Guide technique de l'EAU-MÉGA Solutions
Signification des titres chimiques
C'est une échelle logarithmique qui varie de 0 à 14 et qui traduit l'acidité ou l'alcalinité d'une solution, la neutralité étant à pH 7.
Le pH se mesure à l'aide d'une électrode spécifique des ions hydrogènes (H+ ) ou éventuellement par des indicateurs colorés ou encore par des bandes test imprégnées de ces mêmes indicateurs colorés .
- Une solution relativement diluée de quelques grammes par litre d'un acide fort comme l'acide chlorhydrique ou sulfurique a un pH voisin de 1.
- Les solutions d'acides faibles comme l'acide citrique ou acétique ont des pH variant entre 2 et 5.
- Le pH des eaux naturelles varie entre 6,5 et 8,2 en moyenne
- Les solutions de bases faibles comme l'ammoniaque ont un pH variant entre 9 et 12.
- Les solutions de bases fortes comme la soude ont un pH variant entre 12 (à 0,4 g/l) et 14 (à 40 g/l) voire plus.
- Les sels d'acide fort et de base forte comme le chlorure de sodium (sel de table) ou le sulfate de calcium n'ont pas d'influence sur le pH.
- Les sels d'acide faible et de base forte comme le carbonate de soude se comportent comme des bases faibles.
Le pH est un des paramètres importants influençant la tendance entartrante ou agressive d'une eau naturelle: d'une manière générale une baisse du pH favorisera la tendance agressive et une élévation du pH, le caractère entartrant.
Le TH indique la teneur globale en sel de calcium et de magnésium qui sont responsables de la dureté de l'eau, dans la plupart des eaux naturelles, le calcium contribue au TH dans la proportion de 70 à 90 % .
L'unité de mesure du TH est le degré français ( °f) 1°f = 4 mg/ l de calcium ou 2,4 mg/l de magnésium, ou encore 10 mg/l de Ca CO3 (carbonate de calcium ou plus communément "le tartre")
Pour fixer les idées on considére que :
- de 0 à 5 °f une eau est très douce.
- de 5 à 15 °f une eau est douce.
- de 15 à 25 °f une eau est moyennement dure.
- de 25 à 35 °f une eau est dure.
- à plus de 35 °f une eau est très dure.
On distingue :
- le TH total : Totalité des sels de calcium et magnésium, c'est cette valeur qui est utilisée lorsque l'on parle couramment du TH ou de la dureté de l'eau.
- le TH calcique : Totalité des sels de calcium.
- le TH magnésien : Totalité des sels de magnésium.
- le TH temporaire : Ou dureté carbonatée correspond aux carbonates et bicarbonates de calcium susceptibles de précipiter par ébullition, il est égal au TAC si le TH est supérieur au TAC (cas le plus courant) ou au TH si le TAC est supérieur au TH.
- le TH permanent : Ou dureté non carbonaté correspond au sulfate et au chlorure de calcium stables, il est égal à la différence entre le TH et le TAC.
Nota: il est également utilisé le degré anglais, le degré américain et le degré allemand ou °dH.
- 1° français = 0.7° anglais = 0,58° américain = 0,56° allemand
- 1° anglais = 1.44° français = 0,83° américain = 0,8° allemand
- 1° américain = 1,72° français = 1.20° anglais = 0,96° allemand
- 1° allemand = 1,79° français = 1.25° anglais = 1,04° américain
Ces équivalences résultent des définitions suivantes:
- Le degré anglais vaut 1 grain de carbonate de calcium par gallon impérial (65 mg / 4,55 litres) soit 14,4 mg /l de CaCO3
- Le degré américain vaut 1 grain de carbonate de calcium par gallon U.S (65 mg / 3,78 litres) soit 17,2 mg /l de CaCO3
- Le degré allemand vaut 10 mg de CaO (oxyde de calcium) par litre soit 17,9 mg /l de CaCO3
- Le degré français valant 10 mg /l de CaCO3 est donc l'unité la plus petite et la plus précise,
Ces deux valeurs permettent de connaître les concentrations en bicarbonates, carbonates et éventuellement en hydroxydes (bases fortes) contenues dans l'eau.
L'alcalinité se mesure à l'aide d'une solution étalon d'acide fort en présence d'indicateurs colorés de pH :
- La phénolphtaleine pour le TA, virant du rouge à l'incolore à un pH de 8,3.
- L' hélianthine pour le TAC, virant du jaune à l'orangé à un pH de 4,3.
Le TA dose la totalité des hydroxydes et la moitié des carbonates qui sont alors entièrement transformés en bicarbonates à un pH de 8,3.
Le TAC correspond à la totalité des bicarbonates et des carbonates.
Le TA et le TAC s'expriment généralement en degré français (°f).
- 1°f = 3,4 mg/l OH- (hydroxyde)
- 1°f = 6,0 mg/l CO3 -- (carbonate)
- 1°f = 12,2 mg/l HCO3- (bicarbonate)
| Hydroxyde | Carbonate | Bicarbonate |
| TA = 0 | 0 | 0 | TAC |
| TA <TAC/2 | 0 | 2TA | TAC - 2TA |
| TA = TAC/2 | 0 | 2TA | 0 |
| TA >TAC/2 | 2TA - TAC | 2 (TAC - TA) | 0 |
| TA = TAC | TA | 0 | 0 |
Remarque : On ne peut avoir à la fois présence d'hydroxydes et de bicarbonates, la réaction des deux formant des carbonates. Le tableau ci-dessus est applicable pour des eaux de composition courante. La présence significative d'autres anions particuliers ( Phosphates, Borates, etc...) fausserait les relations établies par ce tableau.
Elle dépend de la concentration en sels dissous conducteurs, sa mesure qui est simple et rapide est très utile pour le suivi dans le temps d'une même eau car elle permet de déceler immédiatement une variation de sa composition, par exemple :
- Baisse de conductivité de l'eau d'un réseau de chauffage due à l'entartrage.
- Réglage de la purge d'une chaudière ou d'un circuit de refroidissement pour limiter la concentration des sels dissous.
- Contrôle de la production d'une chaîne de déminéralisation.
Il est indispensable de préciser la température de référence à laquelle se rapporte la mesure, la conductivité augmentant avec la température.
La conductivité est généralement mesurée en micro-Siemens par cm (µS/cm), approximativement la valeur en µS/cm correspond à la salinité en mg/l.
On utilise également la résistivité, inverse de la conductivité, mesurée en ohms.cm :
Résistivité (ohms.cm) = 1 000 000 / conductivité (en µS/cm)Correspondances des tuyauteries et des raccords de compteurs d'eau
Qmin : débit minimum, la mesure est fausse en dessous du Qmin, même si le compteur tourne, la précision de la mesure est de + ou - 5% entre le Qmin et le Qt.
Qt : débit de transition, la précision du compteur est optimum entre le Qt et le Qmax à + ou - 2%, cependant l'usure et la perte de charge augmente sensiblement entre le Qt et le Qmax.
Qn : débit nominal, égal à la moitié du débit maximal.
Qmax : débit de pointe auquel un compteur ne peut fonctionner que ponctuellement au risque de le voir s'user prématurément.
Pouce: | Ø intérieur / Ø extérieur (en mm) | Litres par mètre: |
3/8 | 12/17 | 0,11 |
1/2 | 15/21 | 0,18 |
3/4 | 20/27 | 0,31 |
1 | 26/34 | 0,53 |
1 ¼ | 33/42 | 0.86 |
1 ½ | 40/49 | 1,26 |
2 | 50/60 | 1.96 |
2 ¼ | 60/70 | 2.8 |
2 ½ | 66/76 | 3,4 |
3 | 80/90 | 5 |
3 ½ | 102 ext. | 7 |
4 | 108 ext. | 8 |
5 | 133 ext. | 12 |
6 | 159 ext. | 17 |
8 | 219 ext. | 34 |
273 ext. | 54 | |
324 ext. | 77 | |
396 ext. | 117 | |
406 ext. | 123 |
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15 mm | 1/2 | 1,5 | 3 | 20x27 | 3/4 | 15x21 | 20x27 | 15x21 | 20 |
20 mm | 3/4 | 2,5 | 5 | 26x34 | 1 | 20x27 | 26x34 | 20x27 | 25 |
25 mm | 1 | 3,5 | 7 | 33x42 | 1 ¼ | 26x34 | 33x42 | 26x34 | 32 |
30 mm | 1 ¼ | 5 | 10 | 40x49 | 1 ½ | 33x42 | 40x49 | 33x42 | 40 ou 50 |
40 mm | 1 ½ | 10 | 20 | 50x60 | 2 | 40x49 | 50x60 | 40x49 | 50 ou 63 |
50 mm | 2 | 15 | 30 | 66x76 | 2 ½ | 50x60 | 66x76 | 50x60 | 63 |
65 mm | 2 ½ | 25 | 50 | brides | 63 ou 75 | ||||
80 mm | 3 | 40 | 80 | brides | 75 ou 90 | ||||
100 mm | 4 | 60 | 120 | brides | 110 | ||||
150 mm | 6 | 150 | 300 | brides | 160 | ||||
200 mm | 8 | 250 | 500 | brides | 200 | ||||
250 mm | 10 | 400 | 800 | brides | |||||
300 mm | 12 | 600 | 1 200 | brides | |||||
400 mm | 16 | 1 000 | 2 000 | brides |
Valeurs à maintenir dans l'eau des chaudières vapeur
Pression de service | < 10 bars | 10 à 15 bars | 15 à 25 bars |
Eau d'alimentation (eau d'appoint traité + retours condensats) pH | > 8,4 | > 8,4 | > 8,4 |
TH en °F | < 0,5 | < 0,5 | < 0,2 |
O2 | Elimination physique de l'oxygène dissous par dégazage thermique et/ou utilisation de réactifs réducteurs | ||
Eau de chaudière TAC en °F TA en °F | < 120 TA @ 0,7 TAC | <100 TA @ 0,7 TAC | < 80 TA @ 0,7 TAC |
SiO2 en mg/l Rapport SiO2 /TAC | < 200 < 2,5 | < 200 < 2,5 | <160 < 2 |
Salinité totale mg/l Cl- en mg/l | < 5000 < 1000 | < 4000 < 800 | < 3000 < 600 |
Phosphates en P2O5 mg/l | 30 à 100 | 25 à 80 | 20 à 60 |
Sulfite en SO3 mg/l | 20 à 100 | 20 à 80 | 20 à 60 |
pH | 10,5 à 12 | 10,5 à 12 | 10,5 à 12 |
Pression de service | <15 bars | 15 à 25 bars | 25 à 35 bars | 35 à 45 bars |
