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Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 1 Première année GPEE CH

Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 1 Première année GPEE CHIMIE DES EAUX Cours préparé par : Dr. Rachid SALGHI, Professeur à l'Ecole Nationale des Sciences Appliquées d'Agadir Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 2 INTRODUCTION Depuis toujours l’eau est indissociable de l’activité humaine. La révolution industrielle du 19ème siècle, en valorisant la vapeur d’eau, à permis le développement de la capacité de production : L’eau est devenue une matière indispensable au fonctionnement des usines. Parallèlement à cette situation, les phénomènes qui contribuent à la dégradation de la qualité de l’eau et par suite à la perturbation de tout l’écosystème se multiplient et s’intensifient. Le rejet des eaux usées chargées en substances polluantes, dans le milieu récepteur sans aucun traitement préalable est un motif de préoccupation croissant compte tenu des effets indésirables qu’elles peuvent engendrer sur l’environnement et sur la santé Les rejets liquides de l’industrie de transformation des produits de la mer sont un vecteur majeur de pollution et de dégradation de la qualité d’eaux. En effet l’industrie de pêche est la locomotive du développement de toute autre activité dans le Maroc. Ces rejets, donc, doivent être traités avant leur déversement dans le milieu récepteur. Or aucun processus de traitement ne peut être monté qu’après une identification complète de l’eau résiduaire sujette d’épuration. Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 3 Chapitre I Généralités sur les eaux La classification des eaux diffère d’une référence à une autre, quelques unes les classifient suivant l’origine ; quelques auteurs parlent même des eaux de pluies, certains autres s’intéressent à l’utilisation des eaux. I- EAUX NATURELLES I-1- Eaux souterraines De point de vue hydrogéologique les couches aquifères se divisent en :  Nappes phréatiques ou alluviales : Peu profondes et alimentées directement par les précipitations pluvieuses ou les écoulements d’eau en dessus,  Nappes captives : Plus profondes que les premières et séparées de la surface par une couche imperméable, l’alimentation de ces nappes est assurée par l’infiltration sur leurs bordures. La nature du terrain sous lequel se trouvent ces eaux est un déterminant de leurs compositions chimiques, cependant elles sont appelées aussi les eaux propres car ils répondent `en général’ aux normes de potabilité. Pourtant, ces eaux sont moins sensibles aux pollutions accidentelles, elles perdent totalement leur pureté originale dans le cas de contamination par des polluants. Quand une eau souterraine contient une concentration en certains minéraux dépassant les normes de potabilité, mais elle représente des propriétés thérapeutiques on la distribue en bouteilles avec parfois un traitement bien définit, ces eaux sont dites eaux minérales. I-2- Eaux de surface Ce type des eaux englobe toutes les eaux circulantes ou stockées à la surface des continents (rivières, lacs, étangs, barrages,…). La composition chimique des eaux de surface dépend de la nature des terrains traversés par ces eaux durant leurs parcours dans l’ensemble des bassins versants. Ces eaux sont le siège, dans la plupart des cas, d’un développement d’une vie microbienne à cause des déchets rejetés dedans et de l’importante surface de contact avec le milieu extérieur. C’est à cause de ça que ces eaux sont rarement potables sans aucun traitement. I-3- Eaux des mers et océans : Les mers et les océans constituent des énormes réservoirs d’eau, elles représentent près de 97.4% du volume d’eau existant actuellement sur notre planète, le reste est la part des eaux continentales (eaux souterraines et superficielles). Les eaux de mers sont caractérisées par une grande salinité, elles sont dénommées aussi « eaux saumâtres », ce qui rend leur utilisation difficile, notamment leur coût très élevé pour leur traitement. II- EAUX DE CONSOMMATION Ce sont les eaux destinées à la consommation domestique, elles ont connues une énorme croissance suite au développement démographique et à l’amélioration des Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 4 conditions de vie des populations. La consommation domestique en eau varie de quelques litres par jour dans les pays sans adduction publique et à faible confort ménager jusqu’à plusieurs centaines de litres dans les pays très développés. Même si ce n’est qu’une petite quantité qui va être bu, jamais ces eaux ne sont distribuées qu’après traitement, trois facteurs déterminent le choix d’un traitement:  La quantité : La source doit couvrir la demande, en toute circonstance.  La qualité : La qualité de l’eau brute dont on dispose doit être compatible avec la législation en vigueur.  