Traitement des eaux brutes de la Ruvyironza

 Eaux de la Ruvyironza

Bière de la Brasserie de Gitega "Nyongera"

Introduction

Le Burundi et le Népal sont des rares pays au monde où l’eau de la source est totalement potable sans aucun traitement préalable. Mais, les eaux des rivières constituant des rassemblements de plusieurs ruisseaux, ne sont plus du tout potables car elles rencontrent à leurs passages d’autres éléments extrinsèques qui les polluent.

La Ruvyironza est la rivière, qui prend sa source à Rutovu en province Bururi au Burundi, la source la plus méridionale du Nil. Durant tout le parcours, les eaux brutes de cette rivière et de tout le Nil sont utilisées à des fins industrielles  ou autres.

Le présent article se penche sur le processus de traitement des eaux brutes de la Ruvyironza dans le but de l’utilisée comme eau potable et eau de production de la bière dans la Brasserie de Gitega, au centre du Burundi.

Nul n’ignore que les eaux de rivières contiennent toutes les saletés organiques et chimiques possibles. D’où cette eau n’est pas du tout potable, elle ne peut pas par conséquent être utilisée pour la fabrication de la bière d’où un long et efficace traitement est obligatoire

Ce traitement comprend différentes étapes : le captage, la sédimentation, le pompage, le traitement final et des analyses du laboratoire.

Le captage

Un pont en aluminium relie le bord et flotte au dessus de la rivière. A l’intérieur de ce pont flottant se trouvent deux logements pour pompes immergées. En dessous de ces deux logements se trouve un tamis et les deux pompes sont posées au dessus du tamis. Ainsi, les eaux de la rivière Ruvyironza, contenant beaucoup d’alluvions sont aspirées par les deux pompes immergées. Les grandes saletés sont arrêtées par les deux tamis et le reste des eaux aspirées par les pompes immergées. Les eaux ainsi aspirées sont pompées à travers un tuyau dont la première partie, se trouvant sur le pont est flexible et l’autre partie à partir du bord de la rivière est métallique. Les eaux ainsi pompées se dirigent dans un bac de sédimentation.

La sédimentation

Le bac de sédimentation est une construction composée de deux parties. La première, et la plus grande, pour l’arrivée des eaux et seconde, la plus petite, pour le départ des eaux. Ainsi, les eaux en provenance des pompes immergées entrent dans le bac de sédimentation par la première partie du bac en pente, le reste d’alluvions qui ont pu traverser les tamis du pont flottant dont les boues se déposent dans cette partie. Pour accéder dans la deuxième partie du bac de sédimentation, la première partie doit d’abord se remplir et à une vitesse relativement basse pour favoriser le dépôt des boues. Suivant les saisons, le niveau de ces boues augmente de plus en plus, d’où une purge et un lavage du bac de décantation s’effectuent régulièrement pour favoriser la contenance d’une quantité suffisante d’eaux.

Une fois la première partie du bac de sédimentation remplie, les eaux se déversent alors dans la deuxième partie du bac. Le niveau d’eau monte jusqu’à atteindre un flotteur, qui actionnent les pompes multicellulaires de grande puissance.

Le pompage

La différence de niveau d’altitude entre la station de pompage et la Brasserie de Gitega est d’environ 60 mètres. C’est la raison pour laquelle les pompes utilisées doivent fournir une pression suffisante pour pouvoir faire monter cette eau jusqu’à destination. C’est ainsi que l’on utilise des pompes multicellulaires. En quelques mots, le principe des pompes multicellulaire est comme s’il s’agissait de plusieurs pompes dont la première, après avoir élevé la pression de l’eau envoie cette dernière, dans une deuxième, la deuxième ayant aspiré l’eau sous une pression déjà élevée l’élève davantage et passe cette eau dans une troisième, puis dans une quatrième et ainsi de suite suivant le nombre de cellules de la pompe, et surtout la pression finale à atteindre. Alors, les deux pompes multicellulaires font remonter l’eau sous pression jusque dans les enceintes de la Brasserie de Gitega où s’effectue la suite du traitement.

