Analyses des eaux potables :

Analyse des eaux potables:I- Introduction:L'eau et son environnementLors des prcipitations, l'eau ruisselle ou s'infiltre et se charge en composants des sols et des roches mres. Ceci lui donne une "identit de base". Ainsi, elle peut acqurir des sels minraux en grande quantit (calcium, magnsium, sulfates...) ou d'autres composs (fer, manganse...).

D'autres lments lis l'activit de l'homme peuvent tre entrans (nitrates, matires organiques, pesticides, micro-organismes...). La nature et l'occupation des sols jouent donc un rle prpondrant.

L'eau contient des substances ou des micro-organismes qui par leur nature et leur concentration peuvent tre indispensables, acceptables, indsirables, voire toxiques ou dangereux. L'eau prleve dans le milieu naturel n'est gnralement pas utilisable directement pour la consommation humaine. Elle doit subir des traitements pour pouvoir tre consomme sans danger par l'ensemble de la population.

La qualit de l'eau distribueA partir des diffrentes informations, notamment mdicales ou toxicologiques, une relation entre les valeurs d'un paramtre et les effets sur la sant peut tre labore. Des limites de qualit sont dfinies en appliquant des coefficients de scurit et de prvention afin qu'aucun effet nfaste ne puisse tre observ sur la sant du consommateur. Lorsque ces limites de qualit sont dpasses, des mesures particulires de protection de la sant sont prises en fonction de la nature et du degr d'altration :

renforcement de la surveillance de la qualit de l'eau,

enqute,

valuation des risques,

dtermination des populations sensibles,

restrictions ou interdiction de la consommation de l'eau.

Les paramtres faisant l'objet de limites de qualitCes paramtres sont classs en sept grandes catgories.

Les paramtres organoleptiquesIl s'agit de la saveur, de la couleur, de l'odeur et de la transparence de l'eau. Ils n'ont pas de signification sanitaire mais par leur dgradation peuvent indiquer une pollution ou un mauvais fonctionnement des installations de traitement ou de distribution. Ils permettent au consommateur de porter un jugement succinct sur la qualit de l'eau. Les paramtres en relation avec la structure de l'eauCe sont eux qui font l'identit de base de l'eau. Ils sont essentiellement reprsents par les sels minraux (calcium, sodium, potassium, magnsium, sulfates...).

ConductivitLa conductivit lectrique permet d'avoir une ide de la salinit de l'eau. Une conductivit leve traduit soit des pH anormaux, soit une salinit leve. Eau d'alimentation : Valeur minimales requise: 110 S /cm 20C Valeur maximale admissible: 2700 S /cm 20C Valeur maximale recommande: 1300 S /cm 20C. Titre hydrotimtrique:

Le titre alcalimtrique permet d'apprcier la concentration de tous les carbonates et bicarbonates dans l'eau. La formation d'une couche carbonate assurant la protection des canalisations contre certains risques de corrosion ncessite une alcalinit minimale. Le titre alcalimtrique complet, donnant l'alcalinit totale de l'eau (pas seulement l'alcalinit due au bicarbonate et au carbonate), doit tre infrieur 50 degrs F.

Chlorure: Les eaux chlorures alcalines sont laxatives et peuvent poser des problmes aux personnes atteintes de maladies cardio-vasculaires ou rnales. Le seuil gustatif est de l'ordre de 300 750 mg/l. La prsence de chlorures dans les eaux est due, le plus souvent, la nature des terrains traverss. Elle peut tre aussi un signe de pollution (rejet industriel ou rejet d'eaux uses).

Sulfatesconcentration maximale : 200 mg/l Des concentrations suprieures 200 mg/l ne sont pas dangereuses mais comportent un risque de troubles diarrhiques, notamment chez les enfants. La prsence de sulfates est lie la nature des terrains traverss. Elle peut galement tmoigner de rejets industriels.

Les paramtres indsirablesSont dites indsirables certaines substances qui peuvent crer soit un dsagrment pour le consommateur : got (matires organiques, phnols, fer...), odeur (matires organiques, phnols...), couleur (fer, manganse...), soit causer des effets gnants pour la sant (nitrates, fluor).

Matires organiquesLa contamination des eaux par des matires organiques est mesure par l'oxydabilit au permanganate de potassium. d'oxygne, concentration maximale : 5 8 mg/l d'oxygne.

Ammonium (NH4)valeur maximale recommande et admissible : 0,05 mg/l Si la concentration est suprieure 0,05 mg/l il faut suspecter une pollution rcente d'origine industrielle ou humaine.

