presentation chimie des eaux gpee3 ensa agadir

11

Qualité physico-chimie des eaux potables et usées

ÉÉÉÉcole Nationale des cole Nationale des cole Nationale des cole Nationale des Sciences AppliquSciences AppliquSciences AppliquSciences Appliquéééées es es es

dddd’’’’AgadirAgadirAgadirAgadir

22

Qualité physico-chimique des eaux potables

Qualité physico-chimique des eaux usées

Introduction

CHIMIE DES EAUX

Eaux naturelles

•••• 1) Nappes phréatiques ou alluviales

· 2) Nappes captivesPlus profondes que les premières et séparées de la surface par une couche imperméable,

· 3) Eau souterraineContient une concentration en certains minéraux dép assant les normes de potabilité, mais elle représente des propriétés thé rapeutiques on la distribue en bouteilles avec parfois un traitement bien définit, ces eaux sont dites eaux minérales.

4) Eaux de surface

Rivières, lacs, barrages

5) Eaux des mers et océans

INTRODUCTION

Généralités sur les eaux

Eaux de consommation

Ce sont les eaux destinées à la consommation domesti que, trois facteurs déterminent le choix d’un traitement :

Quantité : La source doit couvrir la demande.

Qualité : La qualité de l’eau brute dont on dispose doit être compatible avec la législation en vigueur.

Économie: Le coût d’investissement et de fonctionnement du pr océdé de traitement relatif à chacune des ressources disponib les est déterminant

lors de la prise d’une décision.

INTRODUCTION


Eaux industrielles

INTRODUCTION


Eaux uséesLes eaux usées se divisent en deux grandes catégori es : les eaux résiduaires urbaines (ERU) et les eaux résiduaires industrielle s (ERI).

Eaux résiduaires urbaines Regroupent les eaux ménagères, les eaux de vannes e t les eaux de ruissellement.

Eaux résiduaires industrielles (ERI) Les principaux polluants transitant dans les eaux u sées d’origine industrielle sont : Les métaux , les matières colorées, les huiles et graisses, les sels, les pollutantsorganique.

INTRODUCTION


Paramètres à rechercher:

- Mesures de pH, turbidité, conductivité, températur e, etc.- T.A, T.A.C,- T.H- Dosage de l’oxygène dissous,- Dosage des matières oxydables- Dosage de l’ion hypochlorite- Demande en chlore- Essais de floculation

CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES EAUX POTABLES

DEFINITIONS

Température

Il est primordial de connaître la température d’une eau. En effet, elle joue un rôle très important dans la solubilité des sels et s urtout des gaz, et la détermination du pH. La mesure de la température est très utile p our les études limnologiques et le calcul des échanges. Elle agit aussi comme un facte ur physiologique agissant sur le métabolisme de croissance des micro-organismes viva nt dans l’eau.

pH

Le pH mesure la concentration des ions H + dans l'eau. Ce paramètre caractérise un grand nombre d'équilibre physico-chi mique. La valeur du pH altère la croissance et la reproduction des micro-organismes existants dans une eau, la plupart des bactéries peuvent croître dans une gamm e de pH comprise entre 5 et 9, l’optimum est situé entre 6,5 et 8,5, des valeurs de pH inférieures à 5 ou supérieures à 8,5 affectent la croissance et survie des micro-or ganismes aquatiques


DEFINITIONS

Conductivité

La mesure de la conductivité de l'eau nous permet d' apprécier la quantité des sels dissous dans l'eau (chlorures, sulfates, calcium, s odium, magnésium…).

Turbidité

La turbidité exprime la présence des particules de p etites tailles (argiles, silice, microorganismes…), En d’autre terme, il est l’inver se d’une transparence. Elle est déterminée par la méthode néphélométrique.

T.ACorrespondant à la neutralisation des ions hydroxyde s et à la transformation des ions carbonates en hydogénocarbonates par un aci de fort.