Le traitement

Une fois l’eau arrivée dans la station de traitement proprement dite, elle est trop salle et, suivant les saisons, elle ressemble  à la terre d’où par exemple des pluies sont tombées, elle contient moins de boues pendant la saison sèche et ainsi de suite. C’est la raison pour laquelle, cette étape très importante du traitement comprend plusieurs équipements et plusieurs phases dont le dosage des produits, la coagulation, la décantation, le filtrage à sable et le filtrage à charbon actif.

 Le dosage des produits chimiques

Plusieurs produits chimiques, chacun ayant son rôle spécifique s’effectue généralement par des pompes doseuses à membranes, qui sont de petites pompes dont le débit est réglable soit manuellement ou automatiquement. Chaque produit chimique est préparé dans un bac approprié suivant les quantités prescrites par le fabricant. Chaque produit chimique dispose d’une paire de pompes doseuses fonctionnant alternativement.

Premièrement il y a le processus d’élimination de l’oxyde de fer dans l’eau. Cette opération est opérée grâce au soufflage de l’air comprimé en provenance des compresseurs de l’usine et n’a donc pas besoin de bac de préparation ou de pompe doseuse.

Deuxièmement il y a le contrôle du pH de l’eau, qui est effectué par le dosage de la chaux hydratée dans l’eau. Cette chaux hydratée est généralement emballée dans des sacs en carton.

Troisièmement il y a le dosage du sulfate d’alumine. Ce produit chimique, à un pH donné, permet le rassemblement de toutes les particules de boues invisibles à l’œil nu pour les constituer en flocs, d’où ce produit s’appelle le floculant. Le sulfate d’alumine est sous forme de grains mélangés de quelques poudres emballés dans des sacs en nylon.

Quatrièmement il y a le dosage du poly-électrolyte, un produit chimique sous forme liquide en bidons bleus d’une cinquantaine de litres. Ce produit a pour objectif de donner du poids aux flocs dans le but de les précipiter facilement vers le bas dans le prochain processus de décantation.

Cinquièmement il y a le dosage du polychlorure de calcium. Ce produit chimique est un désinfectant. Les eaux de rivières contiennent plusieurs, si pas toutes les sortes de microbes, d’où la nécessité de les éliminer par ce produit.

Les eaux en provenance des pompes multicellulaires  entrent dans un bac mélangeur. Ce bac est constitué de deux parties. La première et la plus petite est le bac de dosage où touts les produits chimiques sont dosés à partir des différentes pompes à l’exception du polychlorure de calcium qui le sera dans la partie suivante du bac mélangeur. Les deux parties du bac mélangeurs sont séparées par une tôle de grande épaisseur. Cette séparation est faite de sorte que les eaux entrant dans la première partie du bac et dans lesquelles sont déjà dosés les quatre premiers produits, entre par l’espace laissé en bas, pour dirent que ces eaux pénètrent dans la deuxième partie de bas vers le haut, alors que dans la première partie les eaux entrent de haut en bas.

Un agitateur commandé par un moteur électrique est monté au milieu de la deuxième partie du bac mélangeur. Ainsi, les eaux dans lesquelles sont déjà dosés tous les produits commencent à être agitées dès qu’elles atteignent l’hélice montée sur l’axe de l’agitateur. Cet axe est assez long pour que l’agitation se fasse le plus rapidement possible. L’agitation de ces eaux favorise l’efficacité de l’action de tous les produits chimiques mélangés.

A quelques dizaines de centimètres du haut de la deuxième partie du bac mélangeur, du côté inverse à celui d’entrée, se trouvent deux sorties d’eaux. Dès que le niveau d’eau atteint ces sorties, elle se dirige par un seul tuyau vers le bac décanteur.

