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Utilisation du phosphate dans le traitement de l'eau potable.

2020-12-04

Ce document est un document éducatif préparé par Vcycletech Co., Limited en tant que ressource pour le grand public.

INTRODUCTION

Les phosphates ont de nombreuses utilisations dans le traitement de l'eau potable. Ils sont utilisés pour empêcher l'eau «rouge» (fer) et «noire» (manganèse); pour empêcher et / ou retarder la formation de tartre (due au dépôt de minéraux) et la corrosion (due à un pH bas et / ou faible)

métaux hétérogènes dans le système de distribution d'eau) et réduction du plomb et du cuivre solubles dans le système de distribution d'eau.

L'eau potable est livrée au robinet du consommateur.

L'Agence de protection de l'environnement (EPA) est chargée de réglementer «l'eau potable».

(SDWA), qui prévoit l'amélioration de la sécurité publique de l'eau potable.

Améliorer l'approvisionnement en eau potable en établissant et en mettant en œuvre un système national d'approvisionnement en eau potable.

Règlements. Le Congrès a donné aux États-Unis la responsabilité principale de l'établissement des lois et règlements.

Agence de protection de l'environnement (EPA). Jusqu'en 1990, l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) administrait un système de certification.

Des produits chimiques, y compris des phosphates, ont été utilisés dans les procédés de traitement de l'eau potable.

En 1990, la National Sanitation Foundation International (NSF) a entrepris ce projet.

NSF était responsable de l'ensemble du processus de certification. Le processus comprend plusieurs étapes. Ceux-ci inclus.

Le toxicologue de NSF procède à un examen complet de la base de données toxicologiques et des profils d'impuretés.

NSF audite ensuite tous les sites de production. Les échantillons sont analysés pour confirmation.

Données d'impureté soumises dans la demande de certification. Les matières premières utilisées dans le traitement sont.

Comparez la liste soumise et les lacunes sont comblées. Les fournisseurs de matières premières sont

Des informations détaillées similaires à celles de l'application du produit sont également requises.


 


ii. Quelques caractéristiques des phosphates pour le traitement de l'eau potable.

Cette section traite des caractéristiques sélectionnées des phosphates qui les rendent appropriés

En tant qu'additif pour le traitement de l'eau potable.

A. Chélation

La chélation est la combinaison chimique d'un agent chélateur et d'un ion métallique.

Des complexes solubles se forment. Les ions de dureté sont des ions métalliques que l'on trouve couramment dans l'eau et.

Ils comprennent le calcium et le magnésium. La polymérisation dépend du pH compte tenu du polymériseur.

Fonctionne mieux dans une plage de pH spécifique. L'hexamétaphosphate de sodium (SHMP) a de bonnes propriétés.

Dans la plage de pH neutre, les pyrophosphates et les polyphosphates fonctionnent mieux dans des conditions alcalines.

Conditions.

 

B. Activité de seuil

De nombreux polyphosphates peuvent obtenir l'effet souhaité à des concentrations bien inférieures.

Cela semble nécessaire pour les réactions chimiométriques (équivalents molaires). Exemple.

Dureté 200ppm eau (carbonate de calcium)

En théorie, environ 500 ppm de SHMP sont nécessaires pour chélater le calcium.

En pratique, seulement 2 à 4 ppm de SHMP sont généralement nécessaires pour empêcher la formation de tartre. Ce "seuil

L'effet SHMP est apparemment produit en interférant avec la croissance précoce des cristaux.

 

C. Floculation

La floculation se produit en raison de petites particules dissoutes, généralement inférieures à 10 microns, ont tendance à s'attirer l'une l'autre en raison de la présence de régions de transmission et de retour.

Chaque particule a une charge négative dessus. Ces amas de particules, en raison des interactions de charges contraires, forment des dépôts durs et des solutions aqueuses. Pour éviter que cela ne se produise.

