III. Hyposulfite de soude Ils

Faire fondre et couler en 100 comprimés.

Si l'eau est trouble, on la filtre rapidement dans un seau de campement en toile dont le fond est garni de deux tamis contenant de la poudre d'amiante (c'est le filtre Schuking utilisé dans l'armée autrichienne). On prélève un quart de litre environ de l'eau filtrée, on y jette un comprimé n° 1, et dès qu'il est dissous, un comprimé n° 2; il se dégage de l'iode, qui donne au liquide une teinte brune. Ce liquide est alors versé dans 1 litre de l'eau filtrée. La stérilisation est obtenue après dix minutes. L'addition d'une pastille n° 3 transforme l'excès d'iode en iodure et tétrathionate. L'eau peut alors èlre consommée : observons cependant qu'elle renferme par litre environ 0gr,300 de ces différents produits (0gr,l d'iodure et d'iodatede potassium, 0Rr,l d'acide tartrique, 0*r,l d'hyposulfite de soude). Il y a lieu de faire des réserves sur l'innocuité de l'usage prolongé d'une eau

(1) Bull, de la Soc. industrielle de Marseille, 1895, p. 113 et suiv.

(2) Ann. d'hyg. et de méd. lég., 31' série, t. XLVIII, p. 460, et t. L, p. 158.

contenant des doses même très petites d'iodure de sodium cl de tétrathionate de soude. Exceptionnellement, le traitement par l'iode esl un moyen assez commode de rendre acceptable une eau suspecte.

Bisulfate de soude. — Citons, pour mémoire, parmi les agents stérilisants appliqués à l'eau potable, le bisulfate de soude dont l'emploi fut proposé par Parker et Rideal. L'action bactéricide de ce sel est réelle, mais seulement à des doses élevées; il faudrait, pour obtenir un effet rapide, en employer jusqu'à 5 grammes par litre! L'eau ainsi traitée prend une saveur très acide qu'on corrige par addition de bicarbonate de soude. On a ainsi en définitive une eau contenant des proportions de sulfate de soude qui ne sauraient être considérées comme inoffensives, et qui communiquent à l'eau un goût fâcheux.

Eau oxyg-énéc. — L'eau oxygénée a été proposée pour la purification des eaux potables. Voici les résultats obtenus par Ed. Bonjean (1) dans une étude relative à l'action de l'eau oxygénée sur les organismes des eaux :

So'uiion commerciale d'eau oxygénée

dite à 12 volumes, dite à 20 volumes.

Quantité de solution commerciale par litre

d'eau (eau de Seine) 3 c. c. 5 c. c. 10 c. c.

Quantité de H*Oa titrée dans un litre d'eau. 0^,063 Oe^lOO 08r,292

Nombre de germes par cent, cube :

Eau traitée après 30 minutes 1316 960 496

— 1 heure 558 480 371

— 2 heures » 400 66

— 24 — culture. » 0

Il faudrait donc 0er,29*2 de H-O2, c'est-à-dire 10 centimètres cubes de solution commerciale d'eau oxygénée dite à vingt volumes et un contact de six heures pour stériliser l'eau de Seine distribuée dans Paris. Ce chiffre est beaucoup plus fort que celui qui est généralement indiqué (5 centimètres cubes de solution commerciale, et contact de cinq minutes).

L'excès d'eau oxygénée peut être détruit par le permanganate de potassium qui produit un oxyde de manganèse floconneux clarifiant l'eau par un véritable collage : en faisant passer l'eau surune colonne de coke on obtient une eau claire et potable.

L'eau oxygénée à l'état naissant est douée d'un pouvoir bactéricide beaucoup plus élevé que la solution commerciale, comme l'un de nous l'a établi (2) en démontrant dans une série d'expériences que des quantités six fois inférieures de peroxyde d'hydrogène à l'état nais-

(1) Ed. Bonjean, Comptes rendus Ac. des Sciences, janvier 1905.

(2) Ed. Bonjean, Bull. Suc. thérapeutique, 1905.

saut provenant du peroxyde de calcium jouissent d'un pouvoir bactéricide bien supérieur à celui du peroxyde d'hydrogène produit par la solution commerciale d'eau oxygénée.

Quantités d'eau oxygénée à 1 état naissant dans un litre d'eau.

06T,060 0S'\070 0Rf,053

Nombre de germes avant traitement.. 3600 1920 2000

Eau traitée après 30 minutes 472 190 496

— 1 heure... 104 42 371

— 2 heures » 24 65

Procédé Freyssinge-Roche, au bicalcite ou peroxyde de •calcium. — Ce procédé consiste à traiter l'eau suspecte par une poudre dénommée « bicalcite ». L'élément actif de cette poudre est le peroxyde de calcium. Il suffit de traiter l'eau par 08r,3 à 0^r,5 de ce produit par litre. On agite, et lorsque le dépôt est effectué, on filtre .sur une colonne garnie de bioxyde de manganèse. On obtient ainsi constamment de l'eau stérile et n'ayant subi que des modifications chimiques acceptables et parfois même favorables (par exemple la diminution du carbonate de chaux dans les eaux très calcaires). Le làcalcite est susceptible de se décomposer totalement dans les conditions employées pour son dosage (permanganate de potassium en solution sulfurique) en produisant une action oxydante équivalente à 20 de peroxyde d'hydrogène H202 pour 100 de produit. Cette détermination peut servir de contrôle à sa valeur.

Voici les conclusions que nous avons données à la suite de l'étude -de ce procédé (1) :

Employer pour 1 litre d'eau de 0sr,300 à 0er,500 de produit titrant H0 p. 100 de peroxyde d'hydrogène H202. Agiter et laisser en contact pendant deux à trois heures. Après ce temps, et suivant les besoins, filtrer sur du bioxyde de manganèse de telle façon que le peroxyde d'hydrogène soit totalement détruit.

L'action du bicalcite se manifeste progressivement; le nombre des germes va très rapidement en diminuant.

