TRAITEMENT D EAU ET DIRECTIVE SICC BT102-01

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1 TRAITEMENT D EAU ET DIRECTIVE SICC BT102-01

2 CONSTITUANTS DE L'EAU Matières inertes Matières vivantes Matières solides en suspension Particules qui sédimentent Matières colloïdales Particules qui ne sédimentent pas Matières dissoutes Couleur/saveur odeur/toxicité Bactéries/Virus Gaz Atmosphère/roches solubles Gaz en sous-sol Minéraux Roches +/- solubles Moisissures Micro champignons Vers Paraméties Amibes Matières organiques animaux/végétaux pollution Algues

3 Dimension des particules dans l eau Matières dissoutes Matières non dissoutes Microscope optique Limons Limite du visible à l œil Cheveu Colloïdes Solides en suspension Matières organiques Minéraux dissous Matières inertes Virus Bactéries Moisissures Algues Matières vivantes 0.1 1nm µm mm

4 ANALYSE DE L'EAU Paramètres physiques Paramètres physicochimiques Paramètres chimie minérale Paramètres microbioloqiques température ph TH moisissures caractères organoleptiques Conductivité résistivité TA / TAC champignons turbidité Chlorure + sulfate + nitrate = SAF Algues pouvoir colmatant ou Fouling index sodium/potassium Bactéries Traces Pb/Cd/Ba/Sr Virus Silice

5 Paramètres physiques Température : grand rôle dans les réactions chimiques ( V est x 2 si T augmente de 10 C) et le développement d organismes vivants Caractères organoleptiques : saveur, odeur, couleur Turbidité : caractère trouble de l eau (grosses particules faciles à éliminer) Pouvoir colmatant : fouling index (petites particules, appelées «colloïdes», invisibles à l œil nu), cas de l osmose inverse et du traitement pour chaudières haute pression

6 Paramètres physico-chimiques Détartrants sanitaires Le ph : c est le caractère acide (ou basique) d une solution Mesure la concentration en ions H + Particularité : le ph n a pas d unité Hypochlorite de Sodium (Eau de Javel) 6/44 Soude

7 Paramètres physico-chimiques Constituants de l eau en fonction du ph CO 2 seul CO 2 ph = 8.3 HCO 3 - ph = 9

8 Paramètres physico-chimiques Conductivité : capacité de l eau à laisser passer un courant électrique plus l eau est «chargée» en éléments minéraux, plus le courant «passe», plus la conductivité est élevée s exprime en microsiemens par centimètre (µs/cm) 50 Minéralité (mg/l) 1000 Volvic Hépar Conductivité (µs/cm) Résistivité : inverse de la conductivité, utilisée quand la conductivité est trop faible pour pouvoir la mesurer elle s exprime en : Mégohms centimètre (M Ω.cm)

9 Les principaux ions Dureté carbonatée Cations TH ( Ca 2+ )( Mg 2+ ) Anions TAC ( CO 2-3 ) ( HCO 3- ) Dureté permanente ( Ca 2+ )( Mg 2+ ) Na + K + SAF (SO 2-4 ) (Cl - ) (NO 3- )

10 Paramètres de la Chimie Minérale *Unités employées* 1 mg/l = 1 g/m 3 = 1 ppm 1 µg/l (traces) = 1 ppb 1 f = 0,2 meq/l = 0.56 dh = 10 ppm CaCO 3 ATTENTION AUX UNITES POUR INTERPRETER UNE ANALYSE

11 * TH ou Titres Hydrotimétriques ou Dureté Totale* Mesure l ensemble des ions calcium et magnésium (alcalino-terreux) TH = Ca 2+ + Mg 2+ TH Calcique TH Magnésien A NE PAS CONFONDRE AVEC ph (ph = f[concentration en ions H + ]) TH < 5 f : eau très douce 5 < TH < 10 f : eau douce 10 < TH < 15 f: eau légèrement dure 15 < TH < 25 f : eau dure 25 < TH < 50 f: eau très dure 1 f = 10 g/m 3 CaCO 3

12 Les problèmes rencontrés ENTARTRAGE : dépôt de calcaire Isolant thermique Nidification de bactéries Diminution de la section de passage donc augmentation des pertes de charges CORROSION : dissolution du métal dans eau Fuites Formation de boues d hydroxydes MICRO-ORGANISMES : développement non contrôlé de germes Fuites Section de passage réduite Risque sanitaire EMBOUAGE : Conséquence des 3 points ci-dessus.

13 Entartrage LE TARTRE : CaCO 3 ou Carbonate de Calcium (Magnésium) Le tartre est un dépôt dur constitué par des sels minéraux très peu solubles C est l association de plusieurs éléments : carbonates+calcium ou carbonates+magnésium Création plus rapide si température élevée. 1 mm de tartre : -18% de conduction thermique Risques de blocage de vannes Diminution des sections de passages et augmentation des pertes de charges Matériau poreux idéal pour la nidification des bactéries

14 Eviter le tartre Adoucissement : échange Ca 2+ contre Na + Adoucisseur avec régénération au sel (NaCl) Décarbonatation : échange Ca 2+ contre H + Échangeur d ions avec régénération à l acide ( Souvent HCl) Déminéralisation : échange Cations contre H + et anions contre OH - Échangeur(s) d ions avec régénération à l acide (souvent HCl) et base (NaOH) Osmose inverse «filtration» des ions sur membranes spéciales Chimie : injection de produits dispersants du tartre.

