FICHE 5 - SPL des Eaux du Cébron

#5
Traiter filtrer et stériliser
L’eau continue son parcours dans l’usine. Elle passe par
différents ouvrages pour subir d’autres traitements : Première tour de
contact, filtres à sable, deuxième tour de contact.
Traiter
Deux traitements ont lieu au niveau de la première tour (tour de
contact intermédiaire).
> La reminéralisation
Cette phase a lieu dans les deuxième et troisième compartiments de la
tour. Du CO2 et de l’eau de chaux sont injectés. Ces réactifs participent
à la reminéralisation de l’eau en modifiant et en ajustant le TAC et le
pH. Il s’agit d’amener l’eau proche de l’équilibre calco-carbonique*
pour éviter d’avoir une eau trop agressive* ou trop entartrante* pour
les canalisations.
Explications :
L’équilibre calco-carbonique* : Etat d’une eau dont les teneurs en calcium, en CO2 libre,
en bicarbonates et en carbonates sont telles que, mise en contact avec du calcaire, ses
caractéristiques ne changent pas.
Le caractère entartrant* ou agressif* provient des conditions d’équilibre entre le gaz CO2
dissous dans l’eau et le calcium (sous forme de bicarbonate de calcium le plus souvent
Ca(HCO3)2). Dans le cas d’une eau agressive, il y a excès de CO2 et dissolution du calcium.
La dissolution du calcaire se poursuit jusqu’à l’obtention de l’équilibre calco-carbonique.
Pour une eau entartrante il y a dépôt de calcaire car elle contient un excès de bicarbonate
de calcium qui provoque une dureté de l’eau*.
Dureté de l’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).
Si l’eau est trop dure, entartrante, il faut éliminer les bicarbonates
solubles en les précipitant avec de la chaux : c’est la décarbonatation
des eaux par formation de carbonates insolubles.
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 > 2 CaCO3 + 2 H2O
Bicarbonate Chaux Carbonate eau
Soluble insoluble
Dans le cas du Cébron, il faut augmenter la dureté de l’eau d’où l’ajout
de chaux et de CO2 pour augmenter le pH et la teneur en calcium.
2 CO2 + Ca(OH)2 > Ca(HCO3)2
Dioxyde Chaux Bicarbonate ce calcium
de carbone (gaz)
> L’inter-ozonation
Cette phase a lieu dans le quatrième compartiment de la tour. De
l’ozone* est diffusé en très fines bulles par des disques poreux
disposés au fond du compartiment. L’eau reminéralisée, arrivant par
surverse, circule à contre courant de l’air ozoné afin d’augmenter le
temps de contact des deux éléments. L’ozone se dissout alors dans
l’eau.
Le rôle de l’ozone est d’oxyder les ions métalliques (fer, manganèse)
et la matière organique. L’ozone est utilisé pour son fort pouvoir
oxydant : L’oxydation est une réaction chimique lors de laquelle un
produit fixe de l’oxygène. Il y a formation de précipitats qui seront
récupérés lors de la filtration sur sable : formation de Fe(OH)3 et
MnO2.
Le fer et le manganèse ne sont pas nuisibles pour l’homme mais ils
causent des problèmes organoleptiques (couleur, goût) et des risques
de corrosion des canalisations.
En cas de problème avec l’inter-ozonation, du permanganate de
potassium KMnO4 est utilisé en remplacement de l’ozone. Cette
phase de secours a lieu dans le premier compartiment de la tour. Ce
réactif oxyde les ions métalliques dissous en les rendant précipitables
(ils seront retenus sur les filtres). L’eau mélangée passe dans le
deuxième compartiment de la tour grâce à une pompe de relevage
intermédiaire.
Comment l’ozone est-il fabriqué
dans l’usine ?
L’ozone étant un gaz instable et donc ne pouvant pas être
stocké, il est produit sur le lieu de son utilisation. Cette
fabrication a lieu dans la salle des ozoneurs.
L’ozone est produit par décharges électriques sur un gaz
contenant du dioxygène, dans des générateurs tubulaires. Ce
sont les deux ozoneurs.
