LE PHOSPHATOMÈTRE 270
Pour contrôler la teneur en phosphates des effluents, le « phosphatomètre » (type 270) analyse en continu cette teneur sur des échantillons prélevés sur la chaîne de traitement, et son signal de sortie agit directement sur les pompes doseuses. Celles-ci injectent le réactif dans le décanteur, proportionnellement à la teneur ainsi mesurée et, si nécessaire, proportionnellement au débit.
L'appareil est basé sur la mesure photocolorimétrique de l’échantillon d'effluent, après qu'il a été traité par une injection de vanadate-molybdate d’ammonium. La mesure est effectuée par un photomètre à deux faisceaux, équipé d'un pont de compensation à haute sensibilité. Les échelles de mesure les plus couramment utilisées s’étagent de 0 à 10, ou de 0 à 20 mg de PO₄/l ; il existe également des appareils à multi-échelles et multi-directions.
Le cycle d'analyse du phosphatomètre est de 30 minutes, ce qui est largement suffisant dans la pratique, des variations brutales de la teneur en phosphates n’étant pas à craindre.
LA PRISE D’ÉCHANTILLON
Il faut apporter le plus grand soin à la ligne d’échantillonnage ; en particulier, le choix de l'emplacement de la prise d’échantillon est primordial, car il faut recueillir un échantillon représentatif du milieu à analyser. Dans une station d’épuration communale, par exemple, cette prise s’effectue généralement en deux fois, l'une avant la préclarification et l'autre après la postclarification.
[Photo : Emplacement des prises d’échantillons sur une chaîne de traitement d’effluents urbains.]
Une filtration doit toujours être prévue pour éviter les dépôts dans la ligne d’échantillonnage, les systèmes de dosage, la cuvette de mesure, etc. Toutefois, il arrive que les bactéries qui ne peuvent être éliminées produisent à la longue un encrassement de la ligne, pouvant perturber le bon fonctionnement de l’appareil. Pour le combattre, on pratique l’injection cyclique d’une solution chlorée dans la tuyauterie.
[Photo : Schéma du traitement de l’échantillon et du dispositif de mesure des phosphates (1. H₂SO₄ ; 2. Molybdate ; 3. Solution réductrice ; 4. Enregistreur ; 5. Indicateur local ; 6. Amplificateur ; 7. Photodiode ; 8. Filtre de polarisation ; 9. Lampe du photomètre ; 10. Cuvette de mesure ; 11. Électro-vanne).]
Les schémas de la figure 2 reproduisent le principe du prélèvement ainsi que du dosage de l’échantillon et du réactif dans la cuvette de réaction.
LE TRAITEMENT DE L’ÉCHANTILLON
Lorsqu’on veut mesurer les polyphosphates et les phosphates totaux, l’échantillon subit un prétraitement par addition d’une solution d’acide sulfurique concentrée que l’on fait réagir environ trente minutes sous un réfrigérant à reflux ; cette opération a pour but de dissoudre le phosphate minéral, à l’exclusion des organophosphates.
À l’aide de cylindres doseurs (voir schéma) le dosage des réactifs et de l’échantillon est effectué ; ces derniers réagissent en produisant une coloration caractéristique dont l’intensité est mesurée à l’aide du photomètre, cette intensité étant proportionnelle à la teneur en phosphates.
Une mesure à blanc est effectuée avant chaque cycle d’analyse pour annuler les influences dues à l’encrassement des fenêtres du photomètre, au vieillissement de la lampe, etc.
Les analyseurs basés sur le principe de la photo-colorimétrie appliquée aux eaux de surface, de chaudières ou de rejet, permettent aussi la mesure d’autres composés tels que chromates, phénols, hydrogène sulfuré, fer dissous, fer total, cuivre, manganèse, silice, aluminium, etc.
[Photo : L’installation de dosage et de mesure (Fig. 3). 1 : dosage ; 2 : mélange ; 3 : mesure]
Le tableau ci-dessous en donne les principales applications.
| Catégories des eaux |
Utilisateurs |
Applications |
| Eaux potables |
Services publics |
Traitement des eaux de source |
|
Unités de production |
Traitement des eaux de rivière |
| Eaux industrielles |
Centrales électriques |
Traitement des eaux d’alimentation |
|
Unités de production |
Traitement des eaux de refroidissement |
| Eaux résiduaires |
Services publics |
Eaux usées communales |
|
Unités de production |
Eaux usées industrielles |
[Photo : Centrale thermique d’Abu Qir (Égypte). Dispositif de rack-analyse regroupant les mesures des paramètres : sodium, silice, oxygène et hydrogène dissous, pH, conductivité dans les eaux de chaudières.]
Les photocolorimètres, titrimètres et autres automates chimiques deviennent ainsi des outils indispensables aux industriels pour mesurer, contrôler et régler, en permettant de lutter efficacement contre la pollution des eaux.
