Écrit par Thom Tackman, opérateur certifié Kasco Marine (alias « le type à la casquette » !)

En tant qu’opérateur de station de traitement de l’eau, ayant travaillé en Arizona, dans l’Illinois et, plus récemment, dans le Missouri, j’avais pour mission d’assurer le bon fonctionnement des stations de traitement des eaux de surface et de veiller à ce qu’elles respectent toutes les exigences réglementaires. Au cours des 45 dernières années, j’ai effectué des heures d’analyses de routine de la qualité de l’eau, afin de vérifier que l’eau sortant de la station répondait aux normes réglementaires. Et je ne me souviens pas avoir jamais vu un seul échantillon positif aux coliformes sortir de la station de traitement. Tout au long de mon parcours, j’ai essayé d’innombrables méthodes pour garantir la haute qualité de l’eau potable. De loin, la méthode la meilleure, la plus efficace et la plus performante que j’ai trouvée consiste à utiliser un mélangeur actif dans le réservoir de stockage d’eau.

Constat d'incohérences dans la qualité de l'eau stockée

En Arizona, les membres de mon équipe chargée de la qualité de l’eau effectuaient des prélèvements de routine dans notre réseau de distribution pour détecter la présence de chlore et de bactéries coliformes. Il arrivait parfois que nous obtenions un échantillon positif dans le réseau de distribution, présentant une teneur résiduelle mesurable en chlore libre. Nous procédions alors immédiatement à un nouveau prélèvement, et la plupart du temps, ce nouveau prélèvement ne révélait aucune bactérie coliforme. Nous organisions également des tests hebdomadaires de goût de l'eau : généralement, celle-ci avait un goût acceptable, mais il arrivait parfois qu'elle ait un goût de terre ou de moisi. De temps à autre, nous sentions même une odeur de chlore et de sulfure d'hydrogène (c'est-à-dire une odeur d'œuf pourri).

La qualité de l’eau et les réclamations des usagers sont des enjeux importants. Tous les conseils municipaux avec lesquels j’ai travaillé ont pris ces deux aspects très au sérieux. Notre priorité absolue était de garantir la bonne qualité de l’eau sortant des stations de traitement des eaux de surface et de nos puits d’eau souterraine. Nous avons donc décidé d’examiner de plus près nos réseaux de distribution et nos réservoirs de stockage d’eau afin de déterminer si nous pouvions améliorer la régularité de la qualité de l’eau au robinet des usagers.

Difficultés liées aux tests de cohérence

CONCEPTION DES RÉSERVOIRS
Notre première constatation a été que les réservoirs de stockage d’eau ne sont pas conçus pour le prélèvement d’échantillons. Afin de prélever des échantillons dans ces réservoirs, nous avons d’abord dû former notre équipe à la manière de grimper en toute sécurité sur un réservoir. Une fois que nous avons appris à grimper correctement sur un réservoir, nous avons dû trouver un moyen de prélever un échantillon. Dans la mesure du possible, nous avons installé des tuyaux et siphonné l’eau des réservoirs pour obtenir un échantillon représentatif. Lorsque l’installation d’un siphon n’était pas possible, nous avons utilisé de petites pompes de vidange pour pomper l’eau et prélever des échantillons à différents niveaux à l’intérieur du réservoir. En Arizona, nous avons toujours essayé d’effectuer les prélèvements le plus tôt possible dans la journée, car le sommet des réservoirs chauffait dès midi, rendant le travail en toute sécurité pratiquement impossible.

STRATIFICATION CHIMIQUE
Nous avons constaté des irrégularités dans la qualité de l'eau stockée. Nous avons remarqué que les taux de chlore étaient satisfaisants au fond des réservoirs, mais qu'ils diminuaient jusqu'à devenir indétectables vers le haut du réservoir. Afin d'augmenter la teneur en chlore résiduel, nous ajoutions du chlore, d'abord sous forme de pastilles, puis plus tard à l'aide d'eau de Javel.