15 Déminéralisation Déminéralisation : en lits mélangés 1 compteur d eau 1 Filtration en amont 2 lits de résines déminéralisantes 1 conductimètre pour contrôle qualité Eau produite Conductivité < 5 µs/cm Les régénérations sont faites par des spécialistes Nous ne faisons que des échanges standards Capacités: 1 l de résine peut capter 2 f Exemple: eau de Genève d environ 20 f, réseau de 5 m 3 Il faut au moins 50 litres de résines 1 remplissage en EDM Débit maxi de remplissage : 1,5 m 3 /h

16 Osmose inverse Osmose inverse 1 étage: 1 adoucisseur 1 Filtration en amont 1 Pompe haute pression 1 membrane 1 conductimètre pour contrôle qualité 1 cuve avec niveaux Eau produite Conductivité < 50 µs/cm Production autonome Régénération des adoucisseurs avec du sel Rendement des membranes :70% pour 700 l d eau produite, 300 l va à l égout

17 Corrosion C est une dissolution du métal dans l eau En contact avec l eau, le fer peut être attaqué: la rouille, ce sont des oxydes de fer Problèmes majeurs de la corrosion : phénomène qui s autoalimente, Facteurs favorisant la corrosion : oxygène, température, ph, qualité des métaux, métaux incompatibles, activité bactérienne, vitesse de passage, Conséquence notable : fuites sur le réseau, dégât des eaux, fonctionnalité inopérante,

18 Eviter la Corrosion Contrôler certains paramètres pour ne pas favoriser la corrosion: 100 < C < µs/cm 7,5 < ph < 9,5 ( selon métaux présents ) O 2 en faible quantité Injecter des produits filmants dans l eau pour déposer une couche «isolante» sur le métal

19 Microorganismes Diversité : Bactéries, algues, levures, champignons, virus Origines : Différents milieux, en quantités très variables Prolifération : En règle générale, c est la prolifération des microorganismes qui pose problème, bien plus que leur simple présence Conséquences très variées : Corrosion (via le biofilm), bouchage (boues), perturbation de process industriels, maladies (légionellose, mycoses, choléra ), etc Légionelle Choléra Salmonelle

20 Les boues Différentes origines : Salissures de chantier (terre, sable, ciment, plâtre, rouille, limailles) Rouille issue de phénomènes de corrosion Tartre formé rapidement Développement de micro-organismes Conséquences : Usures prématurées des organes mobiles (ex: clapets de vannes) Érosion des métaux «tendres» (cuivre) dans les coudes Obstruction des canalisations et appareils, des organes d équilibrage et de réglage Surchauffe sur les corps de chauffe (chaudière), sous chauffe des émetteurs (radiateur)

21 Désembouages Désembouagerapide et ponctuel : Injection de produits dispersants et lessivants à forte doses Chasses aux points bas : beaucoup d interventions manuelles Vidange et rinçage Remplissage en eau adéquate Désembouage lent et durable: Installation d un filtre à poche en dérivation Injection de produits dispersants et lessivants à faibles doses Chasses aux points bas : quelques interventions manuelles Changement régulier du filtre

22 DIRECTIVE SICC BT102-01

23 Champs d application DOMAINE: Conception des nouvelles installations Assainissement Exploitation des installations existantes TYPES D INSTALLATIONS: Chauffage Climatisation, circuit frigorifique Circuit solaire de T < 200 C Vapeur < 44 b Refroidissement Sources chaudes Humidification En résumé : toutes les installations

24 Chauffage < 110 c CHAUFFAGE < 110 C étanche à O 2 Appoint TH < 1 f Conductivité < 100 µs/cm ph 6,0-8,5 En réseau TH < 5 f Conductivité < 200 µs/cm ph 8,2-10,0 Cl - < 30 mg/l SO 2-4 < 50 mg/l Fer dissout < 0,5 mg/l O 2 < 0,1 mg/l Remplissage et Appoints en EDM Réseau sous pression Constitué principalement d acier noir Attention si présence de cuivre :ph< 8,5 et/ou aluminium : ph < 8 Si emploi de produits chimiques les limites sont différentes sous l autorité du traiteur d eau. Contrôles: annuels

