CONCLUSION ET PERSPECTIVES
L'élimination des matières colloïdales ou
en suspension des eaux de surface au cours du processus de
coagulation/floculation passe par l'utilisation des sels métalliques ou
des coagulants organiques. La recherche d'une consommation aussi faible que
possible en réactifs (coagulant et floculant), aussi bien pour des
raisons sanitaires qu'économiques limite leur utilisation.
L'objectif de ce travail de master était de valoriser
les écorces de T. cordifolia dans la clarification des eaux
argileuses dans le procédé de potabilisation. La finalité
en était d'étudier l'influence du pH, de la concentration en
gomme et de la turbidité initiale sur l'abattement de la
turbidité et d'étudier l'influence du couplage coagulant
inorganique (Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3) et biofloculant sur la demande en
coagulant.
Pour cela, nous avons adopté une démarche qui
permette de se rapprocher autant que faire se peut des conditions en station de
traitement. Les grandes étapes ont consisté à la
préparation de suspensions à base de latérite pour simuler
les conditions physicochimiques des eaux naturelles, à la coagulation
par le sulfate d'aluminium (Al2(SO4)3) et le sulfate de fer (fe2(SO4)3) de ces
suspensions, à la floculation par les gommes de T. cordifolia
de ces suspensions et à la coagulation-floculation des suspensions
par la combinaison du biofloculant avec chacun des sels.
Cette façon de procéder a permis tout d'abord de
progresser dans la connaissance de la constitution des écorces de notre
biofloculant. Les écorces de T. cordifolia utilisées
sont riches en sucre totaux (68,15 #177; 1,54%MS), en gommes (51,88 #177; 1,47
g/100g MS) et contiennent en plus des éléments minéraux
tels que le calcium (701,4 #177; 8,16 mg/100g MS) et le magnésium
(324,17 #177; 11,28 mg/100g MS). Les suspensions à base de
latérite préparées sont très colorantes même
aux faibles turbidités (35,5 NTU), cette propriété
émanant principalement de la présence d'oxydes de fer. Dans ces
suspensions, des phénomènes d'homocoagulation se manifestent aux
fortes turbidités (495,4 NTU). Les essais de coagulation-floculation au
Jar test ont permis de mettre en évidence l'existence d'effets
d'influences sur la turbidité résiduelle (Tr) des suspensions
coagulées et floculées. Il ressort de ces essais une
turbidité résiduelle de 27,6 NTU traduisant une activité
floculante de 22,5 %, 58,6 NTU (77,53 %) et 23,5 NTU (95,51 %) pour des
turbidités initiales respectives de 35,5 NTU, 261 NTU et 495,4 NTU pour
les traitements à pH 5. Ces résultats sont obtenus à des
doses de gomme inférieures à 2,5 mL. Pour les traitements
à pH 6, on obtient une Tr de
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
Par NONGNI JIOGHO Yannick 60
28,8 NTU (18,87 %), 134,5 NTU (48,48 %) et 342,7 NTU (30,81 %)
respectivement pour les turbidités initiales de 35,5 NTU, 261 NTU et
495,4 NTU). Et ces traitements ne requirent que 0,5mL de biofloculant. Pour des
traitements à pH8, on n'observe pas de rabattement de la
turbidité. Néanmoins, on observe une légère
augmentation du pH et une fluctuation de la conductivité avec les gommes
de T.cordifolia. Ainsi donc, une correction du pH ne serait pas
nécessaire après traitement. Les traitements aux sels d'aluminium
et de fer requirent une demande élevée en ces sels pour un bon
rabattement de la turbidité. Concernant les traitements combinés,
il ressort que le traitement combiné au sulfate d'aluminium est plus
efficace que celui au sulfate de fer Le couplage (gomme + sulfate d'Aluminium)
améliore le de rabattement de la turbidité aux pH 5, 6 et 8
tandis que le couplage (gomme + sulfate de fer) améliore le taux de
rabattement aux pH 5 et 8. L'augmentation du pH et de la dose des gommes
diminuent le rabattement des colloïdes dans les eaux brutes.
