microbiologie-du-traitement

1. L'eau est essentielle à la vie sur la planète Terre. Elle est essentielle à la production alimentaire, au
develeopement industriel et à la durabilité environnementale.
La quantité totale d'eau prélevée par notre monde assoiffé était estimée à 3906 km3 en 1995. Les
estimations pour 2025 prévoient une augmentation de 50% des utilisations domestiques, du bétail et
industrielles, laissant moins d'eau pour l'irrigation et, partant, une production alimentaire menaçante
les civilisations anciennes (égyptiennes, grecques et romaines) étaient déjà préoccupées par l'hygiène
de l'eau et l'assainissement
La quête d'une eau de boisson saine remonte à au moins 4000 ans, quand un médecin médical lui a
recommandé d'utiliser de l'eau bouillante, du soleil, des filtres à charbon actif et des récipients en cuivre
pour traiter l'eau

2. Sir Francis Bacon, en 1627, mentionna l’utilisation de la sédimentation, de la coagulation, de la filtration, de
l’ébullition et de la distillation pour le traitement de l’eau.
Le traitement de l'eau potable a été suggéré comme l'une des 10 grandes réalisations du XXe siècle (CDC,
1999).
La sécurité de l'eau potable est une préoccupation mondiale. L’eau potable contaminée a le plus grand impact sur
la santé humaine dans le monde, en particulier dans les pays en développement. On estime que plus d’un milliard
de la population mondiale n’a pas accès à une eau salubre et qu’environ 2,6 milliards n’ont pas accès à un
assainissement amélioré (OMS / UNICEF, 2000, 2004; OMS, 2003).
Les progrès de la recherche sur l’eau potable, suivis de la mise en place de multiples barrières contre les agents
pathogènes microbiens et les parasites, ont considérablement accru la sécurité de l’approvisionnement en eau tous
les jours, en particulier dans les régions industrialisées. Le système à barrières multiples inclut la protection de l’eau
de source, traitement de l'eau
(prétraitement, coagulation, floculation, sédimentation, filtration, désinfection) et la protection du réseau de
distribution d'eau

3. APERÇU DES PROCESSUS IMPLIQUÉS DANS LES USINES DE TRAITEMENT DE
L'EAU POTABLE
L'eau contient plusieurs contaminants chimiques et biologiques qui doivent être éliminés efficacement pour
produire une eau de boisson saine pour le consommateur.
Les contaminants chimiques comprennent les nitrates, les métaux lourds, les pesticides, les produits
pharmaceutiques, les produits chimiques à activité hormonale et les autres xénobiotiques.
Le produit fini doit également être exempt d'agents pathogènes microbiens et de parasites, de turbidité, de
couleur, de goût et d'odeur
Pour atteindre cet objectif, les eaux brutes (eaux de surface ou souterraines) sont soumises à une série de
processus de traitement physicochimiques et biologiques
. La désinfection à elle seule est parfois suffisante si l’eau brute provient d’une source protégée.

4. l existe deux grandes catégories d'installations de traitement de
l'eau:
Installations de filtration conventionnelles:
Les principaux procédés de ce type d’installation sont la
coagulation / floculation et la filtration (Figure 2.3).
L'eau brute est rapidement mélangée à des coagulants à base
d'aluminium ou à base de fer.
Les coagulants les plus utilisés sont le sulfate d'aluminium
appelé alun Al2 (SO4) 3.14.3 H2O, le sulfate ferrique Fe2 (SO4)
3 ou le chlorure ferrique FeCl3.6 H2O. Après la coagulation, les
flocs produits sont autorisés à s’installer dans un clarificateur.
Les effluents clarifiés sont ensuite passés à travers des filtres à
sable ou à diatomées.
L'eau est finalement désinfectée avant la distribution.

