Traitement des eaux destinées à la consommation humaine Flashcards
Le traitement des eaux destinées à la consommation humaine se passe en trois étapes: ___________, ____________, _______________.
- Prétraitement;
- Traitements primaires;
- Désinfection terminale.
L’étape du prétraitement comporte: _______, _________, _________et peut être suivi par une étape de _____________.
Dégrillage, dessablage et tamisage;
préoxydation avec le chlore ou l’hypochlorite
Le dégrillage, le dessablage et le tamisage permettent de _______________________.
retenir les gros et petits déchets
La préoxydation a pour but: ____________, ___________, ___________, ___________, _____________, ____________, _____________.
- Eliminer le goût, les odeurs et la couleur ;
- Eliminer l’ammoniac ;
- Déferrisation et démanganisation (prévient le dépôt d’oxydes de Fe et Mn dans les décanteurs);
- Oxydation des matières organiques dissoutes;
- Lutte contre la prolifération d’algues et de microorganismes;
- Favoriser la coagulation et donc améliorer la clarification;
- Facilite la désinfection.
Les traitements primaires comportent: ________________ et _____________.
Clarification et Affinage.
Le but de la clarification: ______________________.
éliminer les Matières en suspension et la turbidité et permet d’obtenir des eaux limpides
La clarification comporte: __________, __________, ___________, ____________.
une coagulation (floculation), décantation ou flottation et une filtration
Le but de l’affinage est: ___________________, __________________, __________________.
Oxydation et la biodégradation des matières organiques;
Elimination de certains polluants;
Améliorer les caractères organoleptiques de l’eau.
L’affinage est réalisé grâce à des procédés de _________, _________ ou _____________.
Ozonation;
Filtration sur charbon actif;
Filtration sur membrane.
La désinfection est: ___________, ____________, _____________.
- L’étape la plus importante;
- Permet d’éliminer les virus et bactéries pathogènes;
- N’est efficace que si l’eau a été prétraitée convenablement.
______ enfants meurent chaque jour de maladies évitables provoquées par une eau de mauvaise qualité et un manque d’assainissement ou d’hygiène.
1000
_____de personnes utilisent des points d’eau contaminés par des matières fécales.
1,6 milliards
Certains microorganismes pathogènes de l’eau provoquent de sévères maladies mortelles comme: _______, _______, ________ ou moins dangereuses comme ___________.
fièvres typhoïde, choléra, hépatite A+E;
diarrhée (entérobactéries).
La majeure partie des microorganismes pathogènes est éliminée par les techniques de traitement de l’eau telles que __________, __________, __________, ______________.
Coagulation;
Floculation;
Décantation;
Filtration.
La désinfection vise à __________________________________________________.
détruire tous les microorganismes pathogènes ainsi que la majorité des microorganismes les moins résistants susceptibles de se trouver dans l’eau.
La désinfection peut être réalisée par des procédés physiques: __________________ ou chimiques: ________________________.
Physique: ébullition, rayons UV, ozone;
Chimique: produit doté de propriétés biocides dit désinfectant (chlore et dérivés, ClO2, I2, Br2, KMnO4…)
Critères de choix des désinfectants : _______________, ___________, _____________, _____________, ____________, ______________, _____________, ______________, _________________. (09)
- Toxique à faible dose pour les microorganismes, non toxique pour l’homme, la faune et la flore;
- Soluble dans l’eau;
- Actif aux T° ambiante 0-25°C;
- Détruit les odeurs;
- Stable, rémanent (taux résiduel actif);
- Manipulation facile sans danger;
- Facile à contrôler;
- Ne doit pas réagir avec les matières organiques autres que les microorganismes;
- Disponibilité faible coût, bon rapport qualité/prix.
Le désinfectant le plus utilisé dans le monde (>__%) est le ______________.
85%;
chlore et dérivés
Les inconvénients du chlore comme désinfectant: _____________, _____________, ______________.
- Réaction avec la matière organique pour donner des composés cancérigènes (THM trihalométhanes);
- Réaction avec la matière organique pour donner des substances malodorantes (chlorophénol);
- N’est pas efficace contre les virus et les protozoaires.
_______ et _________ sont des désinfectants instables donc sont produits surplace.
Dioxyde de chlore (ClO2) et Ozone (O3)
_______ et ________ sont des désinfectants utilisés dans les eaux de piscines.
I2 et Br2
Dans la désinfection en milieu agroalimentaire on utilise ______________.
l’ébullition
Les __________ sont utilisés pour la désinfection de petites quantités d’eau.
