................3
I.4. Importance de l’eau .............................................................................................4
I.5. Sources de l’eau ................................................................................................4
I.5.1. Eaux de surface .........................................................................................4
I.5.2. Barrages...............................................................................................4
I.5.3. Rivières..............................................................................................5
I.5.4. Eaux des mers et océans .......................................................................................5
I.5.5. Les eaux souterraines..........................................................................5
I.6. Les usages de l’eau ...................................................................................6
I.6.1. Domestique...................................................................................................6
I.6.2. Agriculture ....................................................................................................6
I.6.3. Industrie ...............................................................................................6
I.7. Polluants de l’eau .......................................................................................6
I.7.1. Les métaux lourds ..............................................................................................6
I.7.2. Phénols..........................................................................................................7
I.7.3. Pesticides........................................................................................................7
I.8. Paramètres de la qualité de l’eau ........................................................................................7
I.8.1. Température ..........................................................................................8
I.8.2. pH.......................................................................................................8
I.8.3. Turbidité......................................................................................................8
I.8.4. Conductivité électrique ............................................................................8
I.8.5. Potentiel redox ................................................................................................8
I.8.6. Matières en suspension (MES)..........................................................................................8
I.8.7. Dureté de l’eau (TH)......................................................................................................9
I.8.8. Oxygène dissous (OD)...........................................................................................9
I.8.9. Sulfates...................................................................................................9
I.8.10. Demande biochimique en oxygène (DBO)......................................................................9
I.8.11. Demande chimique en oxygène (DCO)...........................................................................9
I.9. Qualité physique de l’eau...................................................................................................10
I.10. Qualité chimique ................................................................................................10
I.11. Qualité bactériologique ........................................................................................10
I.12. Normes et recommandations pour quelques paramètres physico-chimiques de l’eau potable ..............11
I.13. Oued Bousselam....................................................................................................11
I.13.1. Situation géographique d’Oued Bousselam..................................................................11
I.13.2. Quelques caractéristiques de l’Oued Bousselam..........................................................12
I.13.3. Sources de pollution de l’Oued Bousselam...................................................................12
I.13. Conclusion....................................................................................................13
I.14. Références.....................................................................................................14
Chapitre II : Coagulation-Floculation
II.1. Introduction .................................................................................................17
II.2. Les particules en suspension.............................................................................................17
II.3. Les particules mise en jeu ; colloïdes...............................................................................17
II.3.1. Les types de colloïdes................................................................................................18
II.3.1.1. Les colloïdes hydrophiles............................................................................................18
II.3.1.2. Les colloïdes hydrophobes..........................................................................................18
II.3.2. La théorie de la double couche......................................................................................18
II.3.3. Le potentiel Zêta ..............................................................................................20
II.4. La coagulation-floculation ..................................................................................21
II.4.1. La coagulation ..............................................................................................21
II.4.1.1. Le principe de phénomènes.........................................................................................21
II.4.1.2. Les modes de déstabilisation des particules colloïdales ............................................21
II.4.1.3. Les coagulants utilisés............................................................................................24
II.4.1.4. Les facteurs influençant la coagulation......................................................................26
II.4.2. La floculation.................................................................................................29
II.4.2.1. Le principe de phénomènes.........................................................................................29
II.4.2.2. Les types de floculation..............................................................................................30
II.4.2.3. Les floculants utilisés...............................................................................................32
II.4.3. La mise en Å“uvre de la coagulation- floculation...........................................................33
II.4.4. Les avantages et les inconvénients de la coagulation- floculation................................33
II.4.4.1. Les avantages..............................................................................................................33
II.4.4.2. Les inconvénients........................................................................................................33
II.5. La décantation ...............................................................................................34
II.5.1. Définition de la décantation ..........................................................................................34
II.5.2. La classification des matières décantables....................................................................34
II.5.3. Les types de décantation ................................................................................................34
II .5.3.1. Décantation de particules discrètes...........................................................................35
II.5.3.2. Décantation de particules floculantes ........................................................................35
II.5.3.3. Décantation freinée.....................................................................................................35
II.5.3.4. Décantation en compression de boue .........................................................................35
II.6. La mise en œuvre de la clarification par coagulation-floculation et décantation............35