A la dose de 0gI',5, le bacille coli, le bacille pyocyanique introduits ■en abondance dans les eaux sont tués en trois heures ainsi que les autres germes communs. Le bacille typhique est tué en deux heures.

Le pouvoir stérilisant du peroxyde F H ou bicalcite es! de beaucoup supérieur à celui de quantités équivalentes de peroxyde d'hydrogène provenant des solutions commerciales d'eau oxygénée. Il esi

(1) Ed. Bonjean, Epuration et stérilisation des eaux au moyen du peroxyde de ■calcium. Bull, des Sciences phar m., n° 12, 1904.

très supérieur à celui de la chaux; celle activité antiseptique doit être attribuée, à noire avis, à l'état naissant du peroxyde d'hydrogène.

Les propriétés organoleptiques des eaux fortement souillées (odeur, couleur) sont améliorées par ce traitement.

Pour qu'on puisse faire usage de l'eau, le peroxyde d'hydrogène doit être entièrement décomposé ; il ne reste alors en solution aucun produit nuisible ou capable d'entraîner des troubles dans l'organisme.

Les seules variations chimiques résultant de ce mode de traitement concernent le carbonate de chaux, qui peut subir une légère augmentation dans les eaux peu minéralisées ou au contraire une diminution dans les eaux dures et très calcaires.

Permanganates de potassium et de calcium. — Le permanganate de potasse a été, depuis quelques années, proposé pour la purification bactérienne des eaux (1). Pour éviter l'absorption inutile de quantités même très faibles de sels de potasse, Girard et Bordas ont eu l'idée de remplacer le permanganate de potasse par le permanganate de chaux : la très légère augmentation de sels calcaires résultant de cette addition est sans aucune importance. On ajoute à l'eau brute une quantité de permanganate suffisante pour lui communiquer une teinte rouge bien manifeste : on fait ensuite passer cette eau sur un filtre de bioxyde de manganèse, en forme de bloc, qui élimine l'excès de permanganate. L'appareil désigné sour le nom de filtre Lutèce est basé sur ces principes et constitue un bon filtre domestique. Le pouvoir bactéricide du permanganate est considérable, même à des doses excessivement faibles. La coloration rouge que le réactif communique à l'eau traitée est un avantage précieux : elle permet de constater, à la simple vire, si l'eau filtrée est bonne pour la consommation, ou si au contraire elle contient encore un excès de réactif.

Dans le filtre Lapeyrère, on emploie un mélange, dit « permanganate alumino-calcaire », composé de :

Permanganate de potasse 3 grammes.

Alun de soude sec 10 —

Carbonate de soude sec 9 —

Chaux de marbre foisonnée 3 —

La quantité ci-dessus, soit 25 grammes de mélange, est suffisante pour stériliser 100 litres d'eau. Cependant on doit considérer que la dose à employer est un peu variable selon la richesse de l'eau en matières organiques : elle peut osciller entre 0,15 à 0,50 par litre. La stérilisation est obtenue en quatre à cinq minutes. Pour détruire l'excès de permanganate, on fait passer l'eau sur un filtre spécial

(1) Mlle Schipilof, Stérilisation de l'eau par le permanganate de potasse. Revue médicale de la Suisse Romande, 1892.

PURIFICATION PAR LES AGENTS CHIMIQUES. S— ill

formé de fibre de tourbe imprégnée d'oxyde brun de manganèse. Des appareils de ce genre ont été utilisés assez souvent par les troupes coloniales françaises.

Manganate de baryum. — Procédé Cambier (1). — Le manganate de baryum obtenu par la réaction d'un manganate alcalin sur un sel soluble de baryum est une poudre de coloration violet noir, très dense, insoluble dans l'eau distillée bouillie, mais un peu soluble dès que l'eau renferme des traces d'acide carbonique ou de bicarbonate, ce qui est le cas de toutes les eaux naturelles. Au contact de ce produit, l'eau se colore en rouge par suite de la transformation du manganate de baryum insoluble en permanganate soluble : 2MnOBa + 2C02 + 0 + 112 = Mn20«Ba + (C03)2RaH2.

D'après Cambier, dans ces conditions, ce produit serait susceptible de stériliser immédiatement l'eau, dès que celle-ci est colorée. Le filtre est essentiellement constitué par un mélange de sable et de manganate de baryum. L'action oxydante du lit de manganate neuf n'est pas instantanée et demande douze à dix-huit heures pour s'établir régulièrement. 1 kilogramme de manganate serait capable de stériliser 180 mètres cubes d'eau : l'eau sortant des filtres oxydants est .impropre à l'alimentation par suite de sa coloration rose et de la présence possible de sels de baryum. On la traite par une solution très étendue de sulfate ferreux et on sépare le précipité par une nouvelle filtration.

On peut encore chercher à éliminer les sels de baryum solubles en incorporant dans le premier lit oxydant du sulfate de strontium naturel ou célestine, ou en chargeant l'eau de sulfate de chaux par passage sur du gypse avant le filtre stérilisant. Pour décolorer ensuite l'eau, on la dirige sur une couche de fer ou mieux dans un cylindre rotatif rempli de ferraille. On filtre ensuite pour la débarrasser du précipité qu'elle tient en suspension.

D'après Cambier, « au moment où elle sort du lit oxydant insoluble, l'eau est stérilisée à peu près radicalement : on n'y trouve plus notamment le colibacille, presque toujours présent dans l'eau brute, et sa légère coloration rose persistante est un sûr garant de l'efficacité de la stérilisation et de la destruction totale de la matière organique. Après traitement par le sulfate de fer ou mieux par le fer métallique, tout à fait insoluble, et une filtration rapide sur une couche de sable, l'eau traitée est parfaitement incolore et limpide; sa composition chimique minérale ne diffère pas sensiblement de celle de l'eau brute, elle ne contient en solution aucune trace de substances toxiques; elle peut, en un mot, être utilisée pour l'alimentation. »

Stérilisation par les composes oxygénés du chlore. — Peroxyde de chlore. — Le peroxyde de chlore, agent oxydanl

(1) Camdier, Contribution à l'étude des eaux alimentaires. Paris, 1904.

très énergique, a été appliqué par Henri Berge et Albert Berge, de Bruxelles, à la stérilisation des eaux potables.