Eau d'alimentation (eau d'appoint traité + retours condensats) pH | > 8,4 | > 8,4 | > 8,4 | > 8,4 |
TH en °F | < 0,5 | < 0,2 | < 0,2 | < 0,1 |
O2 | Elimination physique de l'oxygène dissous par dégazage thermique et/ou utilisation de réactifs réducteurs ou inhibiteurs de corrosion | Elimination physique de l'oxygène dissous par dégazage thermique et utilisation de réactifs réducteurs ou inhibiteurs de corrosion | ||
Matières huileuses | Absence | |||
Eau de chaudière TAC en °F TA en °F | <100 TA @ 0,7 TAC | < 80 TA @ 0,7 TAC | < 60 TA @ 0,7 TAC | < 40 TA @ 0,7 TAC |
SiO2 en mg/l Rapport SiO2 /TAC | < 200 < 2,5 | < 150 < 2 | < 90 < 1,5 | < 40 < 1 |
Salinité totale en mg/l Cl- en mg/l | < 4000 < 800 | < 3000 < 600 | < 2000 < 400 | < 1500 < 300 |
Phosphates en P2O5 mg/l | 25 à 80 | 20 à 60 | 20 à 60 | 20 à 60 |
pH | 10,5 à 12 | 10,5 à 12 | 10,5 à 12 | 10,5 à 12 |
Pression de service | 40 à 60 bars | 60 à 75 bars | 75 à 100 bars |
Eau d'alimentation (eau d'appoint traité + retours condensats) pH |
> 8,4 |
> 8,4 |
> 8,4 |
TH (°F) | < 0,05 | < 0,05 | < 0,05 |
O2 | Elimination physique de l'oxygène dissous par dégazage thermique efficace (02 < 0,02 mg/L) et utilisation de réactifs réducteurs ou inhibiteurs de corrosion | ||
Matières huileuses | < 0,05 mg/l | ||
Fer total en mg/l | < 0,05 | < 0,05 | < 0,03 |
Cuivre total en mg/l | < 0,03 | < 0,03 | < 0,01 |
Eau de chaudière TAC (°F) |
£ 15 |
£10 |
£ 5 |
TA | TA ³ 0,5 TAC impératif | ||
SiO2 en mg/l Rapport SiO2 /TAC | £ 15 < 1 | £ 10 < 1 | £ 5 < 1 |
NaOH libre en mg/l | < 20 | < 10 | < 5 |
pH | 10 à 11 | 10 à 11 | 9,5 à 10,5 |
Salinité totale en mg/l | < 500 | < 300 | < 100 |
Phosphates en P2O5 mg/l | 10 à 50 | 10 à 35 | 5 à 15 |
Correspondance pression-température de la vapeur d'eau saturée
Pression effective en bars | Température en °C | Pression effective en bars | Température en °C | Pression effective en bars | Température en °C |
0,5 | 112 | 13,5 | 197 | 38 | 249 |
1,0 | 120 | 14 | 198 | 39 | 250 |
1,5 | 128 | 14,5 | 200 | 40 | 252 |
2,0 | 134 | 15 | 201 | 45 | 259 |
2,5 | 139 | 16 | 204 | 50 | 265 |
3,0 | 144 | 17 | 207 | 55 | 271 |
3,5 | 148 | 18 | 210 | 60 | 277 |
4,0 | 152 | 19 | 212 | 65 | 282 |
4,5 | 156 | 20 | 215 | 70 | 287 |
5,0 | 159 | 21 | 217 | 75 | 291 |
5,5 | 162 | 22 | 220 | 80 | 296 |
6,0 | 165 | 23 | 222 | 85 | 300 |
6,5 | 168 | 24 | 224 | 90 | 304 |
7,0 | 170 | 25 | 226 | 95 | 308 |
7,5 | 173 | 26 | 228 | 100 | 312 |
8,0 | 175 | 27 | 230 | 105 | 315 |
8,5 | 178 | 28 | 232 | 110 | 319 |
9,0 | 180 | 29 | 234 | 115 | 322 |
9,5 | 182 | 30 | 236 | 120 | 325 |
10,0 | 184 | 31 | 237 | 125 | 328 |
10,5 | 186 | 32 | 239 | 130 | 331 |
11,0 | 188 | 33 | 241 | 135 | 334 |
11,5 | 190 | 34 | 243 | 140 | 337 |
12,0 | 192 | 35 | 244 | 145 | 340 |
12,5 | 194 | 36 | 246 | 150 | 343 |
13,0 | 195 | 37 | 247 |
Évolution de la concentration en circuit semi-ouvert
Co = Concentration initiale du produit à l'instant To
C = Concentration du produit à l'instant To + T
V = Volume du circuit en m3
P = Purge du circuit = dV / dT en m3 / h
T = Temps en h
dC = (P x C x dT) / V soit dT = (V/P) x (dC/ C)
T = (V/P) . Ln (Co/C) soit T = (V/P) . 2,3 Log (Co/C)
Disparition de 25 % du produit T = 0,288 V / P
Disparition de 50 % du produit T = 0,69 V / P
Disparition de 90 % du produit T = 2,3 V / P
Disparition de 99 % du produit T = 4,6 V / P
Éliminer 25 % du produit VR = 0,29 V
Éliminer 50 % du produit VR = 0,69 V
Éliminer 90 % du produit VR = 2,3 V
Eliminer 99 % du produit VR = 4,6 V
Méthode de mesure de la corrosion par coupon
La méthode décrite est une version simplifiée de la procédure du «standard ASTM» : Coupon Test Method D 2 328-65 T (1966)
1/ Equipement pour le contrôle de la corrosion
- Le montage en by-pass d'une tuyauterie de circulation d'eau permet l'insertion de spécimens de métal pour effectuer la mesure de la corrosion (voir figure 1)
- Il faut respecter les normes suivantes :
- Vitesse de circulation de 0,9 à 1,5 m/s soit pour tuyauterie de Ø 25 un débit de 1700 l/h
- La circulation sera permanente.
- Pour une mesure suffisamment précise et représentative le temps d'immersion sera de 15 jours à un mois minimum.
2/ Nature des spécimens de métal et préparation avant insertion Les dimensions usuelles des spécimens ou coupons seront :
Le métal sera préparé rigoureusement de la façon suivante :
|  |
3/ Nettoyage des spécimens après usage
Le spécimen sera d'abord lavé à l'eau courante sous pression, ensuite, selon la nature du métal, on effectuera les opérations suivantes :
Acier - cuivre et alliages
a) Décaper à l'acide chlorhydrique à 15 % inhibé, pendant 15 secondes à froid.
- Si l'on ne dispose pas d'inhibiteur spécial, on peut utiliser la procédure suivante :
- Pour 100 parts d'acide chlorhydrique, ajouter 2 parts d'oxyde d'antimoine (Sb2O3) et 5 parts de chlorure d'étain en cristaux.
- Cette inhibition s'utilise à froid et doit être remplacée lorsque l'acide vire au jaune.
b) Rincer à l'eau.
c) Rincer à l'isopropanol.
d) Sécher au chiffon puis au dessicateur.
Aluminium et alliages et acier inox
a) Décaper au mélange 3 % acide chromique + 5% d'acide phosphorique à 20-30°C pendant 5 minutes.
b) Rincer
c) Sécher au chiffon puis au dessicateur.
4/ Calcul du taux de corrosion
La pesée du coupon s'effectue au 1/10 de mg près, le taux de pénétration ou de corrosion est :
microns/an = 3650 x perte de poids (mg) / densité (g/cm3) x surface (cm2) x temps (j)- Densité d = 7,85 pour l'acier
- 8,17 pour le laiton amirauté
- 2,70 pour l'aluminium
On peut également calculer le taux de pitting : Pitting = profondeur maxi de la piqûre (en microns) x 365 / t (jours)
5/ Conversion des unités :
- 1 mpy (mils/year) = 25,4 microns/an
- 1 mdd (mg/dm2/jour) = 0,19 mpy = 4,83 microns/an.
Quantité de neutralisant par Kg d'acide
Les quantités sont données en kg des solutions commerciales pour 1 kg d'acide à la concentration indiquée, qui est la plus courante.
La colonne "carbonate de calcium" donne la quantité théorique de tartre pouvant être attaqué par 1 kg d'acide.
Dans le cas de neutralisation de bain d'acide après détartrage, il y a lieu de diminuer ces quantités pour tenir compte de la consommation d'acide pendant le détartrage,
ACIDES | QUANTITÉ DE NEUTRALISANT EN Kg POUR 1 Kg D'ACIDE | ||||
SOUDE 30% | SOUDE 50% | AMMONIAQUE 20%, 22°B | CARBONATE DE SOUDE | CARBONATE DE CALCIUM | |
Acétique 80% | 1.78 | 1.07 | 1.13 | 0.70 | 0.67 |
Chlorhydrique 33% | 1.20 | 0.72 | 0.77 | 0.48 | 0.45 |
Citrique monohydraté * | 1.27 | 0.76 | 0.86 | 0.50 | 0.48 |
Formique 80% | 2.32 | 1.39 | 1.57 | 0.92 | 0.87 |
Nitrique 56%, 38°B | 1.18 | 0.71 | 0.80 | 0.47 | 0.44 |
Phosphorique 75% * | 2.04 | 1.22 | 1.38 | 0.81 | 0.76 |
Sulfamique | 1.37 | 0.82 | 0.93 | 0.55 | 0.52 |
Sulfurique 94%, 66°B | 2.61 | 1.57 | 1.77 | 1.04 | 0.98 |
* Pour ces deux acides, les quantités sont indiquées pour la neutralisation des deux premières acidités.
Procédure de nettoyage des membranes d'osmose inverse
Des matières organiques et des dépôts mineraux solides peuvent s'accumuler sur les surfaces des membranes des systèmes d'osmose inverse. La présence de matières organiques contribue aussi au développement d'une activité microbiologique, qui peut aboutir à l'encrassement microbiologique.
L'encrassement fait chuter le flux d'eau à travers la membrane. Cela peut aboutir à la baisse importante de la production et entraîner des pressions excessives qui peuvent causer des dégâts irréversibles de la membrane.
Nos produits BWT RO 2001, BWT RO 2002 et BWT RO 2003 sont compatibles avec la plupart des membranes du marché.
TRAITEMENTS PREVENTIFS (anti-scalant)
le BWT RO 2001 présente un excellent contrôle des carbonates, sulfate
et fluorures . Il est efficace également sur le fer dissous et la silice. Il est compatible avec la majorité des membranes
Le BWT RO 2002 présente un excellent contrôle des carbonates, sulfate et fluorures. Il est compatible avec la majorité des membranes.
Le BWT RO 2003 présente un excellent contrôle des carbonates, sulfate
et fluorures . Il est aussi excellent dans le contrôle des dépôts à base de fer. Il est compatible avec les coagulants organiques et avec la majorité des membranes.
TRAITEMENT CURATIFS (Nettoyant) :
Le BWT OSMOCLEAN A présente une excellente actions sur les dépôts minéreaux.
Le BWT OSMOCLEAN B présente quant à lui, une excellente efficacité nettoyante sur les dépôts organiques et le biofouling.
Dilution - le produit doit être dilué avant l'introduction dans le système des membranes d'osmose.
