Le dessalement par le procédé d'électrodialyse aqualyzer S.R.T.I.

par Ingénieur – S.R.T.I. (Société de Recherches Techniques et Industrielles)

Le dessalement – Généralités

Les procédés de dessalement peuvent être classés en trois catégories :

• — Les procédés par changement d’état de la solution à dessaler : évaporation ou congélation.
• — Les procédés par membranes : électrodialyse et osmose inverse.
• — Les procédés par résines échangeuses d’ions.

Les procédés par changement d’état s’appliquent à des solutions concentrées (type eau de mer).

L’électrodialyse et l’osmose inverse s’adressent à des solutions moyennement concentrées (quelques grammes/litre).

Les procédés par résines sont surtout valables pour des traitements de finition destinés à enlever les derniers ppm.

Notre intention est de présenter un procédé de dessalement par électrodialyse issu d’une expérience consacrée par quelques décennies d’application à l’échelle du laboratoire et enfin adapté à la production industrielle d’eau douce ces toutes dernières années. Il s’agit du procédé et de l’appareillage proposés sous la désignation « AQUALYZER » (1).

L’ÉLECTRODIALYSE

Définition

La dialyse, phénomène purement diffusionnel, est le transfert des espèces dissoutes dans une solution, au travers d’une paroi, ici une membrane.

(1) Marque déposée mondialement par S.R.T.I.

Nos éminents collègues de Rhône-Poulenc : MM. FOUCRAS, MARZE et QUENTIN ont d'ailleurs posé d’une manière excellente les principes et définitions des procédés à membranes sur un plan général dans leur article publié dans un numéro antérieur de cette revue (II).

L’électrodialyse est ce transfert des espèces dissoutes ionisées (sels, acides, bases, minéraux ou organiques) au travers de membranes sous l'effet d'un champ électrique.

L’électrodialyse est donc un procédé, de nature électrochimique, qui permet d'extraire en partie ou en totalité les ions contenus dans une solution.

Mis en œuvre dans un appareil bien conçu, ce procédé ne modifie ni la température, ni l'acidité (pH), ni la composition de la solution en substances non ionisées. Il peut donc s’appliquer à tous les problèmes de dessalement, même ceux qui mettent en jeu des liquides « fragiles » ou thermo-sensibles.

Avec des membranes sans « perméabilité », l'électrodialyse est utilisée depuis une cinquantaine d’années en laboratoire pour débarrasser de leurs sels les solutions colloïdales. La découverte, il y a une vingtaine d'années, des premières membranes conductrices ioniques a complètement renouvelé le procédé.

La figure 1 illustre le principe de fonctionnement d'un électrodialyseur. Deux compartiments (1) et (2) sont séparés par des membranes alternativement anioniques et cationiques. Comme leur nom l'indique, les premières ne se laissent franchir que par les anions, les secondes que par les cations. Les cations migrent dans le sens du courant électrique : ils peuvent de ce fait sortir du compartiment (1) en traversant une membrane cationique, mais ils ne peuvent sortir du compartiment (2) car ils trouvent sur leur chemin une membrane anionique. Les anions migrent en sens inverse du courant électrique ; ils peuvent eux aussi sortir du compartiment (1) en traversant une membrane anionique, mais ils ne peuvent sortir du compartiment (2), car une membrane cationique leur barre le chemin. Par conséquent, le compartiment (1) s’appauvrit en sel dissous ; on l'appelle de ce fait compartiment de dilution ; le compartiment (2) s'enrichit en sel dissous ; on l’appelle compartiment de concentration. Il faut remarquer que les termes de « dilution » et de « concentration » ne s’appliquent qu'aux solutions dissoutes ionisées, la concentration des autres substances que peut contenir le liquide n’étant pas modifiée par le procédé.

La figure 2 montre le schéma de principe d'un électrodialyseur. L’appareil est constitué d'un grand nombre de compartiments, alimentés en série du point de vue électrique et en parallèle du point de vue hydraulique. Un compartiment sur deux est de dilution (1), un sur deux de concentration (2). Les compartiments sont limités par des membranes alternativement anioniques A et cationiques C.

Aux deux extrémités de l'appareil se trouvent les électrodes qui permettent de faire passer le courant électrique. L'ensemble possède une structure du type filtre-presse.

LES RECHERCHES EN ÉLECTRODIALYSE AU COURS DES 20 DERNIÈRES ANNÉES

Le principe d’un électrodialyseur paraît tellement simple que l'on peut se demander pourquoi l'électrodialyse n’a pas débouché plus tôt sur le plan industriel.

Les tentatives industrielles de ces vingt années passées tant en France qu’à l'étranger ont montré que, lorsque l’on passait de la théorie à la pratique, quantité de difficultés imprévues surgissaient : l'acidité de la solution traitée augmentait, des précipités obstruaient les compartiments et recouvraient la cathode, la résistance interne de l’appareil croissait en fonction du temps tandis que le rendement en courant diminuait, les membranes anioniques s’empoisonnaient... Bref, les pannes nécessitant le démontage de l’appareil étaient fréquentes et le coût de la maintenance élevé.