Rayons UV
Critères de choix de la méthode de désinfection : _______________, ______________, _______________, __________________.
- Grandeur des installations;
- Types de microorganismes à éliminer;
- Propriétés de l’eau à traiter;
- Intervalle entre le traitement de l’eau et sa consommation.
La Désinfection par le chlore et ses dérivés est appelée _____________.
Verdunisation
Les états d’oxydation du chlore: __________, __________, __________, __________, ____________, _____________.
0: Cl2 (Chlore gazeux)
+I: HClO (acide hypochloreux) ClO- (Hypochlorite);
+II: HClO2 (Acide chloreux), ClO2- (Chlorites);
+III: ClO2 (Dioxyde de Chlore);
+V: HClO3 (Acide chlorique), ClO3- (Chlorates);
+VII: HClO4 (Acide perchlorique), ClO4 (Perchlorates).
Les formes oxydantes du chlore ont généralement un pouvoir _________même à faible concentrations.
bactéricide
Pour la désinfection de l’eau on utilise surtout : ______________ et ______________.
- Le chlore gazeux;
- L’acide hypochloreux et les hypochlorites : NaClO, Ca(ClO)2.
Dissous dans l’eau, le chlore gazeux Cl2 ainsi que les hypochlorites s’_____________ rapidement avec formation d’_________________:
hydrolysent;
acide hypochloreux HClO
Réactions d’hydrolysation du chlore gazeux dans l’eau:_____________________.
Cl2 + H2O –> HClO + HCl
Réaction d’hydrolysation d’hypochlorite de sodium dans l’eau: ____________________.
NaClO + H2O –> HClO + NaOH
L’acide hypochloreux s’ionise selon l’équilibre suivant: ________________________.
HClO <–> ClO- + H+
___________ est la forme la plus active biologiquement des dérivés du chlore, vue sa ____________ et ________________.
Acide hypochloreux;
Structure similaire à l’eau;
Absence de charge électrique.
Les hypochlorates sont peu biocides. (V/F)
V
Mécanisme d’action du HClO sur les bactéries: ___________________________, _____________________.
- La membrane cytoplasmique le laisse pénétrer à l’intérieur de la cellule en même temps que l’eau;
- A l’intérieur de la cellule, HClO bloque toute activité enzymatique engendrant la mort de la cellule.
HClO agit directement sur ____________ des virus.
la matière protéique
Le chlore et ses dérivés semblent inefficaces sur les protozoaires. (V/F)
V
Le chlore et ses dérivés étant oxydants détruisent la matière organique présente dans l’eau entrainant un _______________.
manque d’aliment pour les bactéries
Quantité de désinfectant nécessaire est fonction de: ____________, _____________, ______________, ________________.
- Nature des germes;
- Concentration des germes;
- Forme du chlore;
- Teneur de l’eau en matière oxydable.
Facteurs influençant la chloration: ________________, ___________, _____________, ______________, ______________, _______________, _____________, _______________, __________________.
- pH;
- Température;
- Réaction avec l’azote;
- Notion du facteur CT;
- Teneur en composés inorganiques oxydables;
- Teneur en matières organiques oxydables;
- Concentration du chlore employée;
- Temps de contact;
- Nature et teneurs en germes présents dans l’eau.
La réparation HClO/ClO+ dans l’eau est en faveur de _______ quand pH=10.
ClO+
La réparation HClO/ClO+ dans l’eau est en faveur de _______ quand pH=5.
HClO
A pH inférieur à 4 la forme ___________ est la seule présente.
gazeuse du chlore
A pH compris entre 4 et 6, le chlore est presque entièrement sous forme d’___________.
acide hypochloreux
A basse température, il y a __________ de l’efficacité de la désinfection malgré que la concentration de HClO est légèrement supérieure à celle du ClO-.
diminution
La désinfection chlorée est d’autant plus efficace si la température est _________.
élevée
Le chlore est plus stable à températures __________donc plus rémanent.
basses
La désinfection sera lente mais plus durable dans les eaux à __________températures.
basses température < 20°C
Le chlore réagit avec les composés azotés inorganiques ____________________ et organiques ________________présents dans l’eau, pour donner de l’___________.
(ex : ammoniac, nitrites et nitrates);
( ex : acides aminés et protéines);
azote N2.