Compatibilité du Matériel - l'équipement doit être résistant à la corrosion, comme du PVC, du PP ou de l'inox, qui devrait être utilisé pour le stockage et la préparation de ces produits. Le matériel de pompage entrant en contact avec les produits concentrés ou dilués devrait aussi être résistant à la corrosion.
Les Proteclean sont des produits liquides, disponibles dans une large variété de contenants : jerrican de 20 kg, fut de 220 kg, container de 1100 kg.
Le nettoyage se déroule en deux étapes :
1°/ - le BWT OSMOCLEAN B, réactif alcalin et complexant associé à un mouillant et des dispersants pour extraire les biofilms et les matières organiques.
2°/ - le BWT OSMOCLEAN A, solution acides organique et inorganique contenant des dispersants nécessaires au nettoyage des dépôts de fer et des dépôts inorganiques.
Procédure :
ETAPE 1 :
- Inspecter le réservoir, les tuyaux, les raccordements et les cartouches filtrantes.
- Remplir le réservoir de nettoyage avec la quantité nécessaire d'eau osmosée ou adoucie et faire fonctionner l'agitateur et la pompe de recirculation du réservoir, vérifier l'absence de fuite.
- Ajoutez lentement le BWT OSMOCLEAN B dans le réservoir (de 1 à 10% v/v).
- Vérifier la température de solution Cette solution de nettoyage peut idéalement être chauffée à 35° C pour une meilleure efficacité. Si la température de solution est inférieure au niveau recommandé, ajuster en chauffant pour atteindre la température optimale.
- Vérifier le pH de la solution. Le pH devrait être de 10 à 11.5 ou comme recommandé par le fabricant de membrane. Si pH est trop bas, ajuster le pH en ajoutant le BWT OSMOCLEAN B.
- Au début de ce nettoyage il est recommandé de mettre à l'égout sans recirculation environ 20% de la solution initialement préparée.
- Au-delà de cette première phase, faire circuler pendant 2 à 4 heures, en alternant 15 minutes de circulation puis 15 minutes durant lesquelles la pompe est arrêtée (phase de trempage).
- A la fin, évacuer cette solution de nettoyage et rincer très correctement jusqu'à eau claire avec de l'eau osmosée ou adoucie filtrée et sans chlore libre.
Si la solution de nettoyage devient rapidement très sale et colorée, il faut la vidanger, rincer sommairement et préparer une nouvelle solution en reprenant les étapes depuis la première phase.
Faites circuler aux débit et pression recommandés par le fabricant des membranes. Si pas de recommandation du fabricant, ne pas dépasser la pression de 4.2 kg/cm2.
ETAPE 2 :
- Préparer une solution à 5 % v/v avec le BWT OSMOCLEAN A à une température de 25/30° C.
- Vérifier le pH de la solution: Le pH devra être compris entre 2 et 3 ou comme recommandé par le fabricant de membrane. Si le pH est trop haut, ajuster en rajoutant le BWT OSMOCLEAN B,
- Faire circuler la solution pendant une quinzaine de minutes puis arrêter la pompe de circulation pendant la même durée. Effectuer ceci alternativement pendant environ 2 heures en contrôlant régulièrement le pH.
- Si au cours du nettoyage le pH remonte au dessus de 3 rajouter du BWT OSMOCLEAN A mais sans dépasser une concentration de 20%, au delà renouveler le bain, quand le pH reste stable entre 2 et 3 le nettoyage peut être considéré comme terminé.
à la fin évacuer cette solution de nettoyage et rincer très correctement avec de l'eau.
Si la solution de nettoyage devient rapidement très sale et colorée, il faut la vidanger, rincer sommairement et préparer une nouvelle solution en reprenant les étapes depuis la première phase.
N.B.: Il est important de consulter la documentation du fournisseur des membranes pour vérifier la compatibilité vis-à-vis du pH, du débit et de la pression.
Bien rincer les membranes avec une eau de bonne qualité, exempte de chlore libre (eau osmosée ou eau adoucie filtrée) entre chaque étape du nettoyage et avant de remettre l'unité en service : vérifier pour cela le pH qui devra être voisin du pH de l'eau de rinçage (± 0.5 unité pH)
Toutes les matières premières utilisés dans notre gamme OSMOCLEAN sont conformes à l'arrêté du 27 octobre 1975 relatif aux produits de nettoyage du matériel pouvant ce trouver au contact des denrées alimentaires.
Valeurs d'analyse préconisées dans l'eau des circuits fermés
Circuit d'eau glacée | Circuit d'eau chaude | |
Aspect | Incolore et limpide | Idem |
pH à 20°C | 9,5 à 10,5 (ne pas dépasser 8,5 en présence d'aluminium, 9 en présence de galvanisé) | Idem |
TH en °F | 25 à 30°F maximum, 0 à 10° F est préférable | 0 à 6°F est conseillé |
TA en °F | 2 à 10°F | Idem |
TAC en °F | en général de 20 à 40°F | Idem |
Chlorure en °F | identique à l'eau d'appoint, en général 4 à 8°F | Idem |
Conductivité (µS à 25°C) | identique à l'eau d'appoint plus le supplément apporté par les produits de conditionnement | Idem |
Silice en SiO2 mg/l | identique à l'eau d'appoint, en général 5 à 10 mg/l | Idem |
Phosphates en P2O5 mg/l | 0,5 à 1 ou plus en eau adoucie | Idem |
Sulfites en SO3 mg/l ou | 20 à 80 mg/l | Idem |
Hydrazine en N2H4 ou | 1 mg/l minimum | Idem |
Molybdates en MoO4 mg/l | 100 mg/l à 200 mg/l | Idem |
Fer dissous en Fe mg/l | le plus faible possible avec fer total peu supérieur au fer dissous, 1 mg/l reste acceptable | Idem |
Fer total en Fe mg/l | le plus faible possible avec fer total peu supérieur au fer dissous, 1 mg/l reste acceptable | Idem |
Taux corrosion (µ/an) | le plus faible possible < 50 µ/an est correct | Idem |
Volume d'appoint | le plus faible possible | Idem |
Les principaux procédés de traitement de l'eau
Procédé de traitement destiné à éliminer la dureté de l'eau par échange d'ions.
L'eau dure passe sur un lit de résine cationique, préalablement chargée de sodium ( Na ), qui échange les ions calcium ( Ca ++ ) et magnésium ( Mg ++ ), responsables de la dureté de l'eau, contre des ions sodium ( Na+ ) :
2 R-Na + Ca ++ -> R2-Ca + 2 Na+
Lorsque la résine est saturée d'ions calcium et magnésium (substitués aux ions sodium) la régénération de celle-ci se déclenche et se déroule automatiquement selon un processus d'échange ionique à rebours:
R2-Ca + 2 Na+ -> 2 R-Na + Ca ++
La régénération de la résine saturée s'effectue avec du chlorure de sodium (NaCl) équivalent au sel de table mais présenté sous forme de pastilles de 15 sur 25 mm.
Les ions sodium se fixent à nouveau sur la résine tandis que les ions calcium et magnésium sont évacués à l'égout sous forme de chlorure de calcium et de magnésium.
Le cycle se reproduit périodiquement en fonction d'intervalles de durées pré-établies ou du volume d'eau que l'adoucisseur peut traiter.
Un mitigeur permet d'ajuster la dureté de l'eau à la valeur désirée au point d'utilisation.
Procédé de traitement destiné à éliminer tous les sels dissous .
La déminéralisation de l'eau peut être obtenue principalement par trois techniques :
-Par passage sur résines échangeuses d'ions (cationique et anionique) Ce procédé est limité à des eaux de relativement faible salinité, jusqu'à 2g par litre environ, et présente l'inconvénient d'utiliser des produits chimiques corrosifs: acide et soude, par contre il peut produire des eaux très pures.
-Par osmose inverse, procédé applicable sur de grandes variétés de salinité (jusqu'à l'eau de mer), et dans une très large game de débit, de quelques litres / h à plusieurs centaines de m3 / h
-Par distillation, réservée soit à des applications de laboratoires ,soit industrielle à partir d'eau de mer dans des bouilleurs-évaporateurs sous vide en cascades.
Procédé de séparation par membrane semi - perméable .
Ces membranes ne sont perméables qu'au liquides et non aux corps dissous (sels minéraux, colloïdes) ou aux matières en suspension (bactéries,virus,ect ..).
Une pression (de 3 à 100 bars selon la salinité de l'eau à traiter) est appliquée à l'eau qui, au contact de la membrane semi-perméable, se sépare en deux courants :
- le perméat (eau épurée) qui passe à travers la membrane,
- le concentrat, qui s'écoule à l'égout en entraînant l'ensemble des sels et matières retenus.
Pratiquement la membrane se présente sous la forme d'une feuille enroulée en spirale à l'intérieur d'un tube de pression muni de 3 raccordements (l' entrée et les deux sorties)
Procédé de désinfection par rayonnement émis par des lampes à vapeur de mercure avec une longueur d'onde de 256 nanomètres (U.V c)
La désinfection par ultra-violet n'a pas d'effet rémanent, c'est-à-dire que son effet désinfectant ne persiste pas .
L'eau ainsi purifiée n'a aucune action purifiante sur son environnement et n'est pas protégée contre une pollution ultérieure.
Cependant , le principal avantage de ce procédé est de n'apporter aucun additif à l'eau traitée; il est donc particulièrement adapté à la désinfection des eaux ultra-pures.
Procédé de traitement par dosage, dans l'eau, de produit désinfectant destiné à détruire (effet biocide) ou à stopper la croissance (effet biostatique) des micro-organismes tels que les bactéries, les algues, les virus, les levures et moisissures.
Le principal avantage du procédé est la rémanence du traitement, c'est-à-dire que l'eau ainsi traitée garde dans le temps des propriétés désinfectantes et permet donc, dans une certaine mesure, d'absorber une contamination ultérieure et de désinfecter les matériaux avec lesquels elle est en contact.
Les produits utilisés sont classés en deux grandes familles :
Les produits oxydants
- Le chlore, disponible sous de multiples formes (pur en gaz liquéfié, en eau de Javel, en poudre, en pastille, en galet ou encore produit in-situ par électrolyse d'eau salée).
- Le brome, également disponible sous plusieurs présentations .
- L'ozone, à l'état gazeux, toujours produit in-situ à partir de l'oxygène de l'air.
Il faut encore citer, pour certaines applications, le permanganate de potassium, l'iode et l'eau oxygénée.
Les produits oxydants sont principalement utilisés pour l'eau potable et l'eau des piscines.
Les produits non oxydants
Ce sont, pour la plupart, des produits de la chimie organique qui agissent en bloquant les mécanismes de reproduction des micro-organismes ou en détruisant leurs membranes .
Ils ont pour avantage de conserver leur efficacité plus longtemps que les produits oxydants et d'être moins corrosifs.
Les produits non oxydants sont principalement utilisés dans des applications industrielles.
Procédé de traitement destiné à éliminer les nitrates ( NO3- ) contenus dans l'eau par échange d'ions.