On sait que le peroxyde de chlore, découvert par Davy, se produit lorsqu'on attaque le chlorate de potasse par l'acide sulfurique, selon la réaction :

3C102K+ 2SOH2= ClOK + 2S04IK+ W-O.

Lorsqu'on emploie l'acide sulfurique concentré, la réaction est très vive et non sans danger. On la modère en ajoutant à l'acide sulfurique une certaine quantité d'eau. — On obtient encore du peroxyde de chlore en chauffant à 70° un mélange de chlorate de potasse pulvérisé et d'acide oxalique (Cal vert et Davies).

Le peroxyde de chlore est un gaz jaune verdâtre, assez soluble dans l'eau. C'est la solution aqueuse que l'on emploie comme agent stérilisateur dans le procédé Berge.

Les premiers essais en grand de ce système ont été faits à Ostende et à Middelkerke. Ils ont été l'objet de nombreuses études de la part de divers savants en Belgique (Van Ermengen, Molinari, Petermann, Desguin, etc.). Il a été étudié en France par J. Ogier (1), dans des expériences de laboratoire, et sur une installation faite en vue de l'alimentation de la ville de Lectoure, au moyen de l'eau du Gers.

Pour la préparation du réactif stérilisant, c'est-à-dire de la solution aqueuse du peroxyde de chlore, il convient de proscrire absolument l'emploi de l'acide sulfurique concentré, qui donne lieu à un dégagement rapide, mais qui produit souvent des explosions accompagnées de projections dangereuses. A. Berge conseille l'usage d'un acide un peu étendu, à 58° Baume (densité : 1,67). Avec cet acide, qui ne doit être employé qu'après refroidissement, la décomposition •du chlorate se fait lentement et régulièrement. On évite d'ailleurs toute accumulation de volumes importants de peroxyde de chlore gazeux en dirigeant dans le mélange un courant d'air qui entraine le gaz formé. Pour les expériences de laboratoire, l'appareil se compose d'un petit flacon où l'on introduit la quantité convenable d'acide sulfurique à 58° et de chlorate pulvérisé (10 grammes par exemple) ; immédiatement on dirige sur le mélange un courant d'air à laide d'une soufflerie ou d'une trompe : le peroxyde dilué d'air traverse ensuite une série de quatre ou cinq flacons laveurs remplis d'eau ; celle-ci dissoutle gaz en prenant une coloration jaune intense. On arrête l'opération lorsque la teinte du dernier flacon laveur cesse

(1) Stérilisation des eaux par le peroxyde de chlore. liée, des trai\ du Comité •consnlt. d'hyg., 1899, t. XXIX, p. 70; et Alimentation de Lectoure en eau potable. lbid., p. 103.

PURIFICATION PAU LES AGENTS CHIMIQUES. £-'il3

de devenir plus foncée. Los contenus des divers flacons sont mélangés et constituent le réactif purificateur.

Un appareil pour la production industrielle du peroxyde de chlore a élé ingénieusement combiné par A. Howalson; il serait trop long i\'vn décrire ici le mécanisme; disons seulement que la réaction se fait dans un vase conique en plomb contenant de l'acide sulfuriquc étendu d'eau. La distribution du chlorate dans l'acide a lieu mécaniquement et d'une façon régulière ; elle est en rapport avec la quantité et la pureté de Peau qui passe dans l'appareil ; il est facile de modifier, selon les cas, la dimension du petit récipient où s'emmagasine la prise de chlorate qui tombe dans l'acide à intervalles réguliers, toutes les minutes. Cette prise de chlorate est toujours très petite, quelques déci grammes.

Dans le récipient de plomb contenant le mélange d'acide et de chlorate, on fait passer un courant d'air provenant d'un récipient spécial, où l'on emmagasine chaque jour, à l'aide dune pompe, une provision suffisante d'air comprimé. Le gaz peroxyde de chlore produit par la réaction est entraîné par l'air sous pression, et se rend dans un saturateur, où il se dissout dans de l'eau qui tombe en cascades par quantités réglées, sur des plateaux de laiton disposés en chicanes ; pendant que le peroxyde se dissout, l'air en excès s'échappe à la partie supérieure du barboteur.

La solution aqueuse de peroxyde s'accumulant au bas du barboteur est conduite dans un récipient où elle se mélange à l'eau. La proportion de solution oxydante à ajouter à l'eau peut être réglée par la manoeuvre du robinet mélangeur; elle doit être surveillée, à la sortie de l'appareil, à l'aide du réactif amidon-iodurc de potassium. Il faut que le peroxyde soit en léger excès, c'est-à-dire que le réactif, ajouté à l'eau placée dans une grande éprouvette d'un litre environ, doit lui communiquer une coloration franchement bleue, mais pas trop intense.

Le pouvoir colorant du peroxyde est considérable et les eaux contenant un excès de peroxyde de chlore ont au début une légère teinte jaune, appréciable par comparaison avec l'eau non traitée.

On peut connaître très rapidement la dose de peroxyde de chlore contenue dans la solution stérilisante, en ajoutant à un volume connu (500 centimètres cubes par exemple) un peu d'iodure de potassium, et en déterminant avec une solution titrée d'hvposullite la quantité d'iode mise en liberté.

Actions chimiques du peroxyde de chlore. Modifications de la composition de Veau traitée. — Une eau additionnée de peroxyde de chlore en léger excès, c'est-à-dire très faiblemenl colorée en jaune, se décolore assez vile, surtout à la lumière : elle conserve pendant quelque temps nue odeur spéciale, analogue à celle de l'eau de Javel; puis celle odeur disparaîl complètement. Au contact

des matières organiques, le gaz chloré se décompose, d'où oxydation et diminution de ces matières organiques : cette diminution est variable selon la quantité de réactif employée : elle est souvent d'environ la moitié.

