QUETIONS REPONSES SUR CHIMIE DES EAUX
CHIMIE DES EAUX
1. Citez les différents types d’eaux et leurs origines.
REP : les eaux souterraines(ES) et les eaux de surfaces.
● Les ES proviennent de l’accumulation des infiltrations dans le
sol.
● Les eaux de surfaces peuvent provenir de l’émergence en surface
des nappes d’eau profondes en sources et aussi du rassemblement
d’eau de ruissèlement.
2. Quels facteurs favorisent la variation des infiltrations dans la
formation des ES.
REP : la porosité et la structure géologique du sol.
3. Enumérez les différents types de nappes souterraines, laquelle
est la plus affectée par le phénomène de pollution.
REP : la nappe libre, la nappe captive, la nappe alluviale.
La nappe d’ES la plus affectée par le phénomène de la pollution
est la nappe d’eau libre ceci à cause de l’origine de ses eaux qui
est celle du rassemblement des eaux de ruissèlement.
A la différence des autres nappes, elle est à l’origine des sources
et forages ; tandis que la nappe captive est séparée de la surface
du sol par une couche imperméable.
4. Quels types de polluants affectent les eaux de surfaces ?
REP : la pollution minérale (nitrates et pesticides d’origines
agricoles) et la pollution organique.
5. Citez 5 polluants des ES en fonction de leur solubilité.
REP : ● Polluants insolubles : bactéries, virus, parasites.
● Polluants solubles : micropolluants minéraux et micropolluants
organiques.
6. Citez les polluants des eaux de surface en fonction de leurs
solubilités.
REP : ● polluants insolubles : MES, MO, colloïdes, débris des
animaux et végétaux, les bactéries, les virus, parasites.
●Polluants solubles : MPM et MPO.
7. Citez les principales méthodes de traitement des eaux
souterraines.
REP : la clarification, l’adsorption, l’oxydation, la déferisation, la
demanganisation, la dénitrisation.
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8. Pourquoi la potabilisation de l’eau ?
REP : la potabilisation dans l’optique de la débarrassée de ses
éléments polluants insolubles et solubles en vue de la rendre saine à
la consommation.
9. Citez d’autres méthodes de traitement physique des eaux.
REP : le tamisage, le dessablage, le dégraissage.
10. Définir particules colloïdales et décrire le processus de
clarification d’une eau chargée de particules colloïdales.
Particules colloïdales sont des particules de très faible diamètre qui
présentent une vitesse de sédimentation très faible responsable de
l’impossibilité d’élimination de ces particules par décantation.
Processus de clarification d’une eau chargée de particules
colloïdales, pour rendre claire une eau chargée de particules
colloïdales, on procède comme suit :
Par coagulation- floculation avec formation des flocs,
Puis par décantation ou les flocons descendent au fond du récipient,
La filtration sous-sable pour rendre les reliquats.
11. Quels types de polluants sont éliminés par absorption du
charbon actif ?
REP : les micropolluants.
12. Définir : démanganisation, denitrisation, deferisation.
Demanganisation est l’élimination ou la diminution de la teneur en
manganèse d’une eau qui précipite par pré-oxydation.
Deferisation est l’élimination ou la diminution de la teneur en fer
d’une eau qui précipite par pré-oxydation.
Denitrisation est une méthode de traitement d’eaux souterraines qui
consiste à l’élimination de l’excès d’azote contenus dans l’eau.
13. Quels principaux types de polluants sont responsables de
l’usure des eaux urbaines et industrielles ?
REP : la pollution carbonée, la pollution azotée, la pollution
phosphorée.
14. Nommez les grandeurs caractéristiques de la pollution carbonée
et les définir.
REP : ● La MES : qui est la Matières en Suspension ;
● La DCO qui est la Demande Chimique en Oxygène ;
● La DBO5 qui est la Demande Biochimique en Oxygène
15. Sous quelles formes se caractérise la pollution azotée ?
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REP : sous forme réduite (d’azote organique et ammoniacal)
(NH4+) et oxydée (NO3- et NO2).
16. Que représentent les abréviations suivantes : NTK et NG ?
NG est l’azote global qui représente les formes oxydées de l’azote
et l’azote organique et ammoniacal.
NTK ou azote KHELDAHL correspond à la forme réduite.
17. Sous quelle forme rencontre-t-on le phosphore dans les
effluents urbains urbains et industriels.
REP : sous forme ortho phosphate, de phosphate organique et de
poly phosphate.
18. Sous quelle forme trouve-t-on le phosphore a la sortie d’une
station d’épuration ?
REP : sous forme d’ortho-phosphate.
19. Quel est l’origine du phosphore ?
REP : il provient du métabolisme humain et des lessives.
20. Quel est le rôle des daphnies dans la pollution ?
REP : Permettent de mesurer la toxicité direct des matières
inhibitrices.
21. Citez quelques matières inhibitrices.
REP : Les hydrocarbures, les ions cyanures.
