Par Brad Buecker, Publiciste technique principal
Les systèmes de refroidissement fournissent un environnement approprié (chaud et humide) pour que les microbes prolifèrent et forment des colonies. Les bactéries peuvent se développer dans les condensateurs et le remplissage de la tour de refroidissement, les champignons sur et dans le bois de la tour de refroidissement et les algues sur les composants de la tour de refroidissement humides exposés à la lumière du soleil. Un problème majeur avec les microbes, en particulier certaines bactéries, est qu’une fois qu’ils se déposent sur une surface, les organismes sécrètent souvent une couche de polysaccharide (couche visqueuse) pour la protection. Ce film peut sérieusement inhiber le transfert de chaleur, mais il recueille également le limon de l’eau et devient encore plus épais, dégradant davantage le transfert de chaleur et induisant potentiellement une corrosion du métal sous le dépôt.
Figure 1. Tubes d’échangeur de chaleur encrassés de microbes et de boue.
Le contrôle de l’encrassement microbiologique est un élément clé du traitement des systèmes d’eau de refroidissement, et la chimie de base est actuellement basée sur un microbiocide oxydant.
L’histoire du traitement d’encrassement microbiologique
Le chlore gazeux a été le cheval de bataille pendant de nombreuses années. Lorsque du chlore gazeux est ajouté à l’eau, la réaction suivante se produit :
L’acide hypochloreux (HOCl) est l’agent destructeur et fonctionne en pénétrant les parois cellulaires et en oxydant les composants internes des cellules. L’efficacité et le pouvoir de destruction de ce composé sont grandement affectés par le pH en raison de la nature d’équilibre du HOCl dans l’eau, comme le montre l’équation2 :
OCl– est un biocide beaucoup plus faible que l’HOCl, probablement parce que la charge sur l’ion OCl– ne lui permet pas de pénétrer efficacement les parois cellulaires. L’efficacité de destruction du chlore diminue considérablement à mesure que le pH s’élève au-dessus de 7,5. Étant donné que la plupart des programmes de traitement de tartre / corrosion des tours de refroidissement fonctionnent à un pH alcalin, la chimie du chlore peut ne pas être le meilleur choix dans certaines applications. L’efficacité du chlore est en outre influencée par l’ammoniac et les matières organiques dans l’eau, qui réagissent de manière irréversible avec le produit chimique et augmentent la demande de chlore.
Pour des raisons de sécurité, l’eau de Javel (NaOCl) a remplacé le chlore gazeux dans de nombreuses installations, bien que l’eau de Javel soit plus chère. Il contient une petite quantité d’hydroxyde de sodium, donc quand il est injecté dans le courant d’eau de refroidissement, le pH augmente, peut-être seulement légèrement, mais si l’eau est alcaline au départ, la plupart du réactif existera sous forme d’ion OCl–.
Une réponse populaire au problème du pH a été la chimie du brome, où un oxydant de chlore (l’eau de Javel est le choix courant) et du bromure de sodium (NaBr) sont mélangés dans un jet d’eau d’appoint et injectés dans l’eau de refroidissement. La chimie produit de l’acide hypobromeux (HOBr), qui a des pouvoirs de destruction similaires à ceux du HOCl, mais fonctionne plus efficacement à un pH alcalin.
Figure 2. Dissociation du HOCl et HOBr par rapport au pH
D’autres alternatives comprennent le dioxyde de chlore (ClO2), la monochloramine (NH2Cl) et la monobromamine (NH4Br). Ces deux derniers sont plus faibles que les autres mais semblent être plus efficaces pour pénétrer la couche visqueuse protectrice produite par les bactéries pour attaquer directement les organismes.
ChemTreat a récemment développé un nouveau stabilisant halogène / biodétergent applicable aux programmes de traitement oxydant à l’eau de Javel uniquement. Le produit lui-même n’a pas de propriétés biocides et ne relève donc pas des directives réglementaires concernant les biocides, mais il aide à stabiliser le chlore et à réduire les pertes dues aux réactions irréversibles. De plus, la partie biodétergente de la formulation, comme son nom l’indique, disperse le biofilm formé par les organismes et permet au biocide d’entrer en contact direct avec les organismes.
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