Le traitement de l'eau

Le traitement de l'eau à trois singnifications :

  • Le traitement des eaux usées aussi appelées eaux résiduaires. Des eaux usées ou d'autres sont épurées en vue de rejets.
  • Le Traitement de l'eau en vue d'obtenir une eau potable ou idoine à la consommation humaine. Un Traitement primaire est complété par une purification de l'eau ou filtration ou production d'eau potable. Dans les deux cas on parle de traitement primaire, secondaire et tertiaire suivant le processus.
  • Le traitement de l'eau industrielle pour le traitement de l'eau utilisée en industrie, souvent en circuit fermé.

Le traitement d’une eau brute dépend de sa qualité, laquelle est fonction de son origine et peut varier dans le temps. L’eau à traiter doit donc être en permanence analysée car il est primordial d’ajuster le traitement d’une eau à sa composition et, si nécessaire, de le moduler dans le temps en fonction de la variation observée de ses divers composants.
Le traitement classique et complet d’une eau s’effectue en plusieurs étapes :

  • L’oxydation, si les eaux à traiter contiennent beaucoup de matières organique, ou encore de l’ammoniaque, du fer ou du manganèse, une étape d’oxydation préalable est nécessaire. Elle permet d’éliminer plus facilement ces substances au cours de l’étape suivante dite de clarification. On utilise pour cela un oxydant comme le chlore ou l’ozone.
  • La clarification qui permet l’élimination des particules en suspension. Après son passage à travers des grilles qui retiennent les matières les plus grosses, l’eau est acheminée dans des bassins dits de décantation. Là, sous l’effet de leur poids, les particules gravitent vers le fond où elles se déposent. L’eau décantée est ensuite filtrée à travers une ou plusieurs couches d’un substrat granulaire, comme du sable, qui retient les particules résiduelles, les plus fines.
  • La désinfection qui en fin de traitement, la désinfection permet l’élimination des micro-organismes pathogènes, on utilise pour cela soit un dé
    sinfectant chimique comme le chlore ou l’ozone, soit des rayonnements ultraviolets.

Il est important que ce traitement persiste tout au long du réseau afin qu’aucun germe ne puisse se développer dans les canalisations où l’eau peut séjourner plusieurs jours.
Si tous ces procédés permettent bel et bien d’améliorer significativement la qualité des eaux brutes, l’usage de réactifs chimiques ne va pas sans poser certaines difficultés.


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En fonction de la qualité de l'eau brute, il s'agit d'un traitement “simple” (désinfection essentiellement) ou d'un traitement plus complexe tel que défini ci-après.

Désinfection

Hormis les cas d'eau naturellement protégée vis-à-vis des pollutions et de réseaux entretenus très soigneusement, une désinfection permanente est nécessaire.

L'objectif de ce traitement est d'éliminer les germes pathogènes ; pour cela on utilise le chlore et les composés chlorés, les rayons ultraviolets et l'ozone. Le chlore est utilisé soit directement par injection, soit sous forme d'eau de javel (moins stable), soit combiné sous forme de dioxyde de chlore. L'avantage des composés chlorés est d'avoir un effet “rémanent”, c'est-à-dire que leur action persiste dans le réseau ; dans le cas de réseaux très étendus, une chloration complémentaire est possible. Lorsque l'eau contient de la matière organique, celle-ci se combine avec le chlore, générant un goût désagréable.

Le rayonnement ultraviolet est bactéricide ; les lampes étant immergées, il est nécessaire que l'eau soit limpide. Cette technique n'offre pas de rémanence en réseau, elle est donc adaptée aux réseaux courts. L'ozone, produit sur place pour un générateur à haute tension, n'est utilisable que sur des unités de grande taille.

Traitement des eaux agressives et des eaux entartrantes

En fonction de sa composition chimique naturelle et de son acidité (pH), l'eau peut être soit agressive (elle dissout le carbonate de calcium et “attaque” les métaux dont le plomb), soit entartrante (elle dépose du carbonate). Les eaux agressives sont chargées en gaz carbonique et doivent subir un traitement de “neutralisation” obtenu par percolation à travers un filtre à “neutralite”, complété le cas échéant par une “reminéralisation”. Le phénomène d'entartrage qui affecte les conduites et les appareils ménagers peut être réduit au moyen d'un adoucissement par décarbonation ou par une “résine”, permettant le remplacement du calcium et du magnésium par le sodium. L'adoucissement à domicile doit être limité au circuit “eau chaude”.

Traitement du fer et du manganèse

Lorsque ces deux métaux sont en quantité excessive, ils donnent à l'eau une coloration et provoquent des dépôts désagréables. Leur élimination se fait, soit par oxydation et filtration, soit par traitement biologique (bactéries).

Traitement des nitrates

Deux procédés sont utilisés pour éliminer les nitrates :

  • les “résines” permettant de remplacer les nitrates par des carbonates et des chlorures,
  • l'utilisation de bactéries transformant les nitrates en azote gazeux ; ces bactéries sont fixées sur un support servant également de filtre.

Elimination des pesticides et des micropolluants organiques

L'élimination de ces produits nécessite le recours soit au charbon actif (matériaux très poreux) dont la surface “retient” les molécules indésirables, soit à une filtration sur membranes (ultrafiltration).

Traitement des eaux de surface

La chaîne de traitement est adaptée à la qualité des eaux brutes. Elle peut comporter :

  • une réduction des matières en suspension par décantation,
  • une élimination de la fraction fine en trois étapes successives :
  • coagulation (par ajout de réactif adapté)
  • floculation (agitation favorisant le grossissement des particules)
  • décantation (dépôt sur le fond de “boues”) ou flottation (entraînement en surface par des bulles d'air),
  • une filtration à travers une ou plusieurs couches de sable calibré retenant les matières en suspension résiduelles et, par action bactérienne, l'ammoniaque, la matière organique. Les filtres doivent être périodiquement “lavés” à contre-courant,
  • dans tous les cas, une désinfection finale.

Un résidu, les boues, leur devenir

Les traitements tels que lavage des filtres, purge des décanteurs ou des flottateurs, produisent des “boues”. Très chargées en hydroxydes, carbonates, elles ne peuvent être rejetées sans traitement préalable. Dans la plupart des cas, elles suivent des filières identiques à celles des boues issues de l'épuration des eaux usées.

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