Dans ce processus, un niveau seuil de polyphosphate est ajouté à l'eau - niveau seuil de polyphosphate.

Les polyphosphates ont tendance à recouvrir les petites particules et à réduire l'attraction entre elles.

Modification de la distribution de la charge de surface. Ces particules enrobées ont tendance à repousser plutôt qu'à repousser.

Les particules floculées sont

Suspendu dans l'eau avec peu ou pas de tendance à se déposer dans l'eau stagnante. Cette propriété est.

Il est important d'éliminer le tartre dur (CaCO3) et les oxydes de fer présents dans l'eau.

D. Stabilité du chlore

Les orthophosphates et polyphosphates sont stables en présence de chlore et peuvent répondre aux critères suivants: 1.

Eau potable chlorée. Il n'y a aucune interaction qui réduirait le contenu ou la puissance de la substance.

Chlore ou polyphosphates. En outre, le fer et le manganèse sont piégés sous forme de fer et de manganèse.

Le chlorure est incolore avant et après la chloration.

 

E. Stabilité hydrolytique

Les polyphosphates linéaires sont lentement hydrolysés en solution. Ce processus se poursuit jusqu'au.

Les phosphates à chaîne courte sont ensuite décomposés pour produire des polyphosphates à chaîne courte.

Métaphosphate et orthophosphate. À pH neutre et à température ambiante normale, ceci.

L'hydrolyse est relativement lente. A 20oC et un pH de 7, un pyrophosphate est d'environ 50%.

Le polyphosphate le plus court) redeviendra orthophosphate dans les 12 ans. À 50 ° C, la demi-vie est

Réduit à deux mois. En général, un pH plus bas et des températures plus élevées sont élevés.

Hydrolyse. Parce que les polyphosphates à longue chaîne se décomposent en polyphosphates plus courts, ils restent.

Chaînes fonctionnelles, l'ensemble du processus par étapes doit être pris en compte lors de l'estimation de la durée de conservation.

Longévité et stabilité du produit.

 

F. Sécurité

En 1990, la National Science Foundation (NSF) a lancé un programme de certification impliquant des plantes.

Processus de certification NSF

S'applique à toutes les plantes et produits de l'entreprise pouvant être utilisés pour traiter l'eau potable.

L'eau.

 

ii. Utilisation de phosphate et d'acide phosphorique dans le traitement de l'eau potableLe phosphate et l'acide phosphorique sont utilisés dans le traitement de l'eau potable.

Le phosphate pour le traitement de l'eau potable a les fonctions suivantes: Fer.

Contrôle du manganèse, inhibition du tartre et détartrage, contrôle de la corrosion et contrôle du chlore.

Stabilisation.




A. Contrôle du fer et du manganèse

Le fer et le manganèse se trouvent généralement dans les eaux souterraines et les eaux de puits sous forme bivalente.

Les formes (Fe ++ ou Mn ++) sont solubles. Lorsqu'elles sont exposées à l'air, ces formes sont oxydées en «Fe ++» ou «Mn ++».

La forme trivalente (Fe +++ ou Mn ++) est insoluble dans l'eau et a une couleur. Chloration de l'eau

Une faible teneur en fer entraîne la formation d'oxyde de fer insoluble ou de chlorure de fer.

Les sels de fer insolubles provoquent ce que l'on appelle communément «l'eau rouge» et peuvent provoquer des taches rouges et brunes sur le linge, la porcelaine, la coutellerie et la verrerie. Composés de manganèse

Une réaction similaire se produit avec la formation d '«eau noire», qui peut entraîner des taches brun-noir sur le

Surfaces de contact. D'autres métaux lourds peuvent également réagir avec le chlore pour former des substances similaires insolubles dans l'eau.

Matériaux. La décoloration de l'eau est considérée comme disgracieuse et 0,5 mg / l de fer et 0,05 mg / l de manganèse donnent à l'eau un goût désagréable.

mg / l de fer et 0,05 mg / l de manganèse donnent à l'eau un goût désagréable.

