Post on 29-Oct-2015
MS en Gnie Sanitaire et Environnement Traitement des eaux de consommation Enseignant : Olivier BOUSIGE
Traitement des eaux de consommation
Chapitre 8 : Dsinfection au chlore
Gnralits sur la dsinfection physico-chimique Utilisation du chlore notion de CT
2
Sommaire
I. Gnralits ......................................................................................................................... 6
A. Leau et les germes pathognes ......................................................................................... 6
B. Dfinitions ....................................................................................................................... 7
1. Dsinfection & Strilisation ............................................................................................. 7
2. Effet bactricide - Effet rmanent .................................................................................... 7
C. Comparatif des principaux agents de dsinfection ................................................................ 8
D. Normes et contrle de la dsinfection ................................................................................. 9
1. Microbiologie ................................................................................................................ 9
2. Dsinfectants ............................................................................................................. 10
3. Sous-produits de dsinfection ....................................................................................... 10
E. Importance dune clarification primaire ............................................................................. 11
II. La dsinfection physico-chimique ..................................................................................... 12
A. Principe chimique ........................................................................................................... 12
B. Concept de CT ............................................................................................................... 12
1. Dfinition ................................................................................................................... 12
2. Notion de T10 .............................................................................................................. 14
C. Conception des racteurs de contact ................................................................................ 15
D. Le chlore ....................................................................................................................... 16
1. Action du chlore .......................................................................................................... 16
2. Formes du chlore dans leau ......................................................................................... 16
3. Impact de la temprature et du pH sur lefficacit du chlore en dsinfection ....................... 17
4. Le chlore gazeux stockage et dosage .......................................................................... 19
5. Stockage de chlore liquide & Installations classes .......................................................... 19
6. Leau de javel ............................................................................................................. 20
7. Le chlore dans le rseau de distribution ......................................................................... 20
III. Exemple de dimensionnement dune bche de contact ........................................................ 21
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Table des illustrations
Figure 1: Exemples de micro-organismes pathognes .................................................................... 6 Figure 2: Quelques images de micro-organismes ........................................................................... 6 Figure 3: Causes des maladies dorigine hydriques (USA, 1991-2000) ............................................. 6 Figure 4: Effet bactricide et effet rmanent de certains dsinfectants ............................................. 7 Figure 5: Comparatif des capacits des principaux agents de dsinfection ........................................ 8 Figure 6: Extraits des lgislations europenne et franaise sur la microbiologie des eaux de boissons .. 9 Figure 7: Rcapitulatif des lgislations OMS, Europe, France, USA pour les teneurs en agent
dsinfectant ........................................................................................................................... 10 Figure 8: Rcapitulatif des lgislations OMS, Europe, France, USA pour les teneurs en sous-produits de
dsinfection ............................................................................................................................ 10 Figure 9: Crdits dlimination/inactivation aux Etats-Unis ........................................................... 11 Figure 10: Efficacits du chlore sur 2 micro-organismes (pH=6,6 - T=5C) ................................... 12 Figure 11: Efficacit de divers dsinfectants sur Escherichia Coli ................................................... 12 Figure 12: Valeurs de CT pour l'inactivation de 2 log de diffrents microorganismes ........................ 13 Figure 13: Relation entre T10/Tau et L/l dans un racteur de chloration .......................................... 15 Figure 14: Dissociation de HOCl en fonction du pH ...................................................................... 17 Figure 15: Illustration des diffrences defficacit entre formes de chlore ....................................... 17 Figure 17: Le chlore sous ses diffrentes formes ......................................................................... 18 Figure 16: Valeurs de CT en mg.min/L pour l'inactivation des virus par le chlore ............................. 18 Figure 18: Chlore gazeux Cl2 - stockage en bouteilles (15, 30 ou 50 kg) ........................................ 19 Figure 19: Ensemble de dosage d'eau de javel, avec bac et pompe doseuse ................................... 20
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Objectifs spcifiques lis au chapitre A la fin du chapitre, lapprenant sera capable de:
Comprendre les principes et objectifs dune dsinfection physico-chimique Maitriser le concept de CT
Dimensionner une bche de contact pour la dsinfection au chlore
Activits dapprentissage lies au chapitre Activits dapprentissage lies cette partie du cours :
Lecture du cours
Exercices de dimensionnement
5
Introduction
Une mauvaise dsinfection de leau de boisson peut engendrer de graves problmes de sant publique. Par exemple, dans les annes 1990 2000 (dbut), on a hlas observ :
des retours d'pidmies que l'on croyait disparues (cholra en Amrique latine ou en Afrique -
au Prou, la crainte des THM avait conduit les autorits restreindre l'usage du chlore)
Dcouverte de nouveaux parasites : Giardia et Cryptosporidium, kystes trs rsistants,
responsables dune pidmie de gastro-entrites aigus dans la ville de Milwaukee (USA), atteignant 50 % de la population (400 000 personnes), dont 4 400 hospitalisations et 40 dcs
parmi les patients immuno-dprims en Avril 1993.