L'ensemble de ces résultats montre qu'il est possible
d'employer les écorces de T. cordifolia, substrats moins
couteux, pour la production des eaux potables ; pouvant être
utilisés en traitement des eaux de consommation afin d'éliminer
les colloïdes dans ces eaux. Afin d'approfondir cette étude, nous
envisageons:
Caractérisation des boues et des gommes par infrarouge
;
Étudier le mécanisme d'élimination des
colloïdes par le couplage coagulant inorganique/biofloculant ;
Détermination des éléments
minéraux tels que les ions ferriques et d'aluminium ainsi que de la
matière organique résiduelle dans les eaux.
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
Par NONGNI JIOGHO Yannick 61
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
- Abderahim, Ab., I., (2009). « Etude de
la filtration des suspensions de kaolinite sur les disques céramiques
à base d'argiles de Gaoui (Tchad) », mémoire de fin
d'études de Master en Chimie Inorganique en Chimie Physique, 92pp.
- Adachi, Y., Cohen, S.M.A., & fokkink, R.,
(1994). Dynarnic aspects of bridging flocculation studied using
standardized mixing. Journal of colloid and Interface science, 346351.
- Adachi, Y., (1995). Dynamic aspect of
coagulation and flocculation. Adv.Colloid Interface Sci., 56: 1-31.
- Afnor, (1981). Recueil de normes
françaises. Corps gras, graines oléagineuses, produits
dérivés. 2e édition. Paris: AFNOR.
- Alistair, M.S., (1995). Food polysaccharids
and theirs applications. 270 Madison Avenue, New York, 10016. 139-205.
- Al-Mutairi, N.Z., (2005). Coagulant
toxicity and effectiveness in a slaughter-house - wastewater treatment plant.
Ecotoxicology and Environmental Safety. In Press, Corrected Proof.
- Anderson, D.M.W. & Wang, W., (1991).
Characterization of gum Arabic (Acacia senegal) samples from Uganda. Food
Hydrocolloids, 5, 297-306.
- Anderson, D.M.W. & Weiping, W., (1992).
Gum Arabic (Acacia Senegal) From Uganda: Characterization, NMR spectra, amino
acid composition and gum/oil cationic relationship. International Tree Crops
Journal, 7,167-179.
- AOAC, (1990). Official Methods of Analysis
of the Association of Analytical Chemists, 14th edn, ed. Sydney
Williams. Association of Analytical Chemists. Inc., USA.
- Baschini, M.T., Giaveno, M.A., & Lombardi, M.B.,
(1999). Coagulation of clay minerals: a new technique for its
evaluation and applications. Anales de la Asociacion Quimica Argentina, 87,
211-217.
- Ba?, D. & Boyac, I.H., (2007). Modeling
and optimization I: Usability of response surface methodology. Journal of Food
Engineering, 78, 836-845.
- Beckett, R. & Le, N.P., (1990). The
role of organic matter and ionic composition in determining the surface charge
of suspended particles in natural waters. Colloids and Surfaces, 44, 35-49.
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
- Besra, L., Sengupta, K., Roy, S.K., & Ay,
P., (2002). Polymer adsorption: its correlation with flocculation and
dewatering of kaolin suspension in the presence and absence of surfactants.
International Journal of Mineral Processing, 66, 183-202.
- Bouchard, C. & Sérodes, J.,
(2002). Production d'eau potable. Notes de cours, Université
Laval, 2002, 188pp.
- Boeglin, J-C., (2000). Contrôle des
eaux douces et de consommation humaine. Technique de l'ingénieur P 4
210 - 1, 1- 24 pp.
- Bosea, P., & Reckhow, D.A., (2007).
«The effect of ozonation on natural organic matter removal by alum
coagulation», Water Res. 41(7): 1516-1524.
- Braun, R. & Jaag, O., (1970). Methods
of Sampling and Analysis of Solid Waste. Eawag, Swiss Federal Institute for
Water Supply, Seawage Purification and Water Pollution Control. Section for
Solid Wastes. CH - 8600 Dübendorf, Switzerland, 72 p.
- Brejchova, D. & Wiesner, M.R., (1982).