Le chlore du peroxyde disparaît à l'état de chlorure alcalin formé aux dépens des carbonates de l'eau : la dose des chlorures dans l'eau primitive est donc nécessairement augmentée. En fait, les dosages de chlore par les procédés ordinaires (liqueur titrée d'azotate d'argent) fournissent sensiblement les mêmes chiffres avant et après le traitement; il ne saurait en être autrement, car nous verrons que la stérilisation d'une eau de pureté moyenne peut être obtenue avec une dose de peroxyde correspondant à moins de 1 milligramme de chlore par litre d'eau. L'augmentation des chlorures dans l'eau est donc tout à fait négligeable.

Il est indispensable que l'eau traitée par le peroxyde de chlore ne soit pas livrée à la consommation avant que l'excès de réactif ait été entièrement détruit. Une eau contenant encore du peroxyde de chlore ne serait pas acceptée, à cause de son odeur et de sa saveur; mais surtout il y aurait de sérieux dangers à faire circuler dans des canalisations de plomb des eaux renfermant du peroxyde qui dissoudraient certainement des quantités notables de plomb.

La disparition du peroxyde en excès a lieu avec des vitesses différentes selon la pureté de l'eau mise en expérience; elle est beaucoup plus rapide lorsque les eaux sont assez riches en matière organique. Elle varie aussi avec la température et la lumière.

Un moyen commode pour amener la destruction immédiate de l'excès de peroxyde de chlore consiste à faire passer l'eau traitée sur du coke; il est facile de vérifier, à l'aide de l'iodure de potassium amidonné, si cette destruction est complète.

Gomme agent bactéricide, le peroxyde de chlore est d'une efficacité incontestable. Dans des expériences faites avec une eau assez pure (eau de la Vanne) la stérilisation a été obtenue, au bout d'un temps très court, après l'addition d'une dose de peroxyde qui ne dépassait pas 0gr,0008 par litre d'eau. Avec une eau impure (eau de Seine grossièrement filtrée sur du sable) il a fallu employer une plus grande quantité de réactif, de 2,5 à 3 milligrammes par litre d'eau; le nombre des bactéries passait alors de 19*2 000 à quelques unités. Les espèces bactériennes qui ont été reconnues sont des germes sporulés très résistants, tels que le Bac. subtilis, \eBac. megaterium, etc. : ce sont les mêmes espèces qui résistent aussi aux traitements chimiques par d'autres procédés (ferrochlore, ozone) : elles sont d'ailleurs inoffensives. Des essais spéciaux sur les eaux chargées de colibacille et de bac. iijphiqae, ont montré que ces deux espèces sont facilement détruites par le peroxyde de chlore : l'addition de 0,00238 de CIO2 par litre dans des eaux contenant, l'une 97000 colibacilles, et

l'autre 40000 bacilles typhiques par centimètre cube, a suffi pour amener la stérilisation complète en moins de trois heures (1).

Nous avons cru devoir traiter avec quelques détails cette question de l'épuration par le peroxyde de chlore, qui est, comme on vient de le voir, un agent bactéricide d\me extraordinaire énergie. — Ajoutons en terminant que l'exploitation de ces procédés paraît avoir donné lieu à quelques mécomptes.

Procédé Dimitri. — La réaction de l'acide chlorhydiïque sur les chlorates alcalins :

ClO^Na + 2 HCl = NaCl + Cl + CIO* + H20,

réaction qui peut être effectuée sans danger, a été appliquée par Dimitri à la stérilisation des eaux potables. Des essais pratiqués dans les environs de Bilbao ont donné, d'après cet auteur, de bons résultats. — On fait un mélange d'acide chlorhydrique et de chlorate de sodium, dans des proportions constantes, et on en ajoute à l'eau des quantités variant selon la nature de cette eau : en général, 1 gramme de chlorate de soude et 10 centimètres cubes d'acide chlorhydrique produisent une stérilisation suffisante pour un mètre cube d'eau.

Procédé dit « ferrochlore ». — Les propriétés oxydantes et bactéricides des hypochlorites ont été appliquées récemment à la purification de grandes ma'sses d'eau, sous une forme originale et qui a donné de très bons résultats. Nous voulons parler du procédé dit au « ferrochlore », imaginé par Duyk. Nous avons eu l'occasion d'étudier ce procédé, sur une installation faite par A. Howatson, à Paris, dans les bâtiments du réservoir de Montsouris. Nous donnons ci-après les résultats de cette étude (2).

Dans le procédé au « ferrochlore » on ajoute à l'eau traitée un mélange, en proportions convenables, de chlorure de chaux et de perchlorure de fer. La réaction qui se produit dans ces conditions est assez complexe : on obtient un précipité d'hydrate de peroxyde de fer et un dégagement d'oxydes de chlore où domine l'acide hypochloreux. Duyk estime, en outre, qu'une partie de l'acide hypochloreux, en présence de l'eau et d'un composé ferrique, cède à ce dernier son oxygène pour donner naissance à de l'anhydride ferrique, qui se retrouve sous forme de ferrâtes alcalins, corps doués de propriétés oxydantes énergiques.

Le mélange hypochlorite de chaux-perchlorure de fer, — auquel l'auteur attribue le nom de ferrochlore, — renferme donc vraisemblablement de l'acide hypochloreux, du peroxyde de fer et un ferrate.

(M Ogier, Rec. des travaux du Com. cons. d'hygiène, t. XXIX, p. 76. (2) Ogier et Bonjean, Rec. des travaux du Comité consultatif d'hygiène, 100 i ; Annales dlxyg. et de méd. légale, -i'' série, t. III, avril 1005.

Ainsi qu'on va le voir, ce mélange 1 . puissamment bactéricide, est capable de modifier heureusement la composition de certaines eaux suspectes e\ leurs caractères organoleptiques.

Des essais en grand (2) ont été pratiqués en Belgique en 1902, par Duyk. à l'usine des eaux de Middelkcrke, ville de bains de mer du littoral belge, dont la population permanente est de 2 044 habitants.