Cest pourquoi la dsinfection est la priorit n1 du traiteur deau. En effet, toutes les tapes de traitement prcdant la dsinfection sont faites pour "prparer" leau subir une dsinfection efficace (sauf les traitements prvus pour llimination dun lment toxique spcifique) :
Eau claire de turbidit < 5 NTU
Eau exempte de matires organiques ou dagents rducteurs (fer, manganse, etc.) Eau exempte dammonium NH4
+
Ce sont ces conditions qui assurent une dsinfection efficace et durable de leau.
Nous allons voir dans ce chapitre comment concevoir une bonne dsinfection au chlore.
6
I. Gnralits
A. Leau et les germes pathognes
Les eaux naturelles contiennent de trs
nombreux composs qui peuvent tre classs
par taille (MeS, collodes, composs dissous
tels que matires organiques ou minrales et
ioniques)
Elles contiennent entre autres de nombreux
et divers micro-organismes dont certains
peuvent tre pathognes.
L'objectif de la dsinfection est donc
d'liminer ou au moins d'inactiver ces agents
pathognes afin d'viter toute maladie
hydrique qu'elle soit d'origine bactrienne ou
virale.
Figure 3: Causes des maladies dorigine hydriques (USA, 1991-2000)
Giardia Lambia
6-14 m de long
Cryptosporidium
Parvum
2-6 m
Adnovirus(particules larges)
Parvovirus
(petites particules
entre les adnovirus)
Echelle = 10 m Echelle = 10 m Echelle = 0,1 m
Figure 1: Exemples de micro-organismes pathognes
Figure 2: Quelques images de micro-organismes
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B. Dfinitions
1. Dsinfection & Strilisation
La dsinfection est l'limination :
des bactries
des virus pathognes
des bioindicateurs (coliformes fcaux et totaux, streptocoques fcaux, etc ... )
de certains parasites animaux (kystes d'amibes, de Giardia ou de Cryptosporidium.; oeufs
d'helminthes, etc.)
La strilisation est la destruction de tous les organismes vivants.
2. Effet bactricide - Effet rmanent
Effet bactricide, virulicide ou biocide en gnral : c'est la capacit de dtruire les germes et autres organismes indsirables en une tape donne du traitement
Effet rmanent : c'est leffet du dsinfectant qui se maintient dans le rseau de distribution et qui permet de garantir la qualit biologique de l'eau.