De nombreuses années de recherche et de développement ont permis aux ingénieurs de S.R.T.I. de résoudre toutes ces difficultés (appelées couramment phénomènes de polarisation), de s’affranchir de la contrainte des brevets étrangers et d’acquérir un know-how important.

Historiquement, des recherches sérieuses sur l'ensemble des phénomènes de polarisation ont été entreprises en 1967, indépendamment et simultanément par une équipe de S.R.T.I. et une équipe du M.I.T. aux États-Unis. Le résultat fondamental de ces recherches, confirmé par la suite par diverses autres études dont une effectuée sous l'égide de l'OSW (Office of Saline Water-USA), peut être résumé ainsi :

— la meilleure façon de lutter contre les phénomènes de polarisation consiste à accroître le gradient de vitesse de circulation du liquide à la surface de la membrane en se satisfaisant d’un écoulement laminaire.

La première partie de ce résultat était en fait connue depuis les travaux de TNO (Hollande) aux alentours de 1950.

Pour accroître le gradient de vitesse à la surface de la membrane, TNO avait adopté la solution qui consiste à accroître la vitesse de circulation du liquide dans les compartiments et à réaliser un écoulement turbulent. La turbulence était obtenue à la fois par l'accroissement de la vitesse et par la disposition entre les membranes d’obstacles judicieusement choisis (« turbulence promoters »).

L'inconvénient d’une vitesse de circulation élevée vient de ce que le temps passé par le liquide à traiter dans les compartiments de dilution est court, et que par conséquent le taux de dessalement est faible. Pour pallier cet inconvénient, les chercheurs de TNO avaient imaginé le cadre tortueux ou « long-path ». Ils avaient cependant commis une erreur, celle qui consiste à faire circuler dilué et concentré à courants croisés ou à contre-courant comme il est d’usage en génie chimique. Le mérite revient à IONICS d’avoir montré tous les avantages d’une circulation en parallèle du dilué et du concentré.

Pendant une quinzaine d'années, la réalisation d’un écoulement turbulent et l'utilisation de cadres tortueux constituèrent la supériorité d'IONICS sur tous ses concurrents. Le mérite revient aux chercheurs de S.R.T.I. d’avoir ouvert une nouvelle voie en montrant que la meilleure façon d’accroître le gradient de vitesse consiste à réaliser [...]

(II) Voir « L'EAU ET L’INDUSTRIE », n° 2, page 27 et suivantes : « Les procédés à membranes artificielles et leur application dans le domaine de l'eau - Osmose inverse et ultra-filtration ».

un écoulement laminaire dans un compartiment de faible épaisseur (quelques dixièmes de millimètres). En effet, si l'on diminue l’épaisseur d'un compartiment dans lequel l’écoulement est turbulent, les deux couches limites hydrodynamiques finissent par se rejoindre et l’écoulement devient progressivement du type laminaire.

Si l'on diminue encore l’épaisseur, le gradient de vitesse croît à la surface de la membrane, lorsque la vitesse moyenne de circulation reste constante.

Des recherches technologiques permirent aux ingénieurs de S.R.T.I. de faire passer l'épaisseur d'un compartiment de 1,5 à 0,35 mm. La densité de courant limite a été multipliée par quatre et les phénomènes de polarisation par variations locales de pH ont complètement disparu.

L'adoption d'une épaisseur de compartiment très faible conduit, avec les cadres type « long-path », à une perte de charge prohibitive : ce type de cadre doit être abandonné au profit d’un cadre de chemin plus simple. L'abandon du « long-path » présentait cependant un danger : celui de ne pas obtenir une circulation uniforme du liquide dans tout le compartiment. Une étude expérimentale entreprise en 1967-1968 dans le cadre d'un contrat D.R.M.E., utilisant des techniques fines de visualisation des écoulements, et complétée par des calculs effectués par la SOGREAH, a permis de mettre au point une forme de cadre-séparateur assurant une répartition uniforme du liquide dans tout le compartiment.

À cette occasion, fut reconnue la nécessité de réaliser cadre et séparateur en une seule pièce, pour éviter les écoulements préférentiels. Une autre étude permit de préciser les conditions de débit et de pression pour lesquelles le liquide se répartit uniformément entre plusieurs centaines de compartiments, tous alimentés en parallèle du point de vue hydraulique. Tous ces travaux aboutirent en 1968 à la réalisation, par S.R.T.I., du premier empilement à compartiments très minces (350 µ d’épaisseur). Il s'agissait d'une maquette de laboratoire spécialement conçue pour mesurer la variation de la densité de courant avec la distance (comptée dans le sens de l'écoulement) ; un bon accord fut trouvé entre l'expérience et la théorie, et l'ensemble de ces travaux fit l'objet d'une communication au congrès du C.I.T.C.E. à Strasbourg en 1969 complétant celle qui avait été faite au congrès de l'Electrochemical Society à Boston en 1968.

LE PROCÉDÉ « AQUALYZER »®

Les recherches qui viennent d’être exposées ont permis de constituer à S.R.T.I. une équipe spécialisée dans la résolution des problèmes d’écoulement et de transfert de matière dans les empilements du type filtre-presse. Une structure très efficace, évitant la polarisation des membranes, a été mise au point.

