Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Érudit est un consortium interuniversitaire sans but lucratif composé de l'Univ

Érudit est un consortium interuniversitaire sans but lucratif composé de l'Université de Montréal, l'Université Laval et l'Université du Québec à Montréal. Il a pour mission la promotion et la valorisation de la recherche. Érudit offre des services d'édition numérique de documents scientifiques depuis 1998. Pour communiquer avec les responsables d'Érudit : info@erudit.org Article « Le Traitement des Eaux de Consommation : La Nécessité d'une Recherche en Chimie de l'Eau » B. Legube, R. Desjardins et M. Doré Revue des sciences de l'eau / Journal of Water Science, vol. 11, 1998, p. 87-101. Pour citer cet article, utiliser l'information suivante : URI: http://id.erudit.org/iderudit/705332ar DOI: 10.7202/705332ar Note : les règles d'écriture des références bibliographiques peuvent varier selon les différents domaines du savoir. Ce document est protégé par la loi sur le droit d'auteur. L'utilisation des services d'Érudit (y compris la reproduction) est assujettie à sa politique d'utilisation que vous pouvez consulter à l'URI https://apropos.erudit.org/fr/usagers/politique-dutilisation/ Document téléchargé le 22 November 2016 04:02 REVUE DES SCIENCES DE L'EAU, Rev. Sci. Eau n° spécial (1998) 87-101 Le traitement des eaux de consommation : la nécessité d'une recherche en chimie de l'eau Needs for research in water chemistry in drinking water treatment B. LEGUBE1*, R. DESJARDiNS2 et M. DORÉ1 SUMMARY The main purpose of this paper is to demonstrate that a better understanding of chemical reactions and a better technologies development for the drinking water treatment absolutly needs research in water chemistry. In order to reach this objective, two examples of récent fundamental research works in water chemistry and one example of research applied to drinking water treatment hâve been selected. The first one concerns a fundamental research on characterization and analy- sis of natural organic matter. Nowadays, the main analytical tools used for quantification of NOM are DOC (BDOC for the biodégradable fraction) and UV-absorbance. However, a better knowledge of NOM would be useful to pre- dict water quality and détermination of doses of some treatment chemicals, such as coagulants and oxidants. This paper présents some data about (i) NOM fractionning by XAD macroporous resins and reiationship between UV-absor- bance and I3C-NMR, and (ii) study of chlorination of the isolated fractions. Based on thèse results, one can suppose that aquatic NOM could be soon easily fractionnated and characterized by simples analytical tools. However, many research works are still necessary, particularly on the field of relationships between data of "heavy" analytical tools (13C-NMR, pyrolysis/GC/MS, etc.) and more simple others (UVA/DOC, BDOC, fluorescence etc.). The second paragraph of the paper relates oxidation mechanisms by hydroxyl radicals. In ozonation of drinking water, currently applied in the drinking water treatment, OH radicals production is a necessary conséquence, conside- red as the main action of ozone by some authors. So, disinfection quality, bro- mate production, BDOC formation, pesticides removal will never be entirely understood as long as hydroxyl radicals participation in ozonation processes 1 Laboratoire de chimie de l'eau et de l'environnement, UPRESA CNRS, 6008 École supérieure d'ingénieurs de Poitiers, 40, avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers cedex, France. 2 Chaire industrielle de l'eau potable, Département de génie civil, géologique et des mines, CP 6079, Suce. A, Montréal, Québec, Canada. Correspondance. RESUME Rev. Sci. Eau, n° spécial, 1998 B. Legubeel al. will not be really cleared up. To illustrate this purpose, the example of ozona- tion of a free aminoacid (glycine) foy molecular ozone and by OH radicals is shown. Oxidation by "pure" OH radicals, produced by radiolysis, as compared to oxidation by molecular ozone, (at acidic pH in the présence of radical sca- vengers) shows that two mechanisms are really différent. So, some works published some years ago, mixed up the two pathways. Such mechanisms on aminoacids oxidation should allow to understand some more descriptive data on water disinfection and pesticides oxidation. The third example concerns the changes of water quality during ozone/GAC treatment. It is well known that ozonation of naturel waters leads to an enhan- cement of water biodegradability, in terms of BDOC increase. So, if this BDOC is not removed in the plant, it can be the origin of bacteria regrowth in distri- bution system. The solutions are either to include, after ozonation step, a biolo- gical treatment step on activated carbon (BAC), or to increase chlorination doses applied in final disinfection. The effects of BAC treatment on BDOC and ozonation by-products removals, in the case of the drinking water treatment plant of Sainte-Rose (City of