Dsinfectants Effet bactricide Effet rmanent
Ozone +++ 0
Chlore ++ +
ClO2 ++ ++
Chloramines + ++
UV ++ 0Figure 4: Effet bactricide et effet rmanent de certains dsinfectants
8
C. Comparatif des principaux agents de dsinfection Le dsinfectant idal doit :
Pouvoir liminer les virus, bactries et autres Pathognes
Avoir une bonne rmanence,
Ne pas former de sous-produits indsirables en ragissant avec les lments prsents dans
leau (absence d'haloformes, etc.) Ne pas gnrer de gots et d'odeurs,
Pouvoir liminer le fer et le manganse,
Pouvoir liminer lammonium
Vous laurez devin, ce dsinfectant idal nexiste pas !! le schma ci-dessous donne une ide des capacits des agents dsinfectants les plus utiliss dans le traitement deau.
Figure 5: Comparatif des capacits des principaux agents de dsinfection
V ir u s
B a c t r ie s
A u tr e s p a th o g n e s
R m a n e n c e
A b s e n c e d 'h a lo fo r m e s
A b s e n c e d e g o ts e t
d 'o d e u r s
F e r e t m a n g a n s e
A m m o n iu m
A g e n t id a l
V ir u s
B a c t r ie s
A u tr e s p a th o g n e s
R m a n e n c e
A b s e n c e d 'h a lo fo r m e s
A b s e n c e d e g o ts e t
d 'o d e u r s
F e r e t m a n g a n s e
A m m o n iu m
O z o n e
V ir u s
B a c t r ie s
A u tr e s p a th o g n e s
R m a n e n c e
A b s e n c e d 'h a lo fo r m e s
A b s e n c e d e g o ts e t
d 'o d e u r s
F e r e t m a n g a n s e
A m m o n iu m
D io x y d e d e c h l o r e
V ir u s
B a c t r ie s
A u tr e s p a th o g n e s
R m a n e n c e
A b s e n c e d 'h a lo fo r m e s
A b s e n c e d e g o ts e t
d 'o d e u r s
F e r e t m a n g a n s e
A m m o n iu m
C h lo r e
9
D. Normes et contrle de la dsinfection
La rglementation sur la dsinfection des eaux de boisson concernant principalement 3 paramtres : la
microbiologie, la teneur de leau en agent de dsinfection et la teneur de leau en sous-produits de dsinfection.
1. Microbiologie
Pour lOMS, dans leau de boisson il doit y avoir absence de
coliformes totaux et coliformes
thermotolrants, comme
Escherichia coli (indicateur de
pollution fcale).
Pour lUnion Europenne, la directive 98/83/CE du 5/12/1998
est base galement sur des
critres bactriens, absence
d'E.Coli et d'entrocoques.
Lgislation Europenne (extraits de la directive 98/83/CE du 5/12/1998)
Limites de qualit pour les eaux de distribution
Paramtres microbiologiques Valeurs paramtriques
Escherichia coli (E. coli) 0/100 ml
Entrocoques 0/100 ml
Paramtres indicateurs
Bactries coliformes 0/100 ml
Clostridium perfringens (y compris les spores)
0/100 ml
Teneur en colonies 22C Aucun changement anormal
Lgislation Franaise (extraits dcret n2001-1220 du 20/12/2001)
Limites de qualit pour les eaux de distribution
Paramtres Limites de qualit
Escherichia coli (E. coli) 0/100 ml
Entrocoques 0/100 ml
Rfrences de qualit Paramtres indicateurs de qualit tmoin du fonctionnement des installations
Paramtres Rfrences de qualit
Bactries coliformes 0/100 ml
Bactries sulfito-rductrices y compris les spores
0/100 ml
Numration de germes arobies revivifiables 22C et 37C
Variation dans un rapport de 10 par rapport la valeur habituelle
Figure 6: Extraits des lgislations
europenne et franaise sur la microbiologie des eaux de boissons
10
2. Dsinfectants
Le tableau ci-dessous rcapitule les lgislations en vigueur dans le monde pour les teneurs en agent
dsinfectant dans leau de boisson.
3. Sous-produits de dsinfection
Le tableau ci-dessous rcapitule les lgislations en vigueur dans le monde pour les teneurs en sous-
produits de dsinfection dans leau de boisson.