5. Plants d’ Adoucissement :
Le processus principal dans ces plants est l'adoucissement de l'eau, qui aide à éliminer la dureté due à la présence de
Ca et de Mg dans l'eau, et conduit à la formation de précipités de Ca et de Mg.
Une fois les précipités décantés, l'eau est filtrée et désinfectée.

6. 2.5 MICROBIOLOGIE DE PROCEDE ET DEVENIR DES AGENTS PATHOGENES ET DES PARASITES DANS DES USINES DE
TRAITEMENT DE L'EAU
2.5.1 Introduction
Dans les usines de traitement des eaux, les agents pathogènes microbiens et les parasites peuvent être
physiquement éliminés par des processus tels que la coagulation, la précipitation, la filtration et l'adsorption, ou ils
peuvent être inactivés par la désinfection ou par le pH élevé résultant de l'adoucissement de l'eau.
.5.2 Prétraitement de la source
Le prétraitement de l’eau de source correspond à une gamme de mesures conçues pour améliorer la qualité de la
source d’eau avant son entrée dans la station de traitement de l’eau.
2.5.2.1 Stockage de l'eau brute
L'eau brute peut être stockée dans des réservoirs afin de minimiser les fluctuations de la qualité de l'eau.
Le stockage peut affecter la qualité de l'eau microbiologique qui est affectée par des processus physiques (par
exemple, la sédimentation de solides, l'évaporation, l'échange de gaz avec l'atmosphère),
chimiques (par exemple, l'oxydation-réduction, l'hydrolyse, la photolyse)
et biologiques (par exemple, le cycle des nutriments, la biodégradation , dégradation des agents pathogènes)
(Oskam, 1995).

7. Le stockage d'eau brute présente un intérêt dans le cas de sécheresse prolongée (baisse du débit des rivières, avec
souvent altération de la qualité de l'eau). Le volume d'eau brute emmagasinée doit permettre de répondre à la
demande en eau de la période la plus longue envisagée.
le stockage présente également un intérêt lorsqu'il y a risque d’une pollution accidentelle qui détériore la qualité de
l'eau brute de façon inacceptable pour l'installation de traitement. On peut arrêter le pompage en rivière pour utiliser
l'eau stockée, en évitant ainsi l'arrêt de la production.
Le stockage présente également un intérêt lorsque les caractéristiques de la rivière présentent des variations rapides et
fréquentes ( MES, NH4+ …) qui nécessiteraient des ajustements des conditions d'exploitation pas toujours compatibles
avec la réalité.
Les avantages du stockage d’eau brute

8. avec des conditions géographiques et climatiques favorables à la vie planctonique, l'emmagasinage d'eau brute
présente certains inconvénients.
On constate, lorsque le temps de stockage est faible (quelques jours, un développement d'algues et
d'actinomycètes dont les métabolites peuvent communiquer à l’eau un goût et/ou une odeur désagréable dont
l’élimination peut être très coûteuse.
Si le temps de rétention dans la réserve est plus élevé (1 mois), il se développe un zooplancton capable de réduire
certains de ces inconvénients..
la réalisation de stockages d'eau de grandes dimensions (barrages…) demande des précautions particulières lors de
la mise en eau, afin d'éviter tout phénomène d'eutrophisation brutale : il faut éliminer toute la végétation et la
brûler à l'extérieur du périmètre de remplissage, décaper le sol de toute terre végétale et de tout dépôt polluant
éventuellement préexistant (décharges, dépôts de produits chimiques…

9. La réduction des agents pathogènes, des parasites et des micro-organismes au cours de la conservation est
inévitablement influencée par de nombreux facteurs, notamment:
la température,
la lumière du soleil,
la sédimentation
des phénomènes biologiques indésirables tels que la prédation, l'antagonisme et l'action lytique des phages bactériens.
La température est un facteur important contrôlant la survie des pathogènes dans les réservoirs.
Il semble que, dans des conditions optimales, le stockage de l’eau dans les réservoirs puisse entraîner une réduction
d’environ 1 à 2 log des agents pathogènes bactériens et viraux, bien que des réductions plus importantes aient été
observées.
Les kystes de protozoaires sont éliminés par piégeage dans des solides en suspension, puis sédimentés dans les
sédiments.