Nitrites (NO2) concentration maximale : 0,1 mg/l.La prsence de nitrites dans les eaux est un signe de pollution. Elle justifie une analyse chimique et bactriologique dtaille.

Nitratesconcentration maximale : 50 mg/l

On estime que la consommation d'une eau ayant une teneur en nitrates comprise entre 50 et 100 mg/l peut tre tolre, sauf pour les femmes enceintes et les nourrissons. Au-del de 100 mg/l, l'eau ne doit pas tre consomme. Les populations concernes doivent tre informes dans les meilleurs dlais et par tous les moyens adapts. Les effets nfastes des nitrates sur la sant : l'ingestion de nitrates fortes doses est susceptible, sous certaines conditions, de perturber l'oxygnation du sang chez les nourrissons ("maladie bleue", ou mthmoglobinmie). Par ailleurs, ils sont suspects de participer l'apparition de cancers digestifs. Les effets nfastes des nitrates sur l'cosystme : associs au phosphore, les nitrates modifient le comportement de certaines espces vgtales. Dans les eaux douces, ils participent aux phnomnes de prolifration d'algues microscopiques (eutrophisation), prjudiciables aux traitements de potabilisation et la scurit des baignades (diminution de la transparence de l'eau). Dans les eaux de mer, cette eutrophisation se manifeste par des accumulations importantes d'algues vertes sur les plages. Fer Concentration maximale : 300 gr/l Les besoins journaliers de l'organisme sont de 1 2 mg de fer. Les limites de potabilit sont bases sur des effets esthtiques, le seuil gustatif, les effets mnagers et les inconvnients qu'entrane le fer, trop fortes concentrations, dans les rseaux de distribution. A des concentrations suprieures 300 g/l, le fer tache le linge et les installations sanitaires et donne mauvais got l'eau.

Les paramtres toxiquesUne pollution industrielle du captage ou une dgradation des rseaux de distribution peut entraner la prsence d'lments toxiques dans l'eau, dangereux pour la sant en cas de consommation rgulire. Ils sont essentiellement reprsents par les mtaux lourds (Plomb, Nickel, Mercure, Chrome, Cyanure, Cadmium, Arsenic...).

Le cadmium, par exemple, est class parmi les substances toxiques. Il a la particularit de s'accumuler dans les organismes vivants au niveau du foie et des reins. Sa toxicit est lie sa dissolution dans le sang. L'exigence de qualit de la teneur en cadmium dans les eaux distribues est de 5 microgrammes/l.

Si vos canalisations sont en plomb (installations anciennes), l'eau, surtout si elle est acide, peut le dissoudre. Le plomb expose au risque de saturnisme, intoxication chronique pouvant modifier l'humeur (irritabilit), le sommeil et une diminution des capacits intellectuelles. La teneur en plomb est limite actuellement 50 microgrammes/litre.

Les paramtres microbiologiquesL'eau ne doit contenir ni microbes, ni bactries pathognes, ni virus qui pourraient entraner une contamination biologique et tre la cause d'une pidmie.

Le dnombrement bactrien consiste rechercher des bactries arobies, c'est--dire se dveloppant en prsence d'oxygne. Cette analyse est surtout significative pour l'tude de la protection des nappes phratiques.

Coliformes totaux (nombre maximal : 0) Coliformes fcaux (nombre maximal : 0)

Streptocoques fcaux (nombre maximal : 0) Clostridium sulfito-rducteurs (nombre maximal : 0) Staphylocoques pathognes (nombre maximal : 0)

La prsence de coliformes fcaux ou de streptocoques fcaux indique une contamination de l'eau par des matires fcales. La prsence d'autres coliformes, de Clostridium ou de staphylocoques laisse supposer une contamination de ce type. Dans les deux cas, des mesures doivent tre prises pour interdire la consommation de l'eau ou en assurer le traitement.

Les paramtres concernant les pesticides et produits apparentsSouvent due l'utilisation de produits destins la lutte contre les parasites, les insectes ou comme herbicides, la prsence de pesticides et des produits apparents dans l'eau est limite des doses infimes, titre prventif pour la sant. La rglementation fixe 0,1 microgramme/l la concentration maximale par substance individuelle et 0,5 microgramme/l le total des substances mesures. A forte dose, la toxicit sur l'homme (travailleurs exposs professionnellement) et les animaux est largement prouve. Les pathologies les plus souvent dcrites sont des cancers. En revanche, les effets lis l'ingestion de faibles teneurs, aussi bien dans l'alimentation que dans l'eau distribue, restent encore peu connus. On suspecte les pesticides de "perturber les rgulations hormonales et d'accrotre le risque de cancers du sein, de la prostate et du testicule, et de diminuer la fertilit masculine. Les paramtres concernant les eaux adouciesDes seuils de teneurs en calcium et en magnsium (duret) et d'alcalinit (pH) ont t fixs pour que l'eau adoucie convienne la consommation humaine.