Rcapitulatif des lgislations OMS, Europe, France et Etats Unis
Dsinfectants OMS
Valeur guide (mg/L)
UE
1998
Valeur paramtrique
(mg/L)
France
2001 Lim. de qualit Rf. de qualit
(mg/L)
Etats-Unis
2002
MRDL / MRDLG (mg/L)
monochloramine 3 - - 4.0 / 4 as Cl2
di- et trichloramine Donnes insuffisantes
- -
chlore 5 - - 4.0 / 4 as Cl2
dioxyde de chlore * - - 0.8 / 0.8 as ClO2
iode Donnes insuffisantes
- - -
* la valeur guide pour les chlorites assure une protection suffisante contre le risque de toxicit de ce compos MRDL = Maximum Residual Disinfectant Level MRDLG = Maximum Residual Disinfectant Level Goal
Produits de dgradation des dsinfectants
OMS
1998
Valeur guide (g/L)
UE
1998
Valeur paramtrique (g/L)
France
2001 Lim. de qualit Rf. de qualit
(g/L)
Etats-Unis
2002
MCL MCLG (g/L)
bromates 25 (provisoire) 10 10 10 / 0
chlorates Donnes insuffisantes - -
chlorites 200 (provisoire) - 200 1 000 / 800
Chlorophnols
2-chlorophnol Donnes insuffisantes - - -
2,4-dichlorophnol Donnes insuffisantes - - -
2,4,6-trichlorophnol 200 - - -
formaldhyde 900 - - -
MX Donnes insuffisantes - - -
Trihalomthanes (THM) Somme < 1 mg/L .Somme < 100 g/L .Somme < 100 g/L 80 / NA
bromoforme 100 0
dibromochloromthane 100 60
bromodichloromthane 60 0
chloroforme 200 -
Figure 7: Rcapitulatif des lgislations OMS, Europe, France, USA pour les teneurs en agent dsinfectant
Figure 8: Rcapitulatif des lgislations OMS, Europe, France, USA pour les teneurs
en sous-produits de dsinfection
11
E. Importance dune clarification primaire Une bonne dsinfection seffectue sur une eau dbarrasse de :
ses MeS et collodes qui protgent les micro-organismes (dont spores, kystes, ufs, bactries, etc.)
ses matires organiques pour limiter la formation de sous-produits de dsinfection et limiter la
reviviscence microbiologique dans le rseau (grce au Carbone Organique Dissous
Biodgradable - CODB)
Cest pourquoi le bon fonctionnement des tapes de clarification et filtration sont primordiales, car elles participent produire une eau claire et sans matires organiques, en retenant galement une bonne
partie des micro-organismes (cf. illustration dans tableau ci-dessous).
Process Giardia Cryptosporidium Viruses
Total log removal/inactivation required 3.0 4.0 to 5.5** 4.0
Conventional sedimentation/filtration credit* 2.5 3.0 2.0
Disinfection inactivation required 0.5 1 to 2.5 2.0
Direct filtration credit* 2.0 2.5 1.0
Disinfection inactivation required 1.0 1.5 to 3.0 3.0
Slow sand filtration credit* 2.0 3.0 2.0
Disinfection inactivation required 1.0 1 to 2.5 2.0
Diatomaceous earth credit* 2.0 3.0 1.0
Disinfection inactivation required 1.0 1 to 2.5 3.0
No filtration* 0.0 0.0 0.0
Disinfection inactivation required 3.0 4.0 to 5.5 4.0
* Credits for guidance only. The State may allow a different credit. ** depending on the Cryptosporidium concentration
Source : EPA 1989 2003
Figure 9: Crdits dlimination/inactivation aux Etats-Unis
12
II. La dsinfection physico-chimique
A. Principe chimique La dsinfection physico-chimique dune eau fait appel des ractifs de dsinfection qui sont des
oxydants forts : chlore, dioxyde de chlore, ozone, peroxyde dhydrogne (peu utilis).