25 Chauffage < 110 c CHAUFFAGE < 110 C NON étanche à O 2 Appoint TH < 1 f Conductivité < 100 µs/cm ph 6,0-8,5 En réseau TH < 5 f Conductivité < 200 µs/cm ph 8,2-10,0 Cl - < 30 mg/l SO 2-4 < 50 mg/l Fer dissout < 0,5 mg/l O 2 < 0,1 mg/l Contrôles: annuels Remplissage et Appoints en EDM Réseau en PER sans barrière O 2 ou avec vase expansion à l air L action de l O 2 se concentrera sur les parties acier du réseau. Attention si présence de cuivre :ph< 8,5 et/ou aluminium : ph < 8 Si emploi de produits chimiques les limites sont différentes sous l autorité du traiteur d eau. Solutions techniques : échangeurs de chaleur, anode sacrificielle, produits filmogènes (molybdates)

26 Chauffage > 110 c CHAUFFAGE > 110 C Appoint TH < 1 f Conductivité 100-1'500 µs/cm ph 8,5-10,5 O 2 < 0,1 mg/l En réseau TH < 2 f Conductivité 100-1'500 µs/cm ph 9,5-10,5 Fer dissout < 0,5 mg/l O 2 < 0,02 mg/l Remplissage et Appoints en EDM Réseau sous pression Constitué principalement d acier noir ou faiblement allié Eviter présence de cuivre et/ou aluminium Si emploi de produits chimiques les limites sont différentes sous l autorité du traiteur d eau. Contrôles: trimestriels

27 Générateurs de vapeur CHAUDIERE à TUBES DE FUMEE Appoint TH < 0,1 f Conductivité < 500 µs/cm ph > 9 O 2 < 0,02 mg/l En CHAUDIERE TH < 0,1 f Conductivité < µs/cm ph 10 11,8 TAC 5-60 f Fer dissout < 0,05 mg/l Contrôles: Minimum trimestriels voire mensuels Appoints en EDM ou (Eau Adoucie + produits chimiques) Appoint en EDM permet de concentrer plus, soit moins de rejets à l égout Constitué principalement d acier noir Eviter présence de cuivre et/ou aluminium Si emploi de produits chimiques les limites sont différentes sous l autorité du traiteur d eau.

28 Circuits fermés avec glycol CIRCUIT FERME AVEC GLYCOL Eau pour fabrication du mélange TH < 1 f Conductivité < 100 µs/cm En réseau Conductivité < 200 µs/cm ph 7,5 9,0 Cl - < 30 mg/l SO 2-4 < 50 mg/l Remplissage et Appoints en EDM Si emploi de produits chimiques les limites sont différentes sous l autorité du traiteur d eau. Contrôles protection antigel : annuel

29 Circuits de refroidissement fermés CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT FERMES Appoint TH < 1 f Conductivité < 100 µs/cm ph 6,0-8,5 En réseau TH < 5 f Conductivité < 200 µs/cm ph 8,2-10,0 Cl - < 30 mg/l SO 2-4 < 50 mg/l O 2 < 0,1 mg/l Fer dissout < 0,5 mg/l Germes aérobies < 1'000 UFC/l Remplissage et Appoints en EDM ou (Eau Adoucie + produits chimiques) Si emploi de produits chimiques les limites sont différentes sous l autorité du traiteur d eau. Solution recommandée par la SICC : l anode sacrificielle mais ATTENTION aux boues générées. Contrôles : annuels

30 Circuits de refroidissement ouverts CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT OUVERT (tour aéro) Appoint petite grosse TH < 10 < 10 f ph 6,0-8,5 6,0-8,5 En réseau TH < 35 < 12 f Conductivité < 2'000 < 1'000 µs/cm ph 7,5-9,0 7,5-9,0 TAC < 14 < 14 f Cl - < 100 < 100 mg/l SO 2-4 < 150 < 200 mg/l Germes aérobies < 1'000 < 10'000 UFC/l Tx concentration 2-4 < 4 eau ad. Tx concentration < 10 < 10 EDM Remplissage et Appoints Eau Adoucie Si emploi de produits chimiques les limites sont différentes sous l autorité du traiteur d eau. Vidange régulière des réseaux de petites capacités : 6 à 12 mois. Contrôles : mensuels hebdo

31 Humidificateurs Sans eau de circulation HUMIDIFICATEURS Ultra-son, hybrides, pulvérisateur, vapeur d air à gaz Eau d appoint Conductivité < 20 µs/cm Germes aérobies < 300 UFC/l légionelles < 100 UFC/l Appoints en EDM Si pas de chauffage: attention aux germes aérobies mésophiles Contrôles : tous les 14 jours HUMIDIFICATEURS Vapeur à résistances ou électrodes Eau d appoint Conductivité µs/cm Contrôles : annuels Appoints en EDV ou Eau Adoucie Si alimentation en EDM, il n y aura plus d entartrage de résistances. Pour électrodes, EDM pas possible car manque de conductivité Pas de traitement volatils

32 Humidificateurs Avec eau de circulation HUMIDIFICATEURS Laveurs d air et ruissellement Eau d appoint Conductivité < 20 µs/cm Germes aérobies < 300 UFC/l légionelles < 100 UFC/l Appoints en EDM Pas de chauffage: attention aux germes aérobies mésophiles Eau de circulation Germes aérobies < UFC/l légionelles < UFC/l Tx concentration < 4 Contrôles : tous les 14 jours