II.7. Conclusion ................................................................................................36
II.8. Référence ................................................................................................37
Chapitre III : Techniques Membranaires
III.1. Introduction ....................................................................................................39
III.2. Définition de la membrane .........................................................................................40
III.3. La nature chimique de la membrane ...............................................................................40
III.3.1. membranes organiques.................................................................................................40
III.3.2. membranes minérales ou inorganiques........................................................................41
III.3.3. Membranes composites ........................................................................................41
III.3.3.1. La peau .................................................................................................41
III.3.3.2. La couche support .....................................................................................................41
III.4. Structure des membranes ................................................................................................41
III.4.1. Membranes à structure symétrique ..............................................................................41
III.4.2. Membranes à structure asymétrique ............................................................................42
III.5. Les techniques membranaires à gradient de pression ....................................................42
III.5.1. La microfiltration (MF).............................................................................................43
III.5.2. L’ultrafiltration (UF)..................................................................................................43
III.5.3. La nanofiltration (NF)..................................................................................................43
III.5.4. Osmose inverse (OI)......................................................................................44
III.6. Principales caractéristiques des différents procédés de séparation membranaires.......45
III.6.1. La porosité des membranes..........................................................................................45
III.6.1.1. Membranes poreuses.................................................................................................45
III.6.1.2. Membranes denses.....................................................................................................45
III.6.2. La charge de surface ....................................................................................................45
III.6.3. Sélectivité d’une membrane..........................................................................................46
III.6.4. La Perméabilité ............................................................................................................46
III.6.5. Les Matériaux utilisés...................................................................................................46
III.7. Les modules...................................................................................................47
III.7.1. Modules à plans...................................................................................................47
III.7.2. Les modules tubulaires.................................................................................................47
III.7.3. Le module fibres creuses ..............................................................................................48
III.7.4. Le module spiral ..............................................................................................49
III.8. Choix du type de module .................................................................................50
III.9. Le colmatage ............................................................................................50
III.10. Les types de colmatage......................................................................................51
III.10.1. Le colmatage des membranes par la matière organique (MO) .................................51
III.10.2. Le colmatage des membranes par la matière inorganique ........................................51
III.10.3. Le colmatage biologique ............................................................................................52
III.11. Les modes de colmatages ..............................................................................................52
III.11.1. Le colmatage rapide ...................................................................................................52
III.11.2. Le colmatage cumulatif ..............................................................................................52
III.11.3. Le colmatage destructif ..............................................................................................52
III.12. Modes de filtration ........................................................................................................52
III.12.1. La filtration frontale ........................................................................................53
III.12.2. La filtration tangentielle.............................................................................................53
III.13. Comparaison entre filtration classique (ou frontale) et filtration tangentielle.............54
III.14. Les avantages des procédés membranaires par rapport au traitement conventionnel.55
III.15. Applications de la MF dans le domaine de l’eau potable .............................................55
III.16. Critères de choix de la technique de traitement............................................................55
III.17. Méthodes conventionnelles de potabilisation des eaux.................................................55
III.17.1. Le dégrillage........................................................................................56
III.17.2. Le tamisage............................................................................................56
III.17.3. La coagulation-floculation ...........................................................................56
III.17.4. La décantation ......................................................................................56
III.17.5. La filtration......................................................................................56
III.17.6. La désinfection..........................................................................................56
III.18. Conclusion.........................................................................................56
III.19. Références..........................................................................................57
Partie II : partie expérimentale
Chapitre IV : Mode opératoire, les appareillages et les réactifs
IV.1. Introduction .........................................................................................60
IV.2. Produits...................................................................................................60
IV.3. Instruments ................................................................................................62
IV.3.1. Thermomètre..........................................................................................62
IV.3.2. pH mètre ..............................................................................................62
IV.3.3. Conductimètre.......................................................................................63
IV.3.4. Turbidimètre ....................................................................................63
IV.3.5. Spectrophotométrie UV-Visible ..................................................................63
IV.3.6. Zêtamètre .........................................................................................64
IV.3.7. Jar-test .......................................................................................64
IV.3.8. Dispositif de microfiltration sous-vide .........................................................................66
IV.3.9. Autres équipements.......................................................................................................67
