Adoucissement de l'Eau à Grande Échelle

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Source: Global Applied Research Network (GARNET)
http://info.lut.ac.uk/departments/cv/wedc/garnet/wares.html

Moringa Oleifera comme Coagulant Naturel

GK Folkard, JP Sutherland, MA Mtawali et WD Grant, Université de Leicester, Royaume-Uni

Résumé

Dans de nombreuses régions du monde, l'eau de rivière, qui peut être très trouble, est utilisée pour boire. Cette turbidité est par convention éliminée en traitant l'eau avec des produits chimiques coûteux, dont nombre d'entre eux sont importés à grands frais. Ce projet étudie l'utilisation de graines broyées provenant du Moringa comme une alternative naturelle à ces produits chimiques conventionnels. Des résultats ont été obtenus à partir d'installations complètes de traitement de l'eau à Thyolo ,au sud du Malawi, lesquels démontrent que les graines réduisent la turbidité de l'eau de 80 pour cent en laissant une eau claire et très peu trouble.

Ce projet de recherche appliquée a montré que les eaux troubles peuvent être clarifiées au même degré que celui obtenu avec les produits chimiques importés, en utilisant une substance naturelle qui peut être achetée localement à des villageois.

Contexte

Les coagulants naturels sont utilisés depuis des siècles en pratique pour le traitement traditionnel de l'eau dans certaines régions des pays en développement.

Espèce native du Nord de l'Inde, l'arbre pousse maintenant de manière intensive à travers les tropiques et on le trouve dans de nombreux pays en Afrique, en Inde, et en Amérique du Sud. Le Moringa a la capacité de pousser rapidement à partir de graines ou de boutures, même dans les sols pauvres et marginaux; il demande peu d'attention en horticulture et s'adapte aux effets de sécheresse prolongée.

Pour le traitement de l'eau, les cosses de graines sont laissées à sécher naturellement sur l'arbre avant la récolte. Après séchage, les graines sont écrasées et tamisées en utilisant les techniques traditionnelles de la production de farine de maïs. Environ 50 à 150 mg de graines moulues seront nécessaires pour traiter un litre d'eau de rivière, selon la quantité de matière en suspension. Une petite quantité d'eau propre est ensuite mélangée avec les graines écrasées pour former une pâte. Le dosage correspond en général à une solution à 1 -3 pour cent. Ajoutée à de l'eau, la poudre de graines écrasées libère des protéines solubles dans l'eau qui possèdent une charge positive. La solution agit alors durant le traitement comme un polyélectrolyte cationique naturel (Sutherland, J.P., Folkard, G.K. et Grant, W.D., (1990).

Le passage du traitement de l'eau au niveau du ménage individuel à celui du travail en flux continu a été l'une des premières tâches des travaux de l'Université de Leicester.

Travaux sur le traitement de l'eau à grande échelle

Le travail de l'Université de Leicester a impliqué une installation pilote pour le traitement de l'eau à Thyolo, au sud du Malawi, construite principalement pour les travaux sur le traitement. La rivière source utilisée durant la recherche montrait des niveaux de turbidité de plus de 400 NTU. L'élimination des solides au niveau de  l'usine était de plus de 90 pour cent après une phase de floculation sur lit de gravier et une sédimentation simple du flux horizontal. Une dernière filtration rapide du sable par gravité a donné au final une turbidité de l'eau traitée de généralement moins de 5 NTU. Les niveaux de dosage pour les graines de Moringa oleifera variaient entre 75 et 250 mg, selon la turbidité initiale.

Suite aux résultats obtenus avec les travaux pilotes, la permission pour des essais à grande échelle dans l'usine principale de traitement de l'eau a été reçue des autorités Malawiennes. Les installations de Thyolo consistent en des purificateurs par contact du flux ascendant, suivis par des filtres rapides par gravité. Des cendres de soude et des solutions de sulfate d'alumine sont introduits à grands frais dans le flux d'eau entrant via un système d'alimentation par gravité (26.000 livres sont dépensées annuellement pour importer ces produits chimiques d'Afrique du Sud). Le Moringa oleifera utilisé pour les essais à grande échelle a été acheté localement à des villageois pour une fraction de ce coût.

Résultats

Les résultats de deux essais typiques sont donnés en Figure 1 et Figure 2 ci-dessous. Les travaux ont été opérés à 60m3/heure avec la solution coagulante dosée et contrôlée respectivement à l'aide d'une petite pompe centrifuge et d'un rotamètre. Les résultats de dosage de la solution de graines de Moringa oleifera à 75 mg/litre sur une période de sept heures rivalise favorablement avec les performances du sulfate d'alumine dosé à 50mg/litre. Les taux d'élimination de la turbidité sont approximativement de plus de 80 pour cent pour les deux essais.

Conclusion

Les résultats obtenus avec le pilote et avec les essais à grande échelle indiquent que Moringa oleifera est viable en tant que coagulant naturel pour l'eau de rivière très trouble. Les turbidités de la rivière excédant 270 à 380 NTU à l'arrivée ont été réduites de manière conséquente jusqu'à moins de 4 NTU dans l'eau de sortie.

Les graines de M.oleifera contiennent 40 pour cent en poids d'huile, le gâteau restant après la presse contenant les ingrédients actifs pour la coagulation naturelle.  La haute valeur marchande de l'huile est un argument fort pour la promotion de la culture des graines. La culture de M. oleifera par de petits cultivateurs devrait être activement promue comme un moyen de fournir des légumes et un matériel brut pour l'extraction de l'huile, en plus d'un simple, mais efficace, coagulant naturel pour les eaux de rivière troubles.

L'utilisation du Moringa oleifera comme coagulant de remplacement des coagulants propriétaires nécessite le besoin dans les pays en développement d'une technologie sur l'eau et sur les eaux usagées qui soit simple à utiliser, robuste et bon marché, afin de s'installer et de se maintenir.

Davantage de lecture:

Folkard, G.K., Sutherland, J.P. et Grant, W.D., 1990. Natural coagulants for appropriate water treatment: a novel approach, Waterlines, 8 (4) avril, 30-32

Travis, V.E., Sutherland, J.P., & Folkard, G.K., High Rate Contact Flocculation - Filtration Using Natural Coagulants, First International Conference Environmental Engineering, Vol 2, 47-54, 21-23 septembre 1993, Université De Montfort , Leicester, R.U.

Holmes, R.G.H., Folkard, G.K., Travis, V.E., & Sutherland, J.P. Natural Coagulants in Wastewater Treatment, First International Conference Environmental Engineering Vol 2, 47-54, 21-23 septembre 1993, Université De Montfort , Leicester, R.U.

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