La semaine dernière, nous vous expliquions ce que sont les rayons UV et leurs caractéristiques biocides et germicides. Comment utiliser au mieux la technologie UV, dans le cas de conducteurs évaporatifs ? Quel matériel utiliser ?

Suite et fin de l’éclairage écrit par Thierry ROBERT, expert technique circuits de refroidissement SUEZ WTS France et Philippe BONNAT, responsable service Equipement SUEZ WTS France.

Vous pouvez retrouver la première partie de cet article en cliquant ici.

Il peut être difficile d’utiliser la technologie UV dans le cas de condenseurs évaporatifs. Son dimensionnement doit prendre en compte plusieurs paramètres :

• La turbidité de l’eau limite la diffusion des UV-C : la transmittance étant l’unité de mesure de la turbidité, l’eau sera considérée de bonne qualité avec une transmittance de 95% et apte à transmettre correctement l’onde UV. La propreté des eaux des condenseurs à traiter est donc un critère important à considérer, ces installations de refroidissement pouvant être très exposées aux encrassements externes (poussières, pollen…) étant donné leur fonctionnement (refroidissement par flux d’air)
• L’épaisseur de la lame d’eau : l’eau ayant un pouvoir d’absorption, un traitement UV sera efficace sur une eau de bonne qualité pour une lame d’eau de quelques cm d’épaisseur au maximum, ce qui limite la taille des condenseurs éligibles ou nécessite une démultiplication du nombre de lampes nécessaires.
• Le régime turbulent de l’eau : le débit d’eau doit assurer un régime turbulent afin de s’assurer d’une dose de rayonnement homogène sur tout le flux passant
• Le temps de contact : le réacteur doit être correctement dimensionné pour avoir un temps de contact de plusieurs secondes entre UV et eau.
• Fer, manganèse et autres polluants qui risquent de filmer la lampe
• La température de l’eau : sur les lampes basse pression couramment utilisées sur des réseaux de petite taille, la température de fonctionnement se situe entre 10 et 35°C, un facteur correctif dans le dimensionnement du réacteur peut être appliqué si besoin.
• Le vieillissement des lampes : en fin de vie une lampe perd 20 à 30% d’efficacité, c’est pourquoi il est conseillé de remplacer les lampes une fois par an.

Ces contraintes de dimensionnement induisent des difficultés pouvant impacter l’efficacité de la solution UV :

• Pas de rémanence du traitement : L’eau en circulation doit être mise régulièrement en contact avec les UV afin de maîtriser la croissance de la population microbiologique, entretenue par les biofilms. L’absence de circulation pendant plusieurs jours, comme lors d’un arrêt de maintenance ou arrêts de production week-end, va donc remettre très rapidement en cause la bonne maîtrise du risque légionelles et du développement microbiologique. La majeure partie du flux d’eau restant non traitée sur cette période. Enfin, les biofilms, implantés sur toutes les parois d’un réseau d’eau, ne sont pas impactés par le rayonnement UV car trop distants des lampes. Ils offrent donc un abri à de nombreux microorganismes, dont la Legionella, et favorisent leurs relargages dans l’eau en circulation.
• Nécessite une eau de bonne qualité afin que la transmission des UV ne soit pas perturbée.
• Reste inefficace si la dose et le temps de contact ne sont pas respectés.

Alors pourquoi ne pas immerger directement les lampes à UV ?

D’autre part, l’immersion des lampes UV directement dans les bassins des condenseurs, qui est la méthodologie de traitement la plus répandue, génère des contraintes d’exploitation importantes :

• Les systèmes de lampes immergées en fond de bassin permettent un long temps de contact mais subissent plus facilement les encrassements par décantation, sans possibilité de nettoyage facile.
• La configuration d’un bassin de tour aéroréfrigérante ne garantit pas un régime turbulent nécessaire a une bonne homogénéisation du rayonnement UV
• La lumière va attirer des insectes, particulièrement la nuit. Les insectes ainsi piégés vont former des amas organiques et des boues. Ces situations sont favorables au développement bactérien et à des problèmes type bouchage de points de prélèvements, vannes de purges, échangeurs à plaques…
• De manière générale, chaque opération de maintenance va nécessiter un arrêt et vidange complet du bassin pour pouvoir intervenir, ainsi qu’un contrôle régulier des différents points de fixation des lampes, qui sont placées directement dans les bassins.