Une fois introduit dans une eau exempte de turbidit et/ou Matires Organiques, cet oxydant va
dtruite les micro-organismes prsents.
Une dsinfection complte et efficace requiert cependant une certaine dose de dsinfectant (ou
concentration C) et un certain temps de raction, not T : il sagit ici du concept de CT qui permet dvaluer lefficacit dune dsinfection et que nous explicitons ci-aprs.
B. Concept de CT
1. Dfinition
C est la concentration rsiduelle en dsinfectant dans leau en (mg/L) T est le temps de contact (ou de raction) en min
Le CT est le produit de ces 2 paramtres et s'exprime donc en "mg.min/L"
Il est vident que plus le produit CT est grand, plus la dsinfection sera efficace. Cependant le CT
requis pour chaque dsinfectant est fonction de la puissance de ce dernier. Le CT permet donc de :
classer divers dsinfectants par ordre d'efficacit vis--vis d'un micro-organisme dtermin
comparer la sensibilit de divers micro-organismes un mme dsinfectant
Figure 11: Efficacit de divers dsinfectants sur Escherichia Coli
Figure 10: Efficacits du chlore sur 2 micro-organismes (pH=6,6 - T=5C)
13
Microorganismes Ozone
pH : 6 7
Chlore
pH : 6 7
Chloramine
pH : 8 9
Dioxyde de chlore
pH : 6 7
E. Coli 0,02 0,03 - 0,05 95 - 180 0,4 - 0,75
Poliovirus 1 0,1 - 0,2 1,1 - 2,5 770 - 3500 0,2 - 6,7
Rotavirus 0,006 - 0,06 0,01 - 0,05 3810 - 6480 0,2 - 2,1
Kyste de Giardia lambia
0,5 - 0,6
15 - 150
2200
26
Kyste de Giardia muris
1,8 - 2,0
30 - 630
1400
7,2 - 18,5
Kyste de Cryptosporidium
2,5 - 18,4 7200 7200* 78*
* pour une inactivation de 90 % (log).
Figure 12: Valeurs de CT pour l'inactivation de 2 log de diffrents microorganismes
Nota important
Pour exprimer labattement des micro-organismes dans leau, on sexprime souvent en nombre de "log". Cela signifie :
1 log = 90 % dabattement 2 log = 99 % dabattement 3 log = 99,9 % dabattement 4 log = 99,99 % dabattement 5 log = 99,999 % dabattement
Et ainsi de suite
14
2. Notion de T10
Un rservoir de contact nest jamais hydrauliquement
parfait. Aussi, le temps de
contact thorique qui correspond
au temps de sjour hydraulique
nest en
fait pas respect dans des
rservoirs de dsinfection mal
conus avec des passages
prfrentiels (schma ci-contre).
On dfinit alors le T10, qui est le temps au bout duquel
10% de leau entrant dans le racteur en est dj
sortie. Cest ce temps T10 qui servira de rfrence pour le
calcul du CT.
Chaque rservoir se verra
affect dun coefficient T10/, fonction de sa disposition gomtrique.
La fiabilit dune dsinfection physico-chimique peut donc se rsumer avec le schma suivant :
OBJECTIFS :
Fiabilit de la dsinfection (ozone, chlore,)
(concentration) C x T(temps de contact)Limites : - Matrise du temps de contact :
optimisation de T10/
- Niveau de rsiduel - Connaissance de
- Qualit organoleptique l hydrodynamique du systme
- Sous produits doxydation - Modlisation :CFD
T10 = temps au bout duquel 10% de leau entrant dans le racteur en est dj sorti
T10 : temps rel
(design contacteur)
: temps de sjour hydraulique = V/Q
(conditions dexploitation)
CT10 = C x T10/
C
= V/Q TimeT10
Entre Sortie
Passage prfrentiel
Zones mortes
Dsinfection insuffisante
Temps de contact
thorique : 60 min
Temps de contact
mesur : 10 min
15
C. Conception des racteurs de contact
De ce qui prcde, on comprend
aisment quun bon racteur de contact un racteur :
Permettant un bon mlange du
dsinfectant avec leau Evitant les passages
prfrentiels et les zones
mortes
Mieux le racteur sera conu, plus son
coefficient T10/ sera lev, comme illustr sur le schma ci-contre.