Les appareils, analogues à ceux que nous décrivons plus loin, consistaient essentiellement en un système distributeur du réactif, introduisant celui-ci d'une manière uniforme dans l'eau à épurer et réalisant le mélange intime des liquides ; puis un appareil de filtration, pour séparer l'eau épurée du précipité ferrugineux qui prend naissance au sein de celle-ci et qui entraîne avec lui les germes et matières nuisibles.

Les essais de Middelkerke ont été faits sur l'eau très impure du canal de Plasschendaele-Nieuport, à raison de 150 mètres cubes par jour. Duyk dit qu'aucun inconvénient n'est résulté de l'emploi de cette eau pour la boisson, que l'état sanitaire de la commune a été satisfaisant, que l'eau était toujours limpide et dépourvue de l'odeur marécageuse qu'elle avait à l'état brut. — Les essais bactériologiques ont été faits par le D1 Henseval, directeur de la station de la laiterie à Gembloux : les premiers résultats ne sont pas excellents ; il a fallu quelques tâtonnements pour fixer les doses de perchlorure de fer et de chlorure de chaux à employer; peut-être aussi les filtres, réservoirs et conduites, étaient-ils insuffisamment stérilisés. Quoi qu'il en soit, au troisième prélèvement, on voit le nombre des bactéries, primitivement de 5 000 dans l'eau brute, tomber à 40 au sortir des filtres, à 18 au réservoir, à 12 à la conduite de distribution. Les résultats sont encore meilleurs dans les prélèvements ultérieurs.

Le colibacille, qui est constant dans l'eau du canal, n'a jamais été trouvé dans l'eau traitée. Nous reviendrons plus loin sur les modifications qu'apporte le traitement à la composition chimique de l'eau.

Dans les expériences de Middelkerke, on employait des doses assez considérables de réactif, correspondant à peu près à Qsr, 005 de chlore actif par litre d'eau : elles sont peut-être les plus convenables pour l'eau de Middelkerke; mais il semble cependant qu'elles pourraient être réduites; c'est ce qu'indiquent les expériences dont nous allons maintenant parler.

(1) Ces réactions peuvent s'interpréter par les formules suivantes :

Fe2Clc + GNaOCl = 6NaCl + Fe2()3 + 3C120 et Fe2C16 + 6NaOCl + 3H2<3 = Fe203 + 6NaCl + 6C10H.

(2) On en trouvera le détail dans le journal La Technologie sanitaire, t. IX, n° 3, p. 57, et dans les Annales de chimie analytique, t. VIII, p. 13, 53, 88 et 132.

L'appareil Duyk-Howatson (fig. 71) était construit pour le traitement de 100 mètres cubes (Veau par jour; il comprenait essentiellement un dispositif pour le mélange de l'eau avec les réactifs et deux filtres Howatson (filtres à silex concassé) placés côte à côte. Au sommet des deux filtres est un réservoir A où arrive l'eau brute et où Ion maintient un niveau constant: 1 écoulement de Teau est réglé par un orifice percé dans un bouchon placé près du fond : le débit de cet orifice est constant . — Les deux filtres a ont un diamètre de 1 mètre et une hauteur de 3m,30. — L'hypochlorite de chaux, ainsi que le perchlorure de fer, sont dissous dans les compartiments d'un bac supérieur dd' placé sur le bac à eau. Pour chaque compartiment, l'écoulement de la solution est réglé au moyen d'un dispositif spécial, de telle sorte que les proportions relatives des liquides restent invariables. — Les compartiments où se trouvent les réactifs sont recouverts intérieurement d'un enduit de gutta-percha : il en est de même pour les organes du mélangeur des réactifs ; les tuyauteries de réglage et de conduite des produits stérilisateurs sont en ébonite. — L'écoulement des solutions de perchlorure de fer et de chlorure de chaux amène lei deux produits dans les deux cases d'un récipient, d'où, par deux tubes d'ébonite, ils sont amenés à la partie inférieure d'un entonnoir dans lequel ils se mélangent et réagissent l'un sur l'autre; le produit de la réaction, le ferrochlore, se déverse par la partie supérieure de l'entonnoir et est ensuite, par un tube central, amené en contact intime avec l'eau à traiter, dont 1 écoulement a été réglé à la sortie du bac supérieur. Le mélange des deux réactifs et de l'eau s'opère dans l'intérieur de l'appareil dit mélangeur; deux branchements répartissent alors le liquide,

Fig. 71. — Appareil Howatson, pour le traitement des eaux au ferrochlore.

les gaz et le précipité de peroxyde de fer sur les deux filtres. Les flocons de peroxyde de fer agissent comme agglomérants sur les matières organiques en suspension et forment, par leur dépôt à la surface du silex concassé, une couche qui devient la partie la plus efficace du filtre.

Au bout de peu de temps, la filtration se ralentit, et il est nécessaire de procéder au nettoyage des filtres, c'est-à-dire de les débarrasser de la couche d'oxyde de fer déposée à la surface. A cet effet, on fait arriver l'eau stérilisée contenue dans l'un des filtres par le robinet inférieur m ou m\ de sorte que les matériaux filtrants sont traversés de bas en haut; les silex concassés, assez denses, sont soulevés et retombent immédiatement, tandis que la couche d'oxyde de fer et les impuretés qu'elle retient sont entraînées et évacuées par un orifice k placé un peu au-dessus de la surface supérieure des couches filtrantes ; un râteau tournant, dont les dents raclent la surface, facilite cette évacuation. La durée d'un nettoyage est d'environ dix minutes. Selon l'impureté des eaux traitées, ces nettoyages se font toutes les vingt-quatre ou quarante-huit heures (1).

Les résultats des expériences (2) que nous avons effectuées ne diffèrent pas sensiblement de ceux qui avaient été obtenus précédemment par Miquel et Lévy.

