L’écumeur 

Dans cet article, vous pouvez voir le principe de fonctionnement d’un écumeur, sa capacité à soustraire les matières organiques de l’eau (les protéines et autres), sa capacité à soulager la filtration biologique et à éclaircir l’eau d’un bassin.

Vous pouvez voir également les nombreux avantages d’un écumeur bien conçu. Vous pouvez observer que toutes les parties et les différentes pièces de l’écumeur sont détaillées et expliquées dans leurs fonctions, ceci pour vous donner la possibilité de fabriquer vous-même votre propre écumeur. On vous explique aussi comment obtenir une bonne écume avec des détails sur le procédé et la façon.

L’écumeur est un dispositif d’épuration de l’eau très utile, principalement pour réduire la charge organique avant que l’eau n’atteigne le filtre biologique. Compte tenu de ce qu’il retire de l’eau, il a été employé dans l’aquaculture d’eau douce et d’eau de mer, mais bien avant cela, il était déjà employé dans l’industrie pour le traitement des déchets, et ce, depuis plusieurs années. 

Le principe de l’écumeur  

Le principe de l’écumeur consiste à injecter de l’air dans un tube rempli d’eau fortement chargée en matières organiques (DOC), avec l’intention de les retirer sous forme de mousse (écume), aussi appelée absorbant de par la particularité qu’ont les bulles d’air dans l’eau d’exercer un phénomène d’attraction et d’absorption sur les matières organiques que contient l’eau. En injectant de l’air en fines bulles dans l’eau d’un tube, les bulles très nombreuses et très compactes entraînent continuellement un courant vers le haut de ce tube, au-dessus du niveau de l’eau (contre-courant par rapport à l’écoulement de l’eau). Toutes les matières grasses se collent aux bulles d’air par le phénomène d’absorption et s’agglutinent en haut de ce tube où elles se trouvent prisonnières. La formation de la mousse (écume) étant produite en continu, elles ne savent plus redescendre, au fur et à mesure que les protéines et matières azotées s’entassent, on constate une formation d’écume qui finit par monter jusqu’à sortir du tube, tandis que l’eau épurée regagne le bassin ou le filtre biologique. 

Que retire de l’eau un écumeur ? (Extracteur) 

Celui-ci retire de l’eau des molécules, des particules, des produits azotés ainsi que des colloïdes et bien d’autres choses.  

Les molécules 

Les molécules hydrophiles (« qui aiment l’eau »), les molécules hydrophobes (« qui n’aiment pas l’eau »), ou lipophiles (solvants organiques), sont solubles dans des corps gras mais insolubles dans l’eau (« qui repoussent l’eau »). Quelques exemples de molécules qui nous intéressent : les protéines, les acides gras, l’ammoniaque, les huiles, les graisses, les acides aminés, le phosphate, le sel et presque tous les composants inorganiques solubles dans l’eau. 

Les particules 

L’écumeur traite les particules ou les matières en suspension dans l’eau (MES), les déjections décomposées, les algues en suspension, des matières décomposées et bien d’autres composés organiques dissous dans l’eau (Cod) en raison de la pollution et d’autres phénomènes. Cet écumeur traite les matières solubles dans l’eau et de très petites particules organiques. 

• Le premier avantage de l’écumeur pour un bassin est qu’il va extraire de l’eau les protéines issues de la nourriture des poissons et, par ce fait, soulager la filtration biologique. Quand on sait qu’une quantité de protéines donnent l’équivalent en ammoniaque, par cet avantage, vous avez également une réduction des nitrates puisque ceux-ci sont la fin du cycle de l’azote qui se traite dans votre filtre biologique et que celui-ci n’aura pas à traiter. 

• Le deuxième avantage est l’éclaircissement de l’eau par le retrait de substances citées ci-dessus, sans l’emploi d’un produit quelconque. 

• Le troisième avantage : une très forte oxygénation de l’eau pour le filtre biologique ou pour votre bassin si celle-ci ne passe pas par le filtre. 

