Préambule.
Ce logiciel est un programme de calcul, basé sur une
méthode connue et éprouvée dans le domaine des
eaux : la méthode HALLOPEAU & DUBIN, modifiée,
complétée et implémentée par le
concepteur (Protection : Loi 92-597 du 1 juillet
1992, relative au Code de la Propriéte
Intellectuelle).
Biblio : J. Hallopeau - "Les équilibres carboniques dans les
eaux" - Terres et Eaux, 1960/1961.
Toutes les formules de calculs peuvent être
référencées et expliquées : lois
thermodynamiques, formules d'équilibres ioniques, relations
acido-basiques, etc.
Les options proposées tiennent compte de celles
rencontrées en étude et traitement des eaux
naturelles.
Certains programmes développés par l'auteur ont
été ou sont utilisés dans les bureaux de
certains grands groupes industriels du traitement ou de la
distribution d'eau.
Certains systèmes de pilotage automatique du process d'usines
de traitement ont été mis au point par ces
méthodes de calcul, ceux-ci ne nécessitant que peu de
paramètres, par ailleurs mesurables en continue.
Les calculs nécessitant des itérations utilisent une
méthode par dichotomie qui permet une plus grande
rapidité avec une précision suffisante : valeur de
contrôle mathématique = de 0.01 à 0.1 selon les
cas.
Le programme EQUILWIN est un logiciel codé pour
fonctionner sous Windows. Il ne pose donc aucun problème
d'utilisation avec les interfaces WINDOWS 7 à 10 (32/ 64
bits).
La pression exercée est supposée proche de la
pression atmosphérique.
En ce qui concerne le calcul des pH, le programme tient compte d'une
acidité qui peut être non carbonique (sulfurique,
chlorhydrique) et dans ce cas utilise les formules des pKa
nécessaires.
EquilWin permet de calculer les équilibres des formes ioniques
courantes rencontrées dans la plupart des eaux naturelles.
La plupart des traitements courants y sont représentée
et permettent de simuler leur action sur les équilibres
ioniques principaux tels que l'équilibre
calcium/carbonates/CO2.
En principe, le programme signale toutes valeurs introduites ou
calculées excessives, et dans la plupart des cas, permet la
poursuite des calculs.
Seuls cinq paramètres sont
nécessaires aux calculs courants :
Température, pH, TAC
(alcalinité), calcium et résidu sec (ou
conductivité ou
résistivité).
Une référence est demandée initialement, mais
celle-ci est facultative.
Initialisation.
Au démarrage du programme, avant l'introduction des
paramètres principaux indispensable aux calculs (menu
Caractérisation).
NB > enregistrement de chaque caractéristique
d'eau ou par session (persistante ou non).
Calculs Principaux.
Après une première introduction des 5
paramètres (image Equilwin d'une eau agressive),
on obtient :
- pHs ou pH (théorique) de saturation au carbonate de calcium : pH que l'on doit obtenir pour être à l'équilibre, à TAC constant.
- CO2 libre (mg/l).
- Indice (IS ou index) de saturation :
correspond à pH - pHs,
- s'il est positif (>0.01), l'eau est entartrante,
- s'il est négatif (<-0.01), l'eau est agressive vis à vis du calcaire,
- s'il se situe entre -0.01 et 0.01, l'eau est considérée à l'équilibre calco-carbonique.
- Alc/CaO :
rapport Alcalinité / Calcium(exprimé en équivalents de CaO).- CO2 agressif :
correspond à la fraction du gaz carbonique libre, susceptible d'attaque chimique
sur le calcaire (carbonate de calcium), n'existe évidement que pour les eaux à caractère agressif (IS < -0,01).- CaCO3 dissolvable : quantité de carbonate de calcium (CaCO3) potentiellement dissolvable dans l'eau, par attaque du CO2 aggressif (acidité carbonique),
Nota : si l'eau présente un caractère entartrant, il y a indication de CaCO3 précipitable.
Indication du CCPP (calcium carbonate precipitation potential) : la quantité de CaCO3 qui peut être théoriquement précipitée (eau entartrante) ou dissoute (eaux agressives), dans ce dernier cas la valeur est négative.- Ind.de stabilité : indice de stabilité de RYZNAR (IR)
(2 pHs-pH), donne une indication de la tendance corrosive ou incrustante (entartrante) de l'eau.