10. 2.5.2.2 Filtres bruts .
Les filtres bruts contiennent des milieux grossiers (gravier, roches) qui aident à réduire la turbidité de l’eau et les
concentrations bactériennes (réduction d’environ 1 log).
2.5.2.3 Micro filtres.
Les microfiltres sont fabriqués à partir de fils d'acier inoxydable ou de polyester tissés avec une taille de pores
allant de 15 à 45 µm.
Ils retiennent principalement des algues et des protozoaires relativement gros.
Les algues filamenteuses ou coloniales sont généralement éliminées plus efficacement que les algues
unicellulaires
2.5.2.4 Filtration par les des berges
est le suintement d'eau traversant la rive d'une rivière ou d'un lac jusqu'au puits de production de l'usine de
traitement des eaux. Filtration par les berges implique des processus physiques, chimiques et biologiques. Cette
pratique offre certains avantages tels que l'élimination des agents pathogènes et des parasites,
Elle fournit une eau de source de qualité pour les usines de traitement de l'eau, car il faut moins de produits
chimiques, et produit une eau de qualité pour l'aquaculture, l'agriculture et les loisirs (Ray et al., 2011).

11. Une étape de préchloration est parfois incluse pour améliorer les performances des processus unitaires
(filtration, coagulation – floculation, par exemple), oxyder les substances génératrices de couleur telles
que les acides humiques et contribuer à la précipitation du fer et du manganèse.
Bien que la préchloration réduise quelque peu les niveaux de microorganismes pathogènes, son
utilisation peut augmenter les risques de formation de sous-produits de désinfection.

12. 2.5.3 la clarification
La clarification est l'ensemble des opérations qui permettent d'éliminer les MES (minérales et organiques) d'une eau
brute ainsi qu'une partie des matières organiques dissoutes (fraction "floculable").
Suivant les concentrations de l'un et l'autre des différents polluants, on peut être amené à pratiquer des opérations de
plus en plus complexes qui vont de la simple filtration avec ou sans réactif jusqu'à la coagulation –floculation –
décantation ou flottation – filtration.

13. 2.5.3 .1 La coagulation – floculation – filtration
La coagulation implique la déstabilisation et les collisions entre particules de particules colloïdales (par exemple,
colloïdes minéraux, cellules microbiennes, particules virales) par des coagulants (sels de Al et Fe) et parfois par des
auxiliaires coagulants (par exemple, silice activée, bentonite, polyélectrolytes, amidon). Les coagulants les plus
courants sont l'alun (sulfate d'aluminium), le chlorure ferrique et le sulfate de fer et ferreux. Par exemple, Al2 (SO4) 3
(alun) précipite sous forme insoluble de Al (OH) 3 (alhydroxyde) (Percival et al., 2000).

14. Floculation
Le processus de contact entre particules et de formation de particules plus grosses est appelé floculation. Après le mélange,
les particules colloïdales forment des flocs suffisamment grands pour permettre une sédimentation rapide

15. 1 - Le pH de l'eau est probablement le facteur le plus important ayant une incidence sur la coagulation /
floculation.
Les autres facteurs comprennent
2- la turbidité,
3- l'alcalinité,
4-la température .
5- Le régime du mélange
Cependant, des composés organiques hydrophiles retenus en surface (par exemple, des lipopolysaccharides) provenant
de cyanobactéries (par exemple, Microcystis aeruginosa) inhibent le processus de coagulation pendant le traitement de
l'eau (Takaara et al., 2010).
Les facteurs influençant la coagulation :