Nous calculions le volume du ou des réservoirs, puis nous ajoutions la quantité de chlore nécessaire pour atteindre le taux résiduel souhaité. Nous refaisions ensuite un test, en espérant que le taux résiduel de chlore atteigne le niveau souhaité. Il ne nous était jamais venu à l’esprit que les composés chlorés ne pouvaient tout simplement pas se disperser dans le réservoir sans une action de brassage supplémentaire pour briser la stratification de l’eau. Nous pensions que le débit d’eau entrant dans le réservoir assurerait un brassage suffisant.

MÉLANGE MANUEL
Pendant mon séjour en Arizona, nous ne disposions pas de mélangeurs de cuve en service — et essayer de mélanger manuellement une cuve de 0,5 MG ou plus par la trappe de la cuve n’était tout simplement pas faisable. Nous avons tenté de modifier les entrées et sorties des cuves de stockage afin que l’eau entre par le haut de la cuve et sorte par le bas. Cela semblait être une bonne idée, mais certaines cuves ne se remplissaient qu’une heure ou deux par jour, et la mauvaise qualité de l’eau persistait.

POMPES DE RECIRCULATION
Enfin, nous avons ensuite ajouté de grandes pompes de recirculation externes pour brasser le contenu des réservoirs de stockage. Cela n’a pas non plus permis d’améliorer la qualité de l’eau de manière significative. Dans un réservoir de 10,0 MG, nous avons installé des cloisons de séparation sur recommandation de notre ingénieur-conseil, ce qui a augmenté la surface disponible pour la formation de biofilm et rendu le nettoyage du réservoir pratiquement impossible. Pour le moins, nous avons essayé de très nombreuses solutions différentes pour remédier à la mauvaise qualité de l’eau de ces réservoirs, sans grand succès.

En fin de compte, mon histoire illustre un cycle sans fin de tests et d'expérimentations de nouvelles méthodes visant à résoudre les problèmes qui surviennent régulièrement dans les réservoirs d'eau à l'échelle nationale.

La stratification thermique expliquée

Ayant grandi dans le Midwest, nous nagions dans des lacs où l'eau était toujours chaude en surface et froide au niveau des pieds ; il nous semblait donc normal que l'eau potable stockée soit chaude en surface et plus froide en profondeur.

Nous n’avions jamais considéré la stratification thermique comme un problème de qualité de l’eau jusqu’au jour où un plongeur a été envoyé dans un réservoir pour le nettoyer. Il s’est plaint de l’odeur de chlore qui régnait dans l’espace libre au-dessus du niveau de l’eau et de la chaleur de l’eau près de la surface du réservoir. Si je me souviens bien, il a qualifié ce phénomène de « stratification thermique » et a précisé que la plupart des réservoirs présentaient les mêmes variations de température de l’eau, qu’ils soient hors sol ou enterrés.

Mélangeur CertiSafe™ de Kasco en fonctionnement dans un réservoir surélevé.

La stratification thermique est un phénomène qui se produit dans un plan d'eau, où se forment deux couches de température distinctes. En été, la couche d'eau chaude, ou épilimnion, se trouve en surface, tandis que la couche d'eau froide, ou hypolimnion, se situe en profondeur. En hiver, en revanche, de la glace se forme à la surface et l'eau plus chaude se trouve sous la glace.

La stratification thermique est un phénomène bien connu dans le domaine de la guerre navale. Il existe dans nos océans une barrière d’eau capable de masquer les équipements sonars modernes, ce qui rend difficile la détection des navires en surface par les bateaux sous-marins, et inversement. La stratification dans les réservoirs de stockage d’eau est également due à une variation de la température de l’eau. Le soleil réchauffe l’extérieur du réservoir et transmet cette chaleur à l’eau. Les molécules d’eau plus chaudes sont plus légères et moins denses ; elles restent donc au-dessus de l’eau plus froide et plus dense.

Des études ont montré que la stratification thermique peut se produire en à peine quatre heures. De plus, un écart de température d’un degré ou moins suffit à créer la barrière mentionnée, séparant l’eau la plus froide de l’eau la plus chaude ; cela entraîne donc une augmentation de l’âge de l’eau et du taux de dégradation du chlore dans la partie supérieure du réservoir de stockage.