IV.4. Méthodes d’analyses........................................................................................................67
IV.4.1. Matières décantables....................................................................................................67
IV.4.2. Matières en suspension.................................................................................................67
IV.4.3.Potentiel ZETA.....................................................................................................68
IV.4.4. Dureté ou titre hydrotimétrique (TH)...........................................................................68
IV.4.5. Indice permanganate (IP).............................................................................................69
IV.4.6. Absorbance UV254 .........................................................................................................71
IV.4.7. Température..................................................................................................................71
IV.4.8. Potentiel d’hydrogène (pH) ..........................................................................................72
IV.4.9. La conductivité..............................................................................................................72
IV.5. Références.........................................................................................................73
Chapitre V : Résultats et discussions
V.1. Analyse de l’eau brute.............................................................................74
V.1.1. Matiers décontables.........................................................................................74
V.1.2. Interprétation des résultats...............................................................................75
V.2. Traitement conventionnel de l’eau de Oued Bousselam...................................................77
V.2.1. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par la bentonite coagulée..........78
V.2.2. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le carbonate de calcium CaCO3 .......80
V.2.3. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le chlorure ferrique FeCl3.........83
V.2.4. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le sulfate ferreux FeSO4......86
V.2.5. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le chlorure d'aluminium AlCl3............89
V.3. Microfiltration...............................................................................................92
V.3.1. Microfiltration directe des eaux brutes................................................................92
V.3.2. Nature du colmatage .............................................................................................92
V.3.3. Lutte contre le colmatage : microfiltration de l’eau traitée par la bentonite................93
Conclusion générale...................................................................................................94 |
Côte titre : |
MACH/0129 |
Traitement d’eau superficielle par coagulation-microfiltration : Cas de l’eau de Oued Bousselam [texte imprimé] / Mohamed Ayoub Maouni, Auteur ; Saad Aoun, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2019 . - 1 vol (95 f.) ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Chimie
|
Mots-clés : |
Matières en suspension,
Coagulation-floculation,
Turbidité,
Jar-test,
Bentonite,
Coagulant,
Colloïdes,
Eau potable,
Eau naturelle,
Microfiltration,
Membrane,
Oued-Bousselam |
Index. décimale : |
204- chimie |
Résumé : |
Résumé
La production d'eau potable en quantité et qualité requises doit répondre aux exigences des normes
internationales en vigueur. Malheureusement, il reste un défi surtout pour les pays sahariens et subsahariens tels
que l'Algérie.
En effet, le traitement appliqué par l'ADE est insuffisant ; se basant sur la coagulation-floculationdécantation-filtration et enfin une désinfection, négligeant ainsi des étapes très importantes à savoir l’adsorption
et la filtration sur charbon actif en poudre et en grains respectivement pour éviter l'interaction chlore-matière
organique lors de l’étape de désinfection, améliorer la qualité organoleptique de l’eau potable tels que odeur et
goût et enfin éviter les risque des maladies graves qu’elle peut engendrer .
Dans notre cas, on propose une alternative e, l’occurrence, la coagulation par la bentonite ; une argile locale
qui clarifie et élimine les matières organiques en une seule étape suivie par une technique membranaire, à savoir,
la microfiltration.
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Note de contenu : |
SOMMAIRE
Introduction générale ........................................................................................1
Partie I : Revue bibliographique
Chapitre I : Généralité sur l’eau
I.1. Introduction...........................................................................................................3
I.2. Définition de l’eau potable.........................................................................................3
I.3. Cycle de l’eau...................................................................................................3
I.4. Importance de l’eau .............................................................................................4
I.5. Sources de l’eau ................................................................................................4
I.5.1. Eaux de surface .........................................................................................4
I.5.2. Barrages...............................................................................................4
I.5.3. Rivières..............................................................................................5
I.5.4. Eaux des mers et océans .......................................................................................5
I.5.5. Les eaux souterraines..........................................................................5
I.6. Les usages de l’eau ...................................................................................6
I.6.1. Domestique...................................................................................................6
I.6.2. Agriculture ....................................................................................................6
I.6.3. Industrie ...............................................................................................6
I.7. Polluants de l’eau .......................................................................................6
I.7.1. Les métaux lourds ..............................................................................................6
I.7.2. Phénols..........................................................................................................7
I.7.3. Pesticides........................................................................................................7
I.8. Paramètres de la qualité de l’eau ........................................................................................7
I.8.1. Température ..........................................................................................8
I.8.2. pH.......................................................................................................8
I.8.3. Turbidité......................................................................................................8
I.8.4. Conductivité électrique ............................................................................8
I.8.5. Potentiel redox ................................................................................................8
I.8.6. Matières en suspension (MES)..........................................................................................8
I.8.7. Dureté de l’eau (TH)......................................................................................................9
I.8.8. Oxygène dissous (OD)...........................................................................................9
I.8.9. Sulfates...................................................................................................9
I.8.10. Demande biochimique en oxygène (DBO)......................................................................9