Nous avons fait trois séries d'essais sur l'eau de Seine et trois séries sur l'eau de Vanne, en employant successivement, par mètre cube, pour l'eau de Seine :

ire série '. 5 gr- chlorure de chaux 30 gr. perchlorure de fer. 2e — 4 gr. — 25 gr. —

3e — 3 gr. — 15 gr. —

et pour l'eau de la Vanne :

lre Série '. 1 gr. chlorure de chaux 10 gr. perchlorure de fer. 2e — 0,75 — 10 gr. —

3e o,50 — 8 gr. —

Au sortir du filtre, l'eau de Seine examinée à travers des tubes de fonte longs de 5 mètres et fermés aux extrémités par des glaces est parfaitement limpide : l'eau de Seine brute, sous une pareille épaisseur, est tout à fait opaque. Les différences de transparence sont moins appréciables avec l'eau de la Vanne, celle-ci étant par ellemême très limpide.

A chaque expérience on a vérifié si dans l'eau sortant des filtres et dans celle sortant du réservoir, il existait du chlore libre ou des hypo-

(1) Ajoutons à titre de renseignement, que, d'après Ilowatson, la dépense en réactifs, pour la stérilisation de 1 mètre cube d'eau, oscille entre 0 fr. 001 et 0 l'r. 002, selon la pureté de l'eau à traiter.

(2) Les détails de ces expériences sont publiés dans le Recueil des travaux du Comité consultatif d'hygiène publique, 1904.

chlorites, au moyen de la réaction de l'iodure de potassium et de l'amidon en présence d'un acide; nous reviendrons plus loin sur ce point.

Au point de vue de la stérilisation de bons résultats ont été obtenus pour l'eau de Seine avec 5 grammes de chlorure de chaux (diminution des bactéries : de 1869 à moins de 1 par centimètre cube): — avec 4 grammes de chlorure de chaux, résultats un peu moins complets quoique bons encore (diminution des bactéries : de 1 428 à 4) ; — enfin, avec 3 grammes de chlorure de chaux [diminution de 2 120 à 10 (filtre) et 88 (réservoir)]. Dans aucun cas, on n'a trouvé de colibacille dans les eaux traitées.

La dose-limite de chlorure de chaux à employer par mètre cube d'eau de Seine était donc, dans ces expériences, de 4 à 5 grammes.

Pour l'eau de la Vanne, stérilisation complète avec 1 gramme et 0gp,75 de chlorure de chaux, le nombre des bactéries étant primitivement de 260 et 195. Avec 0*r,50 de chlorure de chaux, la stérilisation complète n'est pas obtenue (250 germes dans l'eau brute, 13 dans l'eau sortant du filtre, 67 dans l'eau du réservoir). Dans aucun cas on n'a observé le colibacille qui existait régulièrement dans l'eau de la Vanne brute.

En dehors de ces essais, nous avons recherché si les germes étaient définitivement détruits par ces doses faibles de chlore actif, ou si, au contraire, ils étaient seulement « assoupis », capables de retrouver à la longue leur vitalité. L'expérience a montré que les germes sont réellement tués et non susceptibles de cultiver, même quinze jours après le traitement au ferrochlore.

Il était également intéressant de savoir si le traitement ne laissait pas dans l'eau une substance antiseptique capable d'empêcher ultérieurement toute culture : il n'en est rien, car l'eau de Seine stérilisée par le ferrochlore, conservée dans un flacon bouché à rémeri pendant vingt-quatre heures, additionnée de 1 p. 100 d'eau de Seine ordinaire, puis ensemencée dans du bouillon, a donné une culture abondante. Mêmes résultats avec l'eau de la Vanne.

On en tire cette conclusion, qui est assez importante, que dans les eaux ainsi traitées, il n'existe pas, après vingt-quatre heures, de substance capable d'exercer une action antiseptique vis-à-vis des germes qui existaient primitivement dans ces eaux.

Voici quelques indications sur les changements qu'apporte le ferrochlore à la composition chimique de l'eau traitée.

La dose des chlorures est augmentée; mais cette augmentation est sans inconvénient. Il existe du chlore actif (c'est-à-dire un produit colorant en bleu la solution d'iodure de potassium amidonné) dans l'eau au sortir des filtres ; il n'en existe pas dans l'eau sortant du réservoir. — Les matières organiques sont généralement diminuées dans une notable proportion. L'oxygène dissous ne subit pas de

variations importantes non plus que les litres hydrotimétriques ei alcalimétriques. Les dosages des nitrates, des nitrites, des sels ammoniacaux ne donnent lieu à aucune observation intéressante.

Il reste à examiner la question du chlore actif existant dans l'eau à la sortie des filtres, sous forme soit de chlore, soit d'acide hvpochloreux, soit d'hypochlorite alcalin, et dont la présence est constatée par l'essai à l'iodure de potassium amidonné en présence d'un acide, essai qui est des plus simples et se fait en quelques secondes.

Il est certain qu'on devrait éprouver quelque appréhension de l'emploi continu d'eaux renfermant des composés oxydants très énergiques, même à l'état de traces.

On pourrait se débarrasser de ces composés oxydants en ajoutant à l'eau de petites quantités de substances réductrices, telles que le sulfite de soude, ou en les faisant passer sur du charbon, ou du bioxyde de manganèse ou du fer; mais il est bien préférable d'éviter, si cela est possible, toute addition de nouveaux produits chimiques ; et, en fait, l'expérience montre que ces agents réducteurs sont inutiles, que même ils ont l'inconvénient de céder à Peau d'autres produits (fer, manganèse) et de favoriser la multiplication des germes.

En effet, la coloration bleue avec l'iodure de potassium amidonné, toujours visible quand on opère sur l'eau au sortir des filtres, ne l'est généralement pas dans l'eau sortant du réservoir, où elle a séjourné un certain temps. Dans des essais faits sur l'eau de Seine, nous avons constaté que l'eau prélevée au sortir des filtres, et donnant la réaction bleue bien nettement, ne la fournissait plus que faiblement après une heure et demie de séjour dans une bouteille fermée, et plus du tout après trois heures et demie. Mêmes résultats quand on opère dans des bouteilles placées à l'abri de la lumière. La disparition est un peu moins rapide avec l'eau de la Vanne, probablement parce que celle-ci contient moins de matières organiques. Ainsi les composés oxydants s'éliminent spontanément avec le temps.