L’économie : Le coût d’investissement et de fonctionnement du procédé de traitement relatif à chacune des ressources disponibles est déterminant lors de la prise d’une décision. Il faut signaler que les établissements distributeurs des eaux de consommation sont responsables de la conformité de ces eaux aux normes jusqu’à leurs arrivées au consommateur. III- EAUX INDUSTRIELLES : La qualité et la quantité des eaux utilisées dans l’industrie sont très variables, elles dépendent du type de l’entreprise productrice et de sa taille (voir tableau I.1). Une eau qui va entrer dans un cycle de refroidissement d’une chaudière est moins exigeante que l’eau utilisée dans l’industrie électronique. Tableau I-1 : Principales utilisation industrielles de l’eau et sources d’eau possibles Utilisation Sources d’eau acceptables (souvent après un traitement adéquat) Eau de fabrications nobles - Agroalimentaire - Pharmacie - Papiers blancs - Textiles - Teintureries - Chimie - Eau moyennement minéralisée - Eau potable - Eaux de forage - Eaux de surface peu polluées Eau déminéralisée - Pharmacie - Chaudières - Préparation des bains divers - Rinçages en galvanoplastie - Eau ultra pure - Dessalement par osmose inverse - Eaux de forage - Eaux de surface peu polluées Eau de refroidissement en circuit semi-ouvert - Réfrigération atmosphérique - Eaux de surface pauvres en Cl- - Effluents après traitement tertiaire Eau de refroidissement en circuit ouvert - Condenseurs et échangeurs - Eaux de surface - Eaux de mer - Effluents après traitement Eau de lavage de gaz ou produit de - Lavage gaz métallurgique et incinération - Eaux de surface tamisées et prédécantées Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 5 transport - Lavage charbon - Effluents secondaires VI- EAUX USEES L’utilisation des eaux engendre un nouveau produit appelé effluent ou eau usée. Les problèmes liés aux eaux usées sont aussi anciens que ces eaux elles même et ils s’aggravent suivant la croissance démographique, l’amélioration de la qualité de vie des populations et le développement des activités industrielles. Les eaux usées se divisent en deux grandes catégories : les eaux résiduaires urbaines (ERU) et les eaux résiduaires industrielles (ERI). VI-1- Eaux résiduaires urbaines Les eaux résiduaires urbaines (ERU) regroupent les eaux ménagères, les eaux vannes et les eaux de ruissellement. La composition et les caractéristiques d’une eau résiduaire urbaine sont peu variables par rapport aux eaux usées industrielles (voir figure I.1). Le tableau suivant regroupe certains paramètres indicateurs de pollution des eaux résiduaires urbaines en france. Tableau I- 2 : Caractéristiques des eaux résiduaires urbaines en France Paramètre Valeures pH Résidu sec (mg/l) MES totales (mg/l) DBO5 (mg/l) DCO (mg/l) COT (mg/l) NTK(mg/l) N-NH4+ (mg/l) N-NO2- (mg/l) N-NO3- (mg/l) P (mg /l) Détergents (mg/l) 7,5 – 8,5 1000 – 2000 150 – 500 100 – 400 300 – 1000 100 – 300 30 – 100 20 – 80 < 1 < 1 10 – 25 6 – 13 Eau usée Eau 99,9 % Solides 0,1 % Organique 70 % Inorganique 30 % Protéines 65 % Lipides 10 % Carbohydrates 25 % Detfitus Matière minérale Sels Figure I- 1 : composition d’une eau usée domestique Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 6 VI-2- Eaux résiduaires industrielles (ERI) : Les caractéristiques des eaux usées industrielles subissent des grandes variations, elles dépendent à une multitude de paramètres type de l’industrie, production, nettoyage,…, les différentes étapes du procédé industriel, l’état des appareil,… Par ailleurs, il existe des caractéristiques communes entre les effluents de la même industrie. En terme de volume et type de polluants, les effluents industriels présentent le plus souvent une charge importante et un risque de dysfonctionnement structurel et fonctionnel des réseaux d’assainissement et des dispositifs de traitement des eaux usées. Ces risques sont d’autant plus grands que les industries sont localisées en amont du réseau d’assainissement. Les principaux polluants transitant dans les eaux usées d’origine industrielle sont :  Les métaux toxiques,  Les toxines organiques,  Les matières colorées,  Les huiles et graisses,  Les sels,  La pollution organique. Chimie des eaux Cours élaboré par le Pr. Rachid Salghi 7 CHAPITRE III CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE DES EFFLUENTS INDUSTRIELS INTRODUCTION Le traitement efficace d’un rejet liquide nécessite précédemment une bonne connaissance de la quantité, la qualité et les variations temporelles de la composition de l’effluent. Dans le processus de l’identification des eaux résiduaires, la caractérisation physico-chimique est incontournable si on espère définir avec bonne qualité, les caractéristiques d’un procédé de traitement. I- ECHANTILLONNAGE I-1- Point d'échantillonnage Le point d’échantillonnage doit être situé à un endroit caractéristique de l’effluent où il y a suffisamment de turbulence pour assurer l’homogénéité du rejet. Lorsqu’il s’agit uploads/Industriel/ chimie-des-eaux-pdf.pdf