16. Le rôle de la coagulation et la floculation dans l’élimination des MO
- La coagulation peut éliminer des bactéries et des kystes de protozoaires (Cryptosporidium, Giardia)
L'élimination de Cryptosporidium a été obtenue à plus de 90% en utilisant de 40 à 100 mg / L d'alun.
L'alum ne réduit pas de manière significative l'infectivité des oocystes de Cryptosporidium, même à des concentrations
pouvant atteindre 200 mg / L
L'élimination des virus est variable et va de 1 à plus de 3logs (Bell et al., 2000). En laboratoire, la coagulation – floculation est
efficace pour éliminer 90 à 99% des virus de l'eau.
les oocystes resteront infectieux dans les boues provenant d'installations de traitement des eaux.
Les endotoxines ou lipopolysaccharides (LPS) sont des composants de la membrane externe de la plupart des bactéries à
gram négatif et de certaines cyanobactéries. Ils ont été associés à des maladies respiratoires aiguës, à la fièvre de l’eau, à des
troubles gastro-intestinaux et à des réactions allergiques. Il a été montré que les différents processus impliqués dans le
traitement de l'eau absorbaient 59 à 97% de l'activité de l'endotoxine. L'élimination la plus importante a été observée après
la coagulation, la clarification et la filtration rapide sur sable (Rapala et al., 2002).

17. Il est important de noter que la coagulation transfère profondément les microorganismes pathogènes de l'eau au
matériau floculé, qui est incorporé dans une boue qui doit être éliminée correctement.

18. L'adoucissement de l'eau a été suggéré comme procédé de traitement de l'eau au milieu des années 1700 par
Francis Home of Scotland, et les premières usines d'adoucissement de l'eau réussies ont été construites en 1897 à
Winnipeg, Canada (Symons, 2006).
La dureté est causée par la présence de calcium et de magnésium dans l'eau.
Les deux catégories de dureté:
1- dureté carbonate due aux bicarbonates de Ca et Mg
2- dureté non carbonique due aux chlorures de Ca et Mg.
Adoussisement de l’eau

19. La dureté est responsable de la consommation accrue de savon et de la formation de tartre dans les tuyaux.
L'adoucissement de l'eau consiste à éliminer la dureté Ca et Mg par le procédé à la chaux-soude ou par des résines
échangeuses d'ions.
Le procédé à la chaux et à la soude consiste à ajouter de la chaux hydratée (hydroxyde de calcium) ou de la chaux vive
(CaO), moins chère, à l'eau. La dureté carbonatée est éliminée comme suit:

20. Le rôle de l’ adoucissement de l’eau dans l’élimination des MO
Le pH élevé (> 11) généré par l'adoucissement de l'eau par la chaux conduit à une inactivation efficace des agents
pathogènes bactériens et viraux.
Le poliovirus de type 1, le rotavirus et le virus de l'hépatite A (VHA) ont été efficacement éliminés (élimination /
inactivation> 95%) pendant l'adoucissement par l'eau (pH = 11) (Rao et al., 1988).
Les agents pathogènes bactériens sont également réduits efficacement après le chaulage pour atteindre un pH supérieur
à 11.
Le taux d'inactivation dépend de la température.

21. L'élimination microbienne au cours de l'adoucissement de l'eau est due à :
(1) une inactivation microbienne à des valeurs élevées nuisibles (pH ≥ 11) par la perte d'intégrité structurelle ou une
activation d'enzymes essentielles
(2) à une élimination physique de microorganismes par adsorption sur des flocs d'hydroxyde de magnésium chargés
positivement (négations prononcées) microorganismes).
En ce qui concerne les résines échangeuses d’ions, Ca et Mg sont éliminés de l’eau par échange avec du Na présent sur
les sites d’échange de la résine.
Les virus sont éliminés par les résines échangeuses d'anions, mais pas autant que par les résines échangeuses de cations.
Cependant, on ne peut pas compter sur les résines échangeuses d'ions pour éliminer les agents pathogènes microbiens.