Quelques chiffres permettent de situer cette réalisation :

• — surface utile d’un cadre : 230 cm² (petits cadres) ; 1 880 cm² (moyens cadres) ; 3 621 cm² (grands cadres)
• — épaisseur d’un compartiment : 0,35 mm
• — vitesse moyenne de circulation du fluide : 20 cm/s
• — perte de charge : 2 bars
• — gradient de vitesse à la surface des membranes : supérieur à 1,5 × 10⁶ s⁻¹
• — densité de courant limite : 40 mA/cm² pour une solution de NaCl de 2 g/l.

À notre connaissance, les appareils d’électrodialyse de S.R.T.I. détiennent le record de minceur des compartiments. Certes, des essais ont été faits dans d'autres laboratoires pour diminuer l'épaisseur des compartiments jusqu’à 100 µ. S.R.T.I. est la seule société ayant réussi à optimiser des cadres de 350 µ d'épaisseur aux stades pilote et industriel.

Le procédé mis en œuvre dans tous les AQUALYZER® S.R.T.I. est caractérisé par une géométrie et une technologie de cellule d’électrodialyse permettant :

• — des densités de courant, hors régime de polarisation, accrues,
• — un fort taux de dessalement,
• — un faible taux de polarisation réduisant au maximum les risques d’entartrage,
• — une réduction des surfaces des membranes,
• — une haute compacité du réacteur.

Dans sa forme actuelle, le procédé AQUALYZER assure :

• — une grande simplicité de technologie malgré un automatisme complet au service d'une fiabilité accrue,
• — une réduction de la consommation de produits chimiques (acide et polymétaphosphates).

APPLICATION DU PROCÉDÉ « AQUALYZER »

Les travaux de développement ont permis de réaliser des appareils modulaires entièrement automatiques capables d’assurer des productions allant de quelques m³/j à 100 m³/j pour les unités pilotes, jusqu’à plusieurs milliers de m³/j pour les unités industrielles.

Jusqu’en 1970, tous les efforts avaient été orientés vers le dessalement des eaux.

Depuis, S.R.T.I. a valorisé le procédé d’électrodialyse dans d’autres domaines :

• — industrie alimentaire (dessalement, désacidification, acidification ou, d’une façon plus générale, modification de la composition ionique), liquides biologiques d’origine animale (lait et sous-produits du lait ; lactosérum, babeurre) ou végétale (jus de fruits, jus de sucrerie, hydrolysats de protéines, etc.)

M. P. PIERRARD.

QUELQUES RÉFÉRENCES

E.D.F. — UNIVERSITÉ DE POITIERS — NORDON (U.R.S.S.) — KIEL (ALLEMAGNE FÉDÉRALE) — B.M.I. (ALLEMAGNE FÉDÉRALE) — MEGGLE (ALLEMAGNE FÉDÉRALE) — MILIKO (IRLANDE) — D.M.V. (PAYS-BAS) — VALIO (FINLANDE) — TAIF (ARABIE SAOUDITE) — BOLAIDOR — LOEVENBRUCK — PROSPÉRITÉ FERMIÈRE — TRIBALLAT — STENVAL — LACTO-FRANCE

APPLICATION DE L’ÉLECTRODIALYSE

Dessalement

• — des eaux de mer
• — des eaux saumâtres

POUR :

• — villes côtières
• — villages zones arides
• — bases pétrolières
• — îles
• — hôtels - résidences
• — postes isolés
• — navigation de plaisance
• — bateaux de pêche
• — usines

Concentration

des eaux ou effluents

• — récupération ou production de saumures très concentrées
• — pour en extraire les produits valorisables ou les nuisances
• — recycler l'eau

POUR :

• — fabrication de sel gemme
• — élimination de sels, acides, bases pouvant conduire à la pollution
• — produits photographiques
• — galvanoplastie
• — industrie chimique (engrais)
• — papeteries

Déminéralisation sélective

• — élimination des sels, acides ou bases, minéraux ou organiques ionisés, en laissant intacts les solutés non ou faiblement ionisés
• — sucres
• — protéines
• — graisses

POUR :

• — laiteries : lactosérum déminéralisé
• — lait maternisé
• — lait de régime
• — jus de fruits
• — désacidification (acide tartrique)
• — conserverie
• — dessalage des hydrolysats de protéines

Réaction chimique en continu

• — réaction de substitution, remplacement d’un ion par un autre

exemple :

• — jus de citron
• — jus de pamplemousse
• — enzymes
• — vitamines
• — réaction de double échange

Dépense en énergie à prévoir pour une eau saumâtre (TDS 9 g/l) : entre 1,25 à 3 kWh/kg de sel extrait.

Du 14 au 18 juin 1977, à Bâle (Suisse)

Le 7ᵉ Salon International et les Journées d’Information « PRO-AQUA - PRO-VITA »

La première édition du Salon International PRO-AQUA - PRO-VITA a eu lieu en 1958 ; lors de la dernière, en 1974, les organisateurs avaient reçu l’adhésion de 353 exposants de 17 pays, sur une surface de 32 800 m², et accueilli plus de 20 000 visiteurs, en principe tous des professionnels.