Le chlore réagit avec les composés azotés selon des mécanismes débutant par la formation de chlore combiné aux _______________.
chloramines (monochloramines, dichloramines et trichloramines)
Le chlore réagit avec les composés azotés dans l’eau selon les réactions suivantes: __________, ____________, ___________.
NH4+ + HClO –> NH2Cl + H3O+
NH2Cl + HClO –> NHCl2 + H2O
NHCl2 + HClO –> NCl3 +H2O
Les mono et dichloramines ont une action biocide mais _______que celle de HClO et ClO-.
moindre
Les chloramines sont mal odorants. (V/F)
F
Les chloramines sont très instables. (V/F)
F
A pH neutre, la forme majoritaire des chloramines est est celle des _______________.
monochloramines
Pour des taux de chloration plus élevés, des réactions complémentaires complexes aboutissent à la destruction des chloramines selon les réactions suivantes : _________________________________.
2 NH4+ + 3HClO –> N2 + 3HCl + H2O + 2H3O+
La dose de chlore correspondant à l’étape de destruction des chloramines est appelée ____________/________________/_______________.
Break point/Point de rupture/Point critique
Le critère CT correspond au produit de la ________________________ par _____________________.
concentration résiduelle en désinfectant C (en mg/L);
le temps de contact T (en minutes)
En pratique, on cherche un CT __________ pour une meilleure efficacité.
diminué
Quelques valeurs du CT de désinfectants permettant d’inactiver 99% de virus:
Cl2: ________
Chloramine: _________
ClO2: ___________
Ozone: _____________
Cl2: 3
Chloramine: 643
ClO2: 4.2
Ozone: 0.5
Quelques valeurs du CT de désinfectants permettant d’inactiver 99% de kyste de Giardia:
Cl2: ________
Chloramine: _________
ClO2: ___________
Ozone: _____________
Cl2: 69
Chloramine: 1.23
ClO2: 15
Ozone: 0.95
En fonction du pH, le chlore réagit avec de nombreux composés minéraux présents dans l’eau : _____________________, ________________________.
- Oxydation et précipitation du fer et du manganèse;
- Oxydation des sulfures, des cyanures, des nitrites et des bromures.
Lors de la désinfection, une partie du chlore ajouté sera consommée par _________.
les matières oxydables
En réagissant avec la matière organique des eaux (substances humiques), le chlore peut donner naissances à _______________________ ou _____________________.
- Produits responsables de mauvais gout et de mauvaises odeurs (aldéhydes, chlorophénols);
- Produits toxiques ou cancérigènes (THM, AHA, organohalogénés).
Le composés nuisibles se forment surtout en présence de chlore ____ donc pour des taux supérieurs au _____________.
libre;
point critique.
Le temps nécessaire pour la chloration est généralement de __ à ___.
10 à 20 minutes
CT pour l’inactivation avec le chlore de 90% de Cryptosporidium est ____ à _____ mg.min/L.
3000 à 4000
Chlore résiduel total: ____________________________________.
quantité totale de chlore, libre ou combiné, subsistant après le temps de réactionnormale de chloration.
Chlore résiduel libre: __________________________________.
Chlore demeurant dans l’eau à la fin d’une période de contact déterminée et qui peut réagir chimiquement et biologiquement comme acide hypochloreux et ion hypochlorite.
Chlore résiduel combiné : _________________________.
Partie de chlore résiduel total dans l’eau à la fin d’une période de contact donné qui réagit chimiquement et biologiquement en tant que chloramines.
Chlore actif ou chlore libre actif : _____________________________.
HClO= acide hypochloreux : le plus puissant agent de la chloration (pouvoir bactéricide le plus élevé)
Chlore potentiel ou chlore libre potentiel : _______________________________.
ClO- : Chlore susceptible de devenir actif en donnant du chlore actif (HClO) en fonction du pH et de la température de l’eau.
Ordre de pouvoir de désinfection des dérives chlorés: _____________________.
Dichloramine < Monochloramine < Hypochlorites < Acide hypochloreux
Le pouvoir désinfectant des chloramines organiques est __________________.
très faible voire nul
Le pouvoir désinfectant des trichloramine est _________________.
peu évalué et sans doute très faible
Pour obtenir 99% d’inactivation de E.coli en 10min, il faut employer une concentration de : _____ mg/l pour le chlore, __mg/l pour l’hypochlorite, __mg/l pour la monochloramine.
- 0.01 mg/l pour le chlore;
- 2 mg/l pour l’hypochlorite;
- 8.5 mg/l pour la monochloramine.
