Traitement des tours de refroidissement : Changements et défis

L’histoire du traitement des tours de refroidissement

Les biocides oxydants offrent le principal mécanisme de défense contre l’encrassement microbiologique dans les systèmes de refroidissement. Le chlore est le biocide le plus souvent associé au traitement de l’eau. Produit en tant qu’élément par Carl Wilhelm Scheele en 1774 et confirmé par Humphrey Davy en 1810, le chlore a eu un impact énorme sur la santé mondiale depuis son introduction en tant qu’agent stérilisant pour l’eau potable au début des années 1900, et pour d’autres applications encore plus tôt. 

Pendant une grande partie du 20e siècle, le chlore gazeux était le biocide d’oxydation de l’eau de refroidissement primaire en raison de son efficacité et de son faible coût. Cependant, les problèmes d’innocuité et les changements apportés à la chimie de l’eau de refroidissement/inhibiteur de corrosion ont nécessité un changement dans la chimie des biocides. 

Chimie du traitement de la tour de refroidissement

Le mélange de chlore et d’eau déclenche la réaction suivante :

Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl

L’acide hypochloreux (HOCl) tue les microbes. Mais, à mesure que le pH de l’eau augmente, surtout au-dessus d’environ7,5, la réaction de dissociation suivante se produit : 

HOCl  → H⁺ + OCl^–

L’ion hypochlorite (OCl^–) est beaucoup moins efficace que l’acide hypochloreux comme agent destructeur. 

Évolution du traitement rafraîchissant

Ce n’était en grande partie pas un problème au milieu du siècle dernier, lorsque le traitement des tours de refroidissement consistait généralement en acide sulfurique pour le contrôle du tartre et en dichromate de sodium pour le contrôle de la corrosion. Ces programmes offraient un contrôle simple, avec un pH généralement maintenu dans une plage de 6,0 à 6,5. Cependant, des problèmes liés à la toxicité du chrome hexavalent sont apparus dans les années 1970 et 1980. Ils ont mené à l’abandon de cette méthode de traitement pour toutes les eaux de refroidissement ouvertes et la plupart des systèmes d’eau de refroidissement fermés. Dans la plupart des cas, les programmes de remplacement étaient basés sur une chimie de base de phosphates inorganiques et organiques (phosphonates) fonctionnant généralement à une plage de pH d’environ 8,0 à 8,5. Le chlore et l’eau de javel de qualité industrielle sont devenus beaucoup moins efficaces dans ces eaux plus alcalines.  

Solutions de traitement pour tour de refroidissement

Ce qui nous amène à aujourd’hui. Les programmes de phosphate / phosphonate pour l’inhibition du tartre et de la corrosion sont maintenant supprimés en raison des préoccupations environnementales concernant les décharges de phosphore, comme en témoignent les nombreuses proliférations d’algues toxiques qui se multiplient aux États-Unis. De plus, des méthodes de contrôle du tartre/de la corrosion sans phosphate beaucoup plus efficaces, comme la technologie FlexPro^® de ChemTreat, sont maintenant disponibles. Cependant, ces programmes fonctionnent toujours à un pH modérément basique, ce qui inhibe l’efficacité du chlore et du javellisant.  

Le brome activé par le javellisant offre une autre option en produisant l’acide hypobromeux analogue (HOBr). Le HOBr se dissocie à un pH plus élevé que le HOCl et peut être plus efficace dans les eaux alcalines. Des composés comme la monochloramine (NH₂Cl) (comme SurfClean CL4515 à ChemTreat, le chlorhydrate de chloramine) et la monobromamine (NH₂Br) ont également été développés. Bien qu’elles soient plus faibles que le HOCl ou le HOBr, elles pénètrent plus efficacement la boue produite par les colonies microbiologiques, tuant ainsi les organismes sous-jacents.  

ChemTreat a également développé une nouvelle chimie halogène stabilisée qui offre de meilleures propriétés de contact du biocide, améliorant l’efficacité de la destruction. (Un service public du Midwest a présenté un article sur cette chimie lors du 39^e atelier annuel sur la chimie des services publics électriques.) Ces programmes peuvent également être complétés par des biocides non oxydants qui aident à offrir un coup de pouce « un-deux » contre l’encrassement microbiologique du système de refroidissement.   

Veuillez contacter ChemTreat pour obtenir de l’aide dans la conception d’un programme de traitement personnalisé pour votre application. Comme toutes les autres technologies, une diligence raisonnable est nécessaire pour déterminer la faisabilité de l’utilisation des méthodes. Consultez toujours les manuels et guides de votre équipement.