22. La filtration est définie comme le passage de fluides à travers des milieux poreux pour éliminer la turbidité (matières en
suspension, telles que les argiles, les particules de silt, les cellules microbiennes) et les particules floculées.
La filtration peut inclure une filtration lente et rapide sur sable,
une filtration à la terre de diatomée,
une filtration directe,
une filtration à membrane ou une filtration à cartouche.
Ce processus dépend du:
1- milieu filtrant,
2- de la concentration,
3- du type de solide filtré
4- du fonctionnement du filtre.
La filtration

23. La filtration est l'un des procédés les plus anciens utilisés pour le traitement de l'eau. En 1685, Luc Antonio Porzio,
physicien italien, conçut un système d’infiltration pour la protection de la santé des soldats dans les installations
militaires. La première usine de filtration d'eau moderne a été construite en 1804 en Écosse (Symons, 2006).
Un examen de l’apparition de flambées d’origine hydrique (p. Ex. Épidémies de choléra et de fièvre typhoïde) dans le monde
montre clairement que la filtration a toujours joué un rôle déterminant en tant que barrière contre les micro-organismes
pathogènes et qu’elle a largement contribué à la réduction des maladies transmises par l’eau.

24. Filtration lente sur sable.
Un filtre à sable lent contient une couche de sable (de 60 à 120 cm de profondeur) soutenue par une couche de gravier à
gradation (de 30 à 50 cm de profondeur). La taille des grains de sable varie entre 0,15 et 0,35 mm et la plage de charge
hydraulique est comprise entre 0,04 et 0,4 m / h (Bellamy et al., 1985a).

25. La croissance biologique à l'intérieur du filtre comprend une grande variété d'organismes, notamment des bactéries,
des algues, des protozoaires, des microtubellaires (vers plats), des nématodes (vers ronds), des annélides (vers
segmentés) et des arthropodes (Duncan, 1988; Hijnen et al., 2007). ).

26. L'accumulation d'une couche biologiquement active, appelée schmutzdecke, se produit pendant le fonctionnement
normal d'un filtre à sable lent.
Schmutzdecke est une couche biologique complexe formée à la surface d'un filtre à sable lent, qui signifie «couche
sale» en allemand. Le Schmutzdecke est la couche qui assure l’épuration efficace du traitement de l’eau potable. C'est
une couche gélatineuse ou un biofilm appelé couche hypogée ou Schmutzdecke.
Ce film collant, de couleur brun rougeâtre, est composé de matières organiques en décomposition, de fer, de
manganèse et de silice. Il constitue donc un média filtrant fin qui contribue à l’élimination des particules troubles dans
l’eau brute. Elle constitue également une zone initiale d’activité biologique et fournissant une certaine dégradation des
matières organiques solubles dans l'eau brute, ce qui est utile pour réduire les goûts, les odeurs et la couleur.
Il se forme au cours des premières semaines de fonctionnement et consiste en une matière organique comprenant
des bactéries, des champignons, des protozoaires, des rotifères et diverses larves d'insectes aquatiques. Il se compose
de boue alluviale, de matière organique, de bactéries, de diatomées, de zooplancton et d'algues filiformes formées par
l'excrétion de micro-organismes.

27. C'est la couche de la vie aquatique qui est responsable de la purification de l'eau. Lorsque l'eau traverse cette couche
biologique, des particules étrangères sont piégées et essentiellement dévorées par les bactéries présentes sur cette
couche. Comme l'eau passe lentement à travers les couches de sable, les impuretés sont laissées derrière, laissant entre
90% et 99% de l’eau exempte de bactéries (Elliott et al., 2008)
La couche de Schmutzdecke s'est formée en raison de l'établissement d'une communauté microbienne sur les couches
supérieures des fines particules de sable. Ces microbes proviennent généralement de l'eau brute et constituent une
communauté en quelques jours. Le lit de sable et le débit de filtration lent contribuent à l’établissement de cette
communauté microbienne. La majorité de la communauté microbienne est constituée de bactéries prédatrices se
nourrissant de microbes en suspension dans l’eau qui traversent le filtre.

