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L'aquamandix : élimination de fer et du manganèse dans l'eau

Présence de fer et de manganèse dans l’eau potable et désagrément

 

Les eaux souterraines peuvent être plus ou moins chargées en fer et manganèse. Le fer et le manganèse dans l’eau brute peuvent provenir de la dissolution des roches, des sédiments et parfois d’une pollution extérieure.

 

La présence de fer et de manganèse dans l’eau potable entraîne de nombreux désagréments :

 

  • Dégradation de la qualité organoleptique et coloration de l’eau
  • Corrosion et colmatage des ouvrages de distribution et de stockage de l’eau potable
  • Consommation de l’oxydant lors de la désinfection.

 

Il est par conséquent indispensable de mettre en place une filière de démanganisation et déferrisation pour l’abattement du taux de fer et de manganèse.

 

Réglementation en vigueur

 

Même si la présence de fer et de manganèse dans l’eau potable ne constitue pas un problème de santé publique, le décret 2001-1220 du 20 décembre 2001 fixe les références qualités suivantes :

  • Fer < 200 µg/L
  • Manganèse < 50 µg/L

 

Dans ce contexte, la problématique de l’élimination du fer et du manganèse doit être abordée par les traiteurs d’eau.

 

Procédés conventionnels de démanganisation et déferrisation

 

Les procédés conventionnels pour l’abattement du fer et du manganèse reposent sur l’oxydation par voies physico-chimiques ou biologiques du fer et du manganèse. Le fer et le manganèse oxydés deviennent alors insolubles et sont retenus dans un filtre à sable.

 

Dans le cas d’un oxydation physico-chimique, l’utilisation d’un oxydant puissant est indispensable pour pouvoir oxyder le manganèse. L’oxydant le plus souvent utilisé étant le permanganate de potassium. Une tour d’oxydation et un bassin de contact doivent alors être prévus. L’inconvénient de ce procédé est le coût de mise en œuvre et de la maintenance et la difficulté pour le dosage de l’oxydant.

 

La déferrisation ou la démanganisation biologique est un phénomène aérobie. Des bactéries permettent l’oxydation du fer ou du manganèse à des conditions de pH, potentiel d’oxydo-réduction et oxygène dissous spécifiques. L’inconvénient de ce procédé est la difficulté de traiter le fer et le manganèse simultanément ; les conditions de développement des bactéries du fer et du manganèse étant distinctes. De plus la qualité des eaux brutes doit être constante pour permettre le bon développement de ces bactéries et dépourvue d’éléments toxiques tels que H2S.

 

Procédé catalytique d’élimination du fer et du manganèse

 

Principe de fonctionnement de l’Aquamandix :

 

L’oxydation du fer et du manganèse est favorisée par l’utilisation d’un média filtrant : l’Aquamandix qui catalyse la réaction. Ce média filtrant est disposé à l’intérieur du filtre à sable (en proportion variable pouvant aller de 10 à 30 %). Ce procédé catalytique repose sur un phénomène d’absorption et d’oxydation du manganèse ou du fer puis de précipitation à la surface de l’Aquamandix. L’Aquamandix joue donc un rôle d’échangeur d’électrons et d’absorbant.

 

Schéma Aquamandix

 

Contrairement à d’autre sable manganifère, l’Aquamandix est un dioxyde de manganèse naturel (78 % de MnO2). Le sable manganifère ou sable vert est un sable qui est recouvert (naturellement ou artificiellement) avec du dioxyde de manganèse.

 

Ce type de produit, contrairement à l’Aquamandix, nécessite le remplacement de la totalité de la masse filtrante et une régénération en continu ou en intermittence avec du permanganate de potassium. Ce type de média filtrant catalytique s’avère donc plus difficile à mettre en œuvre et plus couteux que l’utilisation d’Aquamandix.

 

Caractéristiques techniques de l’Aquamandix

 

L’Aquamandix est un dioxyde de manganèse naturel concassé sans additifs et exempte de contamination.

 

Conditionnement : sac de 25 Kg, Big bag ou livraison en camion pulsé

Densité en vrac : 2000 Kg / m3

Taille : 0.5 à 1.0 mm

Forme : irrégulière

Couleur : marron foncé à noir

Analyse chimique

ProduitsFormulePourcentage en poids
Dioxyde de manganèseMnO278.00 %
Oxyde de ferFe2O36.2 %
SilicateSiO25.2 %
AluminiumAl2O33.1 %
Humidité< 1 %

 

Conforme à la norme européenne EN 13752 : produits utilisés pour le traitement de l’eau destinés à la consommation humaine – dioxyde de manganèse.

 

Mise en œuvre de l’Aquamandix

 

La mise en œuvre de l’Aquamandix est très facile.

 

Il consiste en un remplacement de 10 à 30 % de la masse filtrante par de l’Aquamandix. La proportion de dioxyde de manganèse dépend de la concentration en manganèse de l’eau brute :

L’Aquamandix est plus lourd que le sable. Il a donc tendance à se déposer en dessous du sable. Il est donc important de déterminer la bonne combinaison entre la hauteur du filtre à sable et la granulométrie du sable.

 

Pour garantir un bon fonctionnement du filtre bi-couche, la hauteur minimale du filtre doit être de 80 cm.

 

HAUTEUR DU FILTREGRANULOMETRIE DU SABLE
> 1.20 mètre0.7 à 1.25 mm
< 1.20 mètre0.4 à 1.00 mm

 

Le temps de contact est un facteur important pour garantir une bonne élimination du fer et du manganèse dans l’eau. Plus l’eau à traiter est chargée en fer et manganèse, plus le temps de contact doit être important. Le temps de contact peut être augmenté par :

 

  • Diminution de la vitesse de filtration
  • Augmentation de la proportion d’Aquamandix dans le filtre

 

La vitesse de passage typique pour un lit filtrant composé de 80 % de sable et 20 % d’Aquamandix est de 10m/heure ; ce qui correspond à un temps de contact de 6 minutes.

 

Une aération préalable de l’eau brute doit être prévue afin d’oxyder une partie du fer dissous. Le fer oxydé sera alors retenu en partie haute du filtre. Le résiduel de fer dissous sera alors oxydé en présence d’Aquamandix.

 

 

 

 

Mise en route

 

Après son premier lavage, l’Aquamandix va se répandre dans la masse filtrante du filtre et se mélanger au sable. Il est important que l’Aquamandix se place en position de sandwich :

 

  • Partie haute avec du sable uniquement : (permet de retenir le fer préalablement oxydé lors de l’aération)
  • Filtre bicouche sable/Aquamandix.

 

L’Aquamandix est constitué de 0.3 à 0.5 % de fine (poussière d’Aquamandix). Cette poussière noire représente un désagrément visuel. C’est pourquoi il est nécessaire de procéder à un lavage préalable.

 

Pour éliminer ces fines, le filtre bi-couche doit être lavé trois fois sur une courte durée avec une forte vitesse (3 fois 10 minutes à 50 m/h par exemple). Lors de la mise en place, nous vous conseillons également de créer un débit d’eau ascendant (remplissage du filtre par le haut et arrivée d’eau par le bas).

 

Entretien et durée de vie

 

Le filtre bicouche sable/Aquamandix doit être lavé périodiquement à contre-courant. Ce lavage permet d’éliminer le fer et le manganèse précipités et retenus dans le filtre. L’utilisation de l’Aquamandix ne nécessite pas de régénération au permanganate de potassium. La durée de vie du filtre est de 10 à 15 ans.

 

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