I.8.11. Demande chimique en oxygène (DCO)...........................................................................9
I.9. Qualité physique de l’eau...................................................................................................10
I.10. Qualité chimique ................................................................................................10
I.11. Qualité bactériologique ........................................................................................10
I.12. Normes et recommandations pour quelques paramètres physico-chimiques de l’eau potable ..............11
I.13. Oued Bousselam....................................................................................................11
I.13.1. Situation géographique d’Oued Bousselam..................................................................11
I.13.2. Quelques caractéristiques de l’Oued Bousselam..........................................................12
I.13.3. Sources de pollution de l’Oued Bousselam...................................................................12
I.13. Conclusion....................................................................................................13
I.14. Références.....................................................................................................14
Chapitre II : Coagulation-Floculation
II.1. Introduction .................................................................................................17
II.2. Les particules en suspension.............................................................................................17
II.3. Les particules mise en jeu ; colloïdes...............................................................................17
II.3.1. Les types de colloïdes................................................................................................18
II.3.1.1. Les colloïdes hydrophiles............................................................................................18
II.3.1.2. Les colloïdes hydrophobes..........................................................................................18
II.3.2. La théorie de la double couche......................................................................................18
II.3.3. Le potentiel Zêta ..............................................................................................20
II.4. La coagulation-floculation ..................................................................................21
II.4.1. La coagulation ..............................................................................................21
II.4.1.1. Le principe de phénomènes.........................................................................................21
II.4.1.2. Les modes de déstabilisation des particules colloïdales ............................................21
II.4.1.3. Les coagulants utilisés............................................................................................24
II.4.1.4. Les facteurs influençant la coagulation......................................................................26
II.4.2. La floculation.................................................................................................29
II.4.2.1. Le principe de phénomènes.........................................................................................29
II.4.2.2. Les types de floculation..............................................................................................30
II.4.2.3. Les floculants utilisés...............................................................................................32
II.4.3. La mise en Å“uvre de la coagulation- floculation...........................................................33
II.4.4. Les avantages et les inconvénients de la coagulation- floculation................................33
II.4.4.1. Les avantages..............................................................................................................33
II.4.4.2. Les inconvénients........................................................................................................33
II.5. La décantation ...............................................................................................34
II.5.1. Définition de la décantation ..........................................................................................34
II.5.2. La classification des matières décantables....................................................................34
II.5.3. Les types de décantation ................................................................................................34
II .5.3.1. Décantation de particules discrètes...........................................................................35
II.5.3.2. Décantation de particules floculantes ........................................................................35
II.5.3.3. Décantation freinée.....................................................................................................35
II.5.3.4. Décantation en compression de boue .........................................................................35
II.6. La mise en œuvre de la clarification par coagulation-floculation et décantation............35
II.7. Conclusion ................................................................................................36
II.8. Référence ................................................................................................37
Chapitre III : Techniques Membranaires
III.1. Introduction ....................................................................................................39
III.2. Définition de la membrane .........................................................................................40
III.3. La nature chimique de la membrane ...............................................................................40
III.3.1. membranes organiques.................................................................................................40
III.3.2. membranes minérales ou inorganiques........................................................................41
III.3.3. Membranes composites ........................................................................................41
III.3.3.1. La peau .................................................................................................41
III.3.3.2. La couche support .....................................................................................................41
III.4. Structure des membranes ................................................................................................41
III.4.1. Membranes à structure symétrique ..............................................................................41
III.4.2. Membranes à structure asymétrique ............................................................................42
III.5. Les techniques membranaires à gradient de pression ....................................................42
III.5.1. La microfiltration (MF).............................................................................................43
III.5.2. L’ultrafiltration (UF)..................................................................................................43
III.5.3. La nanofiltration (NF)..................................................................................................43
III.5.4. Osmose inverse (OI)......................................................................................44
III.6. Principales caractéristiques des différents procédés de séparation membranaires.......45
III.6.1. La porosité des membranes..........................................................................................45
III.6.1.1. Membranes poreuses.................................................................................................45
III.6.1.2. Membranes denses.....................................................................................................45
III.6.2. La charge de surface ....................................................................................................45
III.6.3. Sélectivité d’une membrane..........................................................................................46
III.6.4. La Perméabilité ............................................................................................................46
