2 désinfection. eaux de consommation

Présentée par : T.BELHAJ (DCE/T) – Nopvembre
1
Office National de l’Eau Potable
Direction Contrôle qualité des Eaux
DESINFECTION DES EAUX

2
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

3
STERILISATION DESINFECTION
ELIMINE
Tous les
organismes
Vivants
Les bactéries
les virus les
parasites
Eaux industrielles
Petits Débits
Eaux potables
Petits et grands
débits
CONFUSION ENTRE…

4
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

5
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)

6
Mitochondrie
Noyau
Capsule
Paroi
cellulaire
EFFET BACTERICIDE & VIRULICIDE

7
Mitochondrie
Bloque la multiplication
Capsule
Paroi
cellulaire
EFFET REMANANT & BACTERIOSTATIQUE

8
Noyau
C G
TAC
G
G
G
T
T
A A
A
C
C
A
G
G T C
T T A
Dimérisation
EFFET GERMICIDE (U.V.)

9
MODES DE DESINFECTION
 Température;
 UV;
Ultrafiltration
PHYSIQUE
CHIMIQUE
 Produits chlorés;
 Produits halogénés (Brome);
 Ozone...

10
TYPES DE DESINFECTANTS : U.V.
Produits par des
lampes à vapeur de
mercure

11
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.

12
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
+
Cathode
_Na
Na
Arrivée eau chlorurée
Cl
Cl
Cl2
NaOH

13
Cl2 + H2O HOCl + HCl
NaOCl + H2O HOCl + NaOH
HOCl H+
+ OCl-
REACTION : CHLORE +EAU
Acide hypochloreux
Hypochlorite

14
REACTION : CHLORE +EAU
L ’action désinfectante de HClO est 40 à
80 fois plus efficace que celle de ClO-
Proportions sont fonctions du pH
PH+5 PH=6 PH = 7.5 PH = 8.5
Tout le chlore
sous forme de
HClO
HClO<
ClO-
ClO-
>>>HClO

15
0
0
10
10
20
20
30
30
40
40
50 50
60
60
70
70
80
80
90
90
100
100
HClO H+
+ ClO-
Soit :
4 5 6 7 8 9 10 11
%HOCl
%OCl-
pH80% en HOCl à pH 7
pH : HClO & ClO-

16
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.

17
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

18
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

19
COURBE D ’ABSORPTION DU CHLORE
Détermination du Break point
0 1 2 3 4 5 6 7
12345
Dose de chlore injectée en mg/l
Chlorerésiduelenmg/l
A
B
C
D
Courbe
d
’absorption
nulle
P

20
ACTION DES P.CHLORES
EAU + PRODUITS CHLORES
 les substances réductrices non organiques
(Fe, Mn…);
 les substances organiques;
 les substances azotées pour former les
chloramines

21
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

22
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

23
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

24
PARAMETRES IMPORTANT POUR
L’EFFICACITE DE LA DESINFECTION

25
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
N
K.C.T
N
Log =

26
NOTION DE CT (mg.mn/l)
Influence du C.T du chlore sur l’efficacité
d’inactivation des kystes de Giardia muris
%
d’inactivation
70
0,5 log
90
1 log
99
2 log
99,9
3 log
C.T
(min.mg/l)
15 30 61 91
(pH= 7,5 - Température= 15°C – Conc chlore= 0,6 mg/l)

27
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

28
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
. .( ) *utile
d
V
C T C Cte
Q
=
Cte : Facteur d’efficacité hydraulique qui dépend de la nature de
l’ouvrage de contact ( 0 < Cte < 1 )

29
C= Concentration en désinfectant en mg/l
T= Temps de contact en mn
MAIS
T est différent du
temps purement
hydraulique
POURQUOI ?
T réel = T Hydraulique x K
AVEC
0.1<=K <= 0.2 pour les réservoirs sans chicanes
0.3<=K <= 0.7 pour les réservoirs chicanés

30
La nature des ouvrages d ’eau & des passages
préférentiels du désinfectant dans ces ouvrages

31
ENTREE
SORTIE
RESERVOIR AVEC CHICANES
CHICANE
Vidange
T Réel = T Hydraulique x K
0.3 <= K <= 0.7
DESINFECTION PHYSICO-CHIMIQUE

32
RESERVOIR SANS CHICANES
0.1 <= K <= 0.2 ENTREE
SORTIE
Vidange

33
ENTREE
SORTIE
0.8 <= K <= 1

34
INJECTION DU DESINFECTANT
SYSTEME
ENTREE SORTIE
Q0 x C0
q x C1
Q x C2
Pompe Doseuse Chloromètre

35
 Impuretés;
 Respect du CPS;
 Responsabilité du fournisseur;
 Responsabilité de l’exploitant;
QUALITE DU DESINFECTANT

36
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

37
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).

38
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 650ºCl
1 an <17 <7 <2
1 mois 12,5 12 11
3 mois >12 11 <912,5ºCl
1 an 11 8,5 4

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