L'acidit de l'eau (pH)Le pH doit tre compris entre 6,5 et 8,5. Le maximum admis est 9,5. Des pH infrieurs 7 peuvent provoquer une corrosion des tuyauteries mtalliques. La corrosion augmente avec la diminution du pH. Des concentrations leves en plomb, par exemple, peuvent rsulter de la corrosion de canalisations par une eau exagrment acide.

DuretLa duret d'une eau correspond la prsence de sels de calcium et, dans une moindre mesure, de sels de magnsium (de strontium, de baryum). On l'exprime en gnral en milligrammes d'quivalents de carbonate de calcium par litre. Ce paramtre ne fait pas l'objet de normes strictes. Il varie le plus souvent entre 10 mg/l et 500 mg/l. La valeur de 100 mg/l est couramment atteinte. Avec l'intervention d'autres facteurs (pH, alcalinit), une duret de plus de 200 mg/l peut entraner l'entartrage des canalisations et des appareils de chauffage. A l'inverse, une duret trop faible (infrieure 100 mg/l) ne permet pas la formation d'une couche carbonate protgeant les canalisations de certains risques de corrosion. Les ventuels effets sur la sant de la duret (ou de la douceur) de l'eau de boisson sont controverss. Quoi qu'il en soit, par rapport l'alimentation, l'apport de calcium et de magnsium par l'eau est faible (5 20 %). II- Traitements deau:L'eau capte ne rpond pas souvent aux normes de potabilit. En effet elle peut soit contenir des produits indsirables ou en trop grande quantit - que ce soit des particules en suspension, des sels dissous ou des germes.

C'est pour cela il exige diffrents procdes de traitement qui dpend de leur qualit. Trois des plus important procds sont : l'oxydation, la clarification et la dsinfectiona- L'oxydation :

Est ncessaire si les eaux traiter contiennent beaucoup d'ammoniaque, de fer ou manganse. Ce procd permet d'liminer plus facilement ces substances qu'au cours de clarification. On utilise pour cela un oxydant comme le chlore ou l'ozone.

b- La clarification :

Est l'limination des particules en suspension (collode, dchets...).c- La coagulation - floculation :

Consiste dbarrasser l'eau des matires en suspension (algues, collodes). En utilisant les ractifs coagulants injecter dans l'eau.

Ces ractifs coagulants sont souvent des sels de mtaux trivalent du fer ou d'aluminium chlorure ferrique FeCl3 ou sulfate d'aluminium Al2(SO4)3 , leurs actions tant instantane chaque ractif coagulant n'est efficace que dans une certain zone de pH. Les sels mtalliques utiliss provoquent un dsquilibre de charge lectrique et aussi, par hydrolyse permettant la formation des hydrates qui se constituent en flocons.

Fe+ + 3 OH ( Fe (OH)3 (

(flocons

Al++ 3 OH ( Al (OH)3 ( Ces flocons prsentent un squelette poreux qui permet l'adsorption des petites particules en suspension micro organique en jouant le rle des petits ponge qui ramassent au passage les particules, il se constitue donc un floc qui tombe lentement au fond.

NB: si l'eau est peut charg en collodes on peut la clarifie la fin par filtration directe (souvent utilis pour les eaux souterraines). Mais globalement la filtration est procde d'une dcantation qui limine la plus grande particule du floc et vite au filtre d'tre colmat trop rapidement.

d- Dsinfection :

Est pratique en fin de traitement. Elle permet d'liminer des organismes pathognes (virus et bactries). On utilise pour cela des produits chimiques comme le chlore, ces drives, l'ozone ou rayon UV.

Squence de production dune station de traitementCaptage, puits, bac ractifs - qui permet d'ajouter les ractifs, un dcanteur, un filtre - pour permettre l'limination des flocs, un bac ou canalisation pour rajouter les produits manquants ncessaires l'quilibre de l'eau et au bon fonctionnement de la distribution.