28. L 'efficacité de l' élimination des bactéries est influencée par des paramètres opérationnels tels que :
1- la température,
2- la taille du grain de sable,
3- la profondeur du filtre et le temps de contact avec le lit vide
Dans le schmutzdecke, la prédation de bactéries par les protozoaires affecte également leur élimination dans
les filtres à sable lents. Étant donné que le nombre de protozoaires est plus élevé dans les filtres mûris
les filtres à sable lents se sont révélés plus efficaces pour éliminer les mycobactéries que les filtres à sable rapides
(Le Dantec et al., 2002b).
les filtres à sable lents ont éliminé les oocystes à 4,7 log (Hijnen et al., 2007).
En ce qui concerne les virus, une élimination supérieure à 99,999% a été observée dans un filtre à sable lent opérant
à 11 ° C à une vitesse de 0,2 m / h (Poynter et Slade, 1977).

29. Filtration rapide sur sable.
. Un filtre à sable rapide consiste en une couche de sable supportée par une couche d'anthracite, de gravier ou de calcite.
L'effluent de sable rapide est recueilli par un système de drainage souterrain.
Ce processus semble être moins efficace pour l'élimination des bactéries, des virus et des kystes de protozoaires, à
moins d'être précédé d'une coagulation – floculation
Les particules de sable étant essentiellement des adsorbants médiocres vis-à-vis des virus, l'élimination des agents
pathogènes par filtration sur sable est variable et souvent faible

30. Les diatomées sont des algues brunes unicellulaires dont la membrane cellulosique ont la propriété de fixer la
silice de l'eau. Après la mort de l'organisme, les frustules, donnent après fossilisation, une roche blanche, légère,
très poreuse : la diatomite. Après leur traitement, les diatomées forment une poudre blanche ou rose d'une
extrême porosité. La poudre de diatomite est utilisée pour filtrer l'eau, les huiles, le vin, la bière, la saumure, le
glucose.
Filtration sur terre de diatomées.
La taille moyenne des particules est de 23 µm et la taille moyenne des pores de 7 µm (Fulton, 2000).
un filtre en terre à diatomées (DE) permettant d’éliminer rapidement les kystes amibiens (Entamoeba histolytica)
de l’eau de la cantine.

31. La performance de DE en ce qui concerne l'élimination des cryptosporidium et des coliformes est améliorée après
l'addition d'un coagulant chimique (Langeetal., 1986; Schuler et Ghosh, 1990).
Une réduction d'environ 6 log des oocystes de Cryptosporidium a été obtenue avec des grades de diatomées allant de 16
à 42 µm de taille moyenne et à des vitesses de filtration comprises entre 1 et 2 gpm / ft2 (Ongerth et Hutton, 1997).
L'élimination du virus par DE est généralement faible mais peut être améliorée en recouvrant le milieu à la diatomite de
sels de Fe et d'Al ou de polyélectrolytes cationiques (Brown et al., 1974).

32. 2.5.6 charbon actif
Le charbon actif, , est un matériau constitué essentiellement
de matière carbonée à structure poreuse
.
On appelle charbon actif tout charbon ayant subi une
préparation particulière et qui, de ce fait, possède à un haut
degré la propriété de fixer et de retenir certaines molécules
amenées à son contact. Il s'agit d'une structure amorphe
composée principalement d'atomes de carbone,
généralement obtenue après une étape de carbonisation d'un
précurseur à haute température.
Un charbon actif présente en général une grande surface
spécifique qui lui confère un fort pouvoir adsorbant.
L'adsorption est un phénomène de surface par lequel des
molécules se fixent sur la surface de l'adsorbant par des
liaisons faibles : forces de Van der Waals, interactions
électrostatiques, liaisons hydrogène.