• Le quatrième avantage : pendant les périodes froides de l’année où votre filtration tourne au ralenti, votre écumeur tourne à plein rendement en conservant la même efficacité, même avec une eau très froide. 

• Le cinquième avantage : on peut encore citer l’extraction des résidus de médication (après un traitement) et de bien d’autres produits chimiques … 

• Le sixième avantage : un écumeur de ce type permet une injection d’ozone sans risque pour les bactéries de votre filtre biologique ou pour les occupants de votre bassin. 

Fonctionnement de l’écumeur 

Le fonctionnement d’un écumeur consiste à injecter de l’air dans un volume d’eau afin d’en ressortir les matières solubles, organiques (DOC) et autres (voir ci-dessus) sous forme d’écume. Pour qu’un écumeur fonctionne correctement, il lui faut une grande interface air-eau, ce qui veut dire une zone qui sépare deux éléments. Pour nous, ce sera le tube (chambre d’injection) où l’on injectera l’eau et l’air. Pour que les bulles se chargent un maximum en matières organiques, il faut aux bulles le temps de contact le plus long possible avec l’eau, d’où la hauteur minimale du tube, évaluée à 61 cm pour le tube sans compter la partie supérieure (tube d’élévation de l’écume) où se forme l’écume pour le plus petit écumeur de ce type. Cette durée est nécessaire pour avoir un peu de temps de contact air/eau suffisant pour obtenir des bulles bien chargées qui finiront par former l’écume. 

On préférera un système dit « tangentiel ». Le système tangentiel qui, par la rotation de l’eau en forme de spirale dans le tube, a pour effet de retarder la descente de l’eau. Cela équivaut, au minimum, à trois fois la hauteur du tube en comparaison d’une descente d’eau normale. Cela prolonge le temps de contact entre l’air et l’eau et permet aux bulles de se charger un maximum en matières organiques, dans le but d’atteindre un rendement maximum en quantité et en qualité d’écume. 

Pour le fonctionnement d’un écumeur, plusieurs entrées d’eau sont possibles. Une entrée d’eau normale avec bulleurs (diffuseurs d’air) dans le bas du tube, système à contre-courant, le plus performant, de préférence tangentielle. Une injection par venturi (type Mazzei) en mode tangentiel est très performante mais très consommatrice d’énergie avec un injecteur (Jet moussant de chez Oase, par exemple. Ajoutons que les venturis consomment également beaucoup d’énergie. 

Pour la production de bulles avec des bulleurs (diffuseurs d’air), placés dans la partie basse du tube pour le système à contre-courant, on essaie de placer le plus de bulleurs possibles sans obstruer le passage de l’eau vers la sortie, ceci afin d’obtenir un volume suffisant de bulles d’air les plus petites possibles. 

Plus vous avez de diffuseurs, plus les bulles d’air seront petites pour une même pression et un même débit de pompe à air (compresseur d’air). La première raison d’avoir de petites bulles d’air est que, plus les bulles sont petites et plus la surface de l’ensemble de ses petites bulles est grande. Dans une grande bulle, vous pouvez mettre des dizaines de petites bulles. Si vous développez pour obtenir la surface de ces petites bulles qui sont dans la grande bulle, vous constaterez que la surface des petites bulles, qui sont dans la grande bulle, est plusieurs fois supérieure à la grande bulle. Donc, les petites bulles auront plus de surface pour se charger en matières organiques. La deuxième raison est que, lorsque de grandes bulles arrivent à la surface de l’eau, elles éclatent et font retomber l’écume, et les matières organiques par la même occasion. 

L’écume 

Quand les bulles sont chargées en matières organiques et qu’elles remontent à la surface de l’eau dans l’écumeur, elles se rassemblent et s’agglutinent les unes aux autres. Il y a une formation de mousse qui se fait dans la partie supérieure de l’écumeur (tube d’élévation de l’écume). l’écume se forme en s’élevant et finit par sortir de l’écumeur.