 La décantation

Le bac décanteur est constitué aussi de deux parties. La première de loin plus grande que la deuxième. Dans cette première partie, dans laquelle entre l’eau en provenance du bac mélangeur, se trouvent plusieurs tôles de forte épaisseur, les unes montées obliquement après les autres, tout en laissant un petit espace. Elles sont également montées de sorte que la première laisse passer l’eau par le haut, la suivante laissant passer cette eau par le bas et ainsi de suite jusqu’à la dernière tôle dont l’eau entre par le bas, monte et finalement se verse dans la deuxième partie du bac, la très petite. Cette façon de monter ces tôles favorisent le dépôt par le bas des flocs de boues formés précédemment et à fin que l’eau soit la plus claire possible. Comme à la longue les flocs forment une grande couche de boues, le bac est régulièrement vidé et nettoyé.

Dans la deuxième partie du bac décanteur l’eau se verse vers le bas. Dès que son niveau arrive au niveau du flotteur, deux pompes centrifuges aspirent cet eau et la refoule dans les filtres à sables.

La filtration par le sable

Deux filtres à sables e parallèles reçoivent en même temps l’eau en provenance du bac de décantation. Ces filtres à sables sont constitués de bas en haut de sables de différentes granulométries. Les plus gros en bas et successivement les plus fins en haut.

L’eau entre par le haut et laisse progressivement le reste de flocs sous forme de boues invisibles à l’œil nu dans le sable. Il est bien entendu compréhensible qu’à la longue le sable devient saturé de boues. C’est la raison pour laquelle ces filtres sont régulièrement nettoyés à contre courant, c’est-à-dire que le lavage se fait de bas en haut, quand pendant le fonctionnement normal, l’eau coule de haut vers le bas.

Par l’intermédiaire de deux pompes centrifuges, le filtrée par le sable est refoulée dans deux filtres à charbon actif.

La filtration par le charbon actif  

Le charbon est une substance ayant les propriétés de capter les microbes, enlever les odeurs et éliminer des poisons. Ainsi, l’eau sortant des filtres à sables entre dans deux filtres à charbon actif. Comme le nom l’indique ces filtres sont remplis de charbon suffisamment traité pour extraire de l’eau tous ces éléments nuisibles cités dans ce paragraphe.

Le charbon actif aussi se sature après une certaine période de fonctionnement. Comme son rôle est purement chimique et microbiologique, le lavage du charbon actif ne se fait pas seulement à l’eau propre. Un chauffage pendant une durée prescrite est la plus importante opération de remise à l’état fonctionnel des filtres à charbon actif.  

L’eau traitée sortant des filtres à charbon actif est maintenant potable. Elle est alors refoulée par des pompes centrifuges dans deux réservoirs, l’un de 500 mètres cube et l’autre de 100 mètres cube avant la suite de ses différentes utilisations.

Les analyses de laboratoires

Il est vrai que certaines défaillances de fonctionnement peuvent être constatées visuellement, ici l’on citerait à titre d’exemples, une mauvaise floculation, un dosage inapproprié, et bien d’autres.

Néanmoins il existe d’autres effets, qui ne peuvent pas être visible qui nécessite l’intervention des travaux de laboratoires. Ainsi, le pH de l’eau, la microbiologie de l’eau, la teneur en chlore, la turbidité et d’autres paramètres sont analysés au laboratoire, toutes les 30 minutes,  afin de pouvoir mener des actions correctives rapidement.

Dispositions finales

Le présent article concerne le traitement des eaux de la rivière Ruvyironza destinées à la brasserie de Gitega ex-Bragita. Il arrive uniquement au niveau où cette eau de rivière devient potable. Pour une brasserie, certaines utilisations nécessitent d’autres types de traitements. Il s’agit notamment du traitement de l’eau de brassage, le traitement de l’eau des chaudières etc. Ces cas vont être traités dans d’autres articles spécifiques.