33. Le charbon actif peut être utilisé sous forme de charbon actif granulaire (CAG) appliqué après filtration sur sable et avant
la chloration, ou sous forme de charbon actif en poudre (CAP), qui présente une taille de particules plus petite que le CAG
Le traitement PAC est moins coûteux que le traitement GAC car le carbone en poudre n'est appliqué qu'en cas de besoin,
ce qui permet de réduire les quantités de carbone utilisées.
Le charbon actif est connu depuis l'Antiquité pour ses propriétés de purification (c'est-à-dire les premiers égyptiens),
mais ses aspects microbiologiques n'ont été étudiés que récemment (Gibert et al., 2013; LeChevallier et McFeters, 1990;
Weber et al., 1978).
Le groupe fonctionnel se situe à l'endroit où il se trouve. pour former un biofilm qui héberge des bactéries (bâtonnets,
cocci et bactéries filamenteuses), des champignons, des algues et des protozoaires.

34. La microscopie électronique à balayage à émission de champ à haute résolution (FESEM) montre la colonisation de la
surface du carbone par des microorganismes (bactéries produisant des polysaccharides, champignons, algues,
protozoaires à pédoncules) (, Gibert et al., 2013).
(a and b) organic filaments closely
resembling fungal hyphae with visible
isolated bacterial cells, and (c and d)
siliceous diatom skeletons observed on a
GAC sample collected from the top of the
column at the end of the experiment.
Source: Gibert et al. (2013). Water Res. 47:
1101–1110.

35. Les genres bactériens dominants identifiés sur les particules de GAC ou dans l’eau interstitielle étaient
Pseudomonas,
Alcaligenes,
Aeromonas,
Acinetobacter,
Arthrobacter,
Enterobacter,
Flavobacterium,
Chromobacterium,
Bacillus,
Corynebacterium,
Micrococcus,
Parococcus et Moraxella (Camper et autres); , 1987; Wilcox et al., 1983).

36. L'élimination des composés organiques résulte de la prolifération microbienne dans la colonne de charbon actif, ce qui
conduit à une biomasse bactérienne datant de 60 à 1250 g / m3 de GAC (Magic-KnezevandvanderKooij, 2004).
Certaines de ces bactéries peuvent toutefois produire des endotoxines qui peuvent pénétrer dans les eaux traitées. Un
traitement visant à renforcer la croissance bactérienne sur le CAG produit du charbon actif biologique (BAC), recommandé
pour augmenter l'élimination des matières organiques et prolonger la durée de vie des colonnes de CAG (Simpson, 2008). La
croissance bactérienne dans les colonnes de charbon actif est favorisée par l'ozone qui dégrade la NOM en composés de
faible poids moléculaire, facilement assimilables, tels que les acides organiques, les aldéhydes et les cétones (Hammes et al.,
2006).
Les bactéries pathogènes peuvent réussir à coloniser les filtres de CAG matures (Grabow et Kfir, 1990; LeChevallier et
McFeters, 1985b). Cependant, les bactéries pathogènes et indicatrices peuvent être inhibées par les micro-organismes
biofilms sur charbon actif. Ce phénomène est dû à une inhibition nutritionnelle compétitive ou à la production de
substances analogues à la bactériocine par la communauté microbienne filtrante.

37. Un examen de 201 échantillons a montré que des bactéries hétérotrophes et des bactéries coliformes étaient
associées aux particules de carbone.
Les bactéries attachées présentent une résistance accrue à la chloration (Camper et al., 1986; LeChevallier et al.,
1984; Stewart et al., 1990).