T. A. CCorrespondant à la neutralisation par un acide fort des ions hydroxydes, carbonates et hydrogénocarbonates.


1010

100 ml d’eau+

Une pincée de noir d’erichrome

100 ml d’eau+

Une pincée de noir d’erichrome

Ajout 5 ml de solution tampon pH = 10 Ajout 5 ml de solution tampon

pH = 10

EDTA N/50 jusqu’à coloration rougeâtre au bleuâtre

EDTA N/50 jusqu’à coloration rougeâtre au bleuâtre

TH (°F) = V tombé de la burette en ml x 2TH (meq/l) = (V tombé de la burette en ml x 2) / 5

TH (°F) = V tombé de la burette en ml x 2TH (meq/l) = (V tombé de la burette en ml x 2) / 5

AgitationAgitation

Titration Titration

RésultatRésultat

Détermination de la dureté (TH)

1111

Étalonner le turbidimètre à l’aide de la solution d’étalonnage

Étalonner le turbidimètre à l’aide de la solution d’étalonnage

Remplir la cuvette par l’eau bien essuyé les parois et le fond

de la cuve

Remplir la cuvette par l’eau bien essuyé les parois et le fond

de la cuve

Lecture est donnée par le turbidimètreLecture est donnée par le turbidimètre

RésultatRésultat

Détermination de la turbidité

1212

Étalonner le pH-mètre à l’aide des solution d’étalonnage

Étalonner le pH-mètre à l’aide des solution d’étalonnage

Plonger l’électrode dans le bêcher contenant l’échantillon

d’eau à analyser

Plonger l’électrode dans le bêcher contenant l’échantillon

d’eau à analyser

Lecture est donnée par le pH-mètre Lecture est donnée par le pH-mètre

RésultatRésultat

Détermination de pH

1313

10 ml d’eau+

3 gouttes de phénol phtaléine 0,1%

10 ml d’eau+

3 gouttes de phénol phtaléine 0,1%

HCl 0,1 N jusqu’à coloration rose.soit n’ le volume versé

HCl 0,1 N jusqu’à coloration rose.soit n’ le volume versé

T. A = n (meq/l)T. A. C = (n + n’ – 0,1) (meq/l)

n et n’ : tombée de la burette en ml

T. A = n (meq/l)T. A. C = (n + n’ – 0,1) (meq/l)

n et n’ : tombée de la burette en ml

Titration Titration

RésultatRésultat

Détermination du T.A.C et T.A

deux cas deux cas

coloration rosecoloration rose Incolore TA = 0Incolore TA = 0

deux gouttes de rouge de méthyle 0,1%. (jaune)

deux gouttes de rouge de méthyle 0,1%. (jaune)

HCl 0,1 N jusqu’à décoloration.soit n le volume versé

HCl 0,1 N jusqu’à décoloration.soit n le volume versé

1414

100 ml d’eau+

3 gouttes de phénolphtaleine 1%.

100 ml d’eau+

3 gouttes de phénolphtaleine 1%.

Coloration roseAjout de H 2SO4 0,05 N jusqu’àdécoloration. Incolore Ajout 10 gouttes de NaOH 0,1N.

Coloration roseAjout de H 2SO4 0,05 N jusqu’àdécoloration. Incolore Ajout 10 gouttes de NaOH 0,1N.

Ajout 10 gouttes de K 2Cr2O7 1%, la solution devient jaune

Ajout 10 gouttes de K 2Cr2O7 1%, la solution devient jaune

[Cl-] (mg/l) = V tombé de la burette en ml x 7,1 [Cl-] (mg/l) = V tombé de la burette en ml x 7,1

AgitationAgitation

RésultatRésultat

Détermination des ions chlorures

AgNO 3 0,02 N AgNO 3 0,02 N

Titration Titration

Ajout Ajout

Paramètres à rechercher:

- Formes d’azote, phosphore, graisse, etc)- Mesures de débit- Mesures de pH- Test de décantation- Mesure de DB05, DCO, DCO/DB05- Recherche des substances toxiques- MES et MVS- Indice de boues : SVI/SSV

CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES EAUX USEES

DEFINITIONS

Matières décan tables

De nombreuses particules peuvent constituer des imp uretés d'une eau. Les impuretés présentes dans l’eau ont pour origine soit des substances min érales, végétales ou animales.Les matières décantables sont les matières de grande s tailles, entre 40 micromètres et 5 millimètre et qui se déposent sans traitement physi que et chimique.

Matières organiques

La DBO c’est la quantité d’oxygène nécessaire à la dé gradation de la matière organique biodégradable d’une eau par le développement des mi cro-organismes, pendant 5 jours à 20 °C, on parle alors de la DBO 5. Elle est exprimée en mg O 2/l.La DCO c’est la quantité d’oxygène nécessaire pour o xyder la matière organique (bio-dégradable ou non) d’une eau à l’aide d’un oxydant, le bichroma te de potassium. Elle est exprimée en mg O2/l. Généralement la DCO est 1,5 à 2 fois la DBO 5 pour les eaux usées urbaines et de 1 à 10 pour tout l’ensemble des eaux résiduaires industrielles. La relation empirique de la matière organique (MO) en fonction de la DBO 5 et la DCO est donnée par l’équation suivante :

MO = (2 DBO5 + DCO)/3


DEFINITIONS

Matières azotées

L’azote rencontré dans les eaux usées peut avoir un caractère organique ou minéral, il se présente sous quatre formes:· - L’azote organique se transforme en azote ammoniaca l.