L'eau à traiter passe sur un lit de résine anionique sélective des nitrates.
Ces derniers sont fixés en échange d'ions chlorure ( Cl - ) :
R-Cl + NO3- -> R-NO3 + Cl -
La régénération de la résine saturée se fait, comme pour l'adoucissement, avec une solution de chlorure de sodium (saumure), ce qui permet souvent d'associer les deux résines dans une même enceinte et d'utiliser simultanément l'anion chlorure et le cation sodium de la saumure.
Des précautions doivent être prises pour bien dimensionner l'appareil en fonction de l'analyse de l'eau car, la sélectivité de la résine n'étant pas absolue, elle retient également l'anion sulfate.
Il y a risque de précipitation du sulfate de calcium durant la régénération si un certain nombre de précautions nécessaires n'ont pas été respectées, en particulier la proportion des deux types de résine en fonction de la qualité de l'eau à traiter (analyse du TH , des sulfates et des nitrates) et le choix du moment de la régénération.
Procédé de traitement qui revient, en fait aussi, à un adoucissement partiel de l'eau par fixation des ions calcium liés aux bicarbonates (dureté temporaire).
L'eau à traiter passe sur un lit de résine cationique faible (carboxylique) qui échange les ions calcium ( Ca ++ ) contre des ions hydrogène ( H+ ) :
2 R-COO-H + Ca ++ -> (R-COO)2-Ca + 2 H+
Ces ions hydrogène réagissent avec les ions bicarbonates pour former de l'eau et du gaz carbonique éliminé ensuite sur une tour de dégazage:
2 H+ + 2 HCO3- -> 2 H2O + 2 CO2
Le TH chute donc à la valeur (TH -TAC) et le TAC chute à 0.
La régénération de la résine saturée s'effectue avec de l'acide chlorhydrique ou sulfurique.
La chaux ou hydroxyde de calcium Ca(OH)2 provoque la précipitation des bicarbonates HCO3- , responsable du TAC de l'eau , en carbonate de calcium ( CaCO3 ).
Ca(OH)2 + 2 HCO3- + Ca ++ -> 2 H2O + 2 CaCO3
Le gaz carbonique équilibrant est également neutralisé ce qui entraine la réduction du TH de l' eau jusqu' à pratiquement la valeur du TH permanent (TH - TAC ) , le TAC chute à une valeur proche de 0 ( 1 à 3°f en pratique ) et le TA se stabilise entre 0.5 et 1.5°f si la chaux est correctement dosé.
Cette opération est réalisée dans une structure en forme d'entonnoir d'où l'eau épurée déborde par surverse et du fond de laquelle sont extraits les boues de carbonate de calcium.
La chaux est ajoutée, sous forme de lait de chaux, par pompe doseuse, proportionnellement au débit et au TAC de d'eau à traiter.
Le but du conditionnement chimique est de lutter, par adjonction de produits judicieusement choisis, contre la corrosion ou l'entartrage ou encore contre les développements biologiques tel que algues, bactéries, levures et moisissures, dans les circuits d'eau industrielle ou d'eau destinée à la consommation humaine.
Les produits utilisés sont, dans la plupart des cas, des formulations liquides associant plusieurs composants qui agissent en synergie ou apportent plusieurs fonctions à la formulation.
Parmi ces composants, on peut citer :
- Les silicates, les phosphates et polyphosphates, utilisés principalement dans les formulations pour les eaux chaudes sanitaires (E.C.S).
- Les sels de zinc, aux propriétés anticorrosives, utilisés aussi dans les formulations E.C.S. mais de plus en plus rarement.
- Les polyacrylates et les phosphonates qui sont de puissants anti-tartres et dispersants utilisés pour le traitement des circuits d'eau industrielle (chaudière, circuit de refroidissement).
Ces produits liquides sont dosés par des groupes de dosage automatiques, ajustant la quantité de produit injecté au débit de l'eau à traiter.
Filtration des eaux sur un matériau (sable ou sable plus anthracite dans le cas des filtres bi-couches) de différentes granulométries .
On distingue des filtres lents ou filtres ouverts et des filtres rapides ou filtres fermés.
- Les filtres lents sont utilisés pour des eaux moyennement et fortement chargées en matières solides en suspension, l'eau dans ce cas percole par gravité à travers le lit de sable disposé dans des grands bassins ouverts à l'air libre.
- Les filtres rapides, dont la vitesse de filtration est comprise entre 30 et 70 m/h, sont utilisés pour des eaux faiblement chargées de matières solides en suspension, l'eau dans ce cas est envoyé sous pression à travers le lit de sable disposé dans des réservoirs clos réalisés par chaudronnerie ou en résine armée de fibres de verre.
Le lavage de ces filtres est effectué par inversion du courant d'eau avec éventuellement injection d'air comprimé et les impuretés sont rejetées à l'égout avec l'eau de lavage.
Ce type de filtre est constitué d'une enveloppe sous pression contenant une ou plusieurs cartouches filtrantes destinées à retenir les impuretés.
Les finesses de filtration sont variables, le plus souvent de 5 à 80 microns, selon la texture du matériau qui constitue la cartouche (papier plissé, feutre, fils bobinés).
Les cartouches doivent être remplacées régulièrement, en fonction de leur état d'encrassement qui font augmenter la perte de charge.
Le charbon actif a le pouvoir de retenir par adsorption (c'est-à-dire en concentrant à sa surface les substances dissoutes) les molécules organiques qui donnent à l'eau des odeurs et des saveurs désagréables.
Utilisé également comme catalyseur, il permet d'éliminer le chlore résiduel et les chloramines.
Grâce à ces propriétés, les filtres à charbon sont utilisés pour désodoriser l'eau et supprimer les traces et les goûts de chlore.
Le charbon actif se présente sous forme de poudre ou de grains :
- Sous forme de poudre, il est utilisé dans des cartouches (filtres à cartouches ) .
- Sous forme de grains, il est utilisé dans des filtres classiques lavables (type filtre à sable).
Lorsque la limite de capacité d'absorption est atteinte, la cartouche ou la masse de charbon actif doit être remplacée, sauf dans le cas de très grosses installations industrielles où une régénération à la vapeur peut être économiquement envisageable.
La neutralisation permet d'ajuster le pH d'eau trop acide et, donc, souvent corrosive.
Ce type d'eau se rencontre dans les terrains acides, essentiellement en Bretagne, dans les Vosges ou le Massif Central.
Pour réaliser cette neutralisation, l'eau percole dans un filtre contenant du calcaire d'origine marine et offrant une grande surface de contact ; le gaz carbonique est ainsi neutralisé et l'eau atteint son pH d'équilibre.
Ce procédé est aussi utilisé pour neutraliser des eaux de rejet trop acides .
Dans ces filtres de neutralisation, on peut également employer du marbre concassé à la place du calcaire marin.
Dictionnaire du traitement de l'eau
Acide : Substance qui se dissocie plus ou moins complètement en solution aqueuse pour produire des ions hydrogène H+. Un acide est d'autant plus fort qu'il donne dans l'eau plus d' ions H+. Parmi les acides utilisés en traitement des eaux, on peut citer : l'acide sulfurique (H2SO4) ; l'acide chlorhydrique (HCI).
Acidité : Teneur d'une solution en ions hydrogène H+. Une solution est d'autant plus acide que son pH est faible (au-dessous de 7).
Adoucissement : Procédé de traitement destiné à éliminer la dureté de l'eau (due à la présence des sels alcalino-terreux : carbonates, sulfates et chlorures de calcium et de magnésium). L'eau adoucie n'est pas incrustante et mousse facilement avec le savon. L'adoucissement est effectué par passage de l'eau à travers un échangeur de cations (permutation des ions calcium avec les ions sodium) régénéré avec du chlorure de sodium.
Adsorption : Processus physique d'adhésion de substances dissoutes ou dispersées à la surface d'un corps solide (voir charbon actif).
Aération : Introduction d'air atmosphérique dans l'eau. Les principaux objectifs de cette opération sont, suivant les cas :
- appauvrissement de l'eau en gaz initialement dissous (entraînement, ou strippage, de CO2, de NH3 ...),
- oxydation de composés chimiques dissous (du fer, du manganèse...) pour les rendre séparables par précipitation.
Une bonne aération réalise simultanément la dissolution de l'air dans l'eau et le brassage de l'eau aérée. L'aération s'effectue couramment par ruissellement ou projection de l'eau dans l'air : par tours de contact, cascades, pulvérisations, aérateurs rotatifs, mécaniques...
Aérobie : Se dit des bactéries qui se développent en présence d'oxygène de l'air, libre ou dissous.
Agressivité (d'une eau) : Aptitude d'une eau à dissoudre le calcaire, liée à la présence dans l'eau de gaz carbonique excédentaire (gaz carbonique agressif). La dissolution du calcaire se poursuit jusqu'à l'obtention de l'équilibre calco-carbonique. Une eau agressive ne peut pas former de dépôt calcaire. L'agressivité d'une eau diminue à mesure que sa température s'élève. L'agressivité de l'eau est mesurée par l'essai au marbre. (ne pas confondre avec corrosivité).
Alcalinité : Teneur d'une solution en ions hydroxyde OH- . Une solution est d'autant plus alcaline (ou basique) que son pH est élevé au dessus de 7.
Alcalino-terreux : Groupe de métaux bivalents comprenant, entre autres, le calcium, le magnésium et le baryum. Leurs sels dissous dans une eau en constituent la dureté.
Alcalins : Groupe de métaux monovalents comprenant, entre autres, le sodium et le potassium. Ils entrent dans la composition des bases (ou alcalis) dites fortes (soude, potasse).
Anaérobie : Se dit des bactéries qui se développent en l'absence d'oxygène de l'air, libre ou dissous.
Anion : Ion chargé négativement (exemples : CI-, SO4 - -, HCO3 -, OH-)
Anode : Electrode positive d'un générateur de courant électrique. Les anions vont vers l'anode dans un système électrolytique.
Bâche alimentaire : Capacité destinée au stockage de l'eau d'alimentation d'une chaudière à vapeur.
Base : Substance qui se dissocie plus ou moins complètement en solution aqueuse pour produire des ions hydroxyde OH- .Une base est d'autant plus forte qu'elle donne dans l'eau plus d'ions OH-.
Les bases réagissent avec les acides pour donner un sel et de l'eau.
Parmi les bases utilisées en traitement des eaux, on peut citer : la chaux Ca(OH)2, la soude NaOH.
Bicarbonate de calcium ou hydrogénocarbonate de calcium : sel présent dans les eaux d'origine calcaire et qui est une des causes de leur dureté. De formule Ca (HCO3)2, il est instable en solution aqueuse et tend à se décomposer en CaCO3 et H2CO3 (acide carbonique). La chaleur accélère cette transformation qui conduit au dépôt de calcaire (tartre) sur les parois des récipients, ou des conduites contenant de l'eau bicarbonatée, et au dégagement de gaz carbonique.