Utilisez un polyphosphate de 2 à 4 ppm tel que l'hexamétaphosphate de sodium (SHMP).

Tripolyphosphate de sodium (STP) ou pyrophosphate tétrasodique (TSPP) avant chloration.

Conduit à la formation et à l'élimination de complexes de phosphate de métaux lourds incolores.

Formation de composés insolubles. En raison des sels de calcium et de magnésium

Les orthophosphates sont relativement insolubles et la dureté de l'eau peut être réduite par précipitation.

Le choix de l'orthophosphate à utiliser dépend des exigences de pH.

 

B. Élimination du plomb et du cuivre

Le plomb et le cuivre dans l'eau potable sont principalement lessivés des tuyaux.

Appareils de plomberie. Dans l'eau potable municipale, les niveaux de cuivre sont limités à 1,3 mg / L, basé sur.

Les réglementations SDWA l'exigent. L'eau a un goût métallique en cas d'excès de cuivre.

(3 mg / L) peut faire passer les surfaces du bleu au vert. Chez l'adulte, il contient

Le cuivre au-dessus de 3 mg / L peut provoquer des nausées, des vomissements et des douleurs abdominales. Le plomb est limitant.

Le plomb extrait de l'eau potable municipale est réduit de SDWA à 15 ppb. Le plomb dans l'eau potable ne reste pas dans l'air.

Il reste et ne peut généralement pas être dégusté.

L'exposition au plomb peut entraîner un développement mental et physique irréversible.

Développement des fœtus, des nourrissons et des jeunes enfants. Pour les adultes, une exposition à long terme peut provoquer les effets suivants:

Dommages au cerveau, aux reins, au système nerveux et aux globules rouges. Utilisation de plomb

Les États-Unis ont interdit l'utilisation de la soudure au plomb en 1988. Cependant, le plomb peut être présent dans les vieilles maisons, qui sont très anciennes.

Systèmes d'eau municipaux, ainsi que les raccords en laiton et les appareils de plomberie. Le plomb s'infiltre dans les réseaux d'eau municipaux, les raccords en laiton et les appareils de plomberie.

La contamination des systèmes de tuyauterie peut être considérablement réduite en introduisant des orthophosphates solubles dans l'eau dans le système de tuyauterie.

Systèmes de distribution d'eau potable. À de faibles niveaux d'eau, le phosphate réagit avec le plomb, réduisant ainsi les niveaux de plomb et de phosphate.

Cuivre et ions de dureté (calcium et / ou magnésium) pour former un revêtement insoluble.

La surface intérieure du système de distribution. Une fois ce revêtement formé, les niveaux de plomb et de

Les niveaux de cuivre dans l'eau potable chutent rapidement. Cet effet peut être soutenu par.

Ajout de dosage de phosphate au système.


C. Inhibition et élimination du tartre

La formation de tartre à la surface des systèmes d'eau potable est due à la cristallisation du carbonate ou du sulfate de magnésium ou de calcium hors de la solution. Le très bas

La quantité de polyphosphate (1-10 ppm) interfère avec la croissance des cristaux. Ce type d'échelle

L'inhibition est appelée une propriété de seuil car elle se produit à un niveau bien en dessous du niveau suivant.

Requis pour les réponses aléatoires.

Inhibition du seuil du polyphosphate de calcium et du carbonate de magnésium.

La formation du pH est particulièrement efficace dans la plage de 8 à 10, où l'échelle de carbonate dans l'eau potable peut affecter la qualité de l'eau potable.

L'eau est un problème majeur. Dans la plage de pH inférieure, l'échelle de sulfate de calcium est souvent un problème. Le sulfate de calcium a tendance à être un problème dans la plage de pH inférieure.

Dans des conditions de pH élevé, le mécanisme d'inhibition du tartre est similaire à celui du carbonate de calcium.