La quantité de chlore à ajouter à une eau destinée à la distribution publique doit assurer à la fois : ______________, _____________, _________________.
- L’oxydation des matières réductrices;
- La désinfection au moment même du traitement de chloration;
- Il doit subsister un surplus : chlore résiduel qui maintient un pouvoir désinfectant de l’eau dans le réseau de distribution pour s’assurer que l’eau est protégée des contaminations jusqu’à son arrivés chez le consommateur.
La demande en chlore d’une eau est ___________________________.
Quantité de chlore consommée par l’eau pour sa désinfection et pour la destruction de la matière organique.
La demande en chlore d’une eau varie selon __________, __________ et ___________.
quantité de chlore ajoutée;
temps de contact;
température.
La détermination de la demande de chlore d’une eau permet d’évaluer __________________________ pour obtenir une ____________________ après un ________________________ à une ____________________.
Evaluer le taux de chlore à appliquer à l’eau à traiter pour obtenir une teneur résiduelle en chlore donnée, après un temps de contact fixé et à une température donnée.
Etapes de détermination de la demande de chlore d’une eau: ______________, ______________, ________________, _________________.
- Ajouter des doses croissantes de chlore dans une série de flacons contenant le même volume d’eau;
- Après un temps de contact suffisant, on procède au dosage du chlore total (libre+ combiné) (méthode au jar test);
- La demande en chlore est donnée par le premier flacon dans lequel on décèle la présence de chlore résiduel;
- La teneur en chlore résiduel en fonction de la quantité de chlore ajoutée est montrée dans la courbe de « break point ».
La courbe du breaking point se divise en quatre zones: _____________, ____________, ___________, _______________.
- Zone A : consommation rapide ou instantanée du chlore par les composés très réactifs (composés minéraux réducteurs Fe2+ et Mn2+ et matière organique non azotée);
- Zone B : le chlore ajouté réagit avec l’azote pour donner des chloramines (chlore combiné);
- Zone C: Le chlore ajouté attaque les chloramines et les détruit (seules les trichloramines subsistent) jusqu’au point d’inflexion dit point de rupture ou break point;
- Zone D: Au-delà du « break point », tout le chlore ajouté sera libre efficace pour la désinfection.
La concentration en chlore qui doit être ajoutée à l’eau est calculée par la somme entre la _____________ et la _______________________.
demande en désinfectant;
concentration résiduelle en désinfectant
En pratique, la concentration de chlore qu’on ajoute sera au moins égale à: = Concentration du chlore au BP + ___mg/l.
0,1
Pour une utilisation à domicile, les niveaux de chlore résiduel optimal au point où l’usager collecte son eau doivent être compris entre __ et __ mg/l.
0.2 et 0.5 mg/l
La teneur la plus forte en chlore se situera proche du _______________et la plus faible au niveau des ________________ du réseau.
point de désinfection;
extrémités les plus éloignées
Selon JO algérien N°13 du 09/03/2014 : la concentration minimales du chlore résiduel libre dans les eaux de distribution est de __ mg/l.
0,1
Pour assurer une bonne désinfection il faut _________ l’action du chlore car les ______________provoquent une destruction photochimique de l’________contenu dans l’ion hypochlorite (ClO-) de l’acide hypochloreux (HClO).
stabiliser;
rayonnements UV;
oxygène.
____________, ___________, ___________ sont des produits chlorés non stabilisés.
Chlore gazeux ou liquide;
Eau de javel ou NaOCl;
Hypochlorite de Calcium
___________ et ______________ sont stabilisés donc assurent une meilleure désinfection notamment en piscines.
Dichlorocyanurate de Sodium;
Acide trichlorocyanurique
Plusieurs méthodes de dosage du chlore existent mais compte tenu de son instabilité, il faut effectuer les mesures rapidement tout en évitant : ___________________ et _______________________.
- L’exposition de l’échantillon à la lumière et à des températures élevées;
- L’agitation de l’échantillon.
Les méthodes de dosage de chlore: _________________, ______________, _______________.
Méthode iodométrique;
Méthode à l’orthotholidine;
Méthode à la diéthyl-p-phénylènediamine DPD.
Principe de la méthode iodométrique: _________________________.
Réaction d’oxydo-réduction non spécifique au chlore, applicable au laboratoire pour des teneurs > 1mg/l.
Principe de la méthode à l’orthotholidine: _______________________, ______________________.
