iser l i r é t s t e r e Traiter filtr Fabrication de l’ozone 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 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 > L’inter-ozonation 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. 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. Explications : 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. 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). L’eau ozonée de la tour de post-ozonation se dirige en parallèle vers deux bâches de stockage de l’eau traitée. #5 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 Dioxyde Chaux de carbone (gaz) > Ca(HCO3)2 Bicarbonate ce calcium 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. liser i r é t s t e r e r Traiter filt #5 Stériliser Traitements au niveau de la tour de contact intermédiaire 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’eau reminéralisée et oxydée est alors dirigée vers les filtres à sable. 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. > Stérilisation par l’ozone 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’interozonation). 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 postozonation. > Nombre de filtres à sable La filtration sur sable