2 désinfection. eaux de consommation

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 1

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

DESINFECTION DES EAUX

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 2

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

DEFINITIONS

DESINFECTION : Opération au résultat momentané

permettant d’éliminer ou de tuer les micro-organismes et/ou

d’inactiver les virus indésirables portés par des milieux inertes

contaminés, en fonction des objectifs fixés. Le résultat de

cette opération est limité aux micro-organismes et/ou virus

présents au moment de l’opération

DESINFECTION = ?? STERILISATION

AFNOR

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 3

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

STERILISATION DESINFECTION

ELIMINETous lesorganismes Vivants

Les bactériesles virus les parasites

Eaux industriellesPetits Débits

Eaux potables Petits et grands débits

CONFUSION ENTRE…

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 4

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

DEFINITIONS

DESINFECTANT : Produit ou procédé utilisé pour la

désinfection ou la décontamination dans des

conditions définies

Quantitativement et pour un temps de contact donné, un désinfectant doit réduire:

AFNOR

De 5 log la population bactérienne;

De 4 log les populations fongiques et virales;

De 3 log les spores

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 5

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Fonctions de la désinfection

Une bonne désinfection

doit assurer

Un traitement immédiat

effets bactéricide,

virulicide ou biocide:

capacité de traiter en une

étape donnée

Une rémanence

Effet bactériostatique

contre les reviviscences;

Effet bactéricide pour les

Pollutions éventuelles;

Prévention contre les

colonisations (biofilms)

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 6

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Direction Contrôle qualité des Eaux

MitochondrieNoyau

Capsule

Paroicellulaire

EFFET BACTERICIDE & VIRULICIDE

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 7

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Mitochondrie

Bloque la multiplication

Capsule

Paroicellulaire

EFFET REMANANT & BACTERIOSTATIQUE

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 8

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Noyau

C GTAC

GG

GT

TA A

AC

CA

GG T C

T T A

Dimérisation

EFFET GERMICIDE (U.V.)

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 9

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

MODES DE DESINFECTION

Température; UV;Ultrafiltration

PHYSIQUE

CHIMIQUE

Produits chlorés; Produits halogénés (Brome); Ozone...

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 10

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

TYPES DE DESINFECTANTS : U.V.

Produits par des lampes à vapeur de mercure

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 11

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

TYPES DE DESINFECTANTS : U.V.

Ils attaquent la matière organique

des composés essentiels à la vie

de la cellule : nucléoprotéines.

Principe

Points faibles

Petits débits;

Eaux turbides;

Pas de rémanence.

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 12

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

C ’est un gaz verdâtre de formule Cl2 : à odeur

suffocante, très oxydant, très corrosif quand il n’est

pas pur et sec.

Produits chlorés : CHLORE

électrolyse

Anode

+Cathod

e

_Na

Na

Arrivée eau chlorurée

Cl

Cl

Cl2

NaOH

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 13

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Cl2 + H2O HOCl + HCl

NaOCl + H2O HOCl + NaOH

HOCl H+ + OCl-

REACTION : CHLORE +EAU

Acide hypochloreux

Hypochlorite

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 14

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

REACTION : CHLORE +EAU

L ’action désinfectante de HClO est 40 à

80 fois plus efficace que celle de ClO-

Proportions sont fonctions du

pHPH+5 PH=6 PH = 7.5 PH = 8.5

Tout le chlore sous forme de

HClO

HClO< ClO-

ClO->>>HClO

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 15

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

0

010

10

20

20

30

30

40

4050 5060

60

70

70

80

80

90

90

100

100

HClO H+ + ClO-Soit :

4 5 6 7 8 9 10 11

% H

OC

l

% O

Cl-

pH80% en HOCl à pH 7

pH : HClO & ClO-

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 16

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

C’est un gaz jaune instable et explosif dans l’air, très

oxydant avec un pouvoir décolorant et désodorisant très

grand, très rémanent. De densité semblable à celle du

chlore, mais 5 fois plus soluble que celui-ci.

PROPRIETES DU DIOXYDE DE CHLORE

2ClO2 Na ClCl22NaClO2 + +Réaction Totale

Excès

Se prépare en mettant des chlorites de sodium en

présence d’eau chlorée de 5g/l à un pH inférieur à 2.5.

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 17

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

L’HYPOCHLORITE DE SODIUM

C’est un liquide jaune pâle, peu stable et sensible à la

lumière. La température de son entreposage ne doit pas

dépasser 30°C, sa vitesse de décomposition est doublée chaque

fois que la température augmente de 5.5°C.

Se prépare en faisant traverser du chlore gazeux

dans une solution froide de NaOH.

Na NaOCl ClCl22NaOH + ++ H2O

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 18

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Se présente sous forme de granulés ou de

tablettes, de formule Ca(ClO)2 de Couleur blanche.

Il a une pureté de 70%, les 30% restants sont des

insolubles et des impuretés. Déperdition du titre

très faible entre 3 et 5% lors du stockage dans de

bonnes conditions.