Devenu un Salon International de la protection en milieu vital, PRO-AQUA - PRO-VITA est patronné par les associations suisses compétentes en matière d’environnement et présentera, du 14 au 18 juin 1977, dans les locaux de la Foire Suisse d’Échantillons de Bâle, un panorama international des domaines techniques de l’environnement :

EAU — EAUX USÉES — DÉCHETS — AIR — BRUIT

Parallèlement à l’exposition se tiendront des Journées d’Information internationales, renouvelant celles de 1974 qui avaient été suivies à l’époque par 925 participants venus de 24 pays.

En voici le programme préliminaire (uniquement pour ce qui concerne la partie « EAU », qui intéresse notre revue) :

PROGRAMME PRÉLIMINAIRE

JOURNÉES D’INFORMATION

PRO-AQUA — PRO-VITA

13-15 JUIN (LUNDI-MERCREDI)

EAUX USÉES

I. Surveillance de l’exploitation de la station d’épuration  
a) Prélèvement d’échantillons et analyses chimiques pour définir l’effet d’épuration et du traitement des boues dans les stations d’épuration.  
b) Équipement des laboratoires des stations d’épuration.  
c) Perspectives d’avenir de la surveillance automatique permanente des paramètres d’épuration.  
d) Contrôle de la qualité des boues pour leur recyclage ultérieur (engrais, matières nuisibles, hygiène).

II. Dernières expériences dans l’exploitation des stations d’épuration  
a) Connaissances pratiques dans l’exploitation des stations de traitement actif des boues au plan de la régulation en oxygène et de la production des boues.  
b) Connaissances biologiques et économiques tirées de l’application d’oxygène pur dans les stations de traitement actif des boues.  
c) Application d’oxygène (pur) pour l’épuration biologique des eaux de l’industrie chimique.

III. Méthodes et expériences réalisées jusqu’ici avec l’épuration permanente des eaux usées  
a) Charge des eaux d’origine naturelle et artificielle en matières nuisibles organiques et inorganiques.  
b) Coup d’œil d’ensemble sur l’application pratique de l’épuration permanente.  
c) Expériences sur le traitement secondaire biologique des eaux épurées par installations de filtres.

IV. Le traitement d’eaux usées difficiles à épurer  
a) Difficultés dans l’épuration d’eaux usées industrielles.  
b) Le traitement des eaux usées chimiques dans l’industrie chimique.  
c) Le traitement des eaux usées de l’industrie alimentaire et des boissons.

V. État actuel des eaux en Suisse  
1. Coup d’œil sur l’évolution récente des lacs.  
2. État biologique des cours d’eau.  
3. Un lac peut-il être assaini ?  
   a) Assainissement lacustre du point de vue limnologique.  
   b) La réaction d’un lac sous l’angle de la déphosphatation au vu de l’expérience du lac de Zurich.

16 JUIN (JEUDI)

Propositions d’excursions VSA

STEP Sisseln (La Roche, industrie chimique)  
– Lit bactérien dégrossisseur, installation biologique à deux étapes, partiellement couverte.

STEP Grenzach (Ciba-Geigy)

Fabrique de cellulose d’Attisholz – installations de l’usine  
– Usine d’incinération d’ordures (UIO)  
– Station d’épuration biologique (STEPB)  
– Station d’épuration mécanique (STEPM)

UIO + STEP d’Emmenspitz, Soleure

STEP Bibertal — Hegau, station internationale STEP Reli, Schaffhouse STEP Zofingue, biologique à deux étapes Fabrique de farine de viande, Zurich UIO von Roll et Martin Préparation de scories pour la construction routière. AUTRES MANIFESTATIONS MERCREDI 15 JUIN 1977 Réception des congressistes par les autorités fédérales et cantonales ainsi que de la Foire suisse d'Échantillons. JEUDI 16 JUIN 1977 Eau : 1. Implications économico-hydrauliques et climatiques du détournement de l'Ob et de la mer Sibérienne. 2. Études spécifiques de planification de ressources hydrauliques. 3. De l'application du procédé d’absorption dans la préparation d'eau potable. 4. Fonctionnement et importance de la zone non saturée dans la mesure de la zone de protection. 5. Le come-back du puits vertical Le grand puits vertical, principes de mesure et expériences d’exploitation. JEUDI 16, VENDREDI 17 JUIN 1977 3° groupe de problèmes : Derniers développements dans le domaine du traitement thermique des déchets solides et boueux 1° exposé : le procédé par incinération. 2° exposé : le procédé anaérobique, par exclusion d’air. 3° exposé : émissions et immissions dans le procédé thermique. 4° exposé : dernières évolutions et expériences dans le domaine du procédé thermique. MERCREDI 15 JUIN 1977 Excursions : a) UIO Zurich b) MiRA, Bienne. VENDREDI 17 JUIN 1977 Après-midi : visite de l'exposition Pro Aqua — Pro Vita, suivie éventuellement d'une excursion en bateau sur le Rhin. Renseignements Secrétariat Pro Aqua — Pro Vita 77 c/o Foire Suisse d'Échantillons Case postale CH-4021 Bâle/Suisse Téléphone : 061 26 20 20 Télex : 62680 fairs ch. Organisateurs Pro Aqua S.A. et Société coopérative Foire Suisse d'Échantillons Bâle.

