Brevet FR2171890A1 — publié le 19730928

La présente se rapporte à la stérilisation des eaux en vue de les rendre potables. Les eaux potables, industrielles ou de piscines sont couramment traitées au moyen des halogènes dont le pouvoir oxydant, germicide et désodorisant est bien connu. En ce qui concerne les eaux potables, le traitement de stérilisation le plus courant s'effectue par le chlore et ses dérivés (javellisation notamment). Le chlore libre a un pouvoir germicide élevé et sa présence dans l'eau distribuée aux consommateurs est habituellement consi dérée comme une protection indispensable contre les pollutions. Malheureusement, au cours des réactions complexes qui interviennent entre le chlore et les matières organiques polluantes, il se forme diverses chloramines, dont certaines risquent de ne pas être complètement éliminées par le chlore. Il peut donc arriver qu'en fin de réaction, l'eau distribuée ne contienne en fait que des chloramines, de pouvoir germicide très faible et dont certaines ont une odeur et un goût désagréables. Or, il est en pratique très difficile de maitriser la teneur résiduelle en chloramines dans l'eau distribuée. L'eau à traiter contient en effet une quantité plus ou moins grande de dérivés azotés, soit en fonction de la source d'approvisionnement (eau de puits ou eaux superficielles par exemple), soit du fait qu'elle a subi une contamination dans les canalisations. Lorsque la teneur de l'eau en matières organiques est en un point quelconque du reseau, particulièrement élevée, il devient pratiquement impossible de la rendre propre à la consommation domestique et agréable à boi -re, la dose que l'on accepte généralement d'introduire dans le traitement étant alors insuffisante pour faire que l'eau distribuée contienne du chlore libre résiduel.D'autre part, lorsqu'une telle contamination se produit en cours de réseau, la transformation du chlore en chloramines ne permet pas au chlore d'exercer sa puissante activité bactéricide, et les eaux très souvent, dans ces cas là, ne sont pas bacténologiquement potables. L'invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un procédé de stérilisation des eaux qui permette de les rendre potables avec plus d'efficacité et même dans des cas où les procédés de l'art antérieur risquent d'être inopérants. Elle a pour objet un procédé consistant principalement à conjuguer l'action du chlore et d'un autre halogène (brome ou iode), avec des doses telles, que par réactivation permanente de lthalogè- ne le moins oxydant par le plus oxydant, on maintienne dans liteau potable des réseaux d'adduction, un résiduel halogéné capable de détruire une éventuelle contamination en cours de réseau. Ce procédé laisse persister une faible quantité de dérivés chlorés, ce qui constitue une amélioration très nette, comparativement au procédé de stérilisation au chlore seul, qui, en cas de contamination ou d'insuffisance de chloration, conduisait à la formation définitive de chloramines, d'odeur et de goût désagréa- bles. La stérilisation des eaux non destinées à la consommation domestique au moyen d'un mélange chlore-brome à faible teneur en brome est déjà connue. (Dans ce cas, la quantité de brome est, par exemple, de 5 à 10% de la quantité de chlore). Un tel mélange possède en effet un pouvoir bactéricide très supérieur à celui de l'un ou l'autre de ces deux agents, pris individuellement. Suivant un mode d'exécution préféré, on utilise un mélange de chlore et d'un autre halogène (brome ou iode, ou les deux) tel que la teneur en halogène résiduel total soit du même ordre de grandeur que la teneur en chlore habituellement utilisée, la proportion entre le chlore et l'autre halogène étant comprise entre 10 à 50%. Ce mélange stérilise efficacement l'eau dans lequel il est introduit, permet de faire face à d'éventuelles contaminations, en cours de réseau et, surtout, ne détériore pas les propriétés organoleptiques de l'eau, les bromamines formées, offrant 1 'avan- tage de ne pas présenter de goût ni d'odeur désagréables. L'invention a encore pour objet un dispositif de traitement des eaux potables qui fait application du procédé susvisé, et est principalement caractérisé par des moyens d'analyser la teneur en halogènes additifs de l'eau à traiter et par des moyens d'introduire des quantités dosées de chlore et d'halogènes additifs dans l'eau préalablement analysée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après. Au dessin annexé La figure 1 représente schématiquement une forme d'exécution préférée du dispositif conforme à l'invention ; les figures 2 et 3 représentent deux variantes de ce dispositif. A la figure 1, on a représenté une installation du type général dans la demande de brevet français déposée le 7 Juin 1971 par la Demanderesse, pour : "Procédé et dispositif de fabrication de solutions d'halogènes et de leurs dérivés". L'installation comporte : un réacteur 1, des organes 2-3 d'injection, réacteur, d'une solution d'halogênures de potassium ou de sodium ; un circuit d'alimentation du réacteur en eau chlorée ; enfin, des moyens 12 d'analyser l'eau à traiter en vue de connai- tre sa teneur en ions brome. Ces derniers moyens sont connus en soi et peuvent même consister en un simple prélèvement d'échantillons destinés à effectuer le dosage du brome et des bromures. Un rotamètre 4 et une vanne de réglage 5 permettent d'injecter un débit d'eau brute contrôlé et réglable. Le circuit d'alimentation du réacteur en eau chlorée comprend en outre une pompe de surpression 6, un hydro-éjecteur ou venturi 7,une conduite de sortie 8 et une vanne 9. Il s'effectue dans ce circuit un enrichissement de l'eau brute en chlore, du fait de la circulation continue sous pression et en circuit