Il n'est pas sans intérêt de faire remarquer que la réaction qui sert à constater ces composés oxydants est excessivement sensible. En opérant sur 1 litre d'eau, dans une éprouvette de 27 centimètres de haut et placée sur un fond blanc, la coloration bleue est visible nettement lorsqu'on ajoute à l'eau 1 centimètre cube d'une solution de chlorure de chaux contenant Or'*, 000000 2 de chlore actif; elle est encore visible, mais plus difficilement, avec une dose dix fois moins forte (0^,00000002).

Ces expériences montrent en résumé que :

1° Le procédé dit ferrochlore peut donner de bons résultats pour la purification et surtout pour la stérilisation des eaux destinées à l'alimentation.

2° Les doses de réactifs nécessaires, — perchlorure de fer et chlorure de chaux, — varient selon la nature des eaux à traiter; ces doses

devront être déterminées soigneusement dans chaque cas particulier; pour une même eau, elles devront être modifiées si la composition de l'eau vient à subir des modifications notables. L'application du procédé nécessitera donc une surveillance attentive.

3° La principale critique à faire au procédé dont il s'agit est la suivante : il existe dans l'eau traitée, au sortir des appareils stérilisateurs, de très petites quantités de composés oxydants, chlore ou hypochlorites, dont l'ingestion continue ne serait pas sans inconvénients : mais l'expérience a démontré que ces traces de composés oxydants disparaissent spontanément, au bout de quelques heures.

De toute façon, une eau traitée par le ferrochlore ne devrait être livrée à la consommation qu'après la disparition totale de ces composés oxydants, disparition qui pourra être obtenue sans grandes difficultés et qu'il sera facile de vérifier par des expériences très simples.

Depuis ces expériences, le procédé a été appliqué avec succès en France par la Société d'assainissement des eaux, à la stérilisation de l'eau du Gers pour l'alimentation de la ville de Lectoure (400 mètres cubes par jour)(l).

Divers essais ont été tentés, en ces dernières années, en vue d'appliquer l'électricité à la'stérilisation des eaux. Citons pour mémoire le procédé de Leeds, où l'on détruisait les matières organiques par l'électrolyse de l'eau : ce procédé n'est pas entré dans la pratique.

Le système de Woolf, qui a été essayé à New-York, consistait à décomposer par l'électrolyse des solutions faibles de sel marin : le produit de cette opération était ajouté à l'eau brute dans la proportion de 1 p. 6 000 environ. Comme la solution électrolysée contenait de rhypochlorile de soude, on voit que le procédé se rapproche en somme d'autres systèmes basés sur l'emploi des composés oxygénés du chlore. — Rappelons que l'électrolyse de l'eau de mer a été appliquée par Hermite à la purification des eaux d'égout.

Dans le procédé de Webster, l'électrolyse de l'eau était réalisée avec des anodes en fer. Il se produisait ainsi des flocons d'oxyde de fer hydraté dont la précipitation amenait une certaine purification de l'eau traitée. On a essayé aussi l'électrolyse avec des anodes en aluminium de manière à produire des flocons d'hydrate d'alumine, purifiant de même l'eau par une sorte de « collage ».

(1) Le Gers est une rivière trouble et assez fortement contaminée. L'installation de Lectoure comprend les appareils de stérilisation et une turbine actionnant les pompes refoulantes. L'eau sort des filtres complètement épurée et d'une limpidité absolue. Le prix de revient serait de 3 à 3 millimes (Rapport de Francou, ingénieur, et Dubrouil, maire, 1905).

h-22 3. OGIER ET ED. BONJEAN. — L'EAU. PURIFICATION.

Aucun de ces procédés ne paraît recommandable.

Dans ces dernières années, de très intéressants résultats ont été obtenus, pour la stérilisation des eaux potables, par l'application de l'effluve électrique à l'ozonisation de grandes quantités d'air atmosphérique et par le mélange intime de cet air ozone avec l'eau à purifier. Les procédés où l'on utilise l'ozone reposent donc en réalité sur l'emploi d'un agent chimique, que l'électricité seule permet de produire industriellement. Nous étudierons ci-après avec quelques détails les plus récents de ces procédés.

L'idée première de la stérilisation par l'ozone paraît appartenir à de Méritens (1886); en 1891 des expériences suivies ont été faites par Frôhlich, puis par Olhmuller, avec le concours de la maison Siemens et Halske.

La première installation industrielle de stérilisation des eaux par l'ozone fut réalisée par Tindal et son collaborateur Schneller.

Le procédé Tindal appliqué à la purification des eaux du Vieux- Rhin à Oudshoorn près de Leyde, en 1893, a été étudié par Van Ermengen (1) pour le Gouvernement belge, par Ogier pour le Gouvernement français ; d'autres essais ont été faits à l'Exposition d'hygiène de Bruxelles (van Ermengen, Sugg, Léon Gérard); puis, en 1896, à l'Exposition d'hygiène de Paris, où ils furent étudiés par Roux, Marinier et Répin pour l'Institut Pasteur (2) ; enfin à l'usine des eaux de la Ville de Paris, en 1898 (Cornil et Besançon, Miquel et Lévy . — C'est en 1898 également que fut expérimenté à Lille, sur les eaux d'Emmerin, le procédé Marmier et Abraham, étudié par une commission qui comprenait Roux, Calmette, Staes-Brame, Buisine, Bouriez (3).

Il faut enfin citer, parmi les plus récentes applications de l'ozone, le système Otto (Compagnie française de l'ozone), et le système De Frise (Société Sanudor).