III.6.5. Les Matériaux utilisés...................................................................................................46
III.7. Les modules...................................................................................................47
III.7.1. Modules à plans...................................................................................................47
III.7.2. Les modules tubulaires.................................................................................................47
III.7.3. Le module fibres creuses ..............................................................................................48
III.7.4. Le module spiral ..............................................................................................49
III.8. Choix du type de module .................................................................................50
III.9. Le colmatage ............................................................................................50
III.10. Les types de colmatage......................................................................................51
III.10.1. Le colmatage des membranes par la matière organique (MO) .................................51
III.10.2. Le colmatage des membranes par la matière inorganique ........................................51
III.10.3. Le colmatage biologique ............................................................................................52
III.11. Les modes de colmatages ..............................................................................................52
III.11.1. Le colmatage rapide ...................................................................................................52
III.11.2. Le colmatage cumulatif ..............................................................................................52
III.11.3. Le colmatage destructif ..............................................................................................52
III.12. Modes de filtration ........................................................................................................52
III.12.1. La filtration frontale ........................................................................................53
III.12.2. La filtration tangentielle.............................................................................................53
III.13. Comparaison entre filtration classique (ou frontale) et filtration tangentielle.............54
III.14. Les avantages des procédés membranaires par rapport au traitement conventionnel.55
III.15. Applications de la MF dans le domaine de l’eau potable .............................................55
III.16. Critères de choix de la technique de traitement............................................................55
III.17. Méthodes conventionnelles de potabilisation des eaux.................................................55
III.17.1. Le dégrillage........................................................................................56
III.17.2. Le tamisage............................................................................................56
III.17.3. La coagulation-floculation ...........................................................................56
III.17.4. La décantation ......................................................................................56
III.17.5. La filtration......................................................................................56
III.17.6. La désinfection..........................................................................................56
III.18. Conclusion.........................................................................................56
III.19. Références..........................................................................................57
Partie II : partie expérimentale
Chapitre IV : Mode opératoire, les appareillages et les réactifs
IV.1. Introduction .........................................................................................60
IV.2. Produits...................................................................................................60
IV.3. Instruments ................................................................................................62
IV.3.1. Thermomètre..........................................................................................62
IV.3.2. pH mètre ..............................................................................................62
IV.3.3. Conductimètre.......................................................................................63
IV.3.4. Turbidimètre ....................................................................................63
IV.3.5. Spectrophotométrie UV-Visible ..................................................................63
IV.3.6. Zêtamètre .........................................................................................64
IV.3.7. Jar-test .......................................................................................64
IV.3.8. Dispositif de microfiltration sous-vide .........................................................................66
IV.3.9. Autres équipements.......................................................................................................67
IV.4. Méthodes d’analyses........................................................................................................67
IV.4.1. Matières décantables....................................................................................................67
IV.4.2. Matières en suspension.................................................................................................67
IV.4.3.Potentiel ZETA.....................................................................................................68
IV.4.4. Dureté ou titre hydrotimétrique (TH)...........................................................................68
IV.4.5. Indice permanganate (IP).............................................................................................69
IV.4.6. Absorbance UV254 .........................................................................................................71
IV.4.7. Température..................................................................................................................71
IV.4.8. Potentiel d’hydrogène (pH) ..........................................................................................72
IV.4.9. La conductivité..............................................................................................................72
IV.5. Références.........................................................................................................73
Chapitre V : Résultats et discussions
V.1. Analyse de l’eau brute.............................................................................74
V.1.1. Matiers décontables.........................................................................................74
V.1.2. Interprétation des résultats...............................................................................75
V.2. Traitement conventionnel de l’eau de Oued Bousselam...................................................77
V.2.1. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par la bentonite coagulée..........78
V.2.2. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le carbonate de calcium CaCO3 .......80
V.2.3. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le chlorure ferrique FeCl3.........83
V.2.4. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le sulfate ferreux FeSO4......86
V.2.5. Coagulation-floculation de l’eau brute de Oued Bousselam par le chlorure d'aluminium AlCl3............89
V.3. Microfiltration...............................................................................................92
V.3.1. Microfiltration directe des eaux brutes................................................................92
V.3.2. Nature du colmatage .............................................................................................92
V.3.3. Lutte contre le colmatage : microfiltration de l’eau traitée par la bentonite................93
Conclusion générale...................................................................................................94 |
Côte titre : |
MACH/0129 |
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