L'utilisation d'un ractif particulier dpend de la nature de l'eau, du procd de traitement, des conditions climatiques, de la lgislation en vigueur ainsi que d'autres facteurs.

Diffrentes combinaisons sont donc possibles mais les filires de traitement ressemblent souvent au schma suivant :

Pr-oxydation, coagulation, floculation, correction du pH (ventuellement), dcantation, filtration, dsinfection (ultra violet ou ozone, puis chloration), correction du pH.

La nature et la quantit des ractifs sont importantes. Le taux de ractif inject est gnralement exprim g/m. Ces taux sont choisis en laboratoire aprs diffrents tests selon le type de traitement et correspondent des valeurs optimales.

Un taux plus faible provoquera une dtrioration du traitement. Un surdosage, outre cette dtrioration, augmentera la quantit de ractif consomm, et par consquent son cot.

Dtermination du taux de traitementPr-oxydationDtermination du point critique

(mesure du chlore ou de ses drivs) Mesure de la demande en ozone

ClarificationEssais de floculation (Jar test) Mesure du potentiel zta

DsinfectionEssais de conduite (chlore ou drivs) Mesure de la demande en ozone

Correction finale du pHEssais au marbre Utilisation des diagrammes d'quilibre

Correction finale du pHEssais au marbre Utilisation des diagrammes d'quilibre

Schma de la station de traitement des eaux

Coagulation et floculation1- But et principe

Les processus de coagulation et de floculation reprsentent une partie importante de traitement des eaux et des eaux uses. La coagulation qui ralise la jonction de particules minuscules par des processus physico-chimiques et la floculation qui par le mcanisme de pontage forme des structures plus grandes et dcan tables, reprsentent gnralement une des premires phases dans une succession de traitement d'eau ayant pour bout d'liminer soit la turbidit soit la couleur. L'adsorption des formes ioniques se manifeste galement divers degrs en fonction du type d'ion en question, et de la prsence et des quantits d'autres constituants chimiques dans l'eau ou l'eau use.Les sels d'aluminium et du fer sont utiliss pour coaguler les particules et pour former des flocs dcontables, constitus de prcipits de mtaux et d'impurets ; en sus, ces essais, connu sous le nom de Jar tests, sont utiliss de faon rpandue pour le contrle de routine des oprations des stations de traitement. Les essais de coagulation et de floculation servent indiquer le traitement chimique

optimal pour liminer la turbidit et la couleur, de mme pour l'ajustement du pH, la ncessit d'ajouter la quantit requise de charbon actif, etc. 2 - liste d'appareils et du matriel :

a- Dispositif pour l'essai de floculation au laboratoire y compris 6 bcher de 2 litres.

b- Comparateur calorimtrique avec disques colors ou spectrophotomtre.

c- Turbidimtre de laboratoire.

d- pH- mtre.

e- Pipettes assorties (1 ; 5 ; 10ml) et volumtriques (jusqu' 50ml).

f- Burette, 50 ml

g- Entonnoirs en verre ou en plastique.

h- Microscope et accessoires.

i- Jerricanes de 10 gallons.

j- Capsules en plastique (quelques ml) pour l'addition du coagulant.

3 - Ractifs1) Solution du sulfate ferreux : environ 8 mg/ml Fe - 2litres (quivalent pour l'alum)

2) Acide sulfurique H2SO4 N/50, H2SO4 N/10 2litres chacun.

3) Soude NaOH N/10 1litre.

4) Carbonate de sodium N/1, N/10 - 1litre chacun.

5) Charbon actif - en poudre- comme spcifi par l'instructeur.

6) Echantillon d'eau colore : prpar base de th noir (675gr), bouillir, filtrer sur toile, diluer jusqu' un volume de 100 litres l'aide de l'eau du robinet.

4- Mode opratoire :

A) Partie 1 : Dtermination des doses optimales du coagulant

a- Faire les analyses suivantes de l'eau brute : pH, turbidit, couleur et alcalinit. Noter la temprature de l'eau au moment de l'essai et la temprature de l'air ambiant.

b- Dans une portion suffisamment grande de l'chantillon avec laquelle on fait l'essai, ajouter de l'alcalinit, si considr ncessaire, pour des doses de coagulants utilises, et remesurer le pH.

c- Placer des portions d'un litre dans chacun des six grands bcher de 2 litres pour l'essai de floculation en laboratoire et vrifier le fonctionnement de l'agitateur.