La figure ci-contre nous donne une estimation
de la valeur du rapport T10/, en fonction du rapport longueur/largeur dune bche de chloration. Il est vident que plus ce rapport est
grand, meilleur est le temps de contact (bche
en forme de couloir) car les zones mortes sont
limites.
Les 2 schmas ci-dessous montre que pour
deux rservoirs de mme volume, le CT peut-
tre trs diffrent selon quon ajoute des chicanes ou non.
Mauvais
T10/ = 0,1 0,3
Bche classique
T10/ = 0,3 0,5
Contacteur optimis
T10/ = 0,5 0,7
Exemple de ratio T10/ pour une bche de chloration
Figure 13: Relation entre T10/Tau et L/l dans un racteur de chloration
CT = 7 mg/l.min
CT = 3 mg/l.min
16
D. Le chlore Le chlore est lagent dsinfectant le plus utilis en traitement des eaux. On le trouve sous forme de :
chlore gazeux Cl2 :
liqufi en bouteilles ou en tanks,
utilis par prlvement direct en phase gazeuse, ou en phase liquide par l'intermdiaire
d'un vaporateur,
et introduit dans l'eau aprs dosage et mise en solution dans un appareil appel
chloromtre)
d'hypochlorite de sodium: NaOCl (liquide: eau de Javel),
d'hypochlorite de calcium: Ca(OCl)2 (en poudre)
1. Action du chlore
Le chlore a les effets et proprits suivants :
Il est bactricide, virulicide et algicide
Il oxyde la matire organique sur les
matires organiques
Il oxyde le fer (Fe) et le manganse
(Mn) en les transformant en
hydroxydes insolubles
Il prsente de nombreux avantages et
cependant quelques inconvnients rsums
dans le tableau ci-contre.
2. Formes du chlore dans leau
Ractions du chlore avec l'eau : dissolution hydrolyse
Dans leau, en labsence de MO et dagents rducteurs, le chlore forme lacide hypochloreux HOCl selon la raction ci-contre.
Lacide hypochloreux se dissocie partiellement ensuite pour former H+ et OCl- (ion
hypochlorite) au pouvoir dsinfectant beaucoup
moins grand que HOCl.
Avantages du chlore Inconvnients
Rmanence en dsinfection
Aide la coagulation et la filtration
Bon march et simple de mise en
uvre
eau ne doit pas
contenir de Matires
Organiques cause du
risque de production de
sous-produits toxiques
(haloformes/chloroph
nols, etc.)
Cl2 + H2O HOCl + HCl
acide acide
hypochloreux chlorhydrique
NaOCl + H2O OCl- + Na+
puis OCl- + H+ HOCl
Dfinitions
L'acide hypochloreux et l'ion hypochlorite sont
aussi appels chlore libre, en opposition au
chlore combin (en particulier les chloramines).
L'acide hypochloreux est aussi dnomm chlore libre actif.
17
3. Impact de la temprature et du pH sur lefficacit du chlore en dsinfection
La rpartition des 2 formes de chlore libre (HOCl et OCl-) dans leau est un quilibre acido-basique fonction du pH de leau. Plus le pH est acide, plus HOCl est majoritaire (cf. figure ci-dessous).
Cela signifie que la dsinfection est dautant plus efficace que le pH est acide !! Au-del de pH = 8, il faut largement augmenter le CT pour une dsinfection complte.
Figure 15: Illustration des diffrences defficacit entre formes de chlore
Figure 14: Dissociation de HOCl en fonction du pH
18
Pour des pH infrieur 8, on considre gnralement quun temps de contact de 30 minutes avec un rsiduel de chlore libre de 0,5 mg/L est suffisant pour assurer une bonne
dsinfection.