Procédés Siemens et Halske. — Les procédés Siemens et Halske sont exploités à Martinikenfeld, près de Berlin, depuis 1894, puis ont été essayés à Wiesbaden et à Paderborn. Les expériences ont été suivies et étudiées par divers savants : Ohlmuller et Prall (4), Schùder et Proskauer (5), Erhvein (6), etc. A Martinikenfeld, l'installation fonctionne pour 10 mètres cubes à l'heure ; l'eau traitée est celle de la Sprée, au sortir de Berlin ; elle est donc extrêmement impure. Avant le traitement, elle passe sur des filtres Brix, qui éliminent les

(1) Annales de Vlnstltut Pasteur, 25 septembre 1895.

(2) Répin, Revue générale des sciences, 12 juillet J896.

(3) Annales de V institut Pasteur, 25 avril 1899.

(4) Arheiten ans dem Kaiserlichen Gesundheitsamle, 1902, XVIII, 517.

(5) Zeitschrif't fur Hygiène nnd Infections Krankheiten, XLI, 227.

(6) Ueber Trinkwasserreinigung durch Ozon und Ozonwasserwerke , Leipzig, 190 i.

STERILISATION PAR L'OZONE. «—423

corps en suspension (1). Au sortir des filtres, l'eau est conduite au haut d'une tour, remplie de graviers de petite taille. En ruisselant sur ces graviers, de haut en bas, elle rencontre le courant d'air ozone qui circule en sens inverse, de bas en haut. Elle passe de là au réservoir. L'appareil producteur d'ozone comprend :

1° Une pompe à air refoulante, pour comprimer l'air dans l'appareil à dessécher et dans les ozoniseurs;

2° Undessiccateur,pour enlever l'humidité de l'air; dans les petites installations, l'agent desséchant est du chlorure de calcium ou de l'acide sulfurique ; pour une grande usine, on pourrait dessécher l'air par des machines à froid ;

3° Des ozoniseurs, composés de quatre plaques ; ils fonctionnent, dans des caisses fermées, sous des tensions de 15 000 volts. Un appareil formé de deux paires de plaques utilise une force d'un cheval et fournit par heure 30 grammes d'ozone.

L'eau traitée à Martinikenfeld contient au lieu de captage environ 200 000 germes par centimètre cube; après l'ozonisation, elle est tantôt complètement stérile, tantôt contient de 20 à 50 germes par centimètre cube. Le traitement de l'eau par l'ozone détruit la plus grande partie des combinaisons ferrugineuses dissociables par l'oxydation.

Procédé Marmier et Abraham. — Les appareils Marmier et Abraham, après de nombreuses études de laboratoire, ont été appliqués à la stérilisation des eaux d'Emmerin (eaux alimentant la ville de Lille). Les renseignements qui suivent sont extraits d'un rapport présenté à la municipalité de Lille, au nom d'une commission composée de Roux, Staes-Bram, Bouriez, Buisine, et Calmette, rapporteur (2).

Les eaux d'Emmerin proviennent d'une série de sources jaillissant dans des marécages et des terres cultivées. La nappe qui les alimente a son origine dans la craie. En raison de leur profondeur moyenne, de leur mode de captage, de la disposition des points d'émergence, ces eaux sont riches en germes provenant des couches superficielles, principalement aux époques de grandes pluies.

L'installation, faite dans une usine contiguë à l'usine élévatoire des eaux de la ville de Lille, comprenait trois parties : production du courant électrique, production de l'ozone, stérilisation de l'eau.

1. Un alternateur, mû par un moteur à vapeur, fournit un courant, qui, passant dans un transformateur à haut potentiel, donne 40 000 volts et plus.

2. Entre les tiges d'un déflagrateur jaillit une série d'étincelles qui

(1) Nous extrayons ces détails du traite de E. Imbeaux, Alimentation en eau et assainissement des villes; ils sont empruntés à une description fournie parla maison Siemens et Ilalske.

(2) Voy. Ann. de Vlnstilul Pasteur, t. XIII, p. 344,

L'EAU, PURIFICATION

assurent entre les pôles de l'ozoneur un potentiel régulier. L'ozoneur lui-même (fig. 72) est formé crime série d'électrodes métalliques i>, recouvertes d'une glace P, séparées par un intervalle d'une autre glace P' recouvrant une électrode métallique D2, etc. Les électrodes de rang pair sont reliées à l'un des pôles du transformateur, les électrodes de rang impair à l'autre pôle. Des précautions spéciales assurent l'isolement entre les deux séries d'électrodes pour des potentiels supérieurs à ceux habituellement employés.

Entre les glaces jaillit l'effluve, qui transforme en ozone l'oxygène de l'air : cet air ne peut sortir de l'appareil qu'après avoir traversé la zone d'effluves en suivant la direction ao.

Les électrodes de chaque série sont refroidies d'une façon continue, de telle sorte qu'il n'y ait jamais de court circuit dans l'appareil. L'isolement de l'eau est obtenu par des coupures de la colonne réfrigérante, au moyen d'appareils à égouttements, à l'entrée et à la sortie.

3. Le contact de l'eau et de l'air ozone est réalisé dans une grande colonne pleine de graviers sur lesquels l'eau descend pendant que monte l'air ozone.

Le procédé Marmier et Abraham emploie l'ozone à forte concentration (6 milligrammes). Nous n'avons pas de renseignements sur la quantité d'ozone1 employée par mètre cube d'eau.

Nous transcrivons ici les conclusions de la commission chargée d'étudier à Lille les appareils Marinier et Abraham :

« 1° Le procédé de stérilisation des eaux d'alimentation par l'ozone, basé sur l'emploi des appareils ozoneurs et de la colonne de stérilisation de Marmier et Abraham, cette efficacité est supérieure lisation actuellement connus, grandes quantités d'eau.

« 2° La disposition très simple de ces appareils, leur robustesse el la régularité de leur fonctionnement donnent toutes les garanties que l'on est en droit d'exiger d'appareils vraiment industriels.

« 3° Tous les microbes pathogènes ou saprophytes que l'on rencontre dans les eaux étudiées par nous, sont parfaitement détruits par le passage dans la colonne ozonatrice(l). Seuls quelques germes de Bacillus subtilis résistent.

(1) L'action de l'ozone sur le bacille typhique, en particulier, a été étudiée par

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