d- Au cours d'un mlange rapide 100 r.p.m, ajouter la solution du sulfate ferrique aux six bcher. Varier les doses de fer de 1 50 mg/l Fe2O3. Mlanger pendant une minute aprs l'addition fer.

e- Floculer 20 minutes 30 r.p.m.

f- Laisser dposer pondant 30 minutes.

g- Slectionner la dose optimale base de comparaison visuelle. Mesurer la turbidit ou

h- couleur de liquide surnageant dans chaque bcher, en prenant soin de ne pas remuer le prcipit de

L'chantillon. Mesurer le pH du liquide surnageant et l'paisseur des boues ( un moment donn).

i- Noter la nature, l'aspect et les caractristiques de dcantation des flocs forms. Noter le moment de la premire apparition du floc.

j- Si l'on obtient des rsultats non satisfaisants, rpter l'essai de floculation l'aide d'une autre srie de doses de coagulant. On peut galement rpter l'essai, si

appropri, pour limiter l'intervalle doses au voisinage de l'optimum.

K- Bas sur le dj cit, slectionner la dose optimale du sulfate ferrique pour l'utiliser dans la partie 2.B) Partie 2 : Dtermination du pH optimal

a- Rpter l'essai de floculation de la partie1 en utilisant la dose optimale tablir de sulfate ferrique mais en ajoutant le pH des chantillons des valeurs de 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 et 10 l'aide de NaOH ou H2SO4 avant d'ajouter le coagulant ; (Ajuster ( 0,1 units prs et faire la lecture du pH actuel exact jusqu' la deuxime dcimale).

b- Observer visuellement le pH optimal pour liminer la turbidit ou la couleur. Mesurer le pH optimal et la turbidit ou la couleur de liquide surnageant de chaque chantillon. Mesurer l'paisseur des boues ( un moment donn). Noter les donnes de faon similaire A)h).c- Relever le diagramme : Turbidit par rapport au pH original et pH final. Slectionner le pH original optimal pour utiliser la dose optimale du sulfate ferrique tablir dans la parie 1.B) Partie 3 : Mesure

a- Dterminer l'alcalinit de l'eau brute avant de lui ajouter de l'alcalinit, et d'un chantillon avant et aprs le traitement l'aide du coagulant.

b- A l'aide de microscope, examiner des chantillons d'eaux colores et trouble et du liquide surnageant. Dcrire la nature du matriel observ.

D) Partie 4 : Alternative avec l'alun

a- si l'eau color n'a pas t clarifie satisfaisante l'aide du sulfate ferrique, utiliser le sulfate d'aluminium comme variante et investiguer l'efficacit de l'limination et les doses de faon similaire la partie 1.

Ajouter du charbon actif des doses variables lors d'une succession de rptition, si ncessaire. Dvelopper un procd pour liminer avec succs la couleur un niveau acceptable pour l'alimentation en eau de boisson

E) Partie 5 : Alternative avec l'limination des micro-organismes

a- A l'aide d'une culture microbiologique prpare, telle que E. coli, tudier l'efficacit d'limination d'organismes viables on utilisant le procd de coagulation tel que dcrit ci-dessus.

Principe de contrle de dsinfection des eaux

I. Introduction

La dsinfection d'une eau consiste liminer tout germe fcal contenu dans l'eau. Pour ce faire, une destruction nergique de tout germe pathogne est ncessaire c'est pourquoi en parle parfois de strilisation d'une eau.

L'agent dsinfectant " idal" prsente les diffrentes fonctions suivantes :

( Pouvoir bactricide

( Pouvoir virulicide

( Destruction des autres agents pathognes

( Elimination de Fer et du Manganse

( Elimination de l'ammoniaque

( Destruction des matires organiques l'origine de gots

Et de couleurs.

( Absence de formation de composs organohalogne.

En ralit aucune dsinfection ne rassemble toutes ces proprits. C'est pourquoi il est utilis dans bon nombre de station de traitement de potabilisation dans le monde, plusieurs agents dont les actions se compltent, il s'agit le plus souvent:

( Du chlore

( Des drivs du chlore

( De l'ozone

( Rayon ultraviolet

Outre leur caractre bactricide, les agents dsinfectants prsentent galement d'autres proprits, lies leur caractre oxydant.

II. Facteurs influencent l'efficacit d'un dsinfectant.

Il est admis que l'efficacit de ces agents dsinfectant sera fonction:

( De la nature et de concentration du dsinfectant utilis.