Forme
physique du
produit
commercial
Teneur en
chlore actif
(%)
Stabilit
(dans le
temps)
Dissolution
Scurit
Chlore
gazeux
Cl2
gaz liqufi 99 excellentes trs toxique
Hypochlorite
de sodium
(eau de
javel)
NaOCl
liquide jaune 4 15
Stabilit trs
moyenne
bonne solubilit
risque
dentartrage
trs irritable
corrosif
Hypochlorite
de calcium
Ca(OCl)2
solide blanc
(poudre,
granuls,
galets)
60 70
trs stable
mauvaise
solubilit
corrosif
inflammable
Dioxyde de
chlore
ClO2
gaz en solution
se prpare
normalement
0.1 1 %
peu stable
dangereux
explosif
corrosif
Figure 17: Le chlore sous ses diffrentes formes
Dsinfection finale : abattement de 4 log de virus0,5 mg/L pendant 30 min pH < 8
Valeurs de CT en mg.min/L
pour l'inactivation des virus par le chlore 2 log
d'inactivation 3 log
d'inactivation 4 log
d'inactivation
Temprature pH pH pH
6 - 9 10 6 - 9 10 6 - 9 10
0,5 C 6 45 9 66 12 90
5 C 4 30 6 44 8 60
10 C 3 22 4 33 6 45
15 C 2 15 3 22 4 30
20 C 1 11 2 16 3 22
25 C 1 7 1 11 2 15
Figure 16: Valeurs de CT en mg.min/L pour l'inactivation des virus par le chlore
19
4. Le chlore gazeux stockage et dosage
Stockage
Liquide sous pression Locaux indpendants
Systme de distribution/dosage
Evaporateur (ventuel) Dtente Rglage et contrle de
Qgaz (chloromtre)
Mise en solution du gaz (hydrojecteur)
Injection de leau chlore avec mlange
5. Stockage de chlore liquide & Installations classes
Le chlore tant un gaz trs toxique, son stockage et son utilisation sont soumis des rgles de scurit strictes (port de gants, lunettes de protection, masque / stockage spar des
autres produits / etc.).
En France, en fonction de la taille de linstallation, celle-ci est soumise une dclaration ou une autorisation des autorits publiques avant exploitation (cf. tableau ci-dessous)
Capacit
rcipient Volume stock
Installation
soumise
Rayon
d'affichage
< 60 kg > 100 kg et < 500 kg dclaration -
> 500 kg et < 1 t autorisation 1 km
> 60 kg > 60 kg et < 1 t autorisation 1 km
- > 1 t et < 25 t autorisation 3 km
- > 25 t autorisation avec
servitude 3 km
Figure 18: Chlore gazeux Cl2 - stockage en bouteilles (15,
30 ou 50 kg)
20
6. Leau de javel
On trouve leau de javel diffrentes
concentrations de Chlore Actif (CA) :
Industrielle : 47-50 Cl = 149-159 g/L
CA
Commerciale : 15 Cl = 47,5 g/L CA
Leau de javel est obtenue par lectrolyse de chlorure de sodium NaCl
Cest une solution alcaline, cest--dire quelle libre des ions OH- en ragissant avec leau :
NaClO + H2O Na+ + OH- + HOCl
Cest pourquoi il y a un risque de prcipitation de calcaire lorsquon injecte de leau de javel dans une eau dure.
Stabilit de leau de javel
Leau de javel est un ractif moyennement stable, quil est conseill de ne pas stocker plus de quelques jours quelques
semaines. La dcomposition est acclre par :
Une hausse de la temprature
La prsence de Nickel, Cobalt, Fer
En priode froide, on peut observer une chute de 10 g/L CA en 4 semaine (~10%)
En priode chaude, on peut observer une chute de 40 g/L CA en 4 semaines (~30%)
7. Le chlore dans le rseau de distribution
Le chlore doit non seulement servir la dsinfection de leau en fin de traitement, mais galement
permettre un transport de leau scuris dans le rseau de distribution, et ce jusquau robinet du consommateur.