Avant de sortir du tube d’élévation, les bulles, en formant l’écume, laissent la plus grande partie de l’eau redescendre, ce qui à pour effet d’assécher l’écume. Or, une écume trop sèche aura perdu beaucoup de matières organiques. C’est pour cette raison que l’on recherche une écume ni trop sèche ni trop mouillée, mais très compacte, qui donne après décantation dans un récipient une eau couleur thé foncé et pas noire.

Avec une écume trop mouillée et moins compacte, des bulles éclatent dans le haut du tube d’élévation et les matières organiques retournent dans l’eau. Tandis qu’avec une écume trop mouillée, vous sortirez beaucoup d’eau, mais pas plus de matières organiques. Vous n’avez qu’à regarder la couleur du liquide qui se trouve dans le récipient de récupération. Avec une écume trop sèche, qui a perdu beaucoup d’eau, on aura aussi perdu beaucoup de matières organiques. Par moment dans le tube délévation, vous verrez l’écume s’effondrer. Une bonne écume est une écume compacte, ni trop sèche ni trop mouillée, qui sort en continu du tube d’élévation et qui, après décantation dans le récipient de récupération, donne une eau couleur de thé foncé.  

Jusqu’à obtention de l’écume voulue et jusqu’à ce que la production de l’écume reste stable, il faut comprendre qu’au démarrage de l’écumeur, vous allez avoir une très grande quantité d’écume qui va diminuer par la suite. C’est en ajustant la hauteur de ce tube que vous pouvez régler votre écumeur pour obtenir la qualité de l’écume voulue, mais vous devez comprendre qu’a un certain moment, quand votre écumeur a fait son travail, il n’y a plus rien à écumer, ce qui est rare, même en période froide. 

♦ Le tube 1 chambre d’injection air /eau de diamètre 300 mm pour une hauteur 1400 mm, vous devez bien respecter la hauteur totale du tube. Pour quelques centimètres en plus, vous aurez une grande baisse de régime de votre pompe à air (compresseur air). 

♦ L’entrée d’eau 2 est placée plus bas que le niveau de l’eau, de façon à ne pas perturber la formation de l’écume par des turbulences dues à l’injection d’eau. L’entrée sera placée de façon tangentielle, c’est à dire avec un angle de 30° vers le haut par rapport à l’horizontale de votre tube. Celui-ci devra être placé sur le tube de façon que l’eau, en entrant dans le tube, épouse la partie interne du tube pour tourner à l’intérieur. L’entrée d’eau a un diamètre de 60 mm pour avoir moins de perte de charge pour une entrée normale, et pour pouvoir adapter d’autres systèmes d’injection, comme dit ci-dessus. 

♦ Les bulleurs 3 seront en nombres suffisants pour produire un maximum de petites bulles.  

♦ La sortie d’eau 4, de diamètre 80 mm, se situe à 20 mm du fond, dans la partie basse du tube et au centre, largement suffisant pour un débit de 10000 litres d’eau. Mais aussi pour avoir un bon brassage dans le fond du tube pour ne pas avoir de dépôt de résidus de matières organiques qui n’auraient pas été absorbés par les bulles. 

♦ La vanne de réglage 5, à la sortie du tube, sert simplement pour ajuster le niveau d’eau dans le tube (chambre d’injection), et ne joue aucun rôle sur le débit de l’eau, une fois le niveau de l’eau ajusté à 10 ou 20 mm de la partie supérieure du cône qui termine le tube d’injection. On n’y touchera plus si, par la suite, il y a une baisse de niveau. Voir la pompe (encrassement ou autre).  

♦ Le tube d’élévation de l’écume 6, d’un diamètre de 80 mm ou 90 mm pour un passe-paroi, est la partie droite qui se situe entre la sortie de l’écume et la partie haute du tube d’injection (le cône).