Mélange passif ou actif dans la cuve

Au cours des dernières années, plusieurs mélangeurs de réservoir ont fait leur apparition sur le marché afin de contribuer à briser la stratification thermique dans les réservoirs de stockage d'eau et d'améliorer la qualité de l'eau. Il existe deux types de mélangeurs de réservoir :

• Mélangeurs passifs Ils ne fonctionnent que lorsque l'eau s'écoule dans le réservoir, et ces mitigeurs ont besoin d'une pression d'eau suffisante pour fonctionner.
• Mélangeurs actifs sont conçus pour fonctionner en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.

Pour comparer les mélangeurs passifs et actifs, commencez par examiner votre application et déterminez le cycle de remplissage de votre cuve. La durée du cycle de mélange doit être inférieure à celle du cycle de remplissage. Par exemple, si vous disposez d'une cuve de 1,0 MG et que vous ajoutez 0,1 MG d'eau toutes les 4 heures, le mélangeur doit être dimensionné de manière à traiter la totalité du contenu de la cuve en moins de 4 heures.

Outre la comparaison du prix d'achat, examinez les conditions de garantie, vérifiez si l'appareil peut être remis à neuf et quel en est le coût, évaluez les frais annuels d'électricité liés à son fonctionnement, ainsi que sa conception et la facilité d'installation.

Vérifiez la durée de vie des roulements du moteur. Les mélangeurs conçus pour une longue durée de vie sont équipés de roulements présentant un indice L-10 de 200 000 heures, ce qui signifie qu’ils sont conçus pour durer au moins 20 ans. Enfin, demandez des références et vérifiez-les. Interrogez les personnes concernées sur les réclamations au titre de la garantie et sur leur satisfaction globale concernant l’achat, l’installation et, surtout, le fonctionnement de l’appareil. Le mélangeur fonctionne-t-il comme prévu chez ces utilisateurs ?

Gestion de la qualité de l'eau et le mélangeur de cuve Kasco CertiSafe™

Kasco a commencé à fabriquer des agitateurs de qualité en 1968, principalement destinés au secteur maritime, afin d'empêcher la formation de glace autour des quais et d'éviter ainsi qu'ils ne soient endommagés. Certains de ces agitateurs étaient également utilisés, surtout dans les États du nord, dans des réservoirs de stockage d'eau, pour empêcher la glace de s'accumuler et d'endommager ces réservoirs.

En 2016, Kasco, à la demande et sur les conseils des propriétaires de réservoirs de stockage d'eau, a obtenu la certification NSF 61/372 pour ses mélangeurs et ses aérateurs de surface. Les classifications NSF peuvent être soit « conformes à la norme NSF », soit « certifiées NSF ». Le mélangeur Kasco CertiSafe™ est certifié NSF 61. Veillez à comparer les certifications NSF lorsque vous choisissez un mélangeur.

Kasco fabrique plus de 15 000 mélangeurs par an destinés à diverses applications. Bon nombre des mélangeurs actuellement en service sont utilisés dans le secteur maritime pour le dégivrage et ont été installés il y a plus de 15 à 20 ans. Ces mélangeurs de qualité sont fabriqués à Prescott, dans le Wisconsin, et conçus pour durer. Le secret de plus de 50 ans de succès réside dans la grande fierté que Kasco tire de ses produits. Nous nous efforçons de proposer les meilleurs mélangeurs du marché, répondant aux normes de qualité les plus strictes, réparables et couverts par une excellente garantie, le tout à des prix compétitifs.

À propos de l'auteur

Thom Tackman possède plus de 40 ans d'expérience dans le secteur, notamment dans les domaines de la maintenance, du contrôle des processus liés à l'eau et aux eaux usées, de l'exploitation des réseaux de distribution d'eau et de l'exploitation des réseaux de collecte des eaux usées. Il a exercé à la fois en tant qu'opérateur certifié sur le terrain, mais aussi en tant que formateur et enseignant de niveau universitaire, spécialisé dans la préparation aux examens de certification des opérateurs du secteur de l'eau et des eaux usées, la désinfection et les exigences réglementaires.