A travers les Stands...

au « SIMA 1977 », une place pour l'eau...

Le 48ᵉ Salon International de la Machine Agricole (S.I.M.A.) qui s'est tenu à Paris, Porte de Versailles, du 6 au 13 mars 1977, comportait, comme il est de tradition, une importante section d’hydraulique agricole.

Étaient ainsi présentés, par des exposants constructeurs spécialisés, des appareils et des installations complètes d'irrigation, de drainage, des pompes en tous genres, éoliennes, arroseurs, etc., avec beaucoup de nouveautés ou tout au moins de perfectionnements en matière d'irrigation.

Parmi les industriels exposants ont été remarqués :

MATÉRIELS - PRODUITS

NOTRE SÉLECTION

Cette rubrique est ouverte à nos annonceurs et abonnés.

Les notes techniques concernant les matériels ou produits ayant une application dans le domaine de l'Eau sont à envoyer à « L'EAU ET L'INDUSTRIE », Service « Matériels-Produits-Fiches techniques », M. G. de la Porte, 7, avenue F.-D.-Roosevelt, 75008 Paris - Tél. 225.83.60.

SYGEF D. 227

C'est la dénomination d'un système composé d'éléments de tuyauterie (tubes-raccords et robinets) tous réalisés en un matériau nouveau : le polyfluorure de vinylidène (P.V.D.F.).

L'assemblage, parfaitement sûr, se fait par soudage dans l'emboîture.

Toutes les dimensions du diamètre nominal 16 au diamètre 110 sont offertes.

Les canalisations réalisées selon le système SYGEF admettent une pression de service de 16 bar à 20 °C et des températures allant de − 50 à 140 °C.

Leur tenue à la plupart des produits chimiques est excellente.

L'homogénéité de la matière des différents éléments est la meilleure garantie du système, qui est appelé sans doute à remplacer d'autres produits plus onéreux et d'une durée de vie moindre.

La photo montre une installation du système dans une usine de fabrication de papier.

SYSTÈMES AUTOMATIQUES DE PURGES DE CHAUDIÈRES D. 228

Ces systèmes permettent de serrer au plus près le taux de purge optimal d'une chaudière donnée, la mettant ainsi à l'abri de tout raccourcissement — onéreux — de sa durée de vie et réduisant très notablement les dépenses de fuel, d'eau, d'additifs et de main-d'œuvre.

Le taux de solides dissous, directement lié au pouvoir entartrant de l'eau, est régulé au travers de la conductivité ; celle-ci est mesurée par une sonde spécifique montée — selon la pression de travail — soit directement sur la ligne de purge continue, soit sur une ligne de prélèvement.

De la comparaison des valeurs expérimentales à un point de consigne mis en mémoire découle le réglage automatique de la vanne de purge.

Une étude comparative de coûts de fonctionnement d’unités de production de vapeur à purge soit manuelle soit automatique montre que l'amortissement d'un tel système de purge automatique est atteint en un laps de temps plus que raisonnable : pour une production de 25 t/h sous 16 bar avec 60 % de retours et un rendement global de 80 %, le gain total sur l'eau, le fuel et la main-d'œuvre s’élève à 30 000 F/an.

TARLON D. 229

Membranes synthétiques d'étanchéité ; armées d'un non-tissé, elles présentent des performances particulièrement adaptées aux ouvrages en terre où la membrane n'est pas solidaire du sol.

C'est ainsi que les résistances à la déchirure, à l'allongement, à l'éclatement et à la stabilité dimensionnelle des membranes armées de non-tissé sont souvent doublées et plus, par rapport aux mêmes feuilles sans support.

Les résistances à l'extraction par l'eau, aux bactéries, aux champignons permettent de les enterrer dans tous les sols habituels. La résistance au vieillissement par les UV et l’ozone, notamment sous tension, permet de les utiliser sans protection.

La gamme des résistances chimiques offertes par chaque formulation de ces membranes offre une étanchéité convenable pour :

• — les rétentions d'eau claires ou à décanter ;
• — les lagunes d'épuration d’industries diverses, eaux usées urbaines, agro-alimentaires, rejets acides ou basiques divers.

• — les bassins de neutralisation.
• — les cuvettes de rétention d’hydrocarbures.
• — les fosses à lisier.
• — les décharges contrôlées, etc.

L’industrialisation du procédé de fabrication des membranes et de l’assemblage en atelier. La rapidité de mise en place in situ font de cette technologie une solution économique. De grands panneaux pré-assemblés en atelier par soudure sont déroulés sur le terrain, mis en forme et soudés entre eux pour ne former qu’une seule nappe étanche ancrée en tête de talus pour éviter tout déplacement.