Cette partie de tube n’est pas fixée; ce tube est, pour moi, une des pièces maîtresses pour ce type d’écumeur. C’est la partie de l’écumeur où vous pouvez faire des réglages. Les autres parties étant fixes, cela veut dire que le débit est fixé par la pompe employée et que la vanne de sortie sert à ajuster le niveau de l’eau dans le tube, et on n’y touche plus.

Au premier démarrage de votre écumeur, vous pouvez placer un tube (d’élévation d’écume) de 300 à 400 mm, -hé oui ! 40 cm-, pour obtenir un écart entre la sortie de l’écume et le niveau d’eau du tube d’injection de +/- 500 mm. Après un certain temps de fonctionnement, lorsque l’écume diminue, vous changez le tube. Ce premier tube, vous pouvez le conserver pour un redémarrage de l’écumeur.

Vous devez ajuster par la suite un autre tube en diminuant sa hauteur de 100 mm, et ainsi de suite jusqu’à obtention de l’écume voulue et jusqu’à ce que la production de l’écume reste stable. Il faut comprendre qu’au démarrage de l’écumeur, vous allez avoir une très grande quantité d’écume qui va diminuer par la suite.

C’est en ajustant la hauteur de ce tube que vous pouvez régler votre écumeur pour obtenir la qualité de l’écume voulue, mais vous devez comprendre qu’à un certain moment, quand votre écumeur a fait son travail, il n’y a plus rien à écumer, ce qui est rare, même en période froide. 

♦ Vanne de réglage de la dépression d’air 7: cette vanne, qui est dans la partie supérieure de l’écumeur, est aussi ce qui vous permet de régler la qualité de votre écume. Quand celle-ci se forme, il y a toujours des bulles qui éclatent. Ces bulles laissent échapper de l’air qui s’accumule dans la partie supérieure du tube d’élévation de l’écumeur, ce qui a pour effet de comprimer l’écume. Donc, en fermant cette vanne, vous ralentissez la sortie de l’écume, d’où une écume plus sèche et vice versa.  

♦ Tube pour l’échappement de résidus d’air ou résidus d’ozone 8 : comme indiquer, ne mettez pas un diamètre trop petit (40 mm). Celui-ci peut vous servir en regardant à l’intérieur pour ajuster votre niveau d’eau dans le tube d’injection si vous n’avez pas placé un regard à votre tube d’injection.

♦Sortie de l’écume 9 de diamètre 80 ou 90mm.  

♦ Clapet anti-retour 10 : protection pour votre pompe à air à placer si vous n’avez pas la possibilité de mettre votre pompe à air (compresseur) plus haut que le niveau d’eau de l’écumeur.   

♦ Entrée air ou air/ozone 11 : c’est là que vous connectez votre pompe à air avec ou sans concentrateur d’ozone. Pour ce type d’écumeur, prévoyez une pompe à air de 60 litres/minute.  

♦ Support écume à la base du tube d’élévation 12 : le support d’écume est un disque de +/- 5 mm d’épaisseur au même diamètre que le tube d’élévation, soit 80 ou 90 mm. Dans ce cas, il est de 90 mm comme le passe paroi. Il doit être percé avec le plus possible de petit trous au diamètre de 6 mm. Il se place dans le passe-paroi à la base du tube d’élévation. Le support permet de soutenir l’écume. Lorsque la production diminue ou lorsque vous voulez une écume plus sèche, il empêche de laisser passer de grosses bulles qui, en éclatant, feraient retomber l’écume.

♦ Quelle pompe à eau choisir pour alimenter cet écumeur ? Une pompe avec un débit de 7500 à 12000 litres/heure, mais ne pas prendre une pompe qui n’a pas assez de puissance pour maintenir le niveau d’eau stable dans le tube d’injection (pompe économique à faible consommation).  

♦ La pompe à air (compresseur) de 60 litres/minute est suffisante.  

♦ L’emplacement : de préférence entre le filtre mécanique (filtre à grille en gravitaire) et le filtre biologique.  

♦ Perte en charge : pour avoir le moins possible de perte en charge, vous pouvez le placer de façon à avoir sa sortie d’eau juste au-dessus du niveