LA CHLORATION

PRINCIPE DE LA CHLORATION

La chloration utilisée pour le traitement des déchets en phase liquide est une réaction d'oxydation permettant de détruire certains composés organiques. La chloration agit également sur l'ammonium et ses composés.
La chloration en milieu basique peut notamment traiter des effluents cyanurés suivant les principes réactionnels suivants :

CN- + Cl2 + 2 OH- ==> CNO- + 2 Cl- + H2O (utilisation de chloregazeux).

CN- + ClO- ==> CNO- + Cl- (utilisation d'hypochlorite).

Les cyanates (CNO-) étant 1000 fois moins toxiques que l'acide cyanhydrique, les réactions d'oxydation sont stoppées au stade cyanate. L'étape ultérieure de l'oxydation conduit à la formation de CO2 et d'azote ou d'ammoniac suivant l'acidité du milieu réactionnel.
La plupart du temps, en solution le chlore est combiné. En effet, le chlore est un oxydant énergétique, mais également un réactif très actif entrant en combinaison avec d'autres corps souvent réducteurs. Par exemple, Le chlore se combine avec l'ammoniaque en solution. Ainsi, une partie du chlore présent en solution est consommé par l'ammoniaque, formant ainsi des dérivés chloramines, dont l'activité est plus faible que celle du composé chloré. C'est pourquoi il est souvent question d'un excès de chlore en raison de ces diverses réactions "parasites".
Le principe de la chloration est excessivement simple. Le produit à traiter et l'agent de chloration sont introduits simultanément dans un mélangeur où s'effectue les différentes réactions d'oxydation. L'effluent épuré est alors aspiré par une pompe.

TECHNOLOGIES DISPONIBLES

Les technologies diffèrent par la forme du chlore utilisé et par ses moyens d'obtention.
Une installation de chloration doit comporter certains équipements spécifiques à l'utilisation du chlore et de ses dérivés.

L'HYPOCHLORITE DE SODIUM

L'hypochlorite de sodium (appelé couramment eau de Javel) est le dérivé chloré le plus utilisé en décyanurisation.

Ce composé est obtenu par électrolyse de saumure. Cette réaction s'accompagne d'un dégagement d'hydrogène: l'acide hypochloreux est neutralisé par l'hydroxyde de sodium formé à l'anode pour fournir de l'hypochlorite de sodium.

LE CHLORE

Le chlore agit très efficacement sur l'ammonium et ses composés
Celui-ci est obtenu par électrolyse de solutions saturées en NaCl. Lorsqu'il est produit sur le lieu même de son utilisation, il s'agit alors d'électrochloration. Il est ensuite dissous dans l'eau pour donner de l'acide chlorydrique et de l'acide hypochloreux (HClO).

HOCl + NH3 ==> H2O + NH2Cl (monochloramine)
NH2Cl + HOCl ==> H2O + NHCl2 (dichloramine)

le stockage du chlore est soumis à une législation spécifique. Le chlore est normalement stocké à l'état liquide en bouteilles de 15 à 100 Kg ou en tanks de 500 à 1000 Kg. En ce qui concerne les matériaux à utiliser, l'acier, même inoxydable est proscrit. Seuls les aciers revêtus (époxy, polyethylène) et les plastiques peuvent être utilisés.
La distribution de chlore s'effectue soit sous forme gazeuse, soit sous forme liquide. Le dosage et la détente s'effectue dans un chloromètrequi stoppe automatiquement l'arrivée du chlore en cas d'absences d'effluent liquide et évite aussi tout dégagement à l'atmosphère en cas de fuite.

L'HYPOCHLORITE DE CALCIUM

Sous forme de poudre, Ca(ClO)2 est utilisé lorsqu'il est impossible d'utiliser du chlore gazeux ou de l'hypochlorite de sodium pour des questions d'approvisionnement. Il n'est utilisé qu'en cas de dépannage.

LE DIOXYDE DE CHLORE

Gaz de couleur jaune, ClO2 oxyde rapidement les sels de fer et de manganèse et élimine le goût de l'eau.
Ce gaz est obtenu par oxydation d'une solution de chlorite de sodium par de l'acide chlorhydrique ou par du chlore. C'est la deuxième méthode qui est la plus usitée en France, pour la simple raison que le nombre des installations déjà équipées en chlore gazeux est le plus important en volume.
La solution de ClO2 doit être utilisée immédiatement en sortie du réacteur d'oxydation. La tendance très nette en France est de ne jamais utiliser le peroxyde de chlore pur, mais comme un adjuvant du chlore.
La consommation électrique est de 7,5 Wh par gramme de chlore actif produits.
Les réactions de chloration sont des réactions d'oxydations comme les réactions d'ozonation, qui éliminent différents métaux ou composés organiques. Dans l'état actuel des choses, les réactifs le plus généralement utilisés dans un but de destruction des germes pathogènes sont le chlore et ses composés. Cependant, en raison de la complexité croissante de leur modalité d'emploi et de stockage, l'ozonation prend une part de plus en plus importante. Le chlore a un effet bactéricide et un pouvoir rémanent importants.