Détails du blog

Dans le domaine du traitement de l'eau, les professionnels sont confrontés à un défi crucial : comment éliminer efficacement les micro-organismes nocifs comme les bactéries et les virus tout en minimisant la production de sous-produits de désinfection pour garantir une eau potable salubre. Le dioxyde de chlore (ClO₂) est apparu comme une solution puissante, offrant des performances supérieures en tant qu'oxydant, biocide et désinfectant. Cet article explore les mécanismes, les applications, les normes de sécurité et les méthodes de production du dioxyde de chlore dans le traitement de l'eau.

Le dioxyde de chlore, composé d'un atome de chlore et de deux atomes d'oxygène, offre des avantages distincts par rapport à la désinfection traditionnelle au chlore. Il démontre d’excellentes capacités d’oxydation, de stérilisation et de désinfection à des concentrations plus faibles. Notamment, il réagit peu avec les composés organiques présents dans l’eau, réduisant considérablement le risque de formation de sous-produits de désinfection (DBP). Efficace sur une large plage de pH (6-9), le dioxyde de chlore conserve son pouvoir désinfectant quelle que soit l’acidité de l’eau. Il détruit principalement les micro-organismes en perturbant les parois cellulaires, prévenant ainsi les maladies d'origine hydrique. Contrairement au chlore gazeux, le dioxyde de chlore existe sous forme de gaz dissous dans l’eau avec une solubilité environ dix fois supérieure et peut être éliminé par aération.

Les biofilms, communautés microbiennes complexes qui se forment sur les surfaces, posent des défis importants car ils résistent aux désinfectants conventionnels. Le dioxyde de chlore pénètre et perturbe efficacement les structures du biofilm, contrôlant ainsi leur croissance et leur prolifération. Ce contrôle du biofilm réduit également indirectement la corrosion de l’acier, prolongeant ainsi la durée de vie des équipements.

• US EPA : Maximum 0,8 ppm dans l'eau potable
• OSHA : limite d'exposition sur 8 heures de 0,1 ppm (0,3 mg/m³) pour les travailleurs
• Directive européenne sur l'eau potable : limite d'application de 0,2 ppm, avec chlorite inférieur à 0,2 ppm et chlorate inférieur à 0,25 ppm

Alors que le chlore et le dioxyde de chlore agissent tous deux comme des oxydants en acceptant des électrons, le dioxyde de chlore démontre une capacité supérieure : il absorbe jusqu'à cinq électrons dans des conditions acides, contre deux pour le chlore. Dans les environnements neutres comme l’eau potable, le dioxyde de chlore accepte généralement un électron. Surtout, il ne réagit pas avec de nombreux composés organiques, évitant ainsi la formation de matières organiques chlorées dangereuses.

Lorsqu'il est maintenu à des concentrations désinfectantes appropriées dans les systèmes de circulation, la corrosivité du dioxyde de chlore devient négligeable. Sa haute solubilité (10 fois supérieure à celle du chlore) et ses méthodes de production modernes minimisent les risques de corrosion dans les applications de traitement de l’eau.

Le dioxyde de chlore permet une désinfection supérieure à des concentrations inférieures par rapport aux alternatives. Son excellent effet résiduel dans l'eau pure contraste avec l'auto-décomposition rapide de l'ozone et la repousse bactérienne qui s'ensuit.

• Méthode au chlorite de sodium et à l'hypochlorite de sodium
• Méthode au chlorite de sodium et à l'acide chlorhydrique
• Méthode chlorite-acide sulfurique
• Méthode chlorite-persulfate

Ces procédés donnent généralement des solutions contenant 1 à 3 g/L de dioxyde de chlore, les trois premières méthodes étant les plus courantes pour le traitement de l'eau municipale.

Alors que la production de dioxyde de chlore coûte 5 à 10 fois plus cher que le chlore (en fonction des précurseurs chimiques), son contrôle exceptionnel du biofilm justifie la dépense dans de nombreuses applications.

Le dioxyde de chlore gazeux ne peut pas être stocké en raison des risques d'explosion à une concentration supérieure à 10 % ou sous pression. Pour le stockage, il est conservé sous forme de solution à 0,3 % (3 g/L) dans des conditions fraîches et sombres où il reste stable et soluble.

Bien que considéré comme dangereux pour l’environnement, le dioxyde de chlore persiste brièvement – ​​quelques minutes dans l’air et des heures dans l’eau ou le sol – avant de se décomposer. Dans l’atmosphère, il se photodégrade rapidement avec une demi-vie de quelques secondes.

• Purification de l'eau potable
• Assainissement de piscine et parc aquatique
• Transformation des aliments et des boissons
• Entretien des tours de refroidissement
• Systèmes d'eau industriels
• Traitement des eaux usées

En tant qu'oxydant plus doux que l'acide hypochloreux avec des valeurs ORP plus faibles, le dioxyde de chlore évite la formation de DBP chlorés comme les THM tout en conservant des effets résiduels supérieurs à ceux de l'ozone.

Une conception appropriée du système, y compris le dimensionnement du générateur, les contrôles de dosage et la configuration du réservoir de lots, peut minimiser la formation de chlorate pendant la production et l'application de dioxyde de chlore.

La puissante désinfection du dioxyde de chlore avec de faibles niveaux résiduels et une réaction minimale avec les matières organiques le rend particulièrement efficace pour le traitement des tours de refroidissement, réduisant ainsi les sous-produits organiques chlorés.

Le procédé chlorite de sodium-chlore démontre une efficacité 20 % supérieure à celle des méthodes à base d'acide pour les applications à grande échelle telles que les systèmes de traitement de l'eau potable et de refroidissement.

Bien qu'aucun système ne fournisse directement des concentrations prédéterminées de dioxyde de chlore, l'activation appropriée du chlorite de sodium ou des précurseurs de chlorate par acidification ou oxydation du chlore permet un contrôle précis.