( Du temps de contact entre l'eau et le dsinfectant

( De nature des organismes dtruire

Des caractristiques physico-chimiques de l'eau traiter

Technique choisie

La technique choisie est la dsinfection au chlore gazeux ou aux composs chlors (eau de Javel). Les raisons en sont les suivantes :

une inactivation complte de tous les micro-organismes dans des conditions convenables d'application,

le meilleur march des moyens de dsinfection dans la pratique courante du traitement des eaux,

un effet rsiduel la distribution,

Des avantages en exploitation comme le dosage automatique et facilit de contrle.

A ct de cette mthode tous les autres procds ont des limites d'emploi :

Pour l'ozone un prix de revient de l'quipement beaucoup plus lev et l'absence d'effet rsiduel entranant la ncessit d'une poste chloration.

Pour les rayons ultraviolets leur manipulation est trs risque et l'absence d'effet rsiduel entranant la ncessit d'une poste chloration.

Pour le bioxyde de chlore la ncessit de produire fort cot sur le site d'application,

III. Critres de choix entre chlore gazeux et eau de Javel

Ces critres pourraient tre les suivantes :

Le prix de revient synthse du cot du produit (eau de javel galit de pouvoir dsinfectant revient trois fois plus chre que le chlore gazeux) et de l'amortissement de l'installation (montant videmment plus lev dans le chlore gazeux), qui rserverait le chlore gazeux aux dbits importants d'eau traiter.

La facilit de rapprovisionnement, qui donnerait la prfrence aux bouteilles ou tanks de chlore pour les centres isols,

La fiabilit de l'appareillage, rservant aux petits centre main d'uvre moins qualifie la pompe doseuse d'eau de Javel plutt que le chloromtre,

La scurit enfin, qui sera choisir la javel pour un stockage important en plein milieu urbain.

La chloration

Le chlore est le dsinfectant le plus utilis pour l'limination des germes pathognes et pour la scurit sanitaire du transport de l'eau dans les canalisations. Il fut dcouvert en 1774 par le chimiste sudois Shebe, puis rapidement utilis par ces qualits blanchissantes Javel prs de Paris. La solution d'hypochlorite de sodium en a d'ailleurs gard l'appellation "d'eau de javel".

Si l'on met du chlore dans l'eau, il pntre l'intrieur des bactries en se diffusant au travers de la membrane cytoplasmique et y bloque l'activit enzymatique. Ce qui a pour effet de dtruire l'organisme en question. Les virus tant plus rsistants, les conditions de traitement sont rgles en fonction de leur destruction. Le traitement est donc rgl par la dose et le temps de contact. Si on augmente la dose, il faut moins de temps de contact. Le chlore peut se combiner dans l'eau de plusieurs faons. Ainsi, en fonction du PH de l'eau, s'tabli un quilibre entre 3 varits

Le chlore l'tat molculaire dissous, Cl2,

L'acide hypochloreux HClO,

L'ion Hypochlorite ClO-, L'acide hypochloreux est 100 fois Plus dsinfectant que l'ion hypochlorite un PH entre 4 et 6. Ce PH tant souvent plus lev, il faut donc augmenter la dose et/ ou le temps de contact.

Schma d'une station de chloration (rduite)

Le chlor est stock l'tat liquide des bouteilles ou tanks sous pression. Ceci permet d'obtenir 1,2 litre de chlore pour un litre de volume. De plus le chlore est stable l'tat liquide ou gazeux, l'oppos de d'hypochlorite de sodium.

Ensuite, c'est sous forme gazeuse que le chlore est introduit dans l'eau, l'aide d'un hydrojecteur

Les ractions chimiques qui fait le chlore avec l'eau:

. Cl2 + H2O ( HCl + HClO

NaClO + H+ ( HclO + Na+

La quantit de chlore ncessaire au traitement d'une eau est fonction de sa demande en chlore

DEMANDE EN CHLORE

Mthode gnrale

Principe:

Si lon introduit dans l'chantillon deau des doses croissantes de chlore et que lon cherche au bout dune demi-heure la dose de chlore rsiduel, on constate parfois que cette dose rsiduelle au lieu daugmenter rgulirement, une allure telle que schmatise dans le croquis ci-aprs.

Ceci est d ce que le chlore produit dabord des composs daddition avec les matires organiques de leau, compos qui est eux mme dtruits par une dose de chlore plus fort. Le break point est la dose de chlore actif introduit (abscisse de point A sur les courbes) pour laquelle il ne subsiste plus de composs daddition chlors dans leau.

