Note sur les critères de conception des résines échangeuses d’ions (référence au guide de conception)
Pour le traitement d’eau potable
RÉSINES CATIONIQUES
Les résines cationiques communément désignés par adoucisseurs sont utilisées pour l’enlèvement des cations, en l’occurrence le radium, baryum, cuivre, calcium, zinc, fer, magnésium, potassium, manganèse. Ces cations sont remplacés par des ions sodium ou potassium dans certaines situations.
Pour le consommateur, l’adoucissement est l’abaissement de la dureté de l’eau dont sont particulièrement responsables les ions calcium et magnésium.
Selon Santé Canada, le degré de dureté de l’eau potable peut être classé comme suit, en fonction de la concentration de carbonate de calcium (CaCO3):
- Eau douce, de 0 à <60 mg/L (0 à <3,5 grains);
- Eau modérément dure, de 60 à <120 mg/L (3,5 à < 7 grains);
- Eau dure, de 120 à <180 mg/L (7 à <10,5 grains);
- Eau très dure, 180 mg/L et plus (10,5 grains et plus)
Les adoucisseur sont généralement proposés pour l’enlèvement de la dureté.
Les cas soulignés dans les Guides de conception ou les adoucisseurs sont proposés (des fois avec d’autres traitements) sont les suivants :
- Déferrisation et/ou démanganisation (8.5, G1-V1[1]; 4.3.1 et 4.3.3, G2[2])
- Adoucissement et enlèvement du baryum (8.6, G1-V1; 4.3.2, G2)
Les critères de conception des résines cationiques présentés dans le G1 sont ceux relatifs au traitement de la dureté et du baryum. Ces paramètres qui sont pris en référence dans tous les guides de conception (G1-V1, G1-V2[3] et G2).
Critères de conception des résines cationiques (8.6.2.3, G1) | Précisions | Unités, valeurs de critères et leurs conversions | |
Épaisseur média | m | Pi | |
Minimale | 0,9 | 3 | |
Maximale | 1,8 | 6 | |
Vitesse de filtration | m3/h/m2 | gpm/pi2 | |
Max. en mode co-courant | 17 | 7 | |
Max. en mode contre-courant | 50 | 20 | |
Capacité d’échange maximale | mg/L CaCO3 | grain/gal | |
45 | 2,6 | ||
Regénération | Maximale de 135 g de sel pour 65 g de dureté éliminée | ||
Soit: maximale de 3 lb de sel pour 10 000 grains de dureté éliminée |
Les échangeurs d’ions ne doivent pas être utilisés si la quantité de sodium présent à l’effluent de l’échangeur excède 200 mg/L.
Dans les systèmes à co-courant, une hauteur totale de 30 cm constituée de plusieurs couches de gravier gradé d’une dimension de 0,3 à 2,5 cm est souhaitable pour supporter les résines d’échangeurs d’ions. Ce support n’est pas requis dans les adoucisseurs de type contre-courant à blocage mécanique ou les adoucisseurs munis de planchers à buselures.
La hauteur d’eau au-dessus des résines doit être de 30 à 100% de la hauteur du média selon sa densité et la direction de l’écoulement de l’eau par rapport à la solution de régénération (co-courant, contre-courant);
L’OMS recommande d’éviter l’ingestion d’une eau trop douce. Pour cette raison, il est recommandé de ne traiter qu’une partie de l’eau brute et de la mélanger avec l’eau non traitée afin de maintenir une certaine dureté dans l’eau. Si possible, maintenir la dureté entre 80 et 120 mg/L.
RÉSINES ANIONIQUES
Les résines anioniques sont utilisés pour enlever les anions, en l’occurrence les nitrates, sulfates, l’arsenic, etc.
Dans les guides de conception, les applications ou les résines anioniques sont utilisées seules ou avec d’autres traitements sont :
- Enlèvement de l’arsenic – eaux souterraines (8.9, G1)
- Enlèvement des nitrates – eaux souterraines (8.7, G1)
- Eau de surface (4.4.2, G2)
Les critères de conception des résines anioniques présentés dans le G1 sont ceux relatifs au traitement de la dureté et du nitrate. Ce sont néanmoins ces paramètres qui sont pris en référence dans tous les guides de conception (G1-V1, G1-V2 et G2).
Critères de conception des résines anioniques (8.7.1.3) | Précisions | Unités, valeurs de critères et leurs conversions | |
Épaisseur média | m | Pi | |
Minimale | 0,7 | 2,30 | |
Maximale | 1,8 | 6 | |
Vitesse de filtration | m3/h/m3 | gpm/pi3 | |
Minimale | 5 | 0,6 | |
Maximale | 40 | 5 | |
Regénération
(NaCl 5 à 10%) |
g NaCl /L de résine | lb de NaCl / Pi3 de résine | |
Minimale | 125 | 7,8 | |
Maximale | 250 | 15,6 |
À la fin de la régénération, la résine doit être bien rincée à raison de 10 à 15 volumes d’eau par volume de résine.
[1] Guide de conception des installations de production d’eau potable, Volume 1
[2] Guide de conception des petites installations de production d’eau potable
[3] Guide de conception des installations de production d’eau potable, Volume 2