Effect of delaying the addition of polymeric coagulant-aid on settled water
turbidity. Water Science technology, 2281-2284.
- Cardot, C., (1999). Les traitements de
l'eau : procédés physico-chimiques et biologiques, éd
Broché, Paris. France pp 249.
- Chikamai, B.N. & Banks, W.B., (1993).
Gum Arabic from Acacia Senegal (L) wild in Kenya. Food Hydrocolloids, 7,
521-534.
- Dalgaard, P. & Jorgensen, L.V., (1998).
Predicted and observed growth of Listeria monocytogenes in seafood challenge
tests and in naturally contaminated cold smoked salmon. International Journal
of Food Microbiology, 40,105 - 115.
- Degremont, (1987). Mémento technique
de l'eau, 9ème édition, Ed. DEGREMONT, Paris.
- Desjardins, R., (1997). Le traitement des
eaux, 2ème édition, Ed. de l'école polytechnique de
Montréal.
- Djiobie, T.G.E., (2012). «
Optimisation de l'extraction assistée par Microonde des substances
bioactives des racines de carissa edulis et propriétés
antioxydantes », mémoire de fin d'études de Master en
Sciences et Technologies en Chimie Industrielle et Environnement 89pp.
- Dihang, D., Aimar, P., Kayem, J. &
Koungou, N.S., (2008). Coagulation and flocculation
of laterite suspensions with low levels of aluminum chloride and
polyacrylamids. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification,
47, Issues 910, 1509-1519.
Par NONGNI JIOGHO Yannick 62
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
Par NONGNI JIOGHO Yannick 63
- Duguet, J.P. & Mallevialle, J., (1997).
Influence of NOM on water treatment - 1997 - Proc. 21st Congress -
pp.SS13 / 8-13 - International Water Services Association - Madrid.
- EPA, (2000). Environmental Protection
Agency. Wastewater Technologie Fact Sheet, Chemical Precipitation, EPA
832-F-00-018, September 2000.
- Fatombi, K.J., Josse, R.G., Wotto, V., Aminou, T.
& Coulomb, B., (2007a). Paramètres physico-chimiques de
l'eau d'Okpara traitée par les graines de Moringa oleifera. J. Soc.
Ouest-Afr. Chim., 023, 75-79.
- Fatombi, K.J., Josse, R.G., Yehouenou, B., Wotto, V.
& Aminou, T., (2007b). Traitement des eaux de surface par les
coagulants à base de coco. J. Soc. Ouest Afr. Chim., 023, 81-87.
- Fatombi, J.K., Josse, R.G., Mama, D. & Taofiki,
A., (2009). « étude de l'activité floculante de la
caséine acide extraite de la crème de cocos nucifera dans la
clarification des eaux de surface », Revue des sciences de l'eau / Journal
of Water Science, 22, (1), 93-101.
- Fatombi, J.K., Lartiges, B., Aminou, T., Barres, O.
& Caillet, C., (2013). « A natural coagulant protein from
copra (Cocos nucifera): Isolation, characterization, and potential for water
purification », Separation and Purification Technology 116, 35-40.
- Flyhammar, (1997). Estimation of heavy
metal transformation in municipal solid waste. Sci. Total Environ., 198,
123-133.
- Fischer, E.H. & Stein, E.A., (1961).
DNS colorimetric Determination of Available Carbohydrates in foods. Biochemical
Preparations; 8, 30 - 37.
- Fortier, J., Lafleur, C., Kharoune, L. &
Kharoune, M., (2008). Gestion intégrée des effluents
aquacoles : Enlèvement du phosphore et des matières en suspension
optimisé par l'utilisation du chitosane et traitement des boues par
digestion anaérobie. Rapport soumis à la Société de
développement de l'industrie maricole (SODIM).
- Gazawa, P., (2012). Extraction et
purification du complexe protéique de la graine de Moringa,
détermination des conditions de séchage et essais de traitement
des eaux, mémoire de fin d'études d'ingénieur de
conception en chimie industrielle et génie de l'environnement 60pp.