Comme se sont surtout ces composs qui dgagent de mauvaises odeurs, le break point est la dose de chlore pour laquelle les gots sont minimaux et la dcoloration la plus complte.

Les eaux pauvres en matires organiques nont pas de break point.

DOSAGE DE LA SOLUTION CHLORE :

Eau de chlore ou hypochlorite

En milieu acide, lhypochlorite est des composs avec dgagement de chlore qui oxyde les iodures. Liode libr est dos par une solution titre de thiosulfate (mthode de BUNSEN).

Ractifs:

1- Solution 10% diode de potassium KI, exempte diode libre une goutte de mercure au fond du flacon suffit empcher loxydation de liodure.2- Acide actique 9N: 500ml de lacide actique CH3CO3H cristallisable ppa, porter au litre avec leau distille.

3- Thiosulfate de sodium Na2S2O3 exactement N/10.

4- Empois damidon.

Mode opratoire:

Introduire successivement dans une erlennmyer 1ml deau de Javel (ou 25 ml deau chlore, frachement obtenue par barbotage de chlore gazeux dans leau distille), 10ml de la solution diodure de potassium, et 10ml dacide actique

Environ 9N. Titrer liode libr par thiosulfate N/10, en ajoutant 10 gouttes dempois damidon juste avant la fin du titrage.

Calculs:

Si V est la tombe de burette en thiosulfate.

Si V est la prise dessai deau de chlore ou dhypochlorite

V X 3.55 est le poids de chlore dans la solution

V

chlore en mg/mlOBTENTION DE LA COURBE DE LA DEMANDE EN CHLORE.

On diluera la solution dhypochlorite ou deau chlore, avec deau bidistille sur permanganate, de faon avoir une solution talon 0.01 mg/ml

On prpare 10 (ou davantage) de flacons de 150ml de volume, quelon numrote. On introduit dans chacun des flacons 100ml deau analyser, puis la burette, des quantits connue de la solution chlore talon, croissantes de flacon en flacon, de faon avoir des concentrations choisies en chlore actif (voir tableau ci-aprs).

On abandonne les flacons lobscurit pendant 30 min, aprs les avoirs bouchs et agit.

Au bout dexactement 30 minutes, on dose le chlore rsiduel par introduction des ractifs

Colorimtriques habituels (EDTA, et Orthotolidine ou DPD).

On construit une courbe en portant an abscisses la concentration choisie en chlore actif introduit, et en ordonne la concentration en chlore rsiduel au bout de 30 minutes.

N.B: la chloration de leau se fait habituellement au dosage: (A + 0,10) mg/ml A tant labscisse du break point.

On obtient trois sortes de courbes.

Tableau des volumes de la solution chlore ajouter 100 ml pour la concentration choisie,

N dchantillonVolume deau analyser en mlVolume de solution deau de javel[ ] de Cl2 actif mg/l[ ] de Cl2 rsiduel mg/cl

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

0,25

0,5

0,75

1

1,25

1,50

1,75

2

2,25

2,50

2,75

3

3,25

3,5

3,75

4

4,25

4.5

4.750,0978

0,195

0,29

0,39

0,48

0,58

0,68

0,78

0,87

0,97

1,07

1,17

1,26

1,36

1,46

1,56

1,657

1,75

1,85

0

0,05

0,07

0,1

0,12

0,15

0,17

0,2

0,35

0,3

0,2

0,4

0,5

0,55

0,58

0,6

0,65

0,75

0,9

NB: ce tableau est calcul partir de la formule des mlanges suivants:

X = q x v

1000(C - q )

1000

q: est la concentration en chlore actif

v: 100 ml deau

c: concentration de la solution chlore

X: volume de la solution de la concentration c.Dsinfection des conduites

Et dtermination du degr chloromtrique

Deau de Javel

I. Principe :

Il concerne les conduites neuves fin d'liminer tout risque de contamination pathogne de l'eau.

II. Dsinfection :

La dsinfection d'une conduite comme de tous les ouvrages comporte les tapes suivantes :

nettoyage prliminaire de la conduite

injection du dsinfectant et contact de l'eau + dsinfectant avec la conduite

Rinage de la conduite et prlvement de contrle de la dsinfection.

III. Nettoyage prliminaire d'une conduite

Cette opration a pour but d'liminer tous les dches ou rsidus se trouvant dans la conduite

Remplir la conduite au 3/4. Rouleur de 15 30 min en donnant des coups de freins pour permettre une bonne agitation de l'eau l'intrieur de la conduite.

