ProcÃ©dÃ©s reconnus destinÃ©s au traitement de l'eau potable

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zone d’admission Longueur du bassin zone de sortieraclage continudes bouesévacuation des bouesFigure 7 : Schéma d’un bassin de sédimentation à écoulement longitudinal avec zone d’admission et de sortie,chaîne de raclage et cône d’évacuation des boues.FiltrationLa filtration sert à éliminer les matièresen suspension de la future eau de boisson.L’eau résultant de la filtration estle filtrat - ou le perméat s’il s’agit d’unefiltration sur membrane. Les unités defiltration fonctionnent de manière discontinue,chaque filtre étant périodiquementretiré du circuit pour en éliminer le rétentatet qu’il garde son efficacité. Plusieurscritères permettent de caractériser lesperformances d’un filtre : différencede pression, qualité du filtrat (turbidité,nombre de particules), durée de fonctionnementdu filtre, etc. Le filtre est nettoyélorsque la différence de pression dépassela charge utile et/ou d’exploitation, oulorsque la qualité du filtrat ne suffit plus.Les procédés de filtration peuvent seclasser sommairement en filtration surstructure plane et filtration sur lit.eau brutefiltratFigure 8 : Schéma d’une filtration sur structure plane.Les particules sont retenues sur une surface plane oùelles forment un gâteau de filtrationFiltration sur structure planeLes particules y sont retenues par unefine surface faisant office de tamis (figure8). Le principe de séparation repose essentiellementsur des forces mécaniques.Du fait de la taille fixe de leurs pores, cesfiltres établissent un seuil de séparationtrès précis. La perte de charge augmenteexponentiellement avec l’épaisseur durétentat. Les microtamis et les filtres àtissu sont des exemples de filtres plans.Les procédés membranaires forment làune catégorie particulière subdivisée, selonla taille des pores, en microfiltration,ultrafiltration, nanofiltration et osmoseinverse.Filtration sur litLes particules sont retenues par unematrice poreuse, tant par des forcesphysiques que chimiques (figure 9). Lafiltration rapide, la filtration lente sursable et la filtration sur charbon actif ensont des exemples. L’efficacité de lafiltration dépendra essentiellement despropriétés des particules (taille, forme,chimie superficielle),des propriétés duliquide ambiant (substances dissoutes,adsorption, etc.) et de celles du filtreOffice fédéral de la santé publiqu (OFSP) | 41
5. Procédés de potabilisation de l’eaului-même (porosité, rapidité du flux,taille, forme, etc.). La séparation portesur toutes les dimensions particulaires; elle passe par une étape detransit et une d’incrustation.eau brutefiltratFigure 9 : Schéma d’une filtration sur lit. Les particulespénètrent dans le matériau de filtration, où ellessont retenues par des processus physicochimiques.La concentration particulaire augmentedans le filtrat au fur et à mesures queles particules s’accumulent dans lefiltre ; cette augmentation des particulesdans le filtrat suit une courbedite « courbe de percée ». La perte decharge est quasi linéaire lorsque le filtreest correctement conçu.Filtration lente sur sableBut : extraction et sorption departicules, biodégradationCe procédé (figure 10) permet l’extractionextensive des particules parpassage de l’eau sur un lit de sable fin(~0.1 - 1 mm) à la vitesse de 0.06 - 0.3m/h (typiquement 0.1 - 0.2 m/h). Il s’agitsouvent de la dernière étape de traitementavant la protection du réseau. Dufait de la longue durée de séjour de l’eaudans le lit de sable (5 - 10 h, épaisseur0.7 - 1.2 m), l’extraction des impuretésdissoutes et particulaires conjugue tamisage,filtration et sorption. Parallèlements’y déroule une destruction de microorganismespathogènes (par manque denutriments, température, prédation,etc.) et se crée une activité biologiqueentraînant une biodégradation significativede composés organiques biologiquementassimilables (COA). On noteratout spécialement, dans ce contexte, lebiofilm (ou « membrane biologique ») dequelques centimètres d’épaisseur qui seforme à la surface du filtre. Il s’y déroulenotamment des processus de filtration,de nitrification et de minéralisation desubstances organiques. Ainsi, ce procédéprésente de très bonnes performancesde purification du fait de la longuedurée de filtration et de la finessedu sable. La simplicité du dispositif (pasde composante mobile, pas de produitschimiques, écoulement naturel) et deson exploitation font de la filtration lentesur sable un procédé particulièrementbien adapté aux stations de petite tailleou de pompage d’eau de lac. Par contre,l’espace requis est important. Pour unfonctionnement optimal, la turbiditédoit être ≤ 10 UTN et /ou la teneur enmatières solide ≤ 10 mg TSS/l (le mieuxest de ne pas dépasser 3 mg TSS/l). Onpeut, à la rigueur, prétraiter l’eau parsédimentation ou par filtration rapide.De même, préozoner ou inclure dans lelit de filtration une couche de géotextilenon tissé peut grandement améliorerles performances et le fonctionnementdu dispositif. La filtration lente sur sablepeut produire un abattement bactériologiquede 3 - 4 logs. Le biofilm doit êtrepériodiquement décapé. Le dispositif neretrouve alors son efficacité biologiquequ’après quelques semaines de régénérationet pour autant que la teneur enoxygène de l’eau brute soit suffisante. Apriori, plus le filtre fonctionnera longtemps,plus ses capacités de purificationseront élevées.42 | Traitement de l’eau destinée à la consommation
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