Laval, Québec, Canada), are described. Finally, taking into account the cost of such a process, the last paragraph of this paper gives some recommandations for conception on BAC treatment. As for gênerai conclusion, some new research topics in water chemistry for the drinking water treatment are enumerated and some ideas about organization and development of applied and fondamental researches in water chermistry for the drinking water treatment, are given. Key-words: research, water chemistry, NOM, chlorination, ozonation, hydroxyl radicals, BDOC, GAC. L'objectif principal de cet article est de montrer que les travaux de recherche en chimie de l'eau sont absolument nécessaires à la compréhension des phéno- mènes régissant la qualité des eaux de consommation produites et distribuées, ainsi qu'au développement de technologies innovantes dans le domaine du trai- tement de ces eaux. Pour l'atteindre, il a été choisi de présenter trois exemples des recherches menées à l'Université de Poitiers et à l'École Polytechnique de Montréal : deux exemples de recherche fondamentale, sur les matières organi- ques naturelles et sur les mécanismes d'oxydation par les radicaux hydroxyle et un exemple de la recherche d'application, sur révolution de la qualité de l'eau lors de son traitement biologique par ozonation couplée à la filtration sur charbon actif en grains. Mots clés : recherche, chimie de l'eau, MON, Chloration, ozonation, radicaux hydroxyle, CODB, CAG 1 - INTRODUCTION Dans la première moitié du XXe siècle, quelques chercheurs célèbres ont éta- bli des lois et des principes fondamentaux qui servent encore aujourd'hui à la conception des procédés de traitement des eaux de consommation. Les exem- ples sont nombreux, et sans être exhaustifs rappelons pour mémoire : - le modèle DLVO (Derjagin, Landau, Verwey et Overbeek) et celui de Smolu- chowski pour la coagulation floculation ; Recherche en chimie des eaux de consommation 89 - la loi de Stokes, le concept de la vitesse de Hazen et les théories de Coe et Clevenger et de Kynch pour différents types de décantation ; . - le modèle de Darcy pour la filtration en profondeur et en surface ; - les isothermes de Langmuir et de Freundlich pour l'adsorption ; - la loi de Nernst pour l'oxydation et celle de Chick pour la désinfection, etc. Plus récemment, d'autres travaux remarquables ont permis d'avancer consi- dérablement dans ce domaine. Pour ce qui concerne la chimie des oxydants et des sous-produits d'oxydation, qui sont à la base des exemples présentés dans cet article, on peut citer : - les mécanismes de formation du chloroforme à partir des méthyi-cétones et du résorcinol (nombreux auteurs dont principalement Rook et Bellar, en 1974) ; - les mécanismes d'action et de décomposition de l'ozone dans l'eau (nom- breux travaux de Hoigné de 1975 à 1983) ; - les mécanismes d'oxydation de l'atrazine par l'ozone et par les radicaux hydroxyle (plusieurs auteurs) ; - le mécanisme de formation des bramâtes (plusieurs auteurs dont principa- lement Haag et Hoigné en 1983). La recherche fondamentale et appliquée est-elle aujourd'hui suffisante ? Pro- bablement pas. En France, lors de ces dernières décennies, les organismes insti- tutionnels (Ministères, CNRS, etc.) ainsi que la Communauté Européenne suppor- tent financièrement des travaux sur les grands phénomènes environnementaux et par suite, sur le milieu naturel. De plus, les sociétés de traitement d'eaux, long- temps partenaires privilégiés des équipes universitaires spécialisées dans le trai- tement des eaux, ont d'une part développé leurs propres centres de recherche et développement, et d'autre part, axé leur partenariat avec les équipes de recher- che publiques sur l'efficacité des procédés et non sur les mécanismes mis en jeu. Si bien que fréquemment les données publiées reposent sur des faits essentielle- ment empiriques et sur des accumulations de résultats qui sont loin d'être totale- ment exploités et compris. Par exemple, la recherche sur certains procédés de traitement est souvent interrompue dès que l'efficacité ou l'inefficacité du procédé a été montrée à partir de quelques cas. Un autre exemple est celui des modèles prédictifs de l'évolution de la qualité des eaux en cours de traitement, qui sont généralement stochastiques, ce qui les rend évidemment peu applicables aux cas extrêmes, ce pour quoi ils ont été initialement prévus. L'objectif principal de cet article est avant tout de montrer que les travaux de recherche sont absolument nécessaires tant à la compréhension des phénomè- nes régissant la qualité des eaux produites et distribuées, qu'au développement de technologies innovantes. Pour l'atteindre, nous avons choisi d'illustrer notre propos par trois exemples des recherches menées à Poitiers et à Montréal : deux exemples de recherche fondamentale, sur les matières organiques naturelles et sur les mécanismes d'oxydation par les radicaux hydroxyles générés par les pro- cédés avancés d'oxydation et uploads/Science et Technologie/ article 9 .pdf