Presentation Chimie Des Eaux GPEE3 ENSA agadir
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Qualité physico-chimie des eaux potables et usées
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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
Généralités sur les eaux
Eaux industrielles
INTRODUCTION
Généralités sur les eaux
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
Généralités sur les eaux
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
CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES EAUX POTABLES
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.
CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES EAUX POTABLES
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
CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES EAUX USEES
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.
CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES EAUX USEES
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-,
CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES EAUX USEES
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.