- Glicksman, M., (1969). Gum technology in
the food industry. Academic Press, New York. 555p.
- Glicksman, M., (1982). Functional
properties of hydrocolloids. In: Glicksman M. (ed): Food Hydrocolloids. CRS
Press, Boca Raton, Florida, 1, 47-99.
- Gregory, J., (2005). Particles in water.
Properties and processes. London: IWA publishing.
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
- Grubben, G.J.H. & Denton, O.A., (2004).
Ressources végétales de l'Afrique tropicale 2. légumes
[traduction de plan: Ressources of Tropical Africa 2. Végétales,
2004]. Fondation.
- Hashim, U., Wesam Al-Mufti, M., Tijjani, A.M.,
Hussein, A., (.....). «Plant seeds-potential alternative as
natural coagulant to treat water for turbidity», Journal of Applied
Sciences Research, 9(2), 1067-1073.
- Hernandez, D.L.H.R., (2006). Supervision et
diagnostic des procédés de production d'eau potable. Thèse
de Doctorat, INSA, Toulouse, France, 163 p.
- Hogg, R., (2000). Flocculation and
dewatering. International Journal of Mineral Processing, 58, 223-236.
- Gallard, H. & Gunten, U.V.,
(2002). Chlorination of natural organic matter:
kinetics of chlorination and of THM formation, Water Res. 36, 65-74.
- Jahn, S.A.A., (1988) Using Moringa seeds as
coagulants in developing coutries. Journ. Am. Wat. Wks. Ass. 90, 43-50.
- Joglekar, A.M. & May, A.T., (1987).
Product excellence through design of experiments. Cereal Food. World, 32,
857-868.
- Kim, S.K. & D'Appolonia, B.L., (1976).
Note on a simplified procedure for the purification of Wheat flour pentosans.
Ceral Chem. 53 (6), 871-873.
- Lartiges, B.S., Bottero, J.Y., Derrendinger, L.S.,
Humbert, B., Tekely, P. & Suty, H., (1997).
Flocculation of Colloidal silica with hydrolyzed aluminum: An 27 Al solid state
NMR investigation, Langmuir 13, 147-152.
- Liber, K., Weber, L. & Lévesque, C.,
(2005) Sublethal toxicity of two wastewater treatment polymers to lake
trout fry (Salvelinus namaycush). Chemosphere. 61(8), 11231133.
- Masschelein, W.J., (1999). Processus
unitaires du traitement de l'eau potable. Editeur : Cebedoc.
- Mouchet, P., (1984). Traitement des eaux
avant utilisation. Matières particulaires. Technique de
l'ingénieur G 1170,1- 18.
- Morley, R.G., (1984). Utilisation of
hydrocolloids in formulated foods. In: Philips G. O. Wedlock D. J. and Williams
P. A. (eds): Gums and Stabilisers for the food Industry. Pergamon Press.
Oxford. 2, 211-239.
- Mustapha, H.B., (2013). A Review of the
Applications of Moringa oleifera Seeds Extract in Water Treatment. Journal of
Civil and Environmental Research, 2224-5790.
Par NONGNI JIOGHO Yannick 64
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
- Narkis, N., Ghattas, B., Rebhün, M., &
Rubin, A.J., (1991). The mechanism of flocculation with aluminium
salts in combination with polymeric Bioflocculants as flocculant aids. Water
Supply, 37-44.
- Nandi, B.K., Uppaluri, R. & Purkait,
M.K., (2008). Preparation and characterization of low cost
ceramic membranes for micro-filtration applications. Applied Clay Science
42, 102-110.
- Narayan, J.S., Sumona, M., Agamuthu, P. &
Bhaskar, S.G., (2013). Clarification of rubber mill wastewater by a
plant based biopolymer- Comparison with common inorganic coagulants: Society of
Chemical Industry, 30p.
- Ndjouenkeu, R., Goycoolea, F.M., Morris, E.R. &
Akingbala, J.O., (1996). Rheology of okra (Hibiscus. esculentus L) and
dika nut (Irvingia gabonensis) polysaccharides. Carbohydrate Polymers, 29,
263-269.