38. En général, les bactéries associées aux particules (PAB) présentes dans l'eau de boisson sont préoccupantes en raison de
leur capacité à servir de germes pour la repousse bactérienne dans les conduites de distribution, de leur résistance accrue
aux désinfectants et de la sous-estimation potentielle du nombre de bactéries dans les techniques de culture
traditionnelles.
. Parmi les PAB, nous notons la présence d'agents pathogènes tels que Legionella ainsi que de bactéries oxydant le Fe et
le Mn telles que Gallionella et Crenothrix (Liu et al., 2013).
Les virus sont adsorbés sur le charbon actif par des forces électrostatiques et l'interaction est contrôlée par le pH, la force
ionique et la teneur en matière organique de l'eau.
La compétition des produits organiques avec les virus pour les sites de fixation à la surface du carbone fait de ce matériau
un adsorbant peu fiable pour éliminer les virus de l’eau (Bitton, 1980).

39. Voici quelques inconvénients des filtres à charbon:
Encrassement entraînant une perte de charge .
Il est soulagé par un lavage en retour périodique (hebdomadaire en général) qui élimine la matière organique et les micro-
organismes faiblement liés à la surface du biofilm. Dans un filtre BAC, le lavage à contre-courant entraînait une réduction
d'environ un tiers de l'abondance bactérienne au sommet du filtre et provoquait des modifications de la composition
microbienne du biofilm (Kasuga et al., 2007).
D'autres mesures permettent également de contrôler le biofilm d'épaisseur et de contrôler l'épandage d'éléments
nutritifs dans le biofilm, la manipulation de l'oxygène dissous et des niveaux de pH de l'affluent du filtre et la désinfection
avec des oxydants chimiques tels que le chlore, le dioxyde de chlore ou l'ozone (Simpson, 2008).
2. Production et libération d'endotoxines
3. Création de conditions anaérobies dans les filtres avec production ultérieure de composés odorants (par exemple, H2S).
4. Production d'effluents avec un nombre élevé de colonies
5. Occasions de croissance du zooplancton dans les filtres à charbon et de leur libération dans les effluents du filtre.

40. Membrane Filtration
Les membranes peuvent être utilisées pour traiter l'eau afin d'éliminer une large gamme de contaminants.
Les processus membranaires comprennent:
l'osmose inverse (élimination des cations, des anions, des métaux, des composés organiques et des microorganismes),
la nanofiltration (NF) (élimination principalement des ions comme le calcium et le magnésium, les petites molécules et les
microorganismes),
l'ultrafiltration (UF) (élimination des particules colloïdes, des macromolécules et des microorganismes)
l'ultrafiltration (MF) pour éliminer les particules microniques ou submicroniques (Pizzi, 2002).

41. La microfiltration et l'UF sont utilisés dans le traitement de l'eau et des eaux usées ou comme traitement post-
traitement pour éliminer les solides en suspension, les algues, les agents pathogènes bactériens ainsi que les
oocystes de parasites protozoaires.
Les membranes commercialisées sont constituées d'acétate de cellulose, de polypropylène, de polyfluorure de
vinylidène, de polyéthersulfone, de polysulfone et d'autres matériaux appropriés, et présentent différentes tailles
de pores nominales allant de 0,01 à 0,2 µm (AWWAMembraneProcessCommittee, 2008).
Des études pilotes de provocation membranaire ont montré que les membranes prélevaient de 4,9 à 5,8 log10 pour les
kystes de Giardia et de 5,8 à 6,8 log10 pour les oocystes de Cryptosporidium et que le mécanisme de retrait était
probablement un effort physique (Jacongelo et al., 1995; Statesetal., 2000).
Une microfiltration était possible pour éliminer chaque spores de spores de Bacill subtilis de l'eau (Huertas et al., 2003).
Une membrane de microfiltration hydrophobe avec une taille de pores anomale de 0,22 µm a permis un rejet du poliovirus
1 de 91% à près de 100% (Madaeni et al., 1995). Les UF (taille des pores de 5 à 20 nm) ont montré une réduction de plus
de 4log des norovirus indigènes issus des effluents d’eaux usées (Sanoetal., 2006

42. Pour les systèmes à membrane entraînés par la pression tels que NF et l'osmose inverse, le rejet de soluté organique est
contrôlé par les facteurs suivants