ENSEMBLES « POLLUTRONICS » D. 230

Ces systèmes conçus pour traiter les rejets industriels contenant des cyanures de phosphate et des métaux lourds tels que : chrome, nickel, cuivre, zinc, plomb et étain, soit par les méthodes chimiques conventionnelles, soit par des résines échangeuses d’ions, se caractérisent par :

• — leur caractère modulaire pré-assemblé, ce qui signifie une installation plus facile et un moindre coût,
• — la possibilité d’adjoindre de nouveaux modules en fonction de l’évolution des besoins,
• — responsabilité complète du système, y compris l’instrumentation, les pompes et éventuellement l’équipement de déshydratation des boues,
• — revêtement interne et externe de cuves de traitement résistantes à la corrosion afin d’assurer une durée de vie plus élevée et cela avec un coût de maintenance minimal,
• — instrumentation moderne entièrement réalisée avec des circuits intégrés pour obtenir précision de mesures et maintenance aisée (cartes-circuits imprimés interchangeables),
• — possibilité de réaliser des ensembles fonctionnant en circuit fermé en combinant un traitement chimique et des résines échangeuses d’ions et cela dans le même système de traitement,
• — ensembles de destruction des cyanures ou du chrome hexavalent comportant des cuves de traitement couvertes équipées d’ensembles d’aspiration des vapeurs afin d’éliminer toute odeur qui pourrait apparaître durant le traitement.

BIODETECTEUR D. 231

Pour le contrôle de la qualité des eaux, cet appareil s’adresse particulièrement aux utilisateurs d’eaux responsables de stations de traitement, aux industriels pollueurs, aux laboratoires, aux administrations, aux pêcheurs…

Il constitue un test global et intégrateur, utilisant une jeune truite, 10 cm environ, qui résiste à un courant circulaire et un courant centripète dans un récipient en forme de cône. Dès la mort de la truite, celle-ci est aspirée dans l’orifice d’évacuation qu’elle obstrue. Le niveau d’eau s’élève et déclenche une alarme et arrête l’arrivée d’eau. Un bac tampon permet de conserver l’eau pour prélèvement.

Par ailleurs, le biodétecteur indique la date et l’heure de la pollution ; il est prévu pour délivrer des contacts d’alarme permettant soit de mettre en route d’autres appareils (vannes, préleveurs d’échantillons…) ou de transmettre l’alarme à distance.

Le biodétecteur dispose d’autre part d’un pot mélangeur permettant de diluer l’eau analysée dans le cas où cette eau est trop toxique pour la survie de la truite.

Enfin, il est équipé d’un vivier complet avec aération et réfrigération de façon à garder en réserve quelques truites dans de bonnes conditions.

Caractéristiques :

• H : 1400 mm,
• L : 1900 mm,
• l : 500 mm.

• Poids vide : 100 kg
• pompe électromagnétique anticorrosive : 600 l/h
• vivier avec éclairage et filtration : 100 l
• bac tampon : 100 l
• groupe de réfrigération autorégulé à 14 °C
• aérateur oxymétrique
• horloge électronique
• contacts disponibles pour télécommandes
• alarme sonore et lumineux incorporés
• appareils protégés contre la corrosion et l’oxydation. Plusieurs options intéressantes sont possibles.

DEBITMETRES A JAUGES DE CONTRAINTES D. 232

Ces débitmètres, sans aucune pièce mobile, donc sans aucune usure, mesurent le débit comme étant le produit des forces dynamiques s’exerçant sur une sonde fixe immergée dans le fluide à mesurer. Une jauge de contrainte traduit cet effort en signal électrique, et ce principe assure une fiabilité exceptionnelle alliée à une très longue durée de vie.

• — En option, ce débitmètre peut être bi-directionnel, la polarité du signal de sortie indiquant le sens du débit.
• — Tous types de fluides, liquides ou gazeux, mêmes liquides fortement chargés, boueux, visqueux ou cristallisables, peuvent être mesurés par ce procédé, dans une gamme de température allant de – 54 ° à + 150 °C.
• — Une série spéciale couvre les températures cryogéniques, une autre permet de mesurer des fluides jusqu’à 400 °C.
• — La calibration est normalement effectuée en usine avant l’expédition, et elle peut être à tout moment vérifiée par un système très simple, l’appareil étant en place.
• — L’étendue de mesure est normalement de 1 à 10. Elle peut être portée de 1 à 25, avec une instrumentation appropriée. Les vitesses recommandées (en débit d’eau équivalent) sont de 1 à 5 m/sec.

— La précision est meilleure que 0,5 % pleine échelle avec une répétabilité de 0,15 %.

— La série « MARK V » se présente sous forme d'un corps de mesure adapté à un diamètre de conduite donné, se raccordant par filetage (pour diamètre de 1/2" à 2") ou par brides (de 1" à 4"). Les « SONDES MARK V » sont livrées sans corps de mesure ; elles peuvent être montées à poste fixe sur un piquage dans une conduite de n'importe quel diamètre à partir de 4", ou bien être rétractables.

— Les alimentations, groupant ou non des fonctions de transmission d'un signal linéarisé, l'indication du débit instantané, l'intégration ou l'enregistrement, peuvent être prévues sous coffrets conventionnels ou antidéflagrants.

En complément : un micro-débitmètre « MARK X » basé sur un transformateur différentiel (LVDT) qui permet de mesurer, contrôler et enregistrer des débits à partir de 3 cm³/minute, avec des plages de mesure variables, par exemple de 3 à 100 cm³/min jusqu'à 4000 cm³/min.

