Traitement de l'eau d'un puits, bac S Asie 2019.

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.



Le fer et le manganèse sont deux éléments chimiques que l'on trouve fréquemment sous forme d'ion fer(II) Fe2+ et Mn2+ dans les nappes phréatiques.
Au delà de 300 µg / L le fer dissous abîme les canalisations et provoque des taches de couleur rouille sur le linge.
Le manganèse présente des inconvénients similaires lorsque sa concentration dépasse 150 µg / L.
Le but de cet exercice est d'étudier un moyen permettant de diminuer la concentration en ion fer (II) et manganèse (II) de l'eau d'un puits.
Extrait d'une analyse chimique de l'eau d'un puits à 15°C.
pH : 7,2 ; conductivité : 945 µS cm-1 ; ammonium : 2,9 mg / L ; fer (II) : 3,8 mg / L ; manganèse (II) 1,0 mg / L ; nitrate : 7,9 mg / L.

Déferrisation et démanganisation d'une eau.
En injectant de l'air dans l'eau à traiter, le dioxygène va oxyder les ions fer (II) et manganèse (II) pour former deux précipités solides qui seront retenus à l'aide d'un filtre.
4Fe2+aq +O2(g) +8HO-aq +2H2O(l) --> 4 Fe(OH)3(s).
2Mn2+aq +O2(g) +4HO-aq  --> 2 MnO2(s) +2H2O(l).
Ces réactions étant très lentes, un catalyseur est nécessaire.

Les eaux à traiter doivent présenter des concentrations massiques tels que : tFe +2 tMn < 6 mg / L.
D'après http://www.dynavive.eu/.
Questions préliminaires.
1. Justifier que l'eau du puits doit subir un traitement et qu'il peut se faire par cette méthode.
M(Mn) =54,9 g / mol ; M(Fe) =55,8 g /mol. Volume molaire des gaz : VM = 24 L /mol.
Fer : 3,8 mg / L = 3800 µg /L, valeur supérieure à 300 µg / L.
Manganèse : 1,0 mg / L = 1000 µg / L, valeur supérieure à 150 µg / L.
L'eau doit donc subir un traitement.
tFe = 3,8 mg / L ; tMn = 1,0 mg / L ; tFe +tMn = 4,8 mg / L, valeur inférieure à 6 mg / L.
Cette méthode est valide.
2. Donner une valeur approchée de la proportion en volume de dioxygène dans l'air.
Le dioxygène représente environ 21 % de l'air en volume.




.



........


Problème.
Quel doit être le débit minimal d'air ( en L h-1 ) de l'aérateur pour que l'eau traitée puisse alimenter un lave-linge ?
Le titre en fer doit diminuer de : 3800 -300 =3500 µg /L soit 3,5 mg / L.
3,5 / 55,8 = 6,272 10-2 mmol / L.
Quantité de matière de dioxygène nécessaire pour traiter 1 L d'eau :
6,272 10-2 / 4 =1,568 10-2 mmol.

Le titre en manganèse doit diminuer de : 1000 -150 =850 µg /L soit 0,85 mg / L.
0,85 / 54,9 = 1,548 10-2 mmol / L.

Quantité de matière de dioxygène nécessaire pour traiter 1 L d'eau :
1,548 10-2 / 2 =7,74 10-3 mmol.
Quantité totale de dioxygène : 2,342 10-2 mmol pour traiter un litre d'eau.
Volume de dioxygène correspondant :
2,342 10-2 x 24 =0,562 mL.
Volume d'air correpondant : 0,562 / 0,21 =2,6766 mL.
Débit de la pompe en eau : 1 m3 / h = 1000 L / h.
Débit minimal de l'aérateur : 2,67 L / h ~ 3 L / h.


..



  

menu