chlore
Temps de lecture :Le chlore est l’agent oxydant et bactéricide le plus universel, mais il nécessite, pour des raisons de sécurité, le respect rigoureux de conditions particulières d’emploi. En dehors de son utilisation en prétraitement, il est employé en désinfection finale aux doses suivantes :
- eau potable : de l’ordre du mg · L–1 ;
- piscine : de l’ordre de 1 à 5 mg · L–1 ;
- eaux usées (éventuellement) après traitement biologique : de l’ordre de la dizaine de mg · L–1 ;
- en désinfection périodique de réservoirs et réseaux de distribution d’eau potable, à des doses de l’ordre de 10 mg · L–1 avec temps de contact de 24 heures, ou de 30 mg · L–1 avec projection à la lance sur les parois des ouvrages avant remplissage. Dans ce dernier cas, l’utilisation d’eau de javel est généralement préférée.
matériaux :
Le chlore sec et froid n’attaque pas les métaux courants, mais son agressivité est grande en présence d’humidité ou à chaud. Circuits et réservoirs doivent être maintenus parfaitement secs et protégés de tout échauffement.
principes de distribution et de dosage
Pour le stockage du chlore, il faut se reporter à la législation en vigueur, et aux indications générales du sous-chapitre 1 (dispositions générales).
À partir des récipients de stockage, la distribution du chlore vers l’organe de dosage (chloromètre) peut être réalisée :
- soit sous forme gazeuse, pour les faibles débits ;
- soit sous forme liquide pour les débits plus importants.
À la sortie du chloromètre, le chlore est véhiculé gazeux sous dépression jusqu’à l’hydroéjecteur où il est dissout dans l’eau motrice.
L’eau chlorée obtenue sera injectée au point d’utilisation.
distribution
Pour maintenir un écoulement de chlore gazeux à partir d’un récipient de chlore liquide, il faut apporter les calories nécessaires à la vaporisation (chaleur latente de vaporisation 56 kcal · kg–1 à 20 °C). De façon pratique, un tank d’une tonne de chlore peut distribuer (sans apport extérieur de calories) environ 10 kg de chlore à l’heure dans un local maintenu à 20 °C. Pour les débits supérieurs, les calories doivent être apportées par un évaporateur (bain thermostaté à 80 °C environ), le soutirage du chlore s’effectuant à partir des tanks non plus en phase gazeuse, mais en phase liquide.
dosage
Le chlore gazeux issu soit, directement des bouteilles ou tanks, soit des évaporateurs, est dosé et détendu à la pression d’utilisation dans un appareil appelé chloromètre.
Le principe des chloromètres sous vide est fondé sur une variation de débit de chlore par modulation d’une dépression créée par un hydroéjecteur où s’effectue la dissolution du chlore gazeux dans l’eau motrice.
appareils de dosage de chlore à fonctionnement sous vide
La technique des appareils fonctionnant sous vide s’est développée dans le double but d’assurer un arrêt automatique de la distribution de chlore s’il n’y a pas d’eau pour dissoudre celui-ci et aussi d’éviter un dégagement de chlore dans l’atmosphère si une fuite se produit.
Le vide est créé par un hydroéjecteur servant également à la dissolution du chlore dans l’eau.
chloromètre compact
Ce type d’appareil, particulièrement adapté aux petits débits de chlore, peut se monter directement sur la tête de la bouteille de chlore ; il y est quelquefois relié par une courte tuyauterie.
Les liaisons sont toujours les plus courtes, ce qui réduit les risques de fuite ; en revanche, si le chloromètre est monté directement sur la bouteille, il est nécessaire de prendre des précautions lors des manutentions puisqu’il faut alors le déposer à chaque changement de bouteille.
Le principe de cet appareil est illustré par la figure 14. L’eau de service sous pression, en traversant l’hydroéjecteur, provoque une dépression dans la conduite entre le débitmètre et l’hydroéjecteur. Cette dépression ouvre la soupape de sûreté du chloromètre. Le chlore aspiré traverse le chloromètre, le tube gradué du débitmètre puis le pointeau de réglage du débit. À l’hydroéjecteur, il se dissout instantanément dans l’eau de service pour former une solution chlorée. En cas de rupture accidentelle ou de fuite dans la tuyauterie qui relie l’hydroéjecteur au doseur, le vide est rompu sur le diaphragme, entraînant la fermeture de la soupape de sûreté d’arrivée de chlore.
Les modèles les plus utilisés offrent les possibilités suivantes :
- la possibilité de passage automatique par inversion d’une bouteille de chlore à une autre, lorsque la bouteille est vide ;
- la signalisation « bouteille vide » ou « manque de chlore ».
(Voir aussi figure 15 pour un chloromètre compact séparé.)
Ce type de chloromètre « compact » installable directement sur bouteille ou sur tank à chlore, est adapté à des dosages compris entre 5 et 4 000 g · h–1 de Cℓ2.
chloromètres à gros débit
Les chloromètres à gros débit fonctionnent comme les précédents, sous vide modulé, alimenté par un tank à chlore. Leur capacité peut atteindre 200 kg · h–1 (correspond à la capacité maximale d’un évaporateur). La figure 16 illustre un poste de dosage complet utilisant de tels chloromètres.
détection et neutralisation des fuites de chlore
Le chlore est un gaz jaune verdâtre, à odeur irritante. Deux fois et demie plus lourd que l’air, il stagne au ras du sol en cas de fuite.
Pour les stockages d’une certaine importance, la législation française impose l’installation, dans un local séparé (voir partie supérieure de la figure 16), d’un détecteur de fuites de chlore et d’un dispositif de neutralisation de ces fuites.
Le local de neutralisation comprend :
- un ventilateur (18) d’air chloré à neutraliser ;
- une tour de neutralisation avec un garnissage (17) ;
- une cuve de stockage (14) de la solution neutralisante, la pompe 15 assure l’aspersion du garnissage dès qu’une fuite est détectée ;
- le détecteur de fuite (19).
Les aspirations du détecteur de fuite et du ventilateur (18) d’air chloré sont situées en partie basse du local de stockage.
La solution neutralisante est généralement un mélange de soude et d’hyposulfite de sodium. La soude permet d’absorber le chlore et de le convertir en hypochlorite réduit ensuite en Cℓ–par l’hyposulfite.
La soude assure également la neutralisation de l’acidité libérée par action du chlore sur l’hyposulfite.
Il faut environ 1,1 kg d’hyposulfite et 1,7 kg de soude pour neutraliser 1 kg de chlore.
schéma d’installation complète
La figure 16 montre une installation de stockage, soutirage en phase liquide, évaporation (5) puis dosage en phase gazeuse (11 et 13), et neutralisation des fuites (14 à 19).
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