Filtration, purification et traitement de l’eau

Filtration, purification et traitement de l’eau
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La filtration de l’eau :

Ce que l’on appelle « filtration » est le procédé consistant à supprimer de l’eau les particules en suspension de taille moyenne. Pour ne citer que quelques uns des éléments que la filtration élimine, on trouve : du sable, des limons, des particules de rouille, des bouts de chanvre etc.
Pour filtrer l’eau, il faut la faire circuler dans un corps filtrant : un tamis, des membranes ou une brosse par exemple, dans lequel l’eau peut librement passer, mais qui bloque les particules en suspension, précédemment citées.
filtre-tamis
L’image ci-dessus présente un filtre à tamis. L’eau entre dans le système par la partie gauche (par exemple) et sort par la partie droite. Entre les deux, elle est passée par le tamis que l’on voit à travers le bol transparent (en entier sur l’image ci-dessous). L’eau est passée, les impuretés sont restées dans le filtre.La vanne que l’on voit sous le bol permet de vidanger le filtre : en faisant passer l’eau à contre courant, on nettoie le tamis, les impuretés emmagasinées sont ensuite évacuées par le bas.
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Filtre à brosse : dans un filtre à brosse (ci-contre), l’eau passe à contre courant à travers une brosse en acier. Les éléments indésirables en suspension dans l’eau sont alors captés par les fibres, comme dans les filtres à tamis.
De plus, les microbulles de gaz naturellement présentes dans l’eau sont captées, elles aussi par la brosse, et s’y regroupent pour en former de plus grosses. Quand ces bulles sont suffisamment grosses, elles remontent grâce à la poussée d’Archimède vers le haut du filtre, où se trouve un dégazeur. Lorsque la pression y est suffisamment élevée, celui-ci éjecte automatiquement les gaz accumulés.Comme pour le filtre à tamis, un système de purge est prévu.
filtre-brosse
Filtration membranaire : ce procédé consiste à faire circuler l’eau à traiter dans une multitude de fibres, que l’on appelle « membranes ». Celles-ci peuvent être assimilées à des fibres optiques, de faible diamètre intérieur, dont l’intérieur est tapissé de pores microscopiques, qui ne laissent passer que l’eau et les minéraux essentiels qu’elle contient. Ces membranes ont un seuil de filtration de 0,02µm. À ce titre, on peut considérer que l’ultrafiltration membranaire est un procédé de purification, tant il est précis. En effet, les virus, les bactéries et les différentes pollutions de petite voire très petite taille seront filtré dans ce système.
Il est à noter cependant qu’une pré-filtration, plus grossière est nécessaire en amont du filtre membranaire, qui n’est pas conçus pour bloquer les particules de trop grande taille.
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Filtre membranaire coupé

La Purification / potabilisation de l’eau :

On appelle « purification » le ou les procédé(s) qui permettent l’élimination des divers polluants de petite ou très petite taille : les virus, les bactéries, les métaux lourds, les résidus médicamenteux, les pesticides, les nitrates… Voire certains éléments radioactifs.

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Bactérie et virus de l’eau

Pour purifier l’eau différents procédés et systèmes existent.

Charbons actifs : certains charbons dits « actifs », présentent de nombreuses cavités microscopiques. Lorsque l’eau souillée est mise en contact avec ces charbons, les différents éléments néfastes qu’elle contient vont être absorbés dans ces cavités. De plus, les ions négatifs présents dans l’eau vont être électriquement attirés par les ions positifs présents sur les charbons. Cette purification est très précise, puisqu’elle permet d’éliminer des indésirables jusqu’à 0,02 microns.

filtration
Charbons actifs

Ultra Violets : la purification par ultra-violets détruit les bactéries, les virus, les champignons et les algues. Elle consiste à appliquer un rayonnement ultra-violet sur une portion de tube transparent, ce rayonnement tue, ou du moins neutralise les micro-organismes. Il s’agit là encore d’un procédé purement physique qui n’ajoute rien, ni n’enlève rien à l’eau. Il est à noter cependant qu’un raccordement électrique est nécessaire pour utiliser la purification par ultra-violets.

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Lumière Ultra-Violette

Filtration membranaire : ce procédé consiste à faire circuler l’eau à traiter dans une multitude de fibres, que l’on appelle « membranes ». Celles-ci peuvent être assimilées à des fibres optiques, de faible diamètre intérieur, dont l’intérieur est tapissé de pores microscopiques, qui ne laissent passer que l’eau et les minéraux essentiels qu’elle contient. Ces membranes ont un seuil de filtration de 0,02µm. À ce titre, on peut considérer que l’ultrafiltration membranaire est un procédé de purification, tant il est précis.