 Exemple d’un bassin avec lampes immergées : UV-Pack, la solution non-immergée développée par Suez

Pour éliminer l’ensemble de ces inconvénients, et fiabiliser l’utilisation des UV dans la lutte contre le développement légionelles sur les condenseurs évaporatifs, Suez WTS a développé la technologie UV-Pack non-immergée. Il s’agit d’un système innovant, compact et autonome, simple à installer en dérivation du bassin et à entretenir, couplant la technologie UV-C à l’utilisation de peroxyde d’hydrogène. La solution UV-Pack se caractérise par les avantages suivants :

• Rémanence de traitement : le système UV-pack utilise un effet synergique entre le peroxyde d’hydrogène et le rayonnement UV-C pour créer une rémanence de traitement. Le peroxyde d’hydrogène (ou plus communément appelé eau oxygénée) a une action reconnue efficace sur bactéries, virus et levures. Il est sans impact environnemental, puisqu’il se décompose en eau et oxygène, donc sans génération de co-produits nocifs. En présence d’UV, le peroxyde d’hydrogène est catalysé, augmentant ainsi considérablement son impact sur les micro-organismes et le biofilm. Avec ce couplage, il est ainsi possible de conserver les avantages de chaque technologie (désinfection reconnue des UV-C et action bactéricide de l’eau oxygénée) sans les inconvénients associés (absence de rémanence des UV-C ou fortes concentrations en eau oxygénée).
• Traitement permanent, même en cas d’arrêt du condenseur : l’armoire en dérivation dispose de sa propre boucle de recirculation permanente, permettant un traitement continu du bassin à faible coût énergétique, même en cas d’arrêt de la recirculation du condenseur. Le condenseur est ainsi traité de manière permanente, et la totalité du volume du réseau d’eau est en contact plusieurs fois par heure avec le rayonnement UV-C.
• Maîtrise de l’efficacité UV : la présence d’un système de filtration automatique, placé en amont du réacteur pour limiter l’apport de matières en suspension, et l’injection de peroxyde d’hydrogène permettent un entretien permanent des lampes et du condenseur en général. Le système est également équipé d’une alarme activée en cas de perte d’efficacité des lampes, et le remplacement des lampes peut se faire sans arrêt ni vidange du condenseur, et en toute sécurité pour le personnel exploitant.
• Facilité d’exploitation vs système immergé : les lampes UV-Pack sont placées dans un carter déporté, n’attirant pas les insectes et sans impact sur le personnel intervenant. La maintenance de l’armoire déportée est également simplifiée et peut se faire en dehors des périodes de maintenance et arrêt du condenseur. Enfin, cette solution ne nécessite pas de percer les bassins pour fixer les lampes, ce qui participe sur le long-terme à un meilleur vieillissement des installations et ne remet pas en cause les garanties des installations neuves

« Cette solution UV-Pack est une vraie innovation technique pour l’utilisation des UV sur les condenseurs évaporatifs, car elle permet de s’affranchir de la plupart de leurs inconvénients, principalement liés à l’immersion en bassin, leur absence de rémanence et leur maintenance. Cela nous permet également de mettre en œuvre 2 technologies complémentaires (UV-C et H₂O₂) à très faible impact environnemental, qui une fois combinées augmentent leur efficacité respective. C’est enfin une réponse fiable et robuste aux volontés de substitution des biocides chimiques à plus forte empreinte environnementale » explique Thierry Robert, Expert technique circuits de refroidissement chez SUEZ WTS France.