22. Que signifient METOX et AOX ?
REP : METOX paramètre regroupant les métaux lourds qui sont
responsable d’une toxicité indirecte par accumulation dans les
tissus graisseux.
AOX paramètre regroupant les organochlorés qui responsable
d’une toxicité indirecte par accumulation dans les tissus graisseux.
23. Définir : boue résiduelle ; effluant.
REP : Une boue résiduelle est une suspension concertée des
matières solides.
Un effluant est l’ensemble de polluant que l’on peut trouver dans
l’eau.
24. Citez quelques bactéries rencontrées dans l’eau.
REP : Les coliformes totaux, les coliformes fécaux, les
streptocoques totaux.
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25. Attribuez un mode de traitement spécifique a chacune des
fractions suivantes : Fraction insoluble ; fraction soluble ; particules
colloïdales ; l’ortho-phosphate ; le manganèse ; le fer ; l’azote.
REP : ● Fraction insoluble : tamisage, décantage dessablage,
dégraissage.
● Fraction soluble : lagunage, bio filtre du lit de bactéries,
adsorption au carbone actif.
● Particules colloïdales : coagulation-floculation puis décantation
enfin filtration.
● L’ortho phosphate : précipitation par des coagulants appropriés ;
● Le manganèse : demanganisation ;
● Le fer : deferisation ;
● L’Azote : dénitrisation ;
26. Attribuez à chacune des familles suivantes les traitements
correspondants : traitement physico-chimique et traitement
biologique.
REP : ● Traitement physico-chimique : tamisage, filtration,
dessablage, dégraissage, adsorption, oxydation.
● Traitement biologique : coagulation, floculation, lagunage, bio
filtre.
27. Combien y a-t-il de traitement biologique des boues résiduelles ?
Citer.
REP : Le traitement aérobie et le traitement anaérobie.
28. En quoi consiste le traitement aérobie ?
REP : - Déterminer la biodégradabilité des effluant par le rapport
DCO/DBO5 ;
- Déterminer la cinétique de la biodégradabilité par les essais
batch et la méthode manométrique de Warburg ;
- Evaluer les effets toxiques des inhibiteurs des effluant ;
- Estimer la performance épurateur obtenu par un traitement
biologique des effluant.
29. Décrire sommairement la méthode manométrique de Warburg.
REP : Elle permet d’établir la courbe de consommation de
l’oxygène en fonction du temps et de mettre en évidence par
rapport à un témoin une inhibition causée par une toxine ou
absence ou la carence d’un élément.
30. Donnez un protocole de traitement des boues ?
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REP : - Caractérisation de la boue c’est-a-dire donner sa
composition physico-chimique, sa structure ;
- Choisir une filière de traitement de la boue en fonction de sa
composition.
31. Définir eau résiduelle industrielle.
REP : Eau rejetée par les une a l’extérieur.
32. Dénombrez les différentes sources d’eaux résiduelles
industrielles :
REP : ● Les eaux des circuits de refroidissement ;
● Eau de lavage des sols et des machines ;
● Eau de fabrication ;
● Eau de chaufferie
33. Définir : Pollution des eaux.
REP : La pollution des eaux est toutes modifications chimiques,
physiques ou biologiques de la qualité de l’eau qui a un effet nocif
sur les êtres vivants la consommant.
34. Un chimiste procède à l’analyse d’une eau. Il relève sur le
papier les résultats qu’il obtient. Au bout de quelques jours, certains
composés sont oxydés et transformés en précipités. La structure des
composés qui persiste dans l’eau est également modifiée. Il mesure
ensuite les grandeurs suivantes : MES, DCO, DBO5, MEST, DTO.
Il obtient respectivement 7mg /L, 40mg d’O2/L, 23mgO2/L,
18mg/L et 34mgO2/L
a. Quel est le phénomène qui s’est produit ?
REP : Il s’agit de biodégradabilité.
b. Que signifie respectivement : MES, DCO, DBO5, MEST, DTO ?
REP : MES (Matière En Suspension) ;
DCO (Demande Chimique en Oxygène) ;
DBO5 (Demande Biochimique en Oxygène) ;
MEST (Matière En Suspension Totale) ;
DTO (Demande Totale en Oxygène).
c. Parmi les grandeurs ci-dessus, quelles sont celles qui relèvent de
la pollution carbonée ?
REP : MES, DCO, DBO5.
d. Enoncez la formule permettant de calculer le nombre de matière
oxydable et calculer sa valeur numérique.
REP : matières oxydables= (DCO+2[DBO5])
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Matière oxydables=86mgO2/L.
35. Définir eutrophisation et donner les éléments chimiques
responsables de ce phénomène de pollution.
REP : Eutrophisation c’est le développement excessif d’algue
marin due à l’abondance des résidus phosphatés et nitrés qui
entraine un manque d’oxygène ( O2 ) dans l’eau provoquant la
disparition de la faune aquatique par asphyxie. Les éléments
chimiques responsable sont : Le phosphore, les pesticides, les
métaux, les solvants.