En effet, les virus, les bactéries et les différentes pollutions de petite voire très petite taille seront filtré dans ce système. Il est à noter cependant qu’une pré-filtration, plus grossière est nécessaire en amont du filtre membranaire, qui n’est pas conçus pour bloquer les particules de trop grande taille.

filtre-membranaire

Osmose inverse : l’osmose inverse consiste, comme les procédés de filtration, à faire passer le liquide dans un corps filtrant, en l’occurrence, il s’agit ici d’une membrane semi-perméable. Cependant, dans le cas d’une osmose inverse, la membrane a des pores extrêmement petites, de l’ordre du millième de micron, ce qui ne laisse passer quasiment que les molécules d’eau.

Nitrates, pesticides, bactéries, microbes, amiantes, herbicides, calcaire, mercure, plomb etc. ne peuvent franchir cette membrane. Mais cette filtration ne peut se faire seule, il faut forcer le passage de l’eau dans le corps en lui appliquant une forte pression, sans quoi les molécules d’eau elles-mêmes ne traversent pas la membrane.

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Schéma d’un osmoseur inverse

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Le traitement du calcaire et du tartre :

Le calcaire, aussi appelé « tartre », se forme à partir du calcium et du magnésium naturellement présent dans l’eau. La forme de calcaire dont on entend le plus parler est bien sûr le calcaire incrustant. En effet, dans des conditions « normales » de température et de pression, ce calcaire se dépose dans les canalisations et les éléments de plomberies. On a alors de fortes pertes de pression, voire la coupure complète de la circulation de l’eau, des pertes énergétiques, on peut avoir des mécanismes qui cassent ou ne peuvent plus tourner, des fuites etc.

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Canalisations très entartrées

Ceci est particulièrement vrai dans les canalisations où l’eau est chaude, dans les circuits de chauffage par exemple, dans les chauffe-eau, les cafetières etc. En plus de ces conséquences mécaniques, le tartre est un habitat idéal pour les bactéries qui vivent dans les canalisations, et il peut provoquer des irritations de la peau, des cheveux et des yeux.

Heureusement, pour lutter contre le tartre, différentes solutions existent. Sur le marché on trouve, entre autre, les systèmes magnétiques, les adoucisseurs, et les systèmes utilisant l’électrolyse galvanique par anodes sacrificielles. Vous trouverez ci-dessous un tableau présentant ces différentes solutions.

Voir le guide comparatif des solutions anti-tartre / anti-calcaire ici

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Le traitement de la corrosion :

Corrosion : La corrosion provient d’une réaction chimique entre l’eau, les gaz présents dans l’eau et le métal des canalisations. Cette réaction détruit les tuyauteries de l’intérieur. On peut alors avoir des fuites d’eau, des pertes de débit, et le bon fonctionnement des mécanismes (robinetteries, vannes etc.) devient impossible.

Pour empêcher totalement la corrosion, il faudrait ne pas avoir de gaz, ne pas avoir de métal, ou ne pas avoir d’eau. Il est donc impossible de ne pas avoir de corrosion, à moins d’utiliser une tuyauterie 100 % plastique, ou de ne pas y faire circuler d’eau. (Des gaz sont toujours présents dans l’eau).

En revanche, même s’il est impossible de ne pas avoir de corrosion, il est possible d’en protéger la tuyauterie : en utilisant des anodes sacrificielles, en zinc par exemple. Puisque leur potentiel électrochimique est plus faible que celui des matériaux utilisés pour la plomberie, celles-ci se dégradent lentement, à la place des tuyauteries.

corrosion

On utilise par exemple les anodes sacrificielles dans le domaine naval, pour protéger les coques de bateau contre la corrosion :

anodes

L’efficacité de ce procédé peut être augmentée par électrolyse galvanique : en faisant circuler l’eau à vitesse suffisante dans un matériau diélectrique, on perturbe les charges des éléments en suspension, qui peuvent alors coaguler. Dans ces conditions, il est plus facile d’éliminer les métaux en suspension.

En soi, on pourrait presque considérer cette solution comme « chimique », puisqu’on ajoute à l’eau des ions zinc, cependant, cet élément est tout à fait sain. On trouve des ions Zinc dans les tartes aux prunes, par exemple.
L’utilisation d’un dégazeur, si possible associé à un réacteur hydrodynamique, permet aussi de réduire fortement la teneur en gaz, donc le phénomène de corrosion.

Traiter les boues d’un réseau de chauffage ou de climatisation :

desembouage

canalisation très embouée
Désembouage : dans les circuits où l’eau est « dure », de la boue peut apparaître, particulièrement lorsque l’eau est chaude, ou qu’elle subît des variations de température. Les boues peuvent alors obstruer les canalisations, endommager le matériel, permettre la prolifération des bactéries etc. Physiquement, on traite les boues en traitant le tartre et la corrosion, qui sont les constituants principaux de la boue. Lorsque l’on supprime la corrosion et le tartre, et que l’on filtre correctement l’eau en grossissant les colloïdes, la boue n’apparaît plus
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