Contrôle de chlore sur tours de refroidissement Sébastien Crozet Responsable Produits Analyse liquide LA LEGIONELLOSE Légionelles, Legionella pneumophila= Bactéries La légionelle vit dans l eau. Elle est présente dans les eaux naturelles transmission par inhalation de fines gouttelettes d'eau ou aérosols (taille < 5 µm) 49 espèces, 64 sérogroupes Legionella pneumophila serogroupe 1 = 90 % des cas de légionellose La légionellose est une infection respiratoire provoquée par des bactéries vivant dans l'eau douce appelées légionelles qui prolifèrent entre 20 C et 48 C. Page 2 1
LA LEGIONELLOSE Légionellose= Maladie provoquée par les légionelles Maladie respiratoire due àl inhalation de fines gouttelettes contaminées(une autre maladie respiratoire, plus bénigne, peut être provoquée par des légionelles : la fièvre de Pontiac) Mortelle dans 10 à15% des cas Pas de contamination prouvée par ingestion ou d homme à homme Facteurs aggravants : Immunodéficience, tabagisme, éthylisme, maladies chroniques Maladie à déclaration obligatoire depuis 1987 Page 3 l origine du risque Développement de légionelles dans les circuits hydrauliques Le facteur température Régime nominal d un condenseur de groupe d eau glacée avec TAR: 27 / 32 C La température optimale est celle où la croissance est maximale et est d'environ 37 C. La cinétique de croissance des légionelles est la plus rapide entre 25 et 42 C Le facteur oxygène Prolifération en présence de: Page 4 Concentrations élevées de résidus métalliques et de L-cystéine (acide aminé) caoutchouc, polyéthylène, silicone, cyanobactéries, amibes libres (développement dans des organismes hôtes ou des dépôts biologiques) 2
l origine du risque Dissémination dans l environnement Composition du panache: Air saturé en humidité (Eau pure = pas de risque) Micro-gouttelettes entraînées (Eau du circuit = potentiellement contaminée) Page 5 l origine du risque Dissémination dans l environnement Présence de légionelles Multiplication des légionelles Formation de micro gouttelettes Diffusion des micro gouttelettes Pénétration pulmonaire Risque sanitaire Page 6 3
Principe d une tour aéroréfrigérante Page 7 Phénomènes à combattre L entartrage Précipitation de sels et formations de dépôts solides Lié àla concentration en sels et à la température Seule l eau pure s évapore = Réduction des performances thermiques, adhésion du biofilm La corrosion Par érosion, par cavitation et électrochimique = Dégradation des matériaux, nutriment pour bactéries, embouage La formation de biofilm Agglomérat de micro-organismes = Source de contamination permanente Page 8 4
Désinfection des eaux de refroidissement Chloration: Hypochlorite de sodium Avantages Stockage simple du désinfectant Bonne action rémanente Technique de dosage éprouvée Possibilité de mesure en ligne Inconvénients L'efficacité dépend de la valeur ph Une résistance des bactéries au chlore peut se créer Formation de sous-produits chlorés Traitement au dioxyde de chlore Désinfection efficace indépendamment du ph Elimination du biofilm dans le système de canalisation, permettant d éviter toute réinfection Effet-rémanent plus long par rapport au chlore Risque de corrosion inférieur par rapport au chlore Page 9 Désinfection des eaux de refroidissement Traitement à l ozone Désinfectant puissant qui élimine de manière sûre les biofilms Se transforme en oxygène donc sans résidus Dans l eau, seulement une courte durée de demi-vie, d où absence d effet-rémanent Bonnes possibilités d utilisation dans les tours de refroidissement et les laveurs d air Autres méthodes Outre ces méthodes particulièrement efficaces et rentables, il existe une série d'autres méthodes qui présentent toutes cependant des inconvénients plus ou moins importants. Eau à haute température (> 70 C) Consommation d énergie élevée Risque de brûlure près des prises d eau. Difficilement réalisable sur de longues canalisations Une température de chauffe-eau supérieure à 55 C empêche la Page 10 prolifération des légionelles seulement dans le chauffe-eau, mais pas dans le système 5
