LE TRAITEMENT DES EAUX DE CONSOMMATION


 


1- INTRODUCTION

En France, l’alimentation en eau potable est de la responsabilité des communes. Celles-ci se regroupent souvent en syndicats intercommunaux pour unir leurs moyens et garantir une qualité de distribution optimale aux usagers.

L’eau que nous utilisons est en général impropre à la consommation à l’état naturel. Il convient donc de la clarifier, de la traiter et de la désinfecter dans des stations de traitement avant son arrivée au robinet. Pour vérifier sa potabilité, on effectue des analyses régulières en insistant sur certains paramètres (organoleptiques, physico-chimiques, micro-biologiques, micro-polluants). Ces analyses seront traitées de manière plus approfondie par le binôme n°3. Le contrôle est réalisé par la DDASS sous l’autorité du préfet. Le Conseil Général apporte un soutien financier aux collectivités responsables de l’alimentation en eau en :

Le traitement des eaux destinées à la consommation humaine comprend plusieurs phases dont les principales sont la clarification et la stérilisation.

Le tableau ci-dessous présente les différentes phases que l'on peut trouver dans une filière de traitement des eaux de consommation.
 
PHASE DE TRAITEMENT
TYPE DE TRAITEMENT
ELEMENTS TRAITES

 
 

CLARIFICATION

Prétraitement

Coagulation –Floculation

Décantation ou Flottation

Filtration

La clarification des eaux qui ne sont pas constamment limpides est indispensable pour rendre l'eau potable. Elle permet d'éliminer les éléments grossiers, les matières en suspension et même les matières colloïdales grace à la coagulation
STERlLISATION
Aération

Chloration

Ozonation

Autres oxydants

La stérilisation des eaux polluées ou contaminables est obligatoire. Elle se fait par oxydation des éléments pathogènes. On trouve parfois une stérilisation en début de filière ("préoxydation") mais elle est systématiquement indispensable en fin de filière juste avant la distribution
TRAITEMENTS D'AFFINAGE
Adsorption

Biofiltration

Séparation par membranes

Les traitements d'affinage permettent d'éliminer des polluants tels que les micropolluants organiques ou l'ammoniaque, qui ne peuvent être traités lors des principales phases de traitement
TRAITEMENTS SPECIFIQUES
Neutralisation

Adoucissement

Déminéralisation

Oxydation

Les traitements spécifiques ont pour objectif de modifier l'équilibre physico-chimique de l'eau ou bien d'éliminer ou de transformer des éléments spécifiques que l'on peut rencontrer dans certaines eaux particulières





2- CLARIFICATION Elle est essentiellement variable selon la nature des terrains traversés et selon l'époque de l'année. Une eau issue de régions granitiques ou schisteuses sera moins chargée que celle traversant des régions calcaires. Une crue augmentera subitement la turbidité. A certaines saisons, l' eau se chargera de plancton, ce qui modifiera totalement la composition.

Les corps contenus dans l'eau peuvent être classés de la façon suivante :

Le traitement à effectuer sur l' eau brute aura pour but de la clarifier et de la rendre bactériologiquement pure.

Dans la clarification, on s'efforce de débarrasser l'eau brute de ses particules colloïdales et en suspension en les retenant à leur passage dans une masse filtrante, après un traitement approprié.

Dans le but de rendre l'eau bactériologiquement pure, on la stérilise par des oxydants tels que le chlore, l'ozone, grâce à des installations spécifiques, car la stérilisation s'applique aussi bien aux eaux de surface qu'aux eaux de source.

La recherche de la nature des corps contenus dans l'eau revêt une importance primordiale et il en découlera une différence essentielle dans les installations.

On peut distinguer deux grandes origines des eaux. D’une part, les eaux issues de régions calcaires qui contiendront surtout des corps en suspension et dont la coloration sera due généralement à la plus ou moins grande teneur de ces corps en suspension. D’autre part, les eaux issues de régions granitiques et schisteuses qui contiendront surtout des corps dissous et à l'état colloïdal et dont la coloration sera due surtout à la présence de ces corps.

Cette classification n'a toutefois rien d'absolu et, en période de crues, les rivières, quelles que soient leurs origines et la nature des régions traversées, charrient de grandes quantités de matières à l'état colloïdal.

