Traitement dans une Station de Purification d’Eau
Comprendre le Traitement dans une Station de Purification d’Eau
Vous êtes ingénieur en traitement de l’eau dans une municipalité qui gère une station de purification d’eau potable.
La station utilise une série de processus pour traiter l’eau d’une rivière locale afin de la rendre potable. Les processus incluent la coagulation, la floculation, la sédimentation, la filtration et la désinfection.
Récemment, des problèmes de turbidité et de contamination microbienne ont été signalés, nécessitant une analyse et des ajustements du processus de traitement.
Données:
- Débit d’entrée de l’eau brute : 5000 m³/jour
- Concentration initiale de contaminants:
- Turbidité : 30 NTU
- Bactéries : 1,000 CFU/mL
- Efficacité actuelle des processus:
- Coagulation et floculation : 70% de réduction de la turbidité
- Sédimentation : 50% de réduction supplémentaire de la turbidité et 30% de réduction des bactéries
- Filtration : 90% de réduction des bactéries restantes
- Désinfection : 99.99% de réduction des bactéries restantes
Objectifs de qualité de l’eau après traitement:
- Turbidité : Moins de 1 NTU
- Bactéries : Moins de 10 CFU/100 mL
Questions:
1. Calculez la turbidité de l’eau après chaque étape du processus de traitement.
2. Calculez la concentration de bactéries dans l’eau après chaque étape de traitement.
3. Si les objectifs de qualité de l’eau ne sont pas atteints avec l’efficacité actuelle des processus, proposez des modifications ou des améliorations à chaque étape de traitement pour atteindre ces objectifs.
4. Évaluez l’impact d’une augmentation du débit d’entrée de 10% sur la performance globale de la station de traitement.
5. Discutez des implications environnementales et sanitaires si la station ne parvient pas à atteindre les objectifs de qualité de l’eau.
Correction : Traitement dans une Station de Purification d’Eau
1. Calcul de la turbidité de l’eau après chaque étape du processus de traitement
Calcul de la Turbidité après Coagulation et Floculation
Données:
- Turbidité initiale : 30 NTU
- Efficacité de la coagulation et floculation : 70% de réduction
Calcul:
- Turbidité après coagulation:
\[ = \text{Turbidité initiale} \times (1 – \text{Efficacité}) \] \[ = 30 \, \text{NTU} \times (1 – 0.70) \] \[ = 9 \, \text{NTU} \]
Turbidité et Bactéries après Sédimentation
Données:
- Efficacité de la sédimentation sur la turbidité : 50% de réduction supplémentaire
- Efficacité sur les bactéries : 30% de réduction
Calculs:
- Turbidité après sédimentation:
\[ = \text{Turbidité après coagulation} \times (1 – \text{Efficacité sur turbidité}) \] \[ = 9 \, \text{NTU} \times (1 – 0.50) = 4.5 \, \text{NTU} \]
- Bactéries après sédimentation:
\[ = 1,000 \, \text{CFU/mL} \times (1 – 0.30) \] \[ = 700 \, \text{CFU/mL} \]
2. Calcul de la concentration de bactéries dans l’eau après chaque étape de traitement
Bactéries après Filtration
Données:
- Efficacité de la filtration : 90% de réduction
Calcul:
- Bactéries après filtration:
\[ = \text{Bactéries après sédimentation} \times (1 – \text{Efficacité}) \] \[ = 700 \, \text{CFU/mL} \times (1 – 0.90) \] \[ = 70 \, \text{CFU/mL} \]
Bactéries après Désinfection
Données:
- Efficacité de la désinfection : 99.99% de réduction
Calcul:
- Bactéries après désinfection:
\[ = \text{Bactéries après filtration} \times (1 – \text{Efficacité}) \] \[ = 70 \, \text{CFU/mL} \times (1 – 0.9999) \] \[ \approx 0.007 \, \text{CFU/mL} \]
3. Analyse des Résultats et Ajustements:
Objectifs:
- Turbidité : < 1 NTU
- Bactéries : < 10 CFU/100 mL
Conclusion:
- La turbidité après toutes les étapes est de 4.5 NTU, ce qui ne répond pas à l’objectif.
- Les bactéries après toutes les étapes sont bien en dessous de l’objectif.
Ajustements proposés:
- Améliorer la sédimentation ou la coagulation/floculation: Pour réduire davantage la turbidité, envisagez d’augmenter la dose de coagulant ou d’optimiser les paramètres de mélange pour améliorer l’efficacité.
- Filtration avancée: Implémenter une filtration plus fine ou utiliser des filtres à charbon actif pour atteindre l’objectif de turbidité.
4. Impact de l’Augmentation du Débit:
Augmentation de 10% du débit:
- Cela pourrait réduire l’efficacité du traitement en raison du temps de contact réduit et de la capacité limitée des équipements. Des calculs spécifiques seraient nécessaires pour évaluer pleinement cet impact.
5. Implications Environnementales et Sanitaires:
Environnementales:
- Une turbidité élevée peut affecter la vie aquatique et augmenter la contamination des eaux environnantes.
Sanitaires:
- L’échec à atteindre les standards de turbidité peut augmenter le risque de maladies liées à l’eau, même avec un contrôle efficace des bactéries.
Traitement dans une Station de Purification d’Eau
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