Balance ionique de l'eau : Bilan en deux colonnes (cations et anions) des résultats de l'analyse d'une eau, lorsque les teneurs sont exprimées en milli-équivalents par litre ou en degrés français. Dans ce bilan les totaux doivent s'équilibrer puisque, dans une solution aqueuse saline, la somme des cations est égale à celle des anions.
Cathode : Electrode négative d'un générateur de courant électrique. Les cations vont vers la cathode dans un système électrolytique.
Cation : Ion chargé positivement (exemples : Ca++, Na+, H+)
Charbon actif : Matériau poreux à haute capacité d'adsorption, obtenu par la carbonisation de végétaux ou de minéraux tels que bois, tourbe, anthracite, noix de coco. Le charbon actif existe en poudre ou en grains. Sa surface spécifique est considérable : de l'ordre de 1000 m2/g. Utilisé en traitement des eaux pour l'élimination des goûts, des odeurs, des micro-polluants (phénols, métaux lourds, hydrocarbures, détergents, pesticides, etc ..).
Chloramines : Composés de substitution formés par réaction du chlore Cl2 sur l'ammoniac NH3 (exemple : monochloramine NH2 Cl). Dans une eau chlorée à une dose inférieure au point critique, le chlore résiduel se trouve entièrement sous forme de chloramines (ou chlore combiné). Les chloramines sont parfois utilisées en désinfection, si on désire une action lente et prolongée.
Clarification d'une eau : Ensemble des traitements destinés à éliminer les matières en suspension, la turbidité et la couleur d'une eau. La clarification d'une eau s'effectue généralement suivant l'un des schémas suivants :
- filtration directe,
- coagulation partielle suivie de floculation sur filtre,
- coagulation, floculation, décantation, filtration.
Coagulant : Produit chimique ou organique destiné à favoriser la coagulation des matières colloïdales en suspension dans une eau. Les plus courants sont le sulfate d'aluminium Al2 (SO4)3, 18 H2O, et le chlorure ferrique FeCl3.
Coagulation : Réduction ou annulation, sous l'action de «coagulants» tels que le sulfate d'aluminium ou certains polyélectrolytes cationiques, des charges électriques négatives portées par des particules colloïdales en suspension dans l'eau, rendant possible leur agglomération, leur floculation et leur précipitation.
Colloïde : Particule de très petite dimension (1 à 100 nm ou 0,001 à 0,1 mm) en suspension dans un liquide, appelée aussi micelle. La coagulation-floculation a pour effet de séparer les colloïdes du liquide dans lequel ils sont en suspension.
Concentration en éléments dissous : Teneur en éléments dissous d'une eau. La concentration s'exprime le plus souvent en unités de masse par unité de volume (mg/l ou g/m³ ou encore ppm) ou bien en unités de charges électriques d'ions par unité de volume (méq/l ou °f).
Concentration des éléments dissous : Augmentation progressive de la teneur en éléments dissous dans une eau par perte d'eau pure, consécutive à une évaporation partielle ou totale de l'eau contenue dans une installation (chaudière à vapeur, aéroréfrigérant, laveurs d'air, etc ..).
Condensats : Eau distillée sous forme liquide, obtenue par condensation de la vapeur produite par une chaudière.(synonyme : retours de purges)
Conditionnement des eaux : Traitement chimique appliqué principalement aux eaux des circuits thermiques et de refroidissement, consistant à introduire dans une eau préalablement clarifiée des produits solubles appropriés appelés produits de conditionnement, destinés essentiellement à lutter contre l'entartrage et la corrosion.
Conductivité : Aptitude d'une eau à permettre le passage du courant électrique. La conductivité, inverse de la résistivité, est proportionnelle à la concentration en minéraux dissous ionisés.
Corrosion : Attaque de la surface d'un métal due à une action électrochimique en milieu aéré ou non. Une attaque par action physique peut être la cause d'érosion ou d'abrasion. L'attaque d'un matériau non métallique est une dégradation.
Corrosivité (d'une eau) : Aptitude d'une eau à dissoudre les métaux, liée à sa composition physico-chimique (pH, résistivité, teneur en oxygène, chlorures et sulfates). La corrosivité d'une eau augmente avec la température. (ne pas confondre avec agressivité).
Cycle (d'un échangeur d'ions) : volume d'eau produit par un échangeur d'ions entre deux régénérations.
Décantation : Procédé physique de séparation des matières en suspension dans un liquide, faisant appel à l'action de la pesanteur pour les rassembler en totalité ou en partie et pour les collecter au fond d'un réservoir (décanteur). Dans le cas d'eaux très chargées en matières en suspension, la décantation est d'un emploi fréquent à l'amont de la filtration.
Décarbonatation : Procédé d'épuration des eaux destiné à éliminer les bicarbonates qu'elles contiennent à l'état dissous :
- par précipitation à la chaux, s'il s'agit de bicarbonates alcalino-terreux, avec formation de carbonates insolubles,
- par échange d'ions avec dégagement de dioxyde de carbone, les chlorures et sulfates restant en solution.
Une eau simplement décarbonatée n'est que partiellement adoucie puisqu'elle peut toujours contenir des sels de calcium et de magnésium autres que les carbonates.
Degré chlorométrique : Unité de concentration de l'eau de Javel. Un degré chlorométrique correspond à 3,17 grammes de chlore libre par litre.
Degré français : Unité de concentration des substances chimiques en solution aqueuse.
Un degré français (1°f) équivaut à 0,2 milliéquivalent par litre.
Cette unité, employée essentiellement en traitement d'eau, est appliquée en particulier à l'expression :
- du titre hydrotimétrique (TH),
- du titre alcalimétrique simple (TA),
- du titre alcalimétrique complet (TAC).
1 °f équivaut à 10 mg/l de Ca CO3, à 4 mg/l de Ca2, à 0,7° anglais (grain de CaCO3 par gallon impérial), à 0,56° allemand (dH) (10 mg/l de CaO), à 0,58° américain (grain de CaCO3 par gallon US).
Degré hydrotimétrique ou TH : Unité de dureté de l'eau, exprimée en degrés français.
Déminéralisation : Procédé d'épuration de l'eau destiné à éliminer partiellement ou totalement les sels qui y sont dissous. La déminéralisation s'effectue en particulier :
- par échange d'ions (succession d'échange de cations et d'échange d'anions),
- par osmose inverse et par distillation.
La décarbonatation est un procédé de déminéralisation partielle.
Désinfection : Opération permettant de réduire de 105 la population microbiologique d'une eau (voir aussi stérilisation).
Dureté (d'une eau) : Teneur en calcium et magnésium, s'opposant à la formation de mousse avec le savon et permettant le dépôt de sels insolubles et incrustants (tartres ou incrustations).
- Le titre hydrotimétique TH (ou TH total, ou dureté totale) indique globalement la concentration en ions calcium Ca2+ et magnésium Mg2+,
- Le titre hydrotimétrique calcique (ou TH calcique, ou dureté calcique) exprime la concentration en ions calcium Ca2+
- Le titre hydrotimétrique magnésien (ou TH magnésien ou dureté magnésienne) exprime la teneur en ions magnésium Mg2+.
Les titres hydrotimétriques s'expriment en degrés français.
- La dureté carbonatée indique la concentration en ions calcium et magnésium susceptibles de précipiter sous forme de carbonates. Elle est égale au TAC si le TH est supérieur au TAC, ou égale au TH si le TH est inférieur au TAC.
- La dureté temporaire (notion abandonnée au profit de la notion de dureté carbonatée) indique la concentration en calcium et magnésium qui précipitent après ébullition prolongée d'une eau.
- La dureté permanente indique la concentration en calcium et magnésium qui restent en solution après ébullition prolongée.
Eau alimentaire : Eau destinée à l'alimentation des chaudières à vapeur, constituée d'éventuels condensats récupérés et d'eau d'appoint.
Eau d'appoint : Eau neuve introduite dans une installation pour compenser les pertes par soutirage d'eau ou de production de vapeur.
Eau douce : Eau définie comme étant l'opposé, soit d'une eau salée (elle est alors une eau à faible teneur en minéraux dissous), soit d'une eau dure (dans ce cas, elle est une eau à faible teneur en calcium et en magnésium). ainsi, l'appellation d'eau douce a-t-elle deux acceptions.
Eau de Javel : Solution aqueuse d'hypochlorite de sodium (NaClO) utilisée, en particulier, pour la désinfection des eaux. C'est un oxydant puissant. La concentration d'une eau de Javel s'exprime en degrés chlorométriques ou degrés Gay-Lussac : un degré chlorométrique correspond à 3,17 grammes de chlore libre par litre, les concentrations les plus courantes sont 48° Cl (extrait de Javel) et 12° Cl.
Echangeur d'anions : Résine échangeuse d'ions susceptible de fixer les anions minéraux ou organiques et de les échanger, soit entre eux, soit avec l'ion hydroxyle OH-.
On distingue :
- les échangeurs faiblement basiques, comportant un mélange d'amines,
- les échangeurs fortement basiques contenant des radicaux ammoniums quaternaires.
Echangeurs de cations : Résine échangeuse d'ions susceptible de fixer les cations minéraux ou organiques et de les échanger soit entre eux, soit avec l'ion hydrogène H+.
On distingue :
- les échangeurs fortement acides, appelés cations forts, et caractérisés par la présence de radicaux sulfoniques: -SO3H
- les échangeurs faiblement acides, appelés cations faibles, et caractérisés par des radicaux carboxyliques: -COOH
Echangeur d'ions : Substance granulaire insoluble, généralement organique et synthétique, comportant dans sa structure des radicaux acides (échangeurs de cations) ou basiques (échangeurs d'anions), et susceptible de permuter, sans être elle-même altérée, les ions positifs ou négatifs fixés sur ces radicaux, contre des ions de même signe en solution dans le liquide avec lequel elle est en contact.
La permutation, appelée échange d'ions, permet de modifier la composition ionique du liquide objet du traitement.
Applications : adoucissement, décarbonatation, déminéralisation.
On appelle quelquefois «échangeur d'ions» la colonne contenant les résines échangeuses.
Eluat (en échange d'ions) : Liqueur évacuée par une colonne d'échange d'ions au cours d'une opération de régénération.
Entartrage : Formation sur les parois des récipients ou des tuyauteries d'une couche de tartre (dépôt généralement dur et adhérent, quelquefois poreux) constitué essentiellement de sels (carbonates, sulfates, silicates de calcium, etc ..) provenant des eaux dures ou calcaires.
Synonyme : Incrustation.
Equilibre calco-carbonique : Etat d'une eau dont les teneurs en calcium, CO2 libre, bicarbonates et carbonates sont telles que, mise en contact avec du calcaire, ses caractéristiques ne changent pas : il existe de nombreuses méthodes graphiques pour déterminer le pH d'équilibre (ou pH de saturation = pHs de Langelier) d'une eau de composition chimique déterminée.
