Traitement de l’eau potable

Comprendre le traitement de l’eau potable

Vous êtes ingénieur en traitement de l’eau et travaillez sur la conception d’une station de traitement d’eau pour une petite ville. La source d’eau est un lac local.

Objectifs:

Filtration : La première étape du processus est de filtrer l’eau pour éliminer les particules en suspension.

Vous devez choisir un filtre adapté. Les données montrent que l’eau du lac contient en moyenne 30 mg/L de particules en suspension. La réglementation exige que l’eau filtrée ne contienne pas plus de 0,5 mg/L de particules.

Si le filtre que vous envisagez a une efficacité de 98%, quelle sera la concentration de particules dans l’eau après filtration? Est-ce conforme aux normes?

Désinfection : Après la filtration, l’eau doit être désinfectée. Vous décidez d’utiliser du chlore. Les tests montrent que pour désinfecter efficacement l’eau, il faut maintenir une concentration de chlore de 2 mg/L pendant au moins 30 minutes.

Si le débit de votre installation est de 500 m³/h, quelle quantité de chlore devez-vous ajouter par heure pour maintenir cette concentration?

Résolution:

1. Filtration : Calculez la concentration de particules après filtration en utilisant l’efficacité du filtre. Comparez le résultat avec la norme réglementaire.
2. Désinfection : Calculez la quantité totale de chlore nécessaire par heure en considérant le débit de l’installation et la concentration requise de chlore.

Correction : Traitement de l’eau potable

1. Filtration

Données:

• Concentration initiale de particules : \( 30 \, \text{mg/L} \)
• Efficacité du filtre : \( 98\% \)
• Concentration maximale de particules autorisée : \( 0.5 \, \text{mg/L} \)

Calcul:

• La quantité de particules retirée par le filtre est de 98% de la concentration initiale.
• La concentration après filtration = Concentration initiale – (Concentration initiale $\times$ Efficacité du filtre).

Résolution:

Concentration après filtration

\begin{align*} &= 30 \, \text{mg/L} – (30 \, \text{mg/L} \times 0.98)\end{align*}
\begin{align*} &= 30 \, \text{mg/L} – 29.4 \, \text{mg/L}\end{align*}
\begin{align*} &= 0.6 \, \text{mg/L}
\end{align*}

Résultat:

La concentration de particules après filtration est de \( 0.6 \, \text{mg/L} \), ce qui est légèrement supérieur à la norme autorisée de \( 0.5 \, \text{mg/L} \).

Donc, le filtre ne répond pas aux exigences réglementaires dans ce scénario.

2. Désinfection

Données:

• Concentration requise de chlore : \( 2 \, \text{mg/L} \)
• Débit de l’installation : \( 500 \, \text{m}^3/\text{h} \)

Calcul:

Nous devons calculer la quantité totale de chlore à ajouter pour maintenir une concentration de \( 2 \, \text{mg/L} \).

Résolution:

La quantité de chlore nécessaire (en mg) est donnée par la formule :

Quantité de chlore (mg) = Concentration de chlore (mg/L) × Volume d’eau (L)

Sachant que 1 m³ = 1000 L, convertissons le débit en L/h :

\[ = 500 \, \text{m}^3/\text{h} \] \[ = 500 \times 1000 \, \text{L}/\text{h} \] \[ = 500,000 \, \text{L}/\text{h}
\]

Maintenant, calculons la quantité de chlore nécessaire :

Quantité de chlore

\begin{align*} &= 2 \, \text{mg/L} \times 500,000 \, \text{L/h} \end{align*}
\begin{align*} &= 1,000,000 \, \text{mg/h} \end{align*}
\begin{align*} &= 1,000 \, \text{g/h} \, (\text{ou } 1 \, \text{kg/h})
\end{align*}

Résultat:

Pour maintenir une concentration de 2 mg/L de chlore dans l’eau, il faut ajouter 1 kg de chlore par heure à l’installation.

D’autres exercices d’eau potable :

• Évaluer la Qualité de l’Eau
• Sources d’Approvisionnement en Eau
• Analyse la Demande en Eau