Le générateur d’ozone est composé de deux électrodes
conductrices maintenues en regard l’une de l’autre. De l’air,
comprimé et séché, passe entre les deux électrodes où il est
soumis à une effluve électrique dans un champs de courant
alternatif à haute tension. L’ozone produit est envoyé vers la
tour de contact intermédiaire pour l’inter-ozonation et vers le
compartiment de post-ozonation.
Ozoneurs
Fabrication
de l’ozone
L’eau ozonée de la tour de post-ozonation se dirige en parallèle vers deux bâches de stockage de l’eau traitée.

Filtrer
La filtration sur sable permet de retenir les matières en suspension
qui n’ont pas été piégées lors de l’étape de clarification ainsi que les
précipitats provenant de la phase d’oxydation (c’est-à-dire l’inter-
ozonation).
Nombre de filtres à sable 7 disposés en parallèle
Surface totale de filtration 37,5m2*7 = 262,5m2
Vitesse de passage 6m/h pour un débit maximum
de 1 600m3/h
L’eau clarifiée passe dans une épaisse couche de sable (disposée
sur un plancher poreux) qui retient les particules et laisse passer
l’eau. L’eau est limpide à sa sortie mais n’est pas bonne à boire car
elle contient des bactéries et des virus. Le lavage des filtres est géré
par automate. Il est effectué à contre-courant (c’est à dire de bas
en haut) par l’envoi d’air et d’eau filtrée, sous pression. Cela permet
aux éléments de se détacher des grains de sable et d’éviter ainsi les
risques de colmatage. Les eaux de lavage des filtres sont évacuées
vers une bâche de stockage.
L’eau filtrée est acheminée vers les tours de contact de post-
ozonation.
#5
Traiter filtrer et stériliser
Traitements au niveau
de la tour de contact intermédiaire
L’eau reminéralisée et oxydée est alors dirigée vers les filtres à sable.
Stériliser
L’ozone* est utilisé pour désinfecter (stériliser) l’eau. L’eau filtrée
est répartie à débit équivalent au niveau des deux tours de contact
de post-ozonation (volume total de 150 m3). L’ozone injecté est
utilisé pour son fort pouvoir bactéricide et virulicide, et sa capacité
à améliorer les qualités organoleptiques de l’eau (couleur, odeur,
saveur). L’air ozoné est diffusé en très fines bulles par des disques
poreux disposés au fond de deux compartiments placés en série.
Dans les deux compartiments, l’eau circule à contre-courant de l’air
ozoné ; cela augmente le temps de contact des deux éléments.
L’ozone*, : corps simple gazeux dont la molécule O3 est formée de 3 atomes d’oxygène,
est une forme très instable et réactive de l’oxygène. C’est un gaz bleuté et odorant.
L’ozone est un constituant naturel de la haute atmosphère (stratosphère) et un polluant
dans la basse atmosphère (troposphère). L’ozone est produit de façon naturelle, dans
la stratosphère, par réaction photochimique sur les molécules d’oxygène : Action
du rayonnement ultraviolet émis par le soleil. Les molécules de dioxygène O2 sont
photodissociées par rayonnement ultraviolet libérant dans l’air des atomes d’oxygène
isolés qui vont se combiner avec les molécules de dioxygène pour former le composé O3.
L’ozone joue alors le rôle d’écran vis-à-vis du rayonnement ultraviolet.
Trou dans la couche d’ozone : Zone de la stratosphère où il y a une diminution temporaire
de la concentration en ozone, dû aux CFC (Chloro-Fluoro-Carbures).
L’ozone est plus lourd que l’air ; il peut donc s’accumuler près du sol. L’odeur piquante de
l’ozone est détectée à un seuil de perception d’environ 0,01 ppm (parties par million) et
l’on considère qu’un taux de 0,25 ppm est préjudiciable à la santé (voix respiratoires).
L’ozone est un oxydant et un désinfectant très puissant utilisé notamment dans le
traitement de l’eau. On parle alors d’ozonation.
>
La filtration sur sable
>
Stérilisation par l’ozone