A l'équilibre, la teneur en dioxyde de carbone libre est appelée «CO2 équilibrant». Si la concentration réelle devient supérieure à cette valeur, l'excès est appelé «CO2 agressif» et l'eau peut alors dissoudre du calcaire : elle est agressive (pH < pHs). Si la concentration est inférieure, l'eau dépose du carbonate de calcium sur le calcaire : elle est incrustante (pH > pHs).
Filtration directe : Méthode de clarification dans laquelle l'eau additionnée ou non de réactifs est introduite sur le filtre sans décantation préalable.
Filtration lente : Filtration sur matériau granuleux (sable ou anthracite le plus souvent) d'eaux moyennement riches ou très riches en solides en suspensions, à des vitesses comprises entre 4 et 30 m/h.
Filtre rapide : Filtration sur matériaux granuleux d'eaux peu ou très peu chargées de solides en suspension, à des vitesses comprises entre 30 et 70 m/h.
Filtre à diatomées : Filtre à précouche utilisé principalement en traitement d'eau de piscine, dont la pré-couche est constituée de carapaces siliceuses de diatomées fossilisées (ou Kieselguhr), organismes marins très petits (5 à 100 mm).
Floculant : Produit minéral ou organique destiné à favoriser la floculation des matières, préalablement coagulées, présentes dans une eau à traiter. On distingue des floculants minéraux (silice activée, ...), organiques d'origine naturelle (alginates) synthétiques (polyélectrolytes ...).
Synonyme : adjuvant de floculation.
Floculation : Agglomération et précipitation de particules colloïdales en suspension dans l'eau et préalablement coagulées. Cette agglomération est facilitée par l'addition à l'eau d'adjuvants de floculation ou floculants.
Fouling index (ou indice de colmatage) : Mesure physique permettant de déterminer la teneur d'une eau en éléments colloïdaux (entre 0,9 et 0,5 mm). Cette mesure s'effectue par détermination du degré de colmatage d'une surface poreuse de 0,45 mm de porosité.
Halogènes (du grec: générateur de sel) : Eléments du groupe VII de la classification périodique des éléments : fluor, chlore, brome, iode, astate.
Hydrazine : Hydrure d'azote, de formule N2H4, utilisé en traitement d'eaux de chaudières pour l'élimination de l'oxygène dissous dans l'eau.
Hydrolyse : Décomposition d'une substance chimique par l'eau avec dissociation simultanée de celle-ci. Dans le cas d'un sel, la réaction est du type:
A.B + H2O ® A.OH + B.H.
Les sels d'acides faibles ou de bases faibles ou des deux, sont partiellement hydrolysés en solution aqueuse : les esters peuvent être hydrolysés en alcool et acide.
Hypochlorite : Corps contenant le radical ClO-, les hypochlorites peuvent remplacer le chlore dans ses applications en désinfection des eaux, on peut disposer soit :
- d'un produit liquide : hypochlorite de sodium ou eau de Javel,
- ou d'un produit solide (poudre) : hypochlorite de calcium.
Tous deux sont utilisés après dilution ou dissolution dans l'eau.
Inhibiteurs de corrosion : Produits chimiques qui, ajoutés à l'eau, empêchent son action corrosive sur des métaux par formation d'une pellicule protectrice sur le métal.
Ion : Atome, ou groupement d'atomes chargé électriquement présentant un excès (anion) ou un déficit (cation) en électrons, dont la migration occasionne le passage de l'électricité à travers un électrolyte.
Les ions positifs, ou cations, comprennent : les métaux et l'hydrogène (ex : Ca++, Na+, H+).
Les ions négatifs, ou anions, comprennent : les non-métaux et des groupements tels que SO4--, HCO3-, etc .. et l'ion hydroxyde OH-
Ionisation : Etat d'un mélange chimique, liquide ou gazeux dont les composants sont dissociés en ions. Le degré d'ionisation est le degré de dissociation en ions.
Lit flottant : Procédé de mise en oeuvre des échangeurs d'ions qui consiste à faire circuler de bas en haut l'eau à traiter sur le lit de résine et de haut en bas la solution de régénération.
Matières en suspension : Particules solides très fines présentes dans l'eau, que la pratique divise en :
- matières décantables, qui se séparent naturellement, sans apport de réactif, quand l'eau est au repos,
- matières colloïdales trop fines pour décanter par gravité, mais éliminables par coagulation.
Membrane semi-perméable : Membrane perméable à un liquide (solvant) et imperméable (ou peu perméable) aux substances dissoutes dans le liquide (soluté). Il existe des membranes semi-perméables naturelles (certains tissus animaux et végétaux) et des membranes synthétiques (polyamides, acétate de cellulose) utilisées en osmose inverse.
Milli-équivalent par litre (meq/l) : Unité de concentration des corps dissous dans une solution aqueuse ; 1 meq/l correspond à la concentration d'une solution normale diluée mille fois, 1 meq/l équivaut à 5 degrés français.
Molarité (d'une solution aqueuse) : Nombre de moles du corps contenues dans un litre d'eau.
Mole : Unité fondamentale de quantité de matière, dans le système SI (système international d'unités). Ce terme a remplacé celui de moléculegramme.
Nanofiltration : Filtration tangentielle ou frontale sur des membranes de synthèse (minérales ou organiques) conduisant à une élimination totale des solides en suspension et une élimination partielle des éléments dissous les plus gros.
Neutralisation : Opération qui consiste à amener une solution à un pH voisin de 7 : par acidification si son pH initial est supérieur à 7 et par alcalinisation s'il est inférieur à 7.
Neutralite : Nom commercial de calcaire d'origine marine en grains calibrés utilisé pour l'élimination du dioxyde de carbone (CO2) agressif contenu dans une eau. L'eau percole à travers la masse neutralisante, dans des appareils analogues aux filtres à sable classiques. Le CO2 agressif est transformé en bicarbonates (hydrogénocarbonates) alcalino-terreux solubles.
Normale (solution aqueuse) :La solution normale d'un corps est la solution dans un litre d'eau d'un équivalent de ce corps, c'est-à-dire d'une mole du corps divisée par sa valence.
Osmose : Diffusion naturelle d'un solvant à travers une membrane semi-perméable, à partir d'une solution diluée vers une solution concentrée. La différence de concentration engendre une pression dite osmotique dont l'effet est d'égaliser les concentrations de part et d'autre de la membrane, et par suite de diluer la solution la plus concentrée. L'osmose joue un rôle capital dans la circulation de l'eau dans les organismes vivants.
Osmose inverse : Procédé de séparation par membrane destiné à extraire un solvant d'une solution (ex : eau pure à partir d'eau salée). Il consiste, par inversion du processus naturel de l'osmose, à appliquer à une solution en contact avec une membrane semi-perméable une pression supérieure à la pression osmotique et à recueillir le solvant de l'autre coté de la paroi. Ce procédé fait appel à des pression de 3 à 100 bars et permet d'éliminer des particules de dimensions comprises entre 0,2 et 10 nm (presque tous les ions et solutés).
Oxydabilité au permanganate :Quantité de permanganate de potassium (KMnO4) consommée pour l'oxydation des matières organiques d'une eau pendant un temps donné (4 heures à froid ou 10 minutes à ébullition), en milieu acide ou en milieu alcalin. Le résultat peut être exprimé en mg/l de O2 ou en mg/l de KMnO4.
Cette notion permet d'estimer la pollution organique globale d'une eau naturelle et d'apprécier l'efficacité du traitement auquel elle est soumise.
pH (potentiel hydrogène) : Mesure de l'acidité , de l'alcalinité ou de la neutralité d'une solution aqueuse, exprimée par le logarithme (base 10) de l'inverse de la concentration de la solution en ions hydrogène (H+) exprimée en mole/l.
Le pH varie entre 0 et 14 ; 7 étant le pH correspondant à la neutralité. Une eau est d'autant plus acide que son pH (inférieur à 7) est plus près de 0 et d'autant plus alcaline que son pH (supérieur à 7) est plus près de 14. Une eau à pH = 2 contient 10 000 fois (104) plus d'ions hydrogène (et est 10 000 fois plus acide) qu'une eau à pH = 6.
Le pH varie en fonction de la température et se mesure à l'aide d'indicateurs colorés, ou mieux, par électrométrie (mesure fine de différences de potentiel électrostatique) à l'aide d'un pH-mètre.
Point critique Break-point : Point bas de la courbe en forme de N représentant la variation de la teneur en chlore résiduel d'une eau à traiter en fonction de la teneur en chlore introduit. Ce point correspond à la dose de chlore pour laquelle il ne subsiste plus de chloramines résiduelles dans l'eau, lorsque celle-ci contenant l'origine des composés ammoniacaux. Pour une chloration supérieure au point critique, la quasi-totalité de l'oxydant résiduel se trouve sous forme de chlore libre (non combiné). Le contrôle d'un tel traitement nécessite des méthodes de dosage permettant de distinguer les différentes formes de chlore résiduel.
Polyphosphates : Produits minéraux obtenus par polycondensation d'orthophosphates, caractérisés par la répétition du même motif structurel PO3M. Ces polymères se présentent sous forme de chaînes, plus ou moins longues, plus ou moins ramifiées, voire cycliques. Les polyphosphates complexent de nombreux cations tels que Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, et agissent comme dispersants ou comme opposants à certaines réactions chimiques. Leurs applications essentielles concernent la prévention de l'entartrage et la stabilisation du fer et du manganèse. Les polyphosphates sont décomposés par l'eau (hydrolyse) dès leur mise en solution. La vitesse d'hydrolyse, faible à température ambiante (10 - 20°C), s'accélère avec l'élévation de température pour devenir quasi instantanée à l'ébullition.
Pot de détente : Capacité équipant les chaudières à vapeur et destinée à abaisser la pression des purges de déconcentration avant rejet à l'égout. L'abaissement de la pression des purges à la pression atmosphérique conduit à une vaporisation partielle de celles-ci. La mise en place d'un pot de détente permet de récupérer l'eau pure et la chaleur contenues dans la vapeur de vaporisation des purges.
Primage : Phénomène d'entraînement de vésicules d'eau dans un courant gazeux. Le primage est préjudiciable au bon fonctionnement des chaudières à vapeur et des laveurs d'air. La sensibilité au primage d'un appareil augmente lorsque la viscosité de l'eau augmente.
Protection cathodique : Méthode destinée à protéger un élément métallique (tuyau, réservoir, etc ..) exposé à une corrosion électrochimique et jouant alors le rôle d'anode attaquée, en le transformant en cathode, grâce à :
- l'action d'un courant continu, de faible tension, convenablement orienté,
- à la proximité d'une anode plus attaquable que le métal à protéger (anode en magnésium ou en aluminium, par exemple, dans le cas de protection de pièces en acier).
Purges de déconcentration : Soutirage vers l'égout d'une fraction du volume d'eau contenu dans une installation pour évacuer, sous forme concentrée, les minéraux apportés sous forme diluée par l'eau d'appoint. Les purges de déconcentration sont destinées à limiter l'accroissement progressif de la teneur en éléments dissous de l'eau des installations dans lesquelles des pertes d'eau pure (par évaporation partielle) sont compensée par des appoints d'eau plus ou moins riche en éléments dissous.