Ce micro-débitmètre pèse 1,5 kg, il a une précision de 0,5 % pleine échelle et introduit une perte de charge de 0,07 bar. Il autorise une pression nominale de 250 à 300 bars, et peut être connecté à une série d'instruments comme les débitmètres précédents.

Bien entendu, ces débitmètres sont adaptables sur toutes conduites de dimension métrique, de 12 à 100 mm de diamètre pour la version « MARK V », et pour la version « SONDE MARK V » sur toute conduite à partir de 100 mm et sans limitation de diamètre.

LE « 204 » D. 233

Nouveau chromatographe en phase gazeuse de conception modulaire dont le four de base est prévu pour contenir 1 ou 2 colonnes et le four des détecteurs pour contenir deux détecteurs différents permettant de construire toute une gamme de chromatographes adaptés aux besoins de l'utilisateur.

La gamme des appareils 204 s'étend ainsi depuis le chromatographe simple colonne, monodétecteur, température isotherme jusqu'au chromatographe double détecteur, double colonne, température programmée automatique, injecteur automatique...

Le 204 a été conçu pour faciliter au maximum le travail de l'opérateur et éviter les erreurs de manipulation.

Caractéristiques :

— 5 types de détecteurs utilisables :

∘ Ionisation de flamme.

∘ Catharomètre.

∘ Photomètre de flamme.

∘ Capture d'électrons.

∘ Ionisation de flamme alcaline.

— Réglage digital des températures.

— Électromètres à « bouton poussoir ».

— Lampes témoins pour indiquer la polarité dans le cas de deux détecteurs en différentiel.

— Lampes témoins « Ready » pour les températures des colonnes, des détecteurs et des injecteurs.

CONDUCTIVIMÈTRES « À 4 ÉLECTRODES » D. 234

Il est difficile d'effectuer les mesures industrielles de la conductivité lorsqu'il s'agit de concentration des bains de dégraissage, de commande des eaux de rinçage, etc., sans que la mesure soit perturbée par la polarisation des électrodes, créée par le courant électrique qui les parcourt.

Ces appareils nouveaux sont basés sur le principe dit « à 4 électrodes », principe qui sépare les électrodes d'application du champ électrique des électrodes de mesure. De ce fait, l'effet de polarisation est complètement éliminé. Les liquides concernés sont souvent chargés de matières salissantes et il est donc appréciable de constater que le système multiélectrodes est très peu sensible aux dépôts encrassants. À titre d'exemple, la réduction de la surface des électrodes à 1/7 de leur dimension initiale provoque une erreur de 16 %, alors que la mesure classique à 2 électrodes serait faussée de 62 %. Cette insensibilité au salissement est améliorée par la multiplication des électrodes de mesure et leur disposition géométrique.

Le montage industriel se fait soit en immersion, soit en écoulement sur un échantillon en dérivation (voir photo).

D. 235

POMPES DOSEUSES VOLUMÉTRIQUES À MEMBRANE

Conçues spécialement pour le conditionnement des eaux, les pompes M. 18 - 28 - 38, du type volumétrique à membrane, trouvent des applications multiples dans de très nombreux domaines. Compactes, robustes, précises, économiques, elles assurent des débits de 0,12 à 10 L/h sous des pressions atteignant 12 bars. Elles sont réglables en marche et peuvent être fixées sur plan horizontal ou vertical. Elles sont livrées avec canne d'injection, crépine d'aspiration, 6 mètres de tube pour raccordement et lot de pièces de rechange.

D. 236

NOUVELLES PILULES À DISSOLUTION RAPIDE

Le DPD (Diéthyl-para-Phénylène-Diamine), déjà commercialisé à l'état de poudre, de pilules et comprimés, est maintenant dosé avec une plus grande précision pour permettre de déterminer séparément la teneur en chlore libre, mono, di et tri-chloramines, mais aussi les autres oxydants présents, tels que l'ozone, le bioxyde de chlore et le chrome.

Nouveauté du mode opératoire : la pilule n’est introduite dans l’éprouvette qu’après l'eau à analyser.

D. 237

PETITES STATIONS D’ÉPURATION

Proposés aux collectivités locales, publiques ou privées, ces appareils peuvent traiter, par voie biologique, les effluents jusqu’à 1 200 usagers.

Le système modulaire employé pour la construction des appareils permet d'adapter chaque module au nombre d’équivalents-habitants raccordés ; chacun des modules est alimenté par un système de pompes fonctionnant en inversion automatique.

D. 238

GROUPES INTÉGRÉS POMPAGE-FILTRAGE

Ces unités permettent la manutention et le traitement de solutions corrosives pour des débits de 200 litres à 60 mètres cubes heure ; elles sont particulièrement adaptées aux industries des traitements de surface. Elles ont été réalisées par la combinaison des pompes à membrane Flexiliner et Chemgard avec des cartouches filtrantes, selon le même principe d'élimination de tout contact entre les solutions à filtrer et des parties métalliques.