POPRIETES DE L’HYPOCHLORITE DE CALCIUM

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 19

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

COURBE D ’ABSORPTION DU CHLORE

Détermination du Break point

0 1 2 3 4 5 6 7

1

2

3

4

5

Dose de chlore injectée en mg/l

Ch

lore

résid

uel en

mg

/l

A

B

C

D

Courb

e d ’a

bsorp

tion n

ulle

P

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 20

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

ACTION DES P.CHLORES

EAU + PRODUITS CHLORES

les substances réductrices non organiques (Fe, Mn…);

les substances organiques;

les substances azotées pour former les chloramines

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 21

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

NH4+ + HOCl NH2Cl + H2O + H+

monochloramine

PHASE A: Formation d’un sous produit

(monochloramine) qui interfère avec le chlore résiduel libre au contact de l’orthotolidine

COURBE D ’ABSORPTION DU CHLORE

PHASE B: Destruction de la monochloramine formée

2 NH2Cl + HOCl N2 + 3HCl + H2O

Azote

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 22

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

COURBE D ’ABSORPTION DU CHLORE

PHASE C : Seul le chlore

résiduel libre réagit avec

l ’orthotolidine

BREAK POINT

PHASE D : Accroissement du chlore résiduel libre

en fonction des doses injectées de chlore

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 23

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Break-point

Chlore total

Chlore ajouté (mg/l)

Chlore libre

Chlore combiné

Formation des monochloramines Formation des di et

trichloramines à partir des

monochloramines

Cas d'une eau qui ne contiendrait aucun ion

oxydable et aucune matière organique : chlore total=chlore

ajouté

Zone à pouvoir désinfectant

Oxydation des matières minérales

COURBE D ’ABSORPTION DU CHLORE

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 24

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

PARAMETRES IMPORTANT POUR

L’EFFICACITE DE LA DESINFECTION

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 25

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Selon la loi d’inactivation des micro-organismes de Chick-Watson:

Efficacité de la désinfection

f(qualité de l’eau,

organismes ciblés;

Désinfectant, C.T…)

=

NOTION DE CT (mg.mn/l)

0

NK.C.T

NLog =

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 26

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

NOTION DE CT (mg.mn/l)

Influence du C.T du chlore sur l’efficacité d’inactivation des kystes de Giardia muris

% d’inactivation

700,5 log

901 log

992 log

99,93 log

C.T(min.mg/l)

15 30 61 91

(pH= 7,5 - Température= 15°C – Conc chlore= 0,6 mg/l)

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 27

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

CT (mg.mn/l) et qualité des eaux

Influence du pH sur la valeur du C.T pour inactiver 99,9% de

Giardia muris et 99,9% d’Entérovirus par chloration (0,60 mg/l)

Température 5 °C 20 °C

pH 7,0 7,5 8,0 7,0 7,5 8,0

Giardia muris 150 182 217 56 68 81

Entérovirus 33 40 48 12 15 19

Donc : le C.T est d’autant plus faible

• T° élevée;• pH faible;• Turbidité faible.

que

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 28

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Configuration du bassin de contact

Chick-Watson (autre forme)

C.Td : c’est la valeur de C.T obtenue pour une configuration donnée de bassin de contact .

C.T (disponible)C.T (requis)

Log (inactivation)=

max

. .( ) *utiled

VC T C Cte

Q

Cte : Facteur d’efficacité hydraulique qui dépend de la nature de l’ouvrage de contact ( 0 < Cte < 1 )

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 29

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

C= Concentration en désinfectant en mg/lT= Temps de contact en mn

MAIST est différent du temps purement

hydraulique

POURQUOI ?

T réel = T Hydraulique x K AVEC

0.1<=K <= 0.2 pour les réservoirs sans chicanes0.3<=K <= 0.7 pour les réservoirs chicanés

Configuration du bassin de contact

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 30

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

La nature des ouvrages d ’eau & des passages

préférentiels du désinfectant dans ces ouvrages

Configuration du bassin de contact

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 31

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

ENTREE

SORTIE

RESERVOIR AVEC CHICANES

CHICANE

Vidange

T Réel = T Hydraulique x K

0.3 <= K <= 0.7

DESINFECTION PHYSICO-CHIMIQUE

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 32

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

RESERVOIR SANS CHICANES

T Réel = T Hydraulique x K

0.1 <= K <= 0.2 ENTREE

SORTIEVidange

DESINFECTION PHYSICO-CHIMIQUE

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 33

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

ENTREE

SORTIE

T Réel = T Hydraulique x K

0.8 <= K <= 1

DESINFECTION PHYSICO-CHIMIQUE

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 34

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

INJECTION DU DESINFECTANT

SYSTEMEENTREE SORTIE

Q0 x C0

q x C1Q x C2

Pompe Doseuse Chloromètre

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 35

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Impuretés;

Respect du CPS;

Responsabilité du fournisseur;

Responsabilité de l’exploitant;

QUALITE DU DESINFECTANT

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 36

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

Ne doit pas entraîner une transgression aux normes de

qualité prescrites pour l ’eau de boisson en y

introduisant des éléments toxiques ou indésirables.

PROPRIETES DU CHLORE

Inorganiques toxiques

Conc en mg/ Kg de hlore

Inorganiques toxiques

Conc en mg/ Kg de chlore

Ag As Ba Cd Cr

33.33 33.33 333.3 3.333 166.6

Hg Ni Pb Se CN

1.66 166.6 33.33 33.33 166.6

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 37

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

STOCKAGE DU DESINFECTANT

• Endroit frais et Sombre;

• A l ’abri de la chaleur, des

rayons de soleil;

• Loin des huiles et matières

organiques (risque d ’explosion).

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 38

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

STOCKAGE DU DESINFECTANT

Température de stockage

20ºC 30ºC 40ºC

Solution

initiale

au bout

de Concentration finale

1 mois 44 33 13

3 mois 34 17 6 50ºCl

1 an <17 <7 <2

1 mois 12,5 12 11

3 mois >12 11 <9 12,5ºCl

1 an 11 8,5 4