réactifs et traitements utilisables

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en neutralisation ou reminéralisation des eaux douces

On parle de neutralisation si le CO2 utilisé pour produire des bicarbonates est celui de l’eau brute. On parle de réminéralisation si l’on ajoute du CO2 (ou éventuellement des ions HCO3).

La figure 108 montre l’évolution d’une eau suivant les différents procédés de remise à l’équilibre, à savoir :

  1. le stripping du CO2 (procédé généralement limité à 5-7 mg · L–1 de CO2 résiduel) ;
  2. la neutralisation par la chaux : Ca(OH)2 + 2CO2 Ca(HCO3)2 ;
  3. la neutralisation par la soude : NaOH + CO2 NaHCO3 ;
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    Figure 108. Divers procédés de mise à l’équilibre
  4. la neutralisation par les carbonates :
    1. de calcium : CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2,
    2. de sodium : Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3 ;
  5. reminéralisation par CO2 + chaux (5a) ou CO2 + carbonate de calcium (5b), suivant les mêmes réactions que les procédés (2) et (4a) ;
  6. reminéralisation par injection de bicarbonate de sodium et d’un sel de calcium (ou bicarbonate seul si le TCa est suffisant).

Remarques:

  • Les méthodes 3, 4b, et 6 qui mettent en jeu des ions sodiumsont à proscrire en traitement de base, car l’ion sodium ne peut participer à la formation de la couche de Tillmans.
  • La méthode 6 contribue de plus à l’augmentation de la concentration en ions indésirables (Cℓ ou SO42–) et ne doit être envisagée que pour de très faibles accroissements du TAC, en considérant en outre l’évolu­tion de l’indice de Larson.
  • En définitive seuls les procédés 1, 2, 4a et 5 sont recommandés et utilisés de façon industrielle.
  • La méthode 3 peut être utilisée en complément aux procédés 1, 4a, 5b ou 6 pour permettre un ajustement précis du pH, mais en prévoyant des dosages faibles.

en neutralisation/décarbonatation des eaux dures

acidification

Les eaux dures ont une tendance naturelle à précipiter leurs bicarbonates en excès en déplaçant l’équilibre (1) vers la droite ; leur point figuratif est donc assez proche de l’équilibre et il est ainsi très rare d’avoir à cor­riger une eau entartrante : lorsque c’est le cas une injection d’acide suffit pour libérer le CO2 nécessaire.

On peut également pratiquer une injection directe de CO2.

décarbonatation

On a observé que des eaux trop dures présentaient un pH d’équilibre tellement bas qu’il ne permettait pas la formation de carbonate de plomb et qu’il était impossible de garantir les seuils prévus par la Norme (Pb < 10 μg · L–1) lorsque le réseau comporte des tuyauteries ou des accessoires en plomb… Par ailleurs, dès que ces eaux sont chauffées, elles deviennent très incrustantes (voir machines à laver, chauffe-eau…)

Dans de tels cas, il est donc préconisé d’effectuer une décarbonatation, dont les réactions sont décrites dans les précipitations chimiques. Rappelons que les réactifs utilisables sont la chaux ou la soude et, si l’eau contient suffisamment de dureté « permanente » (liée aux chlorures ou aux sulfates), du carbonate de sodium. Par rapport à la chaux, on élimine avec la soude plus de calcium que de bicarbonates mais on enrichit l’eau en sodium ; en revanche si l’on se réfère à la variation du TCa, on produit deux fois moins de pré­cipité, mais pour une moindre réduction du TAC.

Avant de choisir un réactif de traitement il conviendra donc de vérifier que l’eau obtenue ne sera pas deve­nue corrosive.

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Photo 11. Installation de l’Isle Adam (Val d’OIse) – Décarbonatation sur Densadeg

On trouvera au niveau des modifications de l'équilibre calcocarbonique, la description des procédés et appareils que SUEZ met en œuvre pour effectuer ces traitements de remise à l’équilibre et reminéralisation.