Par ailleurs, il est indiqué la tendance de l'eau :
agressive, entartrante ou à l'équilibre, et
également la proposition de rectification de l'eau (mise
à l'équilibre /reminéralisation).
Exemple Equilwin (résultat de l'eau agressive
précédente) :
Après l'indication des résultats, des choix sont proposés :
Correction d'agressivité :
Permet de réduire l'acidité de l'eau
(éventuellement, jusqu'au pH d'équilibre de l'eau)
Peut se tester,
Nota : des sous-menus sont proposés, par exemple :
- aération simple : arrêt automatique vers 6 mg/l de CO2 libre (proposé si CO2 sup. à 6),
- aération forcée (en tour de contact) qui permet par ailleurs de choisir le CO2 libre résiduel.
Exemple (image Equilwin) :
Nota : les menus permettent :
- soit de continuer à traiter l'eau,
- soit de changer de dose (sans changer de coagulant),
La baisse de pH (acidification), si elle est possible (contrôlé par le programme), peut être effectuée au moyen de 6 réactifs,
Nota : selon le produit (et le programme) choisi, il est
demandé d'introduire (ou non) les sulfates, chlorures,
nitrates déja présents dans l'eau (si connus).
Également, 4 bases sont proposés ( basification), qui
permettent de tester l'action de ceux-ci sur l'équilibre
calco-carbonique, soit,
Nota : selon le produit choisi (et le programme), il peut
être demandé d'introduire le sodium.
Les valeurs d'augmentation de certains éléments
(même non introduits au départ) sont signalés
:
- sulfates,
- chlorures
- sodium.
Exemple Equilwin (pH demandé : 7.5, choix de chaux à 80% de pureté) :
Reminéralisation :
Permet d'augmentation la minéralisation
bicarbonatée calcique.
(éventuellement, jusqu'au pH d'équilibre de l'eau)
Le logiciel teste (actuellement) la reminéralisation par
action de :
- gaz carbonique(CO2) + chaux (Ca[OH]2),
- gaz carbonique(CO2) + carbonate de calcium (CaCO3),
- gaz carbonique(CO2) + dolomite non calcinée,
- gaz carbonique(CO2) + dolomite calcinée.
Nota : l'arrêt de ces calculs se fera sur :
Adoucissement :
Permet de réduire les bicarbonates calciques ou le
calcium seul.
(trois options proposées, après l'introduction de la
valeur de calcium désiré).
Soit donc :
Remarque: ce programme n'est pas un logiciel de
dimensionnement des appareils et produits employés en
échange d'ions, il n'est qu'une approche des volumes de
résine à mettre en oeuvre (résine cationique) et
des volumes d'eaux à traiter réellement (calcul d'un
by-pass).
Doses de réactifs (ajout) :
(permet l'ajout dosé d'un réactif).
Donc, 4 options à choisir :
Nota : pour certains produits la pureté (%) ou la
concentration (g/l) peut être demandé (facultatif).
Remarque : nous pouvons tester le mélange de l'eau initiale
en mémoire (ou d'une eau enregistré), avec une
2ème eau, dont nous introduirons les 5 paramètres
indispensables.
Le logiciel permet de tester différentes proportions (en %) de
mélange des 2 eaux, sans réintroduire les
paramètres.
NOTA : enregistrement de chaque eau cractérisée ou par
session de travail (persistante ou non).
Larson (indice de corrosion) :
Permet le calcul de l'indice de corrosion des métaux,
selon Larson (LR ou Larson Ratio).
Rappel du calcul : rapport : (somme [sulfates x 2] +
chlorures) , sur alcalinité.
Les valeurs étant exprimées en moles/litres
(transformation faites par le programme).
. Avec EquilWin, ce calcul n'est effectué que sur l'eau sous
caractérisation.
Les contrôles sont effectués au cours ou à la fin des différents calculs de rendre compte des impossibilités, de ne pas dépasser les limites, ou de résultats incohérents.
Selon le type de calcul et les conséquences possibles, EquilWin peut arrêter les calculs et expliquer pourquoi. Les calculs peuvent ensuite continuer ou non (choix donné).
Pierre Ravarini - Août
2015.