le réacteur à masse de contact granualaire Gyrazur

Temps de lecture :

principes et conditions d’emploi

Le Gyrazur est un appareil à lit fluidisé, il sert au traitement de décarbonatation typiquement des eaux pro­fondes présentant une dureté calcique carbonatée élevée ; en effet, dans ce cas, il n’y a pas de MES et donc besoin de clarification concomitante (en revanche, une filtration ultérieure reste indispensable).

La différence essentielle avec les appareils de précipitation à contact de boue (voir les décanteurs à recirculation de boues et décanteur-épaississeur à recirculation de boues: le densadeg) réside dans l’utilisation de germes de plus grande dimension. Alors que dans les appareils précédents, la taille des cristaux élémentaires de carbonate de calcium est de l’ordre de 1/100e de mm, on utilise ici pour la cristalli­sation une masse constituée généralement de grains de sable de dimension initiale comprise entre 0,2 et 0,4 mm. Le carbonate de calcium précipite en cristallisant à la surface des grains entre lesquels la percola­tion ascendante de l’eau s’effectue à grande vitesse, afin d’assurer leur fluidisation et donc un échange solide-liquide optimal, et ceci sans risque d’agglomération des grains. La grande surface disponible assure une réaction rapide et complète, d’où le nom de « décarbonatation catalytique » abusivement donné à ce procédé, , sachant que l’autre procédé principal (à recirculation de boue) procède du même phénomène.

Ces appareils présentent trois avantages :

  • faible encombrement au sol (mais forte hauteur) ;
  • possibilité de fonctionner sous pression ; en les combinant avec des filtres fermés, ils permettent de décarbonater une eau sans rupture de la charge hydraulique ;
  • obtention, au lieu de boues, de billes de l’ordre de 1 de diamètre, s’essorant très rapidement et pouvant être réutilisées (industrie, agriculture).

La décarbonatation en Gyrazur étant une cristallisation du carbonate de calcium sous forme de calcite au contact de la masse support de cristallisation, tout composé ne précipitant pas sous forme de cristaux doit être évité. Elle ne peut donc être mise en œuvre pour des eaux contenant trop de colloïdes ou de fer. En outre, il faut éviter la précipitation de la magnésie, qui réduit la vitesse de décantation des billes ou d’hydroxyde magnésium qui produit un floc léger qui sortira de l’appareil.

Le Gyrazur permet de restituer une eau décarbonatée contenant peu de MES, celles-ci étant essentiellement liées aux impuretés éventuelles du réactif utilisé.

description

Le Gyrazur (figure 24) est un appareil métallique qui se compose d’un empilement de trois cylindres, de diamètre croissant de la base au sommet, reliés entre eux par des troncs de cône:

  • l’eau brute est introduite horizontalement et tangentiellement en (1) dans la chambre de mélange, de manière à imprimer dans cette première chambre un mouvement ascendant hélicoïdal mettant en suspen­sion la partie la plus grossière de la masse support de cristallisation. En effet, comme tout lit fluidisé, celui- ci se classe : les petits germes récemment introduits restent dans la partie supérieure du lit et seuls les germes les plus enrobés redescendent dans le cylindre inférieur dont ils sont extraits de temps à autre (4) ;
  • la chaux est introduite en (3), dans la chambre de mélange (zone très agitée facilitant un mélange rapide), sous forme de lait de chaux ;
  • l’eau traitée, séparée de la masse support de cristallisation dans le cylindre supérieur (7), est collectée au sommet de l’appareil et évacuée en (2) ;
  • le grossissement des grains étant continu, il est nécessaire de compenser l’extraction des grains les plus gros en introduisant en (5) des germes fins pour les remplacer.
Image sécurisée
Figure 24. Réacteur Gyrazur

Des vitesses élevées, de 30 à 90 m · h–1, sont possibles dans la zone de séparation. La gamme de ces appa­reils permet de traiter des débits unitaires de 50 à 2 000 m3 · h–1. La photo 25 montre la partie supérieure de quatre Gyrazur assurant une décarbonatation partielle à la chaux d’une eau de réservoir eutrophe, pré-clari­fiée dans des décanteurs Pulsator.

Image sécurisée
Photo 26. Vue de la partie supérieure de 4 des 8 Gyrazur – Hanningfield (Essex & Suffolk Water, UK) – Débit : 230 000 m3 · j–1
pour aller plus loin :