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Brevet
Spécifique
3e
Sciences
Le traitement de l'eau
.icon_sujet_inedit.png L'objectif est de comparer la première phase du traitement des déchets dans une station d'épuration traditionnelle à la technique de l'ultrafiltration membranaire utilisée dans la station du Loir et Cher présentée en introduction.

Sujet 21Le traitement de l’eau30 min

Sujet inédit

Physique-Chimie

Les transformations chimiques

Exercice

25 pts

Les communes d’Areines, Meslay, Saint-Ouen et Vendôme dans le Loir et Cher vont désormais traiter leurs eaux sales ensemble. […] « Dans une logique de reconquête de la qualité des eaux, cet équipement a été conçu pour atteindre un niveau très performant. Grâce à la technologie d’ultrafiltration membranaire, l’eau rejetée dans le Loir est irréprochable avec la “qualité baignade” », soulignait Nicole Jeantheau, maire d’Areines et vice-présidente du syndicat Téa qui comprend aussi la construction de bassin tampon à Saint-Ouen et Vendôme et la réalisation de réseaux entre les ouvrages pour assurer le transfert des eaux usées.

D’après LaNouvelleRépublique.fr, 19 septembre 2015.

Ce sujet vous permettra de préciser quelques-uns des aspects du traitement des eaux dans une station d’épuration.

L’objectif de cette partie est de comparer la première phase du traitement des déchets dans une station d’épuration traditionnelle (document 1) à la technique de l’ultrafiltration membranaire utilisée dans la station du Loir et Cher présentée en introduction.

Doc. 1Élimination des petits déchets en suspension dans une station « traditionnelle »

Une première phase d’élimination des petits déchets flottants et des matières en suspension :

– le dégrillage : passage des effluents (les eaux usées à retraiter) à travers un crible pour enlever les petits déchets (morceaux de plastique, de papier...) ;

– le filtre à sable : fosse où sont piégés par gravité les graviers et sables. Cette opération permet que ces éléments durs ne provoquent pas de dégâts dans les installations d’épuration et notamment dans les pompes ;

– le déshuileur : dispositif piègeant les huiles et les graisses qui flottent naturellement à la surface de l’eau. L’injection de bulles d’air dans l’effluent favorise la remontée des huiles à la surface ;

– le décanteur primaire : grand bassin où les matières restantes se déposent au fond par gravité pour former des boues. Les boues sont retirées par pompage et dirigées pour être stockées en attendant leur évacuation dans un silo à boues...

D’après CPESPC, www.cpepesc.org

Doc. 2Ultrafiltration membranaire

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© SUEZ – produits aquasource®

Une seule étape pour clarifier et désinfecter l’eau

Procédé simple dit « basse pression », l’ultrafiltration permet la clarification et la désinfection de l’eau en une seule étape. La paroi des membranes agit comme un filtre pour toutes les particules de taille supérieure à 10-20 nm : pollens, algues, parasites, bactéries, virus, germes et molécules organiques. Le pouvoir filtrant de l’ultrafiltration est 1 000 fois supérieur à celui du filtre à sable.

Une eau de qualité constante, sans goût ni odeur

Cette technologie garantit une eau de qualité constante et irréprochable quelles que soient les variations de qualité de l’eau à traiter.

Une technologie respectueuse de l’environnement

Le procédé d’ultrafiltration est mécanique : il réduit le recours aux produits chimiques et les rejets de traitement, tout en conservant l’équilibre minéral de l’eau.

D’après Aquasource membrane, Suez, www.aquasource-membrane.com/-procede-filtration-eau-.html

Données :

– 1 micromètre (µm) = 1 × 10–6 m  ;

– 1 nanomètre (nm) = 1 × 10–9 m.

1 En comparant les documents 1 et 2, donner les points communs et différences entre la première phase d’une centrale d’épuration traditionnelle et le procédé d’ultrafiltration membranaire.

2 Après la lecture de l’énoncé et des documents 1 et 2, pour chacune des affirmations suivantes, cocher la (ou les) bonne(s) réponse(s).

a. La membrane utilisée dans l’ultrafiltration permet de stopper les déchets de dimensions supérieures à :

□ 0,02 m

□ 0,02 µm

□ 20 nm

b. Les molécules arrêtées par la membrane sont constituées :

□ d’atomes

□ d’ions

□ de bactéries

c. Les atomes sont constitués :

□ d’un noyau contenant des électrons

□ d’un noyau contenant des protons

□ d’un noyau seulement

d. L’ultrafiltration membranaire repose sur :

□ une transformation chimique

□ des processus mécaniques

□ des changements d’état

3 a. Quel dispositif employé dans les expérimentations de chimie utilise la décantation pour séparer deux substances ?

b. Dans quel état physique sont ces substances et à quelle condition pourra-t-on les séparer par décantation ?

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