· - L’azote ammoniacal (NH 4) traduit un processus d’ammonification de la matièr e organique azotée. Les ions ammoniums subissent une nitration par action des bactéries nitrifiantes.

· - L’azote nitreux (NO 2-) provient d’une oxydation incomplète de l’azote amm oniacal ou par une

réduction des nitrates par dénitrification. Les nit rites sont instables et sont rapidement transformés en nitrates.

· - L’azote nitrique (NO 3-) est produit par nitrification de l’azote ammoniaca l. Il joue un rôle

important dans le développement des algues et parti cipe au phénomène d’eutrophisation.

Dans les eaux usées, l’azote se trouve principaleme nt sous forme ammoniacale. Les concentrations des formes oxydées de l’azote sont faibles.


DEFINITIONS

Composés phosphorés

Le phosphore est l’un des composants essentiels de la matière vivante. Les composés phosphorés ont deux origines, le métabolisme humain et les détergents. Dans les eaux usées, le phosphore se trouve soit sous forme d’ions orthopho sphates isolés, soit sous forme d’ions phosphates condensés ou sous forme d’ions phosphate s condensés avec des molécules organiques. Les orthophosphates correspondent au gro upement PO 4

3-,


1919

2,5 ml d’échantillon 2,5 ml d’échantillon

Ajout 1,5 mL de bichromate 0,24 N et 3,5 mL de H 2SO4 concentréAjout 1,5 mL de bichromate 0,24 N et 3,5 mL de H 2SO4 concentré

Mettre les tubes à tester à chauffer pendant 2 heures à 150°C

Mettre les tubes à tester à chauffer pendant 2 heures à 150°C

AgitationAgitation

ChauffageChauffage

RésultatRésultat

Détermination de la DCO

Titration Titration

Ajout de 2 goutte de ferroineAjout de 2 goutte de ferroine

Titrage sel de Mohr 0,12 N Titrage sel de Mohr 0,12 N

2020

Placer un volume d’eau usée en fonction de la gamme de mesure dans la bouteille

Placer un volume d’eau usée en fonction de la gamme de mesure dans la bouteille

Mettre une pastille de NaOH dans l’embout du bouchon et la fermerMettre une pastille de NaOH dans l’embout du bouchon et la fermer

Lecture de la DBO après 5 jours d’incubation.

Lecture de la DBO après 5 jours d’incubation.

RésultatRésultat

Détermination de la DBO5

2121

Peser un bêcher vide et une pièce de filtre, noter la masse M 0 (mg).

Peser un bêcher vide et une pièce de filtre, noter la masse M 0 (mg).

Passer 100 mL d’eau à travers la rampe de filtration. Passer 100 mL d’eau à travers la rampe de filtration.

étuver à 105°C pendant 24h. étuver à 105°C pendant 24h.

RésultatRésultat

Détermination de la MES et MVS

ÉtuvageÉtuvage

Prendre les coupelles de MES et les laisser au four (500°C) pendant 2 h.

Prendre les coupelles de MES et les laisser au four (500°C) pendant 2 h.

2222

On abandonne au repos pendant deux heures, un litre d’eau usée dans le cône d’Imhoff.

On abandonne au repos pendant deux heures, un litre d’eau usée dans le cône d’Imhoff.

RésultatRésultat

DETERMINATION DES MATIERES DECANTABLES

2323

100 ml d’eau usée dans le matras 100 ml d’eau usée dans le matras

Ajout 50 ml 35%Ajout 50 ml 35%

Ajout 5 ml de l’acide borique 10 g/ldans le bêcher

Ajout 5 ml de l’acide borique 10 g/ldans le bêcher

Appareil de kjeldal Appareil de kjeldal

RésultatRésultat

DETERMINATION DE L’AZOTE AMMONIACAL

Titration Titration

On arrête la distillation jusqu’à 200 ml de distilla t +

3 gouttes de l’indicateur Tachiro

On arrête la distillation jusqu’à 200 ml de distilla t +

3 gouttes de l’indicateur Tachiro

Titrage H 2SO4 0,1N.Titrage H 2SO4 0,1N.

presentation chimie des eaux gpee3 ensa agadir

Documents