2 désinfection. eaux de consommation

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre 2006- CFTE 1

Office National de l’Eau Potable

Direction Contrôle qualité des Eaux

DESINFECTION DES EAUX




DEFINITIONS

DESINFECTION : Opération au résultat momentané

permettant d’éliminer ou de tuer les micro-organismes et/ou

d’inactiver les virus indésirables portés par des milieux inertes

contaminés, en fonction des objectifs fixés. Le résultat de

cette opération est limité aux micro-organismes et/ou virus

présents au moment de l’opération

DESINFECTION = ?? STERILISATION

AFNOR




STERILISATION DESINFECTION

ELIMINETous lesorganismes Vivants

Les bactériesles virus les parasites

Eaux industriellesPetits Débits

Eaux potables Petits et grands débits

CONFUSION ENTRE…




DEFINITIONS

DESINFECTANT : Produit ou procédé utilisé pour la

désinfection ou la décontamination dans des

conditions définies

Quantitativement et pour un temps de contact donné, un désinfectant doit réduire:

AFNOR

De 5 log la population bactérienne;

De 4 log les populations fongiques et virales;

De 3 log les spores




Fonctions de la désinfection

Une bonne désinfection

doit assurer

Un traitement immédiat

effets bactéricide,

virulicide ou biocide:

capacité de traiter en une

étape donnée

Une rémanence

Effet bactériostatique

contre les reviviscences;

Effet bactéricide pour les

Pollutions éventuelles;

Prévention contre les

colonisations (biofilms)




MitochondrieNoyau

Capsule

Paroicellulaire

EFFET BACTERICIDE & VIRULICIDE




Mitochondrie

Bloque la multiplication

Capsule

Paroicellulaire

EFFET REMANANT & BACTERIOSTATIQUE




Noyau

C GTAC

GG

GT

TA A

AC

CA

GG T C

T T A

Dimérisation

EFFET GERMICIDE (U.V.)




MODES DE DESINFECTION

Température; UV;Ultrafiltration

PHYSIQUE

CHIMIQUE

Produits chlorés; Produits halogénés (Brome); Ozone...




TYPES DE DESINFECTANTS : U.V.

Produits par des lampes à vapeur de mercure




TYPES DE DESINFECTANTS : U.V.

Ils attaquent la matière organique

des composés essentiels à la vie

de la cellule : nucléoprotéines.

Principe

Points faibles

Petits débits;

Eaux turbides;

Pas de rémanence.




C ’est un gaz verdâtre de formule Cl2 : à odeur

suffocante, très oxydant, très corrosif quand il n’est

pas pur et sec.

Produits chlorés : CHLORE

électrolyse

Anode

+Cathod

e

_Na

Na

Arrivée eau chlorurée

Cl

Cl

Cl2

NaOH




Cl2 + H2O HOCl + HCl

NaOCl + H2O HOCl + NaOH

HOCl H+ + OCl-

REACTION : CHLORE +EAU

Acide hypochloreux

Hypochlorite




REACTION : CHLORE +EAU

L ’action désinfectante de HClO est 40 à

80 fois plus efficace que celle de ClO-

Proportions sont fonctions du

pHPH+5 PH=6 PH = 7.5 PH = 8.5

Tout le chlore sous forme de

HClO

HClO< ClO-

ClO->>>HClO




0

010

10

20

20

30

30

40

4050 5060

60

70

70

80

80

90

90

100

100

HClO H+ + ClO-Soit :

4 5 6 7 8 9 10 11

% H

OC

l

% O

Cl-

pH80% en HOCl à pH 7

pH : HClO & ClO-




C’est un gaz jaune instable et explosif dans l’air, très

oxydant avec un pouvoir décolorant et désodorisant très

grand, très rémanent. De densité semblable à celle du

chlore, mais 5 fois plus soluble que celui-ci.

PROPRIETES DU DIOXYDE DE CHLORE

2ClO2 Na ClCl22NaClO2 + +Réaction Totale

Excès

Se prépare en mettant des chlorites de sodium en

présence d’eau chlorée de 5g/l à un pH inférieur à 2.5.




L’HYPOCHLORITE DE SODIUM

C’est un liquide jaune pâle, peu stable et sensible à la

lumière. La température de son entreposage ne doit pas

dépasser 30°C, sa vitesse de décomposition est doublée chaque

fois que la température augmente de 5.5°C.

Se prépare en faisant traverser du chlore gazeux

dans une solution froide de NaOH.

Na NaOCl ClCl22NaOH + ++ H2O




Se présente sous forme de granulés ou de

tablettes, de formule Ca(ClO)2 de Couleur blanche.

Il a une pureté de 70%, les 30% restants sont des

insolubles et des impuretés. Déperdition du titre

très faible entre 3 et 5% lors du stockage dans de

bonnes conditions.