En gnral, on vise un rsiduel de chlore libre de 0,3 0,5 mg/L au robinet du consommateur. La dose de chlore injecter en sortie de station de traitement est donc fonction de la qualit de leau et de la taille du rseau.
Pour les rseaux trs grands, il y a possibilit de rechloration ponctuelle en des points choisis.
Figure 19: Ensemble de dosage d'eau de
javel, avec bac et pompe doseuse
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III. Exemple de dimensionnement dune bche de contact
Solution
Pour obtenir 4 log d'inactivation de virus 10C, il faut un CT de 6 mg/L.min (cf. figure 16)
d'o T10 = mn12=5,0
6
Si T10/ = 0,6 alors = mn206,0
12
d'o le volume du rservoir de contact = 60
20x1000 = 334 m3
Si la hauteur d'eau est de 3 m, alors la surface de la bche est 334/3 = 111 m2 soit environ 10 x 11 m (L x l).
Pour avoir un T10/ de 0,6 l'abaque donne L / l = 22
avec 4 chicanes on obtient : L / l = 7,22 11
5105
xx
Enonc et questions
Dbit deau traiter : 1 000 m3/h Inactivation de virus souhaite : 4,0 log Temprature de leau : 10C pH : 7,5 Concentration en chlore rsiduel : 0,5 mg/L
Quel doit tre le volume de la bche de dsinfection au chlore?
Combien de chicanes sont ncessaire si la hauteur deau Heau = 3m ?
On prendra une bche ayant un rapport T10/Tau = 0,6
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Questions supplmentaires
Quel serait les volumes de la bche de dsinfection pour :
1 2 chicanes
2 un pH de 10 (et 4 chicanes)
3 une temprature de 0,5C (et pH de 7,5)
4 liminer 1 log de Giardia (CT= 57)
Question 1 :
Si l'on ne mettait que 2 chicanes 8=11
3x10x3=
l
L et T10/ ne serait plus que de 0,4.
Il faudrait alors un volume de ,mn30=4,0
12 soit 500 m3 pour garantir une mme efficacit de la
dsinfection.
Question 2 :
Pour un pH de 10, le CT est de 45
D'o V = 1000/60 * 45/0,5/0,6= 2 500 m3!
Question 3 :
A 0,5 C et pH 7,5, le CT = 12 mg/L.min ce qui correspond au double du CT 10C.
Le volume de la bche est donc doubl par rapport au premier calcul d'o V = 668 m3
Question 4 :
Pour 1,0 log d'inactivation de kystes de Giardia 10C et pH=7,5, avec du chlore, il faudrait un
CT de 57 mg/L.min.
soit un T10 de ,mn114=5,0
57
un de ,mn190=6,0
114
soit un volume de 3200 m3 !
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Conclusion
Il est trs important, lorsque lon met en uvre une dsinfection physico-chimique au chlore, de savoir :
Quels sont les organismes pathognes liminer
Quelles sont les conditions physico-chimiques de leau (temprature et pH notamment)
Cest avec ces donnes que lon peut dfinir un CT adquat et donc un volume de bche de contact pour une dsinfection efficace.
Cest la condition pour la fourniture au consommateur dune eau sans danger pour la sant.
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Bibliographie
Les principaux ouvrages, textes et articles de rfrence dans lesquels les informations ayant
permis dlaborer le prsent document sont cits ci-aprs :
Mmento technique de leau Degrmont dition n10, 2005
Le traitement des eaux, 2me dition revue et amliore Raymond DESJARDINS dition de lEcole Polytechnique de Montral, 1997
Webographie
Sans objet
Acronymes et glossaire
Sans objet