▪ En milieu acide, l’orthotolidine est oxydée par le chlore et les chloramines en une holoquinone de couleur jaune qui absorbe à 440 nm.
▪ Le chlore libre réagit immédiatement sur l’orthotolidine alors que le chlore combiné réagit lentement.
La méthode à l’orthotholidine est _________ mais ____________ et ______________, applicable pour des teneurs ________ et se prête à ____________.
Simple et précise;
sensibles aux interférences (turbidité, nitrites, fer…);
Ne permet pas de différencier le chlore libre et les chloramines;
< 10 mg/L;
dosages sur le terrain.
L’ajout de _______________ dans la méthode à l’orthotholidine permet de différencier le chlore libre et les chloramines.
Arsénite de sodium
Principe de la Méthode à la diéthyl-p-phénylènediamine DPD: ___________________________
En présence de chlore et à pH 6,2-6,5, la DPD s’oxyde en un radical semi quinonique de couleur rose qui peut être dosé par spectrophotométrie à 510 nm ou par volumétrie.
La méthode à DPD est ________, _______ et permet le dosage du ________, ________ et _______ séparément.
rapide, sensible
chlore total, du chlore libre et des différentes chloramines
La méthode à DPD est applicable pour des teneurs en chlore ______mg/l.
0 a 5 mg/l
Sur le terrain, on dose le chlore ________ par __________.
résiduel
DPD
Méthode à la diéthyl-p-phénylènediamine DPD de dosage du Cl résiduel sur le terrain - Protocole: _______________, ___________, _____________, ______________, ___________________.
- Ajoutez un comprimé de rouge phénol dans le compartiment de la mesure du pH;
- Ajoutez un comprimé de DPD1 dans le compartiment de la mesure du chlore;
- Remettre les bouchons et fermer hermétiquement;
- Dissoudre les comprimés en retournant le comparateur plusieurs fois. Ne pas secouer le comparateur;
- Lire la mesure du chlore résiduel libre et du pH en comparant les couleurs des solutions avec les couleurs des témoins à la lumière du jour.
Si la concentration en chlore résiduel libre est < __ mg/l, il faut procéder à un échantillonnage stérile pour analyse bactériologique.
0.2
Niveau optimal de chlore résiduel dans le réseau d’AEP : ___________.
0.2 et 0.5 mg/l
Valeur guide pour monochloramine : __mg/l
03
Niveau de chlore dans l’eau potable en Algérie : _____mg/l.
0.1 à 5
L’ozone est un désinfectant plus puissant que le chlore. (V/F)
V
Les avantages de l’ozone dans la désinfection: ______________, _____________, ______________, _________________, ____________________.
- Actif contre les virus et les formes résistantes des parasites (spores et kystes);
- Action désinfectante rapide à faible dose (faible CT);
- Améliore l’odeur, la couleur et le gout de l’eau (détruit les couleurs naturelles ou artificielles et les mauvais gouts);
- Ne produit ni odeurs ni gouts désagréables à l’eau.
- Son efficacité est peu influencée par les variations du pH.
Les inconvénients de l’ozone dans la désinfection: ____________, ___________, ______________, _____________, ___________, _________________.
o Instable, se décompose rapidement en Oxygène;
o Il n’a pas de pouvoir rémanent (pas ozone résiduel);
o Coût de production élevé, consommation d’énergie;
o Manipulation dangereuse nécessitant un personnel qualifié;
o Risque de formation de SPD dangereux pour la santé, ex : bromates et chlorates;
o Réagit avec le Mn2+ soluble et communique ainsi à l’eau une couleur rose (couleur évoluant par la suite vers le brun-marron par suite de la précipitation de MnO2).
Avantages du dioxyde de chlore ClO2 dans la désinfection des eaux: ______________, ___________, ____________, _____________, _____________, _____________, _______________.
- Radical stable mais très réactif;
- Bon désinfectant : plus puissant que le chlore et ses dérivés;
- Actif contre les kystes et les spores;
- Possède un pouvoir rémanent plus important que celui du chlore et donc persiste plus longtemps dans les réseaux de distribution;
- Le pH a peu d’effet sur son efficacité;
- Ne forme pas de composés indésirables toxiques comme THM, ou malodorants comme les OC;
- Ne réagit pas avec l’azote.
Inconvénients du dioxyde de chlore: ________________, ____________.
o Peut donner les sous-produits potentiellement cancérogènes : chlorites et chlorates;
o Gaz très toxique qui doit être fabriqué sur place.