POPRIETES DE L’HYPOCHLORITE DE CALCIUM




COURBE D ’ABSORPTION DU CHLORE

Détermination du Break point

0 1 2 3 4 5 6 7

1

2

3

4

5

Dose de chlore injectée en mg/l

Ch

lore

résid

uel en

mg

/l

A

B

C

D

Courb

e d ’a

bsorp

tion n

ulle

P




ACTION DES P.CHLORES

EAU + PRODUITS CHLORES

les substances réductrices non organiques (Fe, Mn…);

les substances organiques;

les substances azotées pour former les chloramines




NH4+ + HOCl NH2Cl + H2O + H+

monochloramine

PHASE A: Formation d’un sous produit

(monochloramine) qui interfère avec le chlore résiduel libre au contact de l’orthotolidine


PHASE B: Destruction de la monochloramine formée

2 NH2Cl + HOCl N2 + 3HCl + H2O

Azote





PHASE C : Seul le chlore

résiduel libre réagit avec

l ’orthotolidine

BREAK POINT

PHASE D : Accroissement du chlore résiduel libre

en fonction des doses injectées de chlore




Break-point

Chlore total

Chlore ajouté (mg/l)

Chlore libre

Chlore combiné

Formation des monochloramines Formation des di et

trichloramines à partir des

monochloramines

Cas d'une eau qui ne contiendrait aucun ion

oxydable et aucune matière organique : chlore total=chlore

ajouté

Zone à pouvoir désinfectant

Oxydation des matières minérales





PARAMETRES IMPORTANT POUR

L’EFFICACITE DE LA DESINFECTION




Selon la loi d’inactivation des micro-organismes de Chick-Watson:

Efficacité de la désinfection

f(qualité de l’eau,

organismes ciblés;

Désinfectant, C.T…)

=

NOTION DE CT (mg.mn/l)

0

NK.C.T

NLog =




NOTION DE CT (mg.mn/l)

Influence du C.T du chlore sur l’efficacité d’inactivation des kystes de Giardia muris

% d’inactivation

700,5 log

901 log

992 log

99,93 log

C.T(min.mg/l)

15 30 61 91

(pH= 7,5 - Température= 15°C – Conc chlore= 0,6 mg/l)




CT (mg.mn/l) et qualité des eaux

Influence du pH sur la valeur du C.T pour inactiver 99,9% de

Giardia muris et 99,9% d’Entérovirus par chloration (0,60 mg/l)

Température 5 °C 20 °C

pH 7,0 7,5 8,0 7,0 7,5 8,0

Giardia muris 150 182 217 56 68 81

Entérovirus 33 40 48 12 15 19

Donc : le C.T est d’autant plus faible

• T° élevée;• pH faible;• Turbidité faible.

que




Configuration du bassin de contact

Chick-Watson (autre forme)

C.Td : c’est la valeur de C.T obtenue pour une configuration donnée de bassin de contact .

C.T (disponible)C.T (requis)

Log (inactivation)=

max

. .( ) *utiled

VC T C Cte

Q

Cte : Facteur d’efficacité hydraulique qui dépend de la nature de l’ouvrage de contact ( 0 < Cte < 1 )




C= Concentration en désinfectant en mg/lT= Temps de contact en mn

MAIST est différent du temps purement

hydraulique

POURQUOI ?

T réel = T Hydraulique x K AVEC

0.1<=K <= 0.2 pour les réservoirs sans chicanes0.3<=K <= 0.7 pour les réservoirs chicanés





La nature des ouvrages d ’eau & des passages

préférentiels du désinfectant dans ces ouvrages





ENTREE

SORTIE

RESERVOIR AVEC CHICANES

CHICANE

Vidange

T Réel = T Hydraulique x K

0.3 <= K <= 0.7

DESINFECTION PHYSICO-CHIMIQUE




RESERVOIR SANS CHICANES


0.1 <= K <= 0.2 ENTREE

SORTIEVidange





ENTREE

SORTIE


0.8 <= K <= 1





INJECTION DU DESINFECTANT

SYSTEMEENTREE SORTIE

Q0 x C0

q x C1Q x C2

Pompe Doseuse Chloromètre




Impuretés;

Respect du CPS;

Responsabilité du fournisseur;

Responsabilité de l’exploitant;

QUALITE DU DESINFECTANT




Ne doit pas entraîner une transgression aux normes de

qualité prescrites pour l ’eau de boisson en y

introduisant des éléments toxiques ou indésirables.

PROPRIETES DU CHLORE

Inorganiques toxiques

Conc en mg/ Kg de hlore

Inorganiques toxiques

Conc en mg/ Kg de chlore

Ag As Ba Cd Cr

33.33 33.33 333.3 3.333 166.6

Hg Ni Pb Se CN

1.66 166.6 33.33 33.33 166.6




STOCKAGE DU DESINFECTANT

• Endroit frais et Sombre;

• A l ’abri de la chaleur, des

rayons de soleil;

• Loin des huiles et matières

organiques (risque d ’explosion).




STOCKAGE DU DESINFECTANT

Température de stockage

20ºC 30ºC 40ºC

Solution

initiale

au bout

de Concentration finale

1 mois 44 33 13

3 mois 34 17 6 50ºCl

1 an <17 <7 <2

1 mois 12,5 12 11

3 mois >12 11 <9 12,5ºCl

1 an 11 8,5 4

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