Le sulfate de calcium à des niveaux également bas (1-10 ppm) peut également se produire dans la plage de pH inférieure.

Ajout de phosphate.

Il a été démontré que les phosphates ont un effet à la fois positif et inhibiteur sur la formation de tartre.

Il aide également à éliminer les dépôts durs existants de carbonate ou de sulfate. Tuyauterie

Utilisation à long terme (plusieurs mois) d'eau potable traitée aux polyphosphates, d'abord.

Le tartre apparaît et se ramollit progressivement, puis se décompose et est éliminé. Ramollissement

Les particules sont éliminées par le polyphosphate et emportées pour former des tuyaux propres.

Système.


D. Contrôle de la corrosion

La qualité de l'eau varie considérablement à travers les États-Unis.

En raison du faible pH (acidité), des températures élevées, des solides dissous totaux faibles et des débits élevés.

Les taux et la présence de métaux différents et de gaz dissous (par exemple, oxygène et carbone.

Le dioxyde de soufre). Lorsque ces facteurs sont combinés, la corrosion est accélérée.

Les polyphosphates, seuls ou en combinaison avec des orthophosphates, peuvent être efficaces.

Contrôle la corrosion des métaux et alliages ferreux et non ferreux. Les polyphosphates le sont.

Particulièrement efficace comme agent de contrôle de la corrosion à des températures plus basses et des valeurs de pH inférieures.

Au-dessus de 7,5. Il s'avère également efficace dans les eaux saumâtres (7,5 et plus).

Il a été rapporté que 2 000 ppm de chlorure de sodium (ou NaCl) réduisent la corrosion jusqu'à 90%.

E. Stabilisation du chlore

Les métaux lourds, comme le fer, catalysent la décomposition du chlore.

Les polyphosphates peuvent s'associer à ces métaux lourds et réduire considérablement la toxicité.

Activité au chlore.

IV. Produits phosphatés Produits phosphatés

Les produits phosphatés pour le traitement de l'eau potable peuvent être répartis dans les trois groupes suivants.

Groupement: acide phosphorique, acide orthophosphorique et acide phosphorique condensé. Acide phosphorique.

Les orthophosphates et les phosphates condensés contiennent de nombreux composants chimiques.

Composés qui ont le potentiel pour les applications de traitement de l'eau potable. Applications de chaque composé

Les produits phosphatés dépendent des propriétés spécifiques ou des méthodes de traitement requises. Phosphate

Traitement de l'eau potable et désignation de la National Sanitation Foundation (NSF).

Les niveaux d'utilisation maximum sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

Fondation nationale pour l'assainissement du phosphate (NSF)


Utilisation maximale

Acide phosphorique.

36% d'acide phosphorique 27,0 mg / L

75% d'acide phosphorique 13,0 mg / l

80% d'acide phosphorique 12,0 mg / l

85% d'acide phosphorique 12,0 mg / l


Orthophosphate.

Phosphate monosodique (MSP) 13,0 mg / L

Phosphate disodique (DSP) 15,0 mg / l

Phosphate trisodique (TSP) 17,0 mg / L

Phosphate monopotassique (MKP) 14,0 mg / L

Dihydrogénophosphate de potassium (DKP) 36,0 mg / L

Phosphate tricalcique (TCP) 12,0 mg / L


Concentré de phosphate.

Pyrophosphate de sodium (SAPP) 12,0 mg / L

Triphosphate de sodium (STMP) 11,0 mg / L.

Pyrophosphate tétrasodique de sodium (TSPP) 14,0 mg / l ...

Tripolyphosphate de sodium (STMP) 13,0 mg / l ...

Pyrophosphate de tétrapotassium (TKPP) 17,0 mg / L

Pyrophosphate de tétra-potassium, solution à 60% 29,0 mg / L

Hexamétaphosphate de sodium (SHMP) 12,0 mg / L.


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