Les solutions à deux ou plusieurs éléments permettent un fonctionnement en continu ainsi que le changement de cartouches sans vidange du système. Ces ensembles sont montés sur des plaques rigides en acier inoxydable.

Les cartouches en fibre polypropylène sont adaptées à l'élimination de solides de 10 à 50 microns. Avec le type en polypropylène tissé, on dispose d'éléments correspondant à des particules de 5, 10, 25, 75 et 100 microns. Enfin, le type en polypropylène plissé permet d’atteindre un rendement de filtration de 98 % jusqu'à 5 microns et 100 % à 25 microns. Dans ce cas, le tube central est en polypropylène perforé et la durée de ces types de cartouches est de 10 à 30 fois supérieure à celle des cartouches conventionnelles. Suivant le type des élastomères mis en œuvre, on peut admettre des températures de 130 °C.

En règle générale :

• — les cartouches du type 50, 75 ou 100 microns sont employées en début de nettoyage lorsqu’un adjuvant de filtration n'est utilisé ;
• — les cartouches de 10, 15, 20 et 30 microns répondent aux besoins de la filtration continue ;
• — les solutions acides nécessitent une filtration plus fine que les solutions alcalines. On utilise en général des cartouches de 30 microns pour les solutions alcalines et de 15 microns pour les solutions acides ou comme supports des adjuvants de filtration.

Ce nouveau développement permet de résoudre avec une grande efficacité les problèmes de traitement, manutention et filtration de solutions particulièrement corrosives.

FILTRE À BANDES PRESSEUSES

D. 239

Nouveau, simple, efficace, ce filtre est particulièrement intéressant pour la déshydratation des boues d’eaux résiduaires urbaines et industrielles.

Son fonctionnement est le suivant :

La boue préalablement floculée est déversée par l’alimenteur (7) sur le tamis d’égouttage à larges mailles (1). Elle subit un premier essorage progressif sous l'action des cylindres presseurs (11). Après avoir perdu 60 à 80 % de son eau, la boue est séparée du tamis d'égouttage (1) par un racleur (12). Elle tombe sur le tapis de pressage (2) dont les mailles sont 5 à 20 fois plus serrées que celles du tamis d’égouttage (1).

Des rouleaux (6) écrasent successivement et progressivement la couche de boue contre le tambour (3) l’eau s’écoulant au travers du tamis de pression (2).

Enfin, la siccité et la consistance atteintes par la boue permettent son laminage et son essorage final sous forte pression entre le cylindre (4) et le tambour (3). La boue essorée est détachée du tamis de pression (2) par un racleur (13) pour être évacuée par un moyen approprié (14).

Les tamis filtrants (1) et (2) sont nettoyés en permanence par des rampes de lavage à pulvérisateurs (10).

Les eaux de lavage récupérées peuvent éventuellement être recyclées sur l'appareil quand un effluent clair est exigé.

L’effluent de l'égouttage peut être repris partiellement par une pompe et être utilisé pour le lavage des tamis filtrants (1) et (2).

Ses avantages :

— Le circuit des boues est particulièrement simple, ce qui réduit les prix d’achat et les coûts d'utilisation. — Les tamis d’égouttage et de pression étant différents, leur qualité et leurs perforations sont adaptées aux fonctions qu'ils ont à remplir. — Leur vitesse d'avancement peut être réglée de façon indépendante. — Le tamis d'égouttage n’est pas soumis à forte traction ni à des phénomènes de glissement pouvant provoquer son usure. — Le tamis de pression suit un trajet simple qui lui évite les fatigues occasionnées par de fréquents et brusques changements d'orientation. — Il est lavé avant de recevoir le produit épaissi sortant du tamis d’égouttage, ce qui augmente notablement son efficacité. — Le ruissellement du liquide dans la zone de pressage est canalisé vers le solide humide et ne risque pas de venir remouiller le solide asséché.

La gamme des modèles proposés est importante puisque sept largeurs différentes de bande allant de 0,60 à 3 mètres sont commercialisées. Il est ainsi possible de choisir aux meilleures conditions l'appareil le mieux dimensionné au besoin.

DÉBITMÈTRE ÉLECTROMAGNÉTIQUE

RDMG

D. 240

Mesure du débit de fluides conducteurs propres ou chargés par système électromagnétique.

La chaîne de mesure se compose d’un capteur RDMG (Fig. 1) et d’un amplificateur RDMV (Fig. 2) dont la sortie délivre un courant directement proportionnel au débit mesuré.

Constitué d’un tube de mesure en acier inoxydable revêtu téflon ou ébonite, le capteur RDMG permet la mesure du débit de fluides conducteurs même chargés. Application directe du principe de Faraday, le capteur RDMG ne comporte aucune pièce en mouvement et n’occasionne aucune perte de charge.

Livrables de DN 6 mm à DN 1000 mm, les capteurs permettent de mesurer les débits allant jusqu’à 28 500 m³/h (pour DN 1000). Les revêtements téflon permettent leur utilisation pour la mesure de fluide nécessitant une grande résistance chimique à la corrosion. La chaîne est livrable, en option, avec un dispositif de totalisation de débit.

Application : Industries pour la chimie, papeterie, photo, alimentation et traitement des eaux.