Désinfection des eaux de refroidissement Rayonnements ultraviolets De fortes doses de rayonnements sont nécessaires en cas d'infestation des amibes Aucun effet-rémanent Aucune protection contre la réinfection dans les biolfilms Rayonnements UV + ultrasons Les légionelles sont libérées des amibes et des biofilms par le traitement par ultrason. Aucun effet-rémanent Aucune protection contre la réinfection dans les biolfilms Coûts d investissement élevés, besoin de beaucoup de place Ultrafiltration Aucun effet-rémanent Aucune élimination du biofilm. Donc aucune protection contre la réinfection Page 11 Désinfection par l Hypochlorite de sodium Désinfection à l'hypochlorite de sodium = chloration Désinfectant non ajouté en continu mais en concentration inférieure ou égale à 10 ppm Désinfection efficace au chlore: valeur ph de 7,5 maximum requise (bien que des valeurs supérieures soient souvent souhaitables pour des raisons de protection anti-corrosion) Mesure de chlore libre à réaliser pour un contrôle (avec correction du ph) Page 12 6
Mesure du chlore libre par platine FCL Sonde chlore Sonde ph Deux versions FCL-01 mesure de chlore seule FCL-02 mesure de chlore compensée en ph Pot à niveau constant pas de vannes ni de régulateur de pression Débit minimum d environ 3 gph L ensemble des éléments sont montés sur une platine Les câbles de sonde sont précâblés. Entrée Pot niveau constant Evacuation Page 13 Mesure du chlore libre par platine FCL Le chlore libre est le résultat de l ajout de Cl 2 gazeux ou NaOCl (javel) avec de l eau fraîche. Le chlore libre est un mélange de HOCl et de OCl. La quantité relative de HOCl et de OCl dépend du ph. Lorsque le ph augmente, le pourcentage de HOCl diminue même lorsque la concentration en chlore libre (HOCl + OCl ) est maintenue constante. % HOCl 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4 5 6 7 8 9 10 11 ph at 20 C Page 14 7
Mesure du chlore libre par platine FCL Principe de fonctionnement Les sondes de mesure d oxygène, de chlore, de monochloramine, et d ozone sont de type ampérométrique (cathode en platine, anode en argent, et électrolyte KCl/AgCl) séparée de l échantillon par une membrane en polymère. Les sondes ampérométriques produisent un courant proportionnel au taux de diffusion du composant à mesurer à travers la membrane placée en bout de sonde. Le courant est directement proportionnel à la concentration du composant à mesurer dans l échantillon. Page 15 Mesure du chlore libre par platine FCL Influence de la variation du ph Les sondes ampérométriques de chlore libre (quelque soit le constructeur) mesure seulement le HOCl. La sensibilité (courant de sonde par ppm de chlore) chute lorsque le ph augmente. Si le ph de l échantillon est différent du ph au moment de l étalonnage, alors la lecture en chlore sera erronée. sensibilité, na/ppm 650 600 550 500 450 400 350 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 ph à 25 C Page 16 8
Mesure du chlore libre par platine FCL Page 17 Les autres solutions chez Emerson La mesure d Ozone Page 18 9
Les autres solutions chez Emerson Le Chlore total Vanne d arrêt pour pompe àair Interrupteur alim. Pour pompes Pompe échantillon Pompe réactif Entrée échantillon Entrée prise réactif Sonde Chambre de débit T mélange air T mélange échantillon Pot de surverse Evacuation Page 19 Les autres solutions chez Emerson La mesure du monochloramine (NH2Cl) qui est également un désinfectant -bon pour des sytèmes avec de larges réservoirs et des zones stagnantes. Page 20 10
Définition CHLORE LIBRE: le produit du mélange de chlore gazeux ou d hypochlorite de sodium (javel) avec de l eau fraîche. Le chlore libre est un mélange d acide hypochloreux et d ion hypochlorite. CHLORE COMBINE: Le produit de la réaction de chlore avec des composants comme l ammoniaque et les amines organiques. Le Monochloramine (utilisé pour désinfecter l eau) est un type de chlore combiné. CHLORE TOTAL: La somme du chlore libre et du chlore combiné. AUTRES TERMES Chlore libre total - même chose que le chlore libre Chlore résiduel libre - même chose que le chlore libre Chlore disponible combiné - même chose que le chlore combiné Chlore résiduel total - même chose que le chlore total Page 21 11