- Ndabigengesere, A. & Narasiah, K.S.,
(1998) Quality of water treated by coagulation using Moringa oleifera
seeds, Wat. Res. 32 (3), 781-791.
- Organisation mondiale de la santé
(OMS), (2004). Directives de qualité pour l'eau de boisson
troisième Édition Volume 1. Recommandations, OMS Genève.
Suisse pp 110.
- Packham, R.F., (1965). Some Studies of the
Coagulation of Dispersed Clays with Hydrolyzing Salts, Journal Colloid
Interface Science, 20, 81.
- Pikkarainena, A.T., Judd, S.J., Jokelab, J. &
Gillberg, L., (2004). Pre-coagulation for microfiltration of an
up-land surface water. Water Res., 38(2), 455-465.
- Purnendu, B. & Reckhow, D.A., (2007).
The effect of ozonation on natural organic matter removal by alum coagulation.
Water Res., 41(7), 1516-1524.
- Qinghua, J., Huijuan, L., Chengzhi, H., Jiuhui, Q.,
Dongsheng, W. & Jing, L., (2008). Removal of disinfection
by-products precursors by polyaluminum chloride coagulation coupled with
chlorination. Sep. Purif. Technol., 62(2), 464-469.
- Riera-Torres, M., Gutiérrez-Bouzána,
C. & Crespia, M., (2010). Combination of coagulation-floculation
and nanofiltration techniques for dye removal and water reuse in textile
effluents. Desalination, 252(1-3), 53-59.
- Rodier, J., Bazin, C., Broutin, J., Chambon, P.,
Champsaur, H. & Rodi, L., (2009. L'analyse des eaux
(résiduaires, naturelles, mer). 8éd. Dunod Paris. France pp
915-1199.
- Saïdou, Ndjouenkeu, R., Tchatchueng, J.B.,
Denis, R. & Nadia, E.L.K., (2012). « Caractérisation
physico-chimique et fonctionnelle des gommes hydrocolloides des écorces
de Triumfetta cordifolia et de Bridelia thermifolia »
Thèse de Doctorat, ENSAI, Ngaoundéré, Cameroun, 186p.
Par NONGNI JIOGHO Yannick 65
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
Par NONGNI JIOGHO Yannick 66
- Salghi, R., (2004). Différents
filières de traitement des eaux. Éditions de l'École
Nationale des Sciences Appliquées, éd CRC Press Agadir Inc. Maroc
pp 22.
- Sadiq, R. & Rodriguez, M.J., (2004).
Disinfection byproducts (BDPs) in drinking water and predictive models for
their occurrence: a review. Sci. Total Environ., 321, 21-46.
- Sanderson, G.R., (1981). Polysaccharids in
foods. Food Technol, 35 (7), 50-57, 83.
- Sieliechi, J-M., Kayem, G.J. & Sandu, I.,
(2010). Effect of water treatment residuals (Aluminum
and Irons) on human health and drinking water distribution system;
International journal of conservation science.1, 175-182.
- Tambo, N., (1991). Basic concepts and
innovative tum of coagulation/Focculation ». Warer Supply, 1-10.
- Tchobanoglous, G., Theisen, H. & Vigil, A.S.,
(1993). Integrated solid waste management, engineering principles and
management issues. McGraw-Hill International Science Engineering, NY, USA, 978
p.
- Valentin, N., (2000). Construction d'un
capteur logiciel pour le contrôle automatique du procédé de
coagulation en traitement d'eau potable. Thèse de doctorat,
UTC/Lyonnaise des Eaux/CNRS.
- Vinod, V.T.P., Sashidhar, R.B., Suresh, K.I., Rama,
R.B., Vijaya, S.U.V.R. & Prabhakar, R.T., (2008). Morphological,
physico-chemical and structural tel-00870761, version 1 - 8 Oct 2013202
characterization of gum kondagoku (Cochlospermum gossypium): A tree gum from
India. Food Hydrocolloids, 22, 899-915.
Etude en réacteur agité du traitement des eaux
destinées à la consommation par un biofloculant : T.
cordifolia
|
|
