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Chimie des eaux à donner (1)

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INTRODUCTION
Généralités sur les eaux
Eaux naturelles
 1) Nappes phréatiques ou alluviales
·
2) Nappes captives
Plus profondes que les premières et séparées de la surface par une couche
imperméable,
· 3) 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.
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 domestique,
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 procédé de
traitement relatif à chacune des ressources disponibles est déterminant
lors de la prise d’une décision.
INTRODUCTION
Généralités sur les eaux
Eaux industrielles
INTRODUCTION
Généralités sur les eaux
Eaux usées
Les eaux usées se divisent en deux grandes catégories : les eaux résiduaires
urbaines (ERU) et les eaux résiduaires industrielles (ERI).
Eaux résiduaires urbaines
Regroupent les eaux ménagères, les eaux de vannes et les eaux de ruissellement.
Eaux résiduaires industrielles (ERI)
Les principaux polluants transitant dans les eaux usées d’origine industrielle sont :
Les métaux , les matières colorées, les huiles et graisses, les sels, les pollutants
organique.
CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIE DES
EAUX POTABLES
Paramètres à rechercher:
- Mesures de pH, turbidité, conductivité, température, 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 surtout des gaz, et la détermination
du pH. La mesure de la température est très utile pour les études limnologiques et le
calcul des échanges. Elle agit aussi comme un facteur physiologique agissant sur le
métabolisme de croissance des micro-organismes vivant dans l’eau.
pH
Le pH mesure la concentration des ions H+ dans l'eau. Ce paramètre
caractérise un grand nombre d'équilibre physico-chimique. 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 gamme 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-organismes 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, sodium, magnésium…).
Turbidité
La turbidité exprime la présence des particules de petites tailles (argiles, silice,
microorganismes…), En d’autre terme, il est l’inverse d’une transparence. Elle est
déterminée par la méthode néphélométrique.
T.A
Correspondant à la neutralisation des ions hydroxydes et à la transformation
des ions carbonates en hydogénocarbonates par un acide fort.
T. A. C
Correspondant à la neutralisation par un acide fort des ions hydroxydes,
carbonates et hydrogénocarbonates.
Détermination de la dureté (TH)
100 ml d’eau
+
Une pincée de noir
d’erichrome
Agitation
Ajout 5 ml de solution tampon
pH = 10
Titration
EDTA N/50 jusqu’à coloration
rougeâtre au bleuâtre
Résultat
TH (°F) = V tombé de la burette en ml x 2
TH (meq/l) = (V tombé de la burette en ml x 2) / 5
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Détermination de la turbidité
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
Résultat
Lecture est donnée par le turbidimètre
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Détermination de pH
Étalonner le pH-mètre à l’aide des
solution d’étalonnage
Plonger l’électrode dans le
bêcher contenant l’échantillon
d’eau à analyser
Résultat
Lecture est donnée par le pH-mètre
10
Détermination du T.A.C et T.A
10 ml d’eau
+
3 gouttes de phénol phtaléine 0,1%
deux cas
coloration rose
Incolore TA = 0
deux
gouttes de
rouge de
méthyle
0,1%.
(jaune)
Titration
HCl 0,1 N jusqu’à décoloration.
soit n le volume versé
HCl 0,1 N jusqu’à coloration rose.
soit n’ le volume versé
Résultat
T. A = n (meq/l)
T. A. C = (n + n’ – 0,1) (meq/l)
n et n’ : tombée de la burette en ml
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Détermination des ions chlorures
100 ml d’eau
+
3 gouttes de phénolphtaleine 1%.
Agitation
Coloration rose
Ajout de H2SO4 0,05 N jusqu’à
décoloration.
Incolore
Ajout 10 gouttes de NaOH 0,1N.
