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Conception d'un pilote de potabilisation d'eau en matériaux de récupération
 

Introduction- Accueil
Avant-projet sommaire
Avants-projets détaillés
Production d'eau potable
Production d'énergie
Conclusion


c Analyses et résultats

c L'absorbance UV

c La turbidité

c Le pH

c Les coliformes totaux

c Le colmatage


Introduction

Contexte
     socio-économique

Maladies hydriques

Procédés utilisés

Dimensionnement

Construction

Entretien

Analyses

Conclusion


Projets des groupes
Autres travaux
Département HMF


Analyses et résultats
 

Afin de tester la qualité de notre eau, nous avons mené quelques analyses pour déterminer certains paramètres. Nous avons choisi la simplicité et la faisabilité pour tester notre eau. Il existe beaucoup de paramètres à tester pour vérifier la qualité de l’eau. En voici quelques uns :


- Les paramètres organoleptiques : couleur, l’odeur, la saveur, la turbidité…
- Les paramètres physico-chimiques : pH, chlorures, sulfates…
- Les paramètres concernant les substances indésirables : nitrates,fer , fluor…
- Les paramètres concernant les substances toxiques : arsenic, cadmium, plomb…
- Les paramètres microbiologiques : coliformes, streptocoques fécaux, coliformes fécaux…
- Les pesticides et produits apparentés : insecticides, herbicide, fongicides…

 

L’absorbance UV  
 

Cette mesure permet de déterminer l’évolution de la quantité de matière organique dans notre système. La décantation et la filtration, comme nous les avons conçus ne permettent pas l’abattement des matières organiques. C’est la désinfection UV qui permet cet abattement ou tout du moins cette désactivation. Pour effectuer les tests nous filtrons les échantillons à la seringue et au filtre 45µm pour éliminer les particules solides en suspension.


Nous avons testé 3 échantillons d’eau :
Eau de Garonne (1)
Eau en sortie de décanteur (2)
Eau en sortie de filtre (3)

On obtient, pour ces 3 échantillons, des valeurs similaires de l’absorbance :
Abs(1)= 0,0282
Abs(2)= 0,0229
Abs(3)= 0,0201

Comme prévu, notre système ne permet pas de réduire la quantité de matière organique. Il aurait fallu tester l’absorbance après la désinfection UV, mais nos n’avons pas pu réaliser cette mesure, faute de soleil (ou de lampe UV) !

 

La turbidité  
 

La méthode de désinfection aux UV solaire requiert une turbidité inférieure à 30 NTU. A l’aide d’un turbidimètre nous avons mesuré la turbidité des 3 mêmes échantillons.
Turb(1)= 750 NTU (189 NTU après 5 minutes de décantation)
Turb(2)= 12,5
Turb(3)=2,1



A la sortie de notre filtre à sable, nous avons une eau très claire, une turbidité de 2,1 est largement suffisante pour subir un traitement UV-solaire. Nous avons pu constater l’efficacité de notre système pour la diminution de la turbidité.

 

Le pH  
 

Le pH d’une eau potable doit être situé entre 6,5 et 8,5. A l’aide, dans un premier temps, de bandelettes pH et dans un deuxième temps d’un pHmètre, nous avons calculé le pH de l’eau dans la totalité de notre installation : pH = 7-7,5.

 

Coliformes totaux  
 

Nous avons commandé des films pétri 3M. Les caractéristiques et la méthode expérimentale sont décrites sur ce site : Site internet 3M films de pétri.


Nous avons donc testé la présence de coliformes totaux dans l’eau que nous filtrons. Généralement, comme l’illustre les données de l’OMS, l’eau potable doit être dépourvue de toute présence de coliformes. La méthode des petri films de 3M permet un comptage très facile des coliformes. Ceux-ci réagissent avec le medium pendant l’incubation pour laisser place à des petites tâches noires. Ces taches sont les coliformes. En les comptant, on peut déterminer la concentration dans 1mL.

Voici les tests que nous avons réalisés :
3 tests sur l’eau de la Garonne
3 tests sur l’eau en sortie de décanteur
3 tests sur l’eau en sortie de filtre
3 tests sur l’eau après une décontamination UV partielle, soit 6h d’exposition aux UV mais sous un ciel complètement couvert. La méthode SODIS préconise 12h voire plus pour de telles conditions.

Après une incubation de 24h dans une étuve à 37°C, voici les résultats obtenus :

g   f   f

Garonne...................... Après décanteur ..................Après filtre

g

Après décontamination

 

Pendant l’étape de clarification, il y a une légère modification chimique de l’eau.

- Test eau de Garonne : 34 coliformes/mL

- Test eau en sortie de décanteur : 58 colifomes/mL

- Test eau en sortie de filtre : 56 coliformes/mL

Cette augmentation de concentration au cours de notre système peut s’expliquer en admettant qu’au cours des multiples filtrations, une accumulation dans le décanteur et dans le filtre à sable sont possibles. Ainsi, on se retrouve avec une eau biologiquement plus chargée en entrée qu’en sortie. Toute fois, les résultats des mesures d’absorbance ne sont pas concluants en termes d’augmentation de concentration de matière organique. Nous en concluons que cette augmentation de concentration de coliforme n’est pas un facteur influençant la qualité de l’eau finale qui sera de toutes manières décontaminée grâce aux rayons UV du soleil.

Quant aux tests réalisés après la décontamination UV, ils sont plutôt encourageants. Le ciel était très couvert et nous n’avons laissé les bouteilles exposées que 4h, cependant nous obtenons des concentrations de coliformes très faibles.

- Test 1 : 1 coliforme

- Test 2 : 10 coliformes

- Test 3 : 3 coliformes

Soit une concentration moyenne d’environ 4,5 coliformes /mL. Cette valeur est trop élevée pour que l’eau soit considérée comme potable, mais les températures, dans notre cas n’excédaient pas les 15°C. Or, c’est lorsque l’exposition au soleil est bonne et que la température au sein des bouteilles augmente, que la désinfection est la plus efficace.

L’abattement des coliformes dans notre cas n’est pas suffisant, mais il montre que notre installation est définitivement efficace et le serait bien plus dans des conditions d'ensoleillement favorable telles celles que l’on peut trouver dans les zones tropicales (température et ensoleillement)..


Le colmatage  
 

Lors des filtrations successives, les particules sont retenues dans le décanteur, principalement, mais aussi dans le filtre à sable, à une moindre mesure. Cette accumulation que l’on appelle le colmatage est un problème inhérent à tout type de filtration. Nous avons effectué des mesures de débit maximal obtenu au départ du fonctionnement de notre installation et à la fin de nos expériences. Nous avons estimé le volume d’eau qui est passé à travers le filtre à 200L.
Debut : 42 L/h
Fin : 40 L/h

Nous avons estimé que lorsque le débit à un instant t est inférieur à la moitié du débit à l’instant initial de la première filtration, il faut laver ou changer le sable. La méthode pour le lavage du filtre à sable se trouve dans la partie entretien.
Pour les dimensions du système expérimental, on estime qu’il faudra environ 2000L de filtration pour que le colmatage soit un problème. Si on part sur une production de 10 L par jour, il faudra donc s’occuper de l’entretien du filtre à sable toutes les 3 semaines environ.

 

 

r Entretien..........................................................................................Conclusion r