Régénération (en échange d'ions) : Opération effectuée sur une résine échangeuse d'ions saturée, de façon à la ramener à son état initial. La régénération consiste à faire percoler sur la résine une solution appropriée (acide, basique ou saline), de haute pureté, la régénération est toujours suivie d'un rinçage lent puis d'un rinçage rapide.
Régénération à co-courant : Procédé de régénération d'un échangeur d'ions, consistant à faire circuler la solution régénérante du haut vers le bas du lit de résine.
Régénération à contre-courant : Procédé de régénération des échangeurs d'ions, consistant à faire circuler la solution régénérante dans le sens inverse (de bas en haut du lit de résine) de celui suivi par l'eau à traiter. Le rendement est alors meilleur que dans le cas d'une régénération à co-courant.
Résines (en échange d'ions) : Terme générique désignant les matériaux granulaires utilisés en échange d'ions.
Résistivimètre : Appareil destiné à mesurer la résistivité électrique d'une eau. Une résistivité élevée est caractéristique d'une eau très pure (quelques mégohms-centimères).
SAF : Concentration globale (exprimée en degrés français ou en méq/l) des sels d'acides forts (chlorures, sulfates, nitrates) contenus dans une solution.
Sel : Substance résultant de l'action d'un acide sur une base. Parmi les sels utilisés en traitement des eaux, on peut citer :
- le chlorure de sodium NaCl,
- le silicate de sodium Na2SiO3,
- le chlorure ferrique FeCl3,
- le sulfate d'aluminium Al2 (SO4), 18 H2O.
Le sel utilisé pour la régénération des adoucisseurs d'eau est constitué de chlorure de sodium de très grande pureté.
Stérilisation : Opération à caractère stable, effectuée sur un milieu clos, et conduisant à l'absence totale de germes revivifiables (voir aussi désinfection).
Surchloration : Addition de chlore dans l'eau, conduisant à une teneur en chlore supérieure au point critique.
TA (titre alcalimétrique simple) : Mesure de la teneur d'une eau en alcalis (hydroxydes) et de la moitié de sa teneur en carbonates alcalins et alcalino-terreux, déterminée par addition de la quantité d' acide sulfurique nécessaire au virage de la phénolphtaléine du rouge à l'incolore à pH 8,3.
Si le pH est inférieur à 8,3, le TA est nul et l'eau ne contient pratiquement que des bicarbonates.
Le TA s'exprime en degrés français (°f). La notion équivalente allemande est le «pWert», exprimé en degré allemands (°dH).
TAC (titre alcalimétrique complet : Teneur d'une eau en alcalis (hydroxydes), en carbonates et en bicarbonates (ou hydrogénocarbonates) alcalins et alcalino-terreux, déterminée par addition de la quantité d'acide sulfurique nécessaire au virage du méthylorange (ou hélianthine) du jaune à l'orangé à pH 4,3.
Le TAC s'exprime en degrés français (°f). La notion équivalente allemande est le «mWert» exprimé en degrés allemands (°dH).
Tartre : Dépôt généralement dur et adhérent, quelquefois poreux, constitué essentiellement de sels (carbonates, sulfates, silicates de calcium, etc ..) provenant des eaux dures ou calcaires.
Taux de conversion (Y) : En osmose inverse, rendement en débit d'une membrane semi-perméable. Il se calcule à partir du débit d'alimentation A et du débit de production P (A - P = débit de rejet) Y = P/A x 100
TH (titre hydrotimétrique) : Voir Dureté de l'eau.
Turbidité : Caractère d'une eau trouble, non transparente. L'intensité d'une turbidité s'exprime en gouttes de mastic, ou en unités Jackson ou NTU.
Ultrafiltration : Procédé de filtration sur membranes de synthèse, minérales ou organiques, se situant entre la microfiltration et la nanofiltration.
Ultraviolets : Rayonnement émis par des lampes à vapeur de mercure avec une longueur d'onde voisine de 256 nanomètres, agissant sur les molécules d'ADN des micro-organismes, et utilisé pour la désinfection des eaux.
Vapeur alimentaire (ou vapeur blanche) : Vapeur exempte de tout produit coloré, toxique ou odorant, susceptible d'être en contact avec des denrées alimentaires, des produits pharmaceutiques ou biologiques, des textiles ou encore d'être introduite dans l'air ambiant.
Vapeur industrielle : Vapeur qui ne requiert pas les qualités exigées pour les vapeurs blanches.
Viscosité : Caractéristique physique d'une eau directement liée à sa teneur en éléments dissous. Les carbonates et les hydroxydes de sodium et de potassium sont les composés qui, à concentration égale, confèrent à l'eau la viscosité la plus élevée. Une viscosité élevée de l'eau conduit à une réduction des transferts thermiques au travers des échangeurs de chaleur. Elle favorise le primage des chaudières à vapeur.
Solubilité de l'oxygène dans l'eau en fonction de la température
Ce tableau sert à determiner les quantités de réactif réducteur d'oxygène à introduire dans l'eau d'appoint des chaudières de production de vapeur en fonction de la température de l'eau d'appoint de la bache alimentaire.
Tenpérature °C | Solubilité O2 mg/l | Tenpérature °C | Solubilité O2 mg/l | Tenpérature °C | Solubilité O2 mg/l |
0 | 14,56 | 34 | 7,02 | 68 | 3,99 |
1 | 14,16 | 35 | 6,91 | 69 | 3,90 |
2 | 13,78 | 36 | 6,80 | 70 | 3,81 |
3 | 13,42 | 37 | 6,70 | 71 | 3,71 |
4 | 13,06 | 38 | 6,60 | 72 | 3,62 |
5 | 12,73 | 39 | 6,50 | 73 | 3,52 |
6 | 12,41 | 40 | 6,41 | 74 | 3,43 |
7 | 12,11 | 41 | 6,31 | 75 | 3,32 |
8 | 11,81 | 42 | 6,22 | 76 | 3,23 |
9 | 11,52 | 43 | 6,12 | 77 | 3,13 |
10 | 11,25 | 44 | 6,03 | 78 | 3,03 |
11 | 10,99 | 45 | 5,94 | 79 | 2,92 |
12 | 10,75 | 46 | 5,85 | 80 | 2,81 |
13 | 10,50 | 47 | 5,76 | 81 | 2,70 |
14 | 10,28 | 48 | 5,67 | 82 | 2,59 |
15 | 10,06 | 49 | 5,59 | 83 | 2,43 |
16 | 9,85 | 50 | 5,50 | 84 | 2,36 |
17 | 9,65 | 51 | 5,42 | 85 | 2,24 |
18 | 9,45 | 52 | 5,34 | 86 | 2,12 |
19 | 9,26 | 53 | 5,26 | 87 | 1,99 |
20 | 9,09 | 54 | 5,18 | 88 | 1,86 |
21 | 8,90 | 55 | 5,10 | 89 | 1,73 |
22 | 8,73 | 56 | 5,02 | 90 | 1,59 |
23 | 8,58 | 57 | 4,93 | 91 | 1,45 |
24 | 8,42 | 58 | 4,85 | 92 | 1,31 |
25 | 8,26 | 59 | 4,77 | 93 | 1,16 |
26 | 8,06 | 60 | 4,69 | 94 | 1,01 |
27 | 7,91 | 61 | 4,60 | 95 | 0,86 |
28 | 7,77 | 62 | 4,52 | 96 | 0,69 |
29 | 7,63 | 63 | 4,43 | 97 | 0,52 |
30 | 7,49 | 64 | 4,34 | 98 | 0,36 |
31 | 7,37 | 65 | 4,26 | 99 | 0,18 |
32 | 7,25 | 66 | 4,17 | 100 | 0,00 |
33 | 7,13 | 67 | 4,08 |
|
Traitement des circuits de refroidissement semi-ouverts
Q: Débit de recirculation de l'eau en m3/h
DT: Différence de température de l'eau entre l'entrée et la sortie du réfrigérant.
W: Puissance du réfrigérant en kcal / h (1 kW = 860 kcal / h)
W =1000.DT.Q
E: Débit de l'évaporation en m3/h
E = W / (1000 x 600)
(On estime que l' évaporation de 1 litre d'eau évacue 600 kcal ou encore 1 Kw = 1,45 L/h )
P: Débit de la purge en m3/h, réglé pour limiter la concentration des sels minéraux dans l'eau recirculée, concentration due à l'évaporation d'une partie de l'eau recirculée.
A: Débit de l'appoint en m3/h (compense les pertes dues à la purge et à l'évaporation)
A = P + E .
V: Volume du circuit, en général on l'estime en prenant le volume du basssin plus 20 à 50 %.
T: Temps de demi-séjour = 0,69 x ( V / P) C'est le temps en heure pour diluer à 50 %, une substance introduite à un instant donné.
C: Rapport de concentration entre la salinité de l'eau recirculée sur la salinité de l'eau d'appoint.
C = A / P soit C = (E+P) / P soit P = E / (C - 1)
En général, ce rapport est déterminé par le dosage des chlorures de l'appoint et du circuit et vérification de la stabilité du bicarbonate de calcium par dosage et comparaison des rapports sur les TH et les TAC .
C | Purge en m3/h | Appoint en m3/h |
1,1 | 10 | 11 |
1,2 | 5 | 6 |
1,5 | 2 | 3 |
2 | 1 | 2 |
3 | 0,5 | 1,5 |
4 | 0,33 | 1,33 |
5 | 0,25 | 1,25 |
Une économie importante d'eau peut donc être réalisée en élevant un rapport de concentration faible mais pour des valeurs de rapport de concentration supérieures à 2, l'économie devient peu importante.
| Eau d'appoint: | Eau brute TH = 30°F TAC = 20°F | Eau adoucie TH = 0°F TAC = 20°F | Eau adoucie TH = 10°F TAC = 20°F | Eau brute + acidification |
|
Eau
du
circuit | pH à 25° C | 8 à 8,5 | 9 à 10 | 8,5 à 9 | 7 à 8 |
|
TH en °f | 35 à 45 | 0 à 5 | 20 à 25 | 60 à 90 |
| |
TA en °f | 0 à 5 | 20 à 40 | 5 à 10 | 0 |
| |
TAC en °f | 25 à 30 | 40 à 60 | 40 à 50 | 10 à 20 |
| |
Rapport de concentration admissible | 1,2 à 1,5 | 2 à 3 | 2 à 2,5 | 2 à 3 |
| |
Traitement à mettre en œuvre : | ||||||
| ||||||
Dispersant | ++ | ++ | ++ | ++ |
| |
Antitartre | +++ | + | +++ | ++ |
| |
Anticorrosion | ++ | ++ | + | +++ |
| |
Algicide | ++ | ++ | ++ | ++ |
| |
Bactéricide | ++ | ++ | ++ | ++ |
|
Le nombre de + correspont à l'importance du traitement à mettre en oeuvre.