Vidange le contenu de la conduite.

Refaire l'opration si l'eau vidange n'est pas claire (turbidit > 3 NTU).

DOSAGE DE TITRE ALCALIMETRIQUE COMPLETTAC

Dfinition:La duret carbonate o titre alcalimtrique complet TAC est la somme alcalinit carbonate et bicarbonate.

Principe :

Ce dosage est bas sur la neutralisation par un acide fort HCl N/10 des ions : Hydroxydes OH, Carbonates CO3 et Hydrogna carbonates HCO3.

Cette mthode n'a pas d'effet que si l'eau ne contient pas d'ions d'autres acides faibles tel que l'acide mtasilicique H3SiO2

Ractifs:

( Mthyle orange :

Peser 1g d'Orang IV et le dissoudre dans 100 ml d'eau distille. Puis agiter pour homogniser la solution de l'indicateur. La solution doit tre conserve de prfrence dans un flacon compte - goutte brune pour viter toute dcomposition.

Ou l'Hlianthine 1%

( Acide chlorhydrique N/10 : 0.83 ml d'acide chlorhydrique concentr dans 100 ml d'eau distille.

Mode opratoire :

A 100 ml d'eau analyser, on ajoute 2 3 gouttes de mthyle orange (ou l'hlianthine 1%). Puis on fait le titrage par HCl N/10 jusqu'o on obtient un virage de la coloration en rose et on note le volume de HCl N/10 (v) ajout.

Rsultat:

Le rsultat est exprim en degrs franais (F). On a 1ml de HCl N/10 correspond 0,5 F pour 100ml d'eau traite.

Donc la valeur de TAC = v x 0,5 x 1000 en F

V

v : volume de HCl en ml lu la burette.

V : volume en ml de la prise d'essai.

.Resultat obtenu:

Le volume de hcl utilis = 6,3 ml.

Donc :

1ml--------------------0,5 f6,3ml-----------------xfx= 6,3*0,5= 31,5f.

TAC=31,5f.Determination de la teneur en ions HCO3-, Ca (HCO3)2, Mg (HCO3)2:TAC * coefficient specifique de chaque ion:

Pour HCO-3: tac*12.2=384.3mg/l

Pour Ca (HCO3)2= TAC*16.2=31.5*16.2=510.3mg/lPour Mg (HCO3)2=TAC*14.6= 459.90mg/lPour Na (HCO3)= TAC*16.8=529.20mg/lDuret totale TH:titre hydrothiometrique:Dfinition:La duret totale o titre hydotimtrique TH d'une eau est dtermine avant l'bullition de cette eau. Elle correspond tous les sels alcalino - terreux dissous dans cette eau.

Principe :

On ajoute l'eau tudie un tampon qui maintient le pH de la solution constante durant l'exprience.

L'ajout de complexons III permet la formation avec les ions Ca ; Mg des chalets (qui sont des anions complexe internes).

Cette formation fait disparatre tous les cations alcalino-terreux. A ce moment, un indicateur spcial ragit et donne changement de teint.

Ractifs :

( La solution de complexons III (thylne de diamino-tetracetate de sodium) : 7,442 de complexion III par litre d'eau distille.

( Indicateur au noir d'Erichrome T : 2 g dans 500ml d'alcool 96 %.

( Tampon : 350 ml d'ammonium concentr ; d = 0,910 et 54 g de chlorure d'ammonium dissout dans 1l d'eau distille.

Mode opratoire :

Dans 100 ml d'eau traite on met :

( Le volume de HCl N/10 ncessaires pour le dosage de TAC de cette eau.

( 5 ml de tampon.

On chauffe une temprature au moins de 50 C pendant 15 minutes.

Puis on ajoute 10 gouttes de noir d'Erichrome, et on fait le titrage par le complexons III jusqu'o obtient un virage de teinte rouge veineux au bleu franc. Et on note le volume de complexons ajout v'.

rsultats :

1ml (2 F

}x = v' x 2 F (v' (x

1ml Le tableau ci-dessous indique les caractristiques d'une eau dans les domaines de sa duret :

Duret de l'eauNature de l'eauDomaine de duret

( 5FEau trs douceI

5 - 15FEau douceI

15 - 30FEau dureII

30 - 50FEau trs dureI

II

.Resultat obtenu:Le volume du complexon III ajout est: 29.5ml.

Or 1ml de complexon III M/50-------------------------2f 29.5ml--------------------------------------------------xfTH= 2*29.5=58.4f.

TAC