fermé, accompagnée d'une injection permanente de chlore dans ce circuit. L'injection de chlore se fait en 7a par aspiration de chlore, de préférence à l'état gazeux, ou encore sous forme d'eau de chlore, ou d'un dérivé du chlore. La pompe 6 effectue un brassage qui facilite l'enrichissement en chlore et, par ailleurs, compense la perte de charge dans le circuit : l'eau de chlore soit donc sous pression par la conduite 8 et peut alimenter directement sous pression le réacteur 1. La cnncentration en chlore et le débit sont rigoureusement contrôlés. Le bromure est injecté au moyen de la pompe doseuse réglable 2 à partir du bac de 'stockage 3. Dans le réacteur 1, le chlore réagit avec le bromure pour donner un chlorure et du brome. L'appareil permettant de régler rigoureusement le dosage du chlore et du bromure qui entrent en réaction, la teneur en chlore et en brome libres sera constamment contrôlée. La solution contenant les halogènes à l'état libre est envoyée dans l'eau à stériliser. Les halogènes libres se combineront en cours de transport aux matières organiques qu'ils rencontreront, il y aura formation de chloramines, bromamines et/ou iodamines. Avant \qu'il ny ait formation d'amines, on aura utilisé la puissante activité bactéricide du chlore libre et des autres halogènes libres ; puis, à partir du moment où il y aura formation d'amines, ce qui est inévitable dans les réseaux, on utilisera les activités bactéricides des bromamines ou des iodamines, considérablement plus efficaces que celles des chloramines, pour faire face aux éventuelles contaminations. D'autre part, la formation d'amines autres que les chloramines est un avantage certain, car ni les bromamines ni les iodamines ne présentent le goût et l'odeur désagréables des chloramines. Si, compte tenu de la teneur initiale de l'eau brute à traiter en ions brome (teneur analysée en 12 : elle est généralement pratiquement nulle dans les eaux de surface, si bien que l'on pourra éventuellement, dans ce cas, se dispenser de l'analyse) lion dose convenablement la teneur en chlore de l'eau introduite par la conduite 8 et la teneur en brome de l'eau introduite par la conduite 11 dans le réacteur, l'on obtient à la fois un effet de stérilisation très efficace par le mélange chlore-brome et la destruction pratiquement complète des chloramines. A titre d'exemple préféré, on pourra introduire dans le réacteur de 0,1 à 0,3 ppm de brome pour 0,3 à 0,5 ppm de chlore. Dans le cas d'une eau dite "de profondeurs", l'appoint de brome en 11 pourra être très réduit, si l'eau contient initialement des bromures. Le réacteur 1 est avantageusement agencé, comme on l'a expliqué dans le brevet susvisé, pour assurer un mélange continu, l'eau bromée et une homogénéisation parfaite du mélange. L'eau chlorée injectée en 8 est elle-même déjà très homogène, grâce aux propriétés du circuit qui la produit. La vanne 10 permet de régler le débit de sortie de l'eau traitee et, en coopération avec les organes 4 et 5, d'assurer sa compensation exacte par apport d'eau brute, la quantité d'eau chlorée en circulation dans le circuit fermé restant ainsi constante. Dans la variante de la figure 2, représentée schématiquement, l'eau brute circule dans une canalisation 13, et de l'eau chlorée additionnée d'un bromure en proportions convenables est amenée en 14 dans un réacteur 15qui permet l'homogénéisation du mélange. Les produits de la réaction vont réagir sur les matières organiques de l'eau brute comme indiqué ci-dessus, tout en la stérilisant. A titre d'exemple, le chlore gazeux et la solution aqueuse de bromure sont irgectes dans le réacteur avec un débit contrôlé. La figure 3 illustre le fait que l'on peut encore introduire le chlore et le brome séparément dans la canalisation 13 où circule l'eau brute : le chlore est introduit en 16 ; le brome est introduit, soit en amont en 17a soit en aval en 17b. Dans ce schéma, les points d'injection du chlore et du brome peuvent être très éloignés l'un de l'autre. Les organes d'analyse et de dosage n'ont pas été figurés. Dans le procédé décrit, le chlore, aussi bien que le brome, l'iode ou le mélange des deux, peuvent être introduits sous diverses formes (pour le chlore : chlore gazeux, eau de chlore ou solution de dérivés chlorés, notamment eau de javel ; pour le brome : bromure, eau de brome, ou brome liquide). Les moyens d'introduction peuvent être variés (injecteur - venturi, pompe doseuse ou autres). L'opération de stérilisation décrite peut intervenir en amont ou en aval de tout autre traitement qui peut s'avérer nécessaire, tel que filtration, décantation, préchloration. REVENDICATIONS - 1.- Procédé de stérilisation des eaux en vue de les rendre potables, caractérisé par l'action conjuguée du chlore et d'un autre halogène (brome et/ou iode), avec des doses telles que, par réactivation permanente de l'halogène le moins oxydant par le plus oxydant, on maintienne dans 11 eau potable des réseaux d'adduction, un résiduel halogéné capable de détruire une éventutelle contamination en cours de réseau, 20 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par l'utilisation d'un mélange de chlore et d'un autre halogène tel que la teneur en halogène résiduel total soit du même ordre de grandeur que la teneur en chlore habituellement utilisée. 3,-- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par une proportion entre le chlore et l'autre halogène comprise entre 10 et 5O%oO 40 Dispositif de traitement des eaux potables faisant application du procédé selon la revendication 1, caractérisé par des moyens d'analyser la teneur en halogènes additifs de l'eau à traiter, et par des moyens d'introduire des quantités dosées de chlore et d'halogènes additifs dans l'eau préalablement ana lycée,