36. Citons les différents types de pollutions industrielles.
REP : pollution thermique, pollution, radioactive, eutrophisation,
pollution organique, pollution toxique, pollution insoluble
(pollution des particules, pollution par une phase liquide insoluble).
37. Quelles sont les recommandations à respecter pour l’étude d’un
projet de station d’épuration ?
REP : un certains nombres de recommandations sont à respecter
pour l’étude d’un projet de station d’épuration :
● Les caractéristiques de son emplacement ;
● Les caractéristiques de son environnement ;
● Les caractérisations des réseaux d’assainissement ;
Tous ces caractéristiques sont essentielles. La connaissance des
effluents à traiter en termes de concentration, de biodégradabilité et
de débit sont fondamentales.
38. D’où proviennent les colloïdes ?
REP : l’origine des colloïdes est très diverses. On peut citer :
l’érosion des sols, la dissolution des substances organiques et
minérales tels que : les eaux urbaines et individuelles ainsi que les
déchets agricoles.
39. L’élimination biologique de l’ammonium (nitrification)
s’effectue en deux étapes :
● Oxydation de l’ion ammonium en nitrites
NH4+ + 3/2O2 + H2O
NO2- +2H3O+
NITRITATION
● Oxydation de l’ion nitrite en nitrates
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NO2- + ½O2
NO3-
NITRATATION
40. Citez les 5 facteurs pouvant influencer la coagulation.
● Le pH du milieu ;
● Les forces de répulsion entre les colloïdes ;
● La salinité ;
● L’absorption des polymères chargés ;
● La température du liquide.
41. Citez 5 critères permettant le choix d’un désinfectant.
● Le pH influence l’activité d’un désinfectant ;
● Son spectre d’action ;
● Son mode d’emploi et son conditionnement ;
● Sa valeur CT qui détermine son efficacité ;
● Sa solubilité.
42. Mr KODA Jonas voudrait traiter une eau, après un premier
procédé comportant plusieurs traitements, il se rend compte que
cette eau contient toujours des impuretés.
© Comment appelle-t-on le 1er procédé effectué ? Et décrire les
différents traitements de cette 1ère procédure (10 lignes
maximum) .REP :
Le 1er procédé de traitement constitue la clarification de l’eau.
- La coagulation- floculation est une technique employée pour
éliminer les particules de faible diamètre appelée colloïdes. La
coagulation consiste à ajouter un électrolyte permettant de
déstabiliser les charges primaires de ces particules afin
d’annuler les forces de répulsion entre eux par la force
d’attraction mutuelle, Ces derniers s’agglomèrent et forment des
agrégats appelés flocs : C’est donc la floculation. Le floc formé
peut être décanté ou filtrer selon la procédure de rétention la plus
adaptée choisie.
- La décantation ; cette méthode est utilisée pour éliminer les
particules ayant de densité supérieure à celle de l’eau. Les
particules soumissent à la force de pesanteur et aux forces de
frottements opposées à la première, seront en chute sous l’effet
de leur poids. La décantation peut être statique ; lamellaire
contact de boue ou a flocs lesté selon la nature des particules et
la technique employée.
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- La filtration : elle permet de retenir les reliquats de ces 2 1eres
étapes (procédure). Dans la première étape de la filtration, le
choix se porte sur le sable quartz rond, la pierre ponce ou l’hydro
anthracite pour les filtres bicouches. Le charbon actif en grain
est utilisé en 2éme étage afin d’améliorer les quantités
organoleptiques ou éliminés les micropolluants, le polystyrène,
matériaux plus légers que l’eau est employé dans les filtres bio
styrènes.
©Comment appelle-t-on le 2éme procédé à effectuer pour obtenir
l’eau potable ?
Pour obtenir l’eau potable, le 2éme appelé oxydation doit être
effectuer ; ce procédé comporte 2 traitements :
- La préoxydation : elle consiste à oxyder les composés oxydables
et de les transformés en précipité. Ici, l’apport en DCO est
important pour assurer la réaction d’oxydation ; ainsi que les
conditions intervenant dans cette réaction.
- La biodégradation : c’est un traitement basé sur la modification
de la structure des molécules qui persistent dans l’eau sous une
autre forme. Ici, l’apport en DBO5 doit être vérifiée et les
conditions (telles que l’absence de la lumière, T= 20° C) doivent
aussi être respectées car il s’agit d’une réaction biologique.
43. Donnez le protocole expérimental pour l’épuration des effluents
par voies biologiques.
L’eau résiduaire est pré clarifiée et introduite dans le bassin
d’aération ou elle est aérée pendant environs 4Heures jusqu'à
l’obtention des exigences minérale pour le rejet émissaire (nature)
ou pour passer à la phase de traitement tertiaire. L’aération est
théoriquement de 1 a 3 g /L. L’eau résiduaire traverse le bassin de
décantation secondaire ou la boue se dépose. Une partie déposée
est réintroduite dans le bassin à boue activée ; La boue excédentaire
produite est pompée hors du bassin de décantation secondaire et
amener vers le traitement de boue.
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