Ces valeurs, qui correspondent aux cas les plus couramment rencontrés, sont données à titre indicatif, la détermination des valeurs optimales et du type de traitement à appliquer demande une étude complète de l'installation qui doit prendre en compte l'ensemble des caractéristiques de l'eau d'appoint, les impératifs de fonctionnement et les contraintes économiques.
Calcul de l'index de stabilité des eaux
On connaît depuis longtemps le rôle joué par le gaz carbonique dans l'équilibre des bicarbonates de calcium en solution dans l'eau.
Ca++ + 2HCO-3 çè Ca CO3 + CO2 + H2O
La réaction précédente montre bien que le départ d'une certaine quantité de CO2 déplace l'équilibre et conduit à la formation de carbonate de calcium très peu soluble, le gaz carbonique libre est donc un facteur déterminant de l'équilibre physico-chimique d'une eau.
Toutefois, les travaux de nombreux auteurs (HOOVER, LANGELIER, LARSON & DUSWELL, etc...) ont permis d'établir que d'autres facteurs y jouent un rôle important, tels que la teneur en calcium, l'alcalinité, le pH, la totalité des sels dissous et la température.
Il suffit donc que l'un ou plusieurs de ces éléments subissent une modification quelconque pour que l'équilibre physico-chimique de l'eau varie, avec comme conséquence une augmentation de ses tendances à l'incrustation ou l'agressivité.
Afin d'étudier, et surtout de prévoir le comportement d'une eau donnée, on a introduit la notion théorique du pH d'équilibre ou pH de saturation, appelé pHs, valeur de pH correspondant à un équilibre physico-chimique parfait des bicarbonates de calcium en solution, et donc à la disparition de toute tendance incrustante ou agressive.
Le pHs est généralement déterminé à l'aide de la formule établie par LANGELIER :
pHs = (pK'2 - pK's) + pCa = pAlc
où : K'2 = Constante dérivée de K2, deuxième constante de dissociation du gaz carbonique
K'S = Constante dérivée de ks, produit d'activité du carbonate de calcium
pCa = Cologarithme de la concentration molaire en ion calcium
pAlc = Cologarithme de l'alcalinité totale (TAC) exprimée en équivalent gramme/litre
Comme on le voit, le calcul du pHs d'une eau dépend de sa teneur en bicarbonates (pAlc), en sels de calcium (pCa) et du paramètre (pK'2 - pK's) qui varie avec la salinité totale, la force ionique et la température.
De nombreux abaques, diagrammes, etc... ont été déterminés à partir de cette formule, pour permettre un calcul rapide, toutefois, la formule de LANGELIER a été modifiée et simplifiée par LARSON et BUSWELL comme suit :
pHs = 9,3 + A + B - (C + D)
où : A = Facteur de T.D.S (totalité des sels dissous)
B = Facteur de température
C = facteur de dureté du calcium exprimé en °f
D = Facteur d'alcalinité totale (au méthylorange) TAC exprimé en °f.
Ainsi, directement à partir d'une analyse de l'eau, les tables suivantes permettent le calcul du pH de saturation :
VALEUR DE A facteur de totalité des sels dissous en ppm | |
TDS en ppm | A |
85 à 425 | 0.1 |
425 à 10 000 | 0.2 |
VALEUR DE B facteur de température | VALEUR DE C facteur de dureté du calcium | VALEUR DE D facteur de l'alcalinité totale | |||
°C | B | TH en °f | C | TAC en °f | D |
0 à 1 2 à 5,5 6,5 à 9 10 à 13,5 14,5 à 16,5 17,5 à 21 22 à 26,5 27,5 à 31 32 à 36,5 37,5 à 43,5 44,5 à 50 51 à 56 56,5 à 63,5 64,5 à 71 72 à 81 82 à 89 90 à 96 96 à 100 | 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 | 1 à 1,1 1,2 à 1,3 1,4 à 1,7 1,8 à 2,2 2,3 à 2,7 2,8 à 3,4 3,5 à 4,3 4,4 à 5,5 5,6 à 6,9 7,0 à 8,7 8,8 à 11 11,1 à 13,8 13,9 à 17,4 17,5 à 22 23 à 27 28 à 34 35 à 43 44 à 55 56 à 69 70 à 87 88 à 100 | 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 | 1 à 1,1 1,2 à 1,3 1,4 à 1,7 1,8 à 2,2 2,3 à 2,7 2,8 à 3,5 3,5 à 4,4 4,5 à 5,5 5,6 à 6,9 7 à 8,8 8,9 à 11 11,1 à 13,9 14 à 17,6 17,7 à 22,2 23 à 27 28 à 35 36 à 44 45 à 55 56 à 69 70 à 88 89 à 100 | 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 |
Une fois le pH d'équilibre calculé, la comparaison qui s'impose entre ce dernier et le pH réel de l'eau a permis au Professeur LANGELIER d'établir un index dit de saturation :
I = pH réel - pHs
Cette différence algébrique permet d'estimer le degré de saturation d'une eau en carbonate de calcium.
Ainsi l'index de saturation, ou index de LANGELIER indique :
- S'il est positif, une tendance à la formation de dépôts de Ca CO3 (entartrage)
- S'il est négatif, une tendance à la dissolution de Ca CO3 (agressivité)
Mais cet index ne donne qu'une indication relative et surtout qualitative, et ne permet pas de savoir si le degré de saturation est suffisant pour donner un dépôt appréciable ou former seulement un film de protection.
De plus, dans le cas d'eaux peu minéralisées, à faible teneur en bicarbonates de calcium, l'utilisation de l'index de LANGELIER est sujette à caution, car on a déjà obtenu des index positifs pour des eaux agressives.
C'est pourquoi, afin d'obtenir des indications plus précises, l'on utilise de plus en plus une notation différente, appelée index de stabilité ou index de RIZNAR :
IR = 2 pHs - pH réel
Cet index permet non seulement de différencier aisément et sans erreur, une eau entartrante d'une eau agressive ou d'une eau stable, mais aussi d'évaluer l'importance de l'entartrage ou de l'agressivité comme le montre le tableau suivant :
IR > 8,7 | Eaux très agressives |
8,7 > IR > 6,9 | Eaux moyennement agressives |
6,9 > IR > 5,8 | Eaux stables |
5,8 > IR > 3,7 | Eaux entartrantes |
3,7 > IR | Eaux très entartrantes |
En conclusion, l'intérêt pratique d'une telle notation, en tant qu'instrument de travail est évident, car elle permet au spécialiste de prévoir et donc d'éviter les ennuis dus à l'entartrage ou la corrosion, en préconisant la solution la plus efficace et la plus économique (emplois de mélanges d'agents stabilisants et de dispersant organiques contre l'entartrage, d'inhibiteurs film-forming contre la corrosion, etc...).
Normes et formes du chlore en piscine
Sans stabilisant | Avec stabilisant |
Chlore libre actif : compris entre 0,4 et 1,4 mg/l Chlore combiné : maximum 0,6 mg/l (si possible 0) | Chlore libre actif : compris entre 2 et 3 mg/l Stabilisant : inférieur à 75 mg/l |
pH: 6,9 à 7,7 / Conseillé: 7,2 à 7,5 |
NOM USUEL | NATURE CHIMIQUE | METHODE DE DOSAGE |
Chlore libre | HOCl + ClO- (acide hypochloreux + ion hypochlorite) | Pilule DPD N°1 |
Chlore libre actif | HOCl (acide hypochloreux) | Fonction de chlore llibre et du pH |
Chlore total | Chlore libre + Chlore combiné | Pilule DPD N°4 |
Chlore combiné | Chloramines (Chlore total - Chlore libre) | Lecture pilule DPD N°4 - lecture pilule DPD N°1 |
Chlore libre actif en mg/l en fonction du pH de l'eau | |||||||||||
pH | 7,2 | 7,3 | 7,4 | 7,5 | 7,6 | 7,7 | 7,8 | 7,9 | 8,0 | 8,1 | 8,1 |
% de Chlore libre actif | 63 | 59 | 53 | 47 | 41 | 35 | 30 | 24 | 22 | 19 | 17 |
Teneur en chlore libre mg/l (Mesure au DPD N°1) |
| ||||||||||
0,3 | 0,19 | 0,17 | 0,16 | 0,14 | 0,12 | 0,10 | 0,09 | 0,07 | 0,07 | 0,06 | 0,05 |
0,4 | 0,25 | 0,23 | 0,21 | 0,19 | 0,16 | 0,14 | 0,12 | 0,09 | 0,09 | 0,08 | 0,07 |
0,5 | 0,32 | 0,29 | 0,27 | 0,23 | 0,20 | 0,18 | 0,15 | 0,12 | 0,11 | 0,10 | 0,09 |
0,6 | 0,38 | 0,35 | 0,32 | 0,28 | 0,25 | 0,21 | 0,18 | 0,15 | 0,13 | 0,12 | 0,10 |
0,7 | 0,44 | 0,41 | 0,37 | 0,33 | 0,29 | 0,25 | 0,21 | 0,17 | 0,15 | 0,14 | 0,12 |
0,8 | 0,51 | 0,47 | 0,43 | 0,37 | 0,33 | 0,28 | 0,24 | 0,19 | 0,18 | 0,16 | 0,14 |
0,9 | 0,57 | 0,53 | 0,48 | 0,42 | 0,37 | 0,32 | 0,27 | 0,22 | 0,20 | 0,17 | 0,15 |
1 | 0,63 | 0,58 | 0,53 | 0,47 | 0,41 | 0,35 | 0,30 | 0,24 | 0,22 | 0,19 | 0,17 |
1,2 | 0,76 | 0,70 | 0,64 | 0,56 | 0,49 | 0,43 | 0,36 | 0,29 | 0,26 | 0,23 | 0,20 |
1,4 | 0,89 | 0,82 | 0,75 | 0,66 | 0,58 | 0,49 | 0,42 | 0,34 | 0,31 | 0,27 | 0,24 |
1,6 | 1,0 | 0,94 | 0,80 | 0,75 | 0,66 | 0,57 | 0,48 | 0,39 | 0,35 | 0,31 | 0,27 |
1,8 | 1,1 | 1,1 | 0,96 | 0,84 | 0,74 | 0,64 | 0,54 | 0,44 | 0,40 | 0,35 | 0,31 |
2 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 0,94 | 0,82 | 0,71 | 0,6 | 0,49 | 0,44 | 0,39 | 0,34 |
2,5 | 1,6 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 1,0 | 0,89 | 0,75 | 0,61 | 0,55 | 0,49 | 0,42 |
3 | 1,9 | 1,8 | 1,60 | 1,4 | 1,2 | 1,1 | 0,09 | 0,73 | 0,66 | 0,58 | 0,51 |
3,5 | 2,2 | 2,0 | 1,9 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 1,0 | 0,86 | 0,77 | 0,68 | 0,59 |
4 | 2,5 | 2,3 | 2,1 | 1,9 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 0,98 | 0,88 | 0,78 | 0,68 |