De plus, les eaux issues des barrages ou des lacs, en raison de leur stagnation, sont beaucoup plus pauvres en corps en suspension ou à l'état colloïdal et renferment surtout du plancton.




3- STERILISATION

La stérilisation des eaux représente l'ultime étape à effectuer pour obtenir une eau bactériologiquement pure.

La stérilisation s'applique, tant aux eaux souterraines qu'aux eaux de surface. Elle n'est pas obligatoire pour les premières, mais elle peut être imposée dans certains cas particuliers.

Elle permet de pouvoir faire face à une contamination passagère.

Par ailleurs, des pollutions accidentelles peuvent être redoutées si l'eau doit parcourir une grande distance dans un aqueduc (écoulement à surface libre). Dans ce cas, la stérilisation au départ constituera une garantie supplémentaire pour la potabilité de cette eau qui bénéficiera, ainsi, d'un certain potentiel de résistance aux germes microbiens.

En ce qui concerne les eaux de surface, la stérilisation est une nécessité. Elle s’effectue dans la continuité des opérations de coagulation, décantation et de filtration, ces dernières n’étant pas suffisamment efficaces pour la destruction du germe pathogène.

Nous décrirons, dans ce qui suit, des méthodes de stérilisation les plus couramment employées, c'est-à-dire : la stérilisation par le chlore et ses dérivés et la stérilisation par l'ozone.
 





4- TRAITEMENTS D’AFFINAGE Si le simple conditionnement de l'eau brute par introduction de coagulant et, éventuellement, d'adjuvants de floculation, permet d'obtenir une clarification acceptable pour les eaux contenant des corps en suspension et colloïdaux, il devient insuffisant si l' eau contient en dissolution des corps capables de développer des mauvais goûts. C'est alors qu'intervient le rôle du charbon actif.

Parmi ces corps, se trouvent en particulier les produits de rejet des diverses activités domestiques, agricoles et industrielles introduits dans le cycle naturel des eaux, et qui contribuent à la pollution des rivières. Ce sont les micropolluants qui comprennent, entre autres, les détergents, les pesticides, les phénols, les hydrocarbures. Ces corps, même répartis à faible dose, donnent à l' eau traitée par les procédés ordinaires des goûts parfois très désagréables et l'usager a tendance à considérer cette eau comme non potable, bien que bactériologiquement pure.

L'élimination de ces mauvais goûts peut être obtenue par un traitement dit d'affinage, soit à partir du charbon actif seul, soit à partir de l'action combinée du charbon actif et de l'ozone.

La biofiltration est un procédé récent permettant d'éliminer par voie biologique des éléments dissous indésirables tout en réalisant une filtration. Il est ainsi possible, en contrôlant l'apport en oxygène du biofiltre d'éliminer l'ammoniaque ou le phosphore. Utilisé comme traitement d'affinage à l'origine, ce procédé prend de plus en plus d'importance au point de remplacer petit à petit la filtration classique. Les procédés de séparation et de concentration par membranes sont connus depuis longtemps. Il a fallu, toutefois, attendre les années 60 pour voir, avec le développement des membranes synthétiques, la concrétisation industrielle de ces techniques.

Depuis les années 70, ces procédés de séparation ont connu un développement considérable relatif au nombre de membranes développées puis mises sur le marché, aux performances et donc au potentiel d'applications industrielles.

Le marché des membranes a connu un essor exponentiel ces cinq dernières années avec le développement de nouveaux procédés destinés à assurer la désalinisation d’eau de mer ou d’eau saumâtre, principalement au profit de pays de la péninsule arabique, où les enjeux financiers sont extrêmement importants.
 




5- TRAITEMENTS SPECIFIQUES

La qualité de certaines eaux nécessite, avant leur utilisation, un traitement approprié dans le but de les rendre propres à la consommation ou à une utilisation industrielle.

Dans le cadre des eaux destinées à la consommation humaine, des procédés permettant d'obtenir la déferrisation de l'eau ainsi que des méthodes utilisées pour le dessalement de l'eau de mer et le traitement des eaux saumâtres existent.

Dans le cas des eaux à usage industriel, deux procédés (l'adoucissement et le traitement préventif contre l'entartrage) peuvent être étendus aux eaux destinées à la consommation humaine.