Ajout
Ajout 10 gouttes de K2Cr2O7 1%,
la solution devient jaune
Titration
AgNO3 0,02 N
Résultat
[Cl-] (mg/l) = V tombé de la burette en ml x 7,1
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Ecole Nationale des Sciences
Appliquées d’Agadir
Caractérisation physico-chimique des eaux usées
OBJECTIF
L’objectif de ce cours est de connaître les paramètres physico-chimique à
analyser des eaux usées afin de les caractériser.
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Caractérisation physico-chimiques des eaux usées
Eau usée
Eau 99,9 %
Organique 70 %
Protéines 65 %
Solides 0,1 %
Inorganique 30 %
Lipides 10 % Detfitus
Carbohydrates 25 %
Matière minérale
Sels
Composition d’une eau usée domestique
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Caractérisation physico-chimiques des eaux usées
Paramètres physico- Chimique
T
Débit
pH
Résidu sec
MES totales
DBO5
DCO
COT
NTK
N-NH 4+
N-NO 2N-NO 3P
Détergents
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Caractérisation physico-chimiques des eaux usées
Paramètres physico- Chimique
DBO5
La Demande Biochimique en Oxygène (DBO) c’est la quantité
d’oxygène nécessaire à la dégradation de la matière organique
biodégradable d’une eau par le développement des micro-organismes,
pendant 5 jours à 20 °C, on parle alors de la DBO5.
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Caractérisation physico-chimiques des eaux usées
Paramètres physico- Chimique
DCO
La Demande Chimique en Oxygène (DCO) c’est la
quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder la matière
organique (bio-dégradable ou non) d’une eau à l’aide d’un
oxydant. Ce paramètre offre une représentation plus ou
moins complète des matières oxydables présente dans
l’échantillon. Généralement la DCO est 1,5 à 2 fois la DBO5
pour les eaux usées urbaines.
La relation empirique de la matière organique (MO)
en fonction de la DBO5 et la DCO est donnée par l’équation
suivante :
MO = (2 DBO5 + DCO)/3
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Caractérisation physico-chimiques des eaux usées
Caractéristiques des eaux résiduaires urbaines en France
Paramètres
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)
Valeurs
7,5 – 8,5
1000 – 2000
150 – 500
100 – 400
300 – 1000
100 – 300
30 – 100
20 – 80
<1
<1
10 – 25
6 – 13
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Détermination de la DCO
2,5 ml d’échantillon
Agitation
Ajout 1,5 mL de bichromate 0,24 N
et 3,5 mL de H2SO4 concentré
Chauffage
Mettre les tubes à tester à chauffer
pendant 2 heures à 150°C
Ajout de 2 goutte de ferroine
Titration
Titrage sel de Mohr 0,12 N
Résultat
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Détermination de la DBO5
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 fermer
Les eaux destinées à la consommation
humaine doivent avoir une DBO
5 de 0 mg/l.
Résultat
Lecture de la DBO après 5 jours
d’incubation.
Appareil automatique de mesure de la DBO5
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Détermination de la MES et MVS
Peser un bêcher vide et une pièce de filtre, noter la
masse M0 (mg).
Passer 100 mL d’eau à travers la
rampe de filtration.
Étuvage
étuver à 105°C pendant 24h.
Résultat
Prendre les coupelles de MES et les
laisser au four (500°C) pendant 2 h.
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DETERMINATION DES MATIERES DECANTABLES
On abandonne au repos pendant deux heures, un
litre d’eau usée dans le cône d’Imhoff.
Résultat
Les matières décantables sont des
matières de grandes tailles, entre 40
µmètres et 5 millimètre.
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DETERMINATION DE L’AZOTE AMMONIACAL
100 ml d’eau usée dans le matras
Appareil de kjeldal
Ajout 50 ml 35%
Ajout 5 ml de l’acide borique 10 g/l
dans le bêcher
On arrête la distillation jusqu’à 200 ml de distillat
+
3 gouttes de l’indicateur Tachiro
- gaz ammoniac NH3
- l'ammonium NH4+
- - azote nitrique NO3- (nitrate )
- - nitrite, de formule NO2–
Titration
Titrage H2SO4 0,1N.
Résultat
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