Performances comparatives des techniques de nanofiltration et d’osmose inverse pour le traitement d'eau de consommation contaminée à l'arsenic au Burkina Faso

par Dompé, Ghislain, maxime Ahoulé

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Stéphan Brosillon et de Amadou Hama Maiga.

Le président du jury était Benjamin Yao.

Le jury était composé de Stéphan Brosillon, Amadou Hama Maiga, Benjamin Yao, Amor Hafiane.

Les rapporteurs étaient Amor Hafiane.


  • Résumé

    Une étude a été menée sur la faisabilité technique du traitement de potabilisation des eaux de forage contaminées à l’arsenic par procédé membranaire. Pour ce faire, l’efficacité de deux membranes commerciales (NF270 et TW30) vis-à-vis de la rétention des espèces d’arsenic, arsénite [As (III)] et arséniate [As (V)], a été d’abord comparée sous différentes conditions expérimentales. Ensuite, la contribution des différents mécanismes intervenant dans l’élimination des espèces d’arsenic a été identifiée. Enfin, la membrane la plus performante a été utilisée pour le traitement d’une eau souterraine naturellement riche en arsenic. Il ressort de cette étude que la pression opératoire et le pH sont les paramètres importants sur lesquels il faut agir pour améliorer l’efficacité du système membranaire pour le traitement de l’arsenic. L’As(V) est facilement éliminé par rapport à l’As (III) aussi bien avec la membrane de nanofiltration que d’osmose inverse. Toutefois, la membrane d’osmose inverse (TW30) permet une meilleure élimination des différentes espèces d’arsenic que la membrane NF270. Cela est dû au fait que la membrane TW30 est une membrane dense. L’application de cette membrane pour la production d’eau potable à partir d’une eau de forage contenant 413,74µg/L d’arsenic total dont 405,63µg/L d’As (V) et 8,11 µg/L d’As (III) a donné une concentration d’arsenic total dans l’eau traitée de 9,99 µg/L soit un taux de rétention de 97,6% et un volume d’eau traité correspondant à 70% du volume d’eau brute. Il est donc possible de mettre en place un procédé de traitement de ces eaux de forage à partir de la membrane TW30 afin de produire de l’eau potable pour les populations du nord du Burkina Faso. La performance de ce procédé peut être encore améliorée en oxydant l’As (III) en As (V) avant filtration.

  • Titre traduit

    Comparative performance of nanofiltration and reverse osmosis for arsenic contaminated water treatment in Burkina Faso


  • Résumé

    In order to produce potable water for human consumption, a study was carried out on the technical feasibility of arsenic-rich borehole water treatment by membrane process. Firstly the efficiency of two commercial membranes (NF2Une étude a été menée sur la faisabilité technique du traitement de potabilisation des eaux de forage contaminées à l’arsenic par procédé membranaire. Pour ce faire, l’efficacité de deux membranes commerciales (NF270 et TW30) vis-à-vis de la rétention des espèces d’arsenic, arsénite [As (III)] et arséniate [As (V)], a été d’abord comparée sous différentes conditions expérimentales. Ensuite, la contribution des différents mécanismes intervenant dans l’élimination des espèces d’arsenic a été identifiée. Enfin, la membrane la plus performante a été utilisée pour le traitement d’une eau souterraine naturellement riche en arsenic. Il ressort de cette étude que la pression opératoire et le pH sont les paramètres importants sur lesquels il faut agir pour améliorer l’efficacité du système membranaire pour le traitement de l’arsenic. L’As(V) est facilement éliminé par rapport à l’As (III) aussi bien avec la membrane de nanofiltration que d’osmose inverse. Toutefois, la membrane d’osmose inverse (TW30) permet une meilleure élimination des différentes espèces d’arsenic que la membrane NF270. Cela est dû au fait que la membrane TW30 est une membrane dense. L’application de cette membrane pour la production d’eau potable à partir d’une eau de forage contenant 413,74µg/L d’arsenic total dont 405,63µg/L d’As (V) et 8,11 µg/L d’As (III) a donné une concentration d’arsenic total dans l’eau traitée de 9,99 µg/L soit un taux de rétention de 97,6% et un volume d’eau traité correspondant à 70% du volume d’eau brute. Il est donc possible de mettre en place un procédé de traitement de ces eaux de forage à partir de la membrane TW30 afin de produire de l’eau potable pour les populations du nord du Burkina Faso. La performance de ce procédé peut être encore améliorée en oxydant l’As (III) en As (V) avant filtration.70 and TW30) for different arsenic species removal, arsenite [As (III)] and arsenate [As (V)], was compared under various experimental conditions. Afterward, the contribution of mechanisms in As species removal was determined. Finally, the most efficient membrane was used for As-rich groundwater treatment. Results show that, applied pressure and feed pH are the important parameters which must be considered if As removal wants to be improved. As (V) is much easily removed than As (III) both NF270 and TW30 membranes. Nevertheless, TW30 membrane has a better removal of As species than NF270 membrane. It is due to the fact that TW30 membrane is a compact membrane. The application of this membrane for potable water production from naturally contaminated groundwater containing 413.74 µg/L of total arsenic (405.63 µg/L of As (V) and 8.11 µg/L of As (III)) gave a treated water of 9.99 µg/L (97.6% of rejection) of total As concentration and water produced volume equivalent to 70% of raw water volume. Therefore, it is possible to implement a treatment process with TW30 membrane to remove arsenic from naturally contaminated groundwater coming from the northern part of Burkina Faso. The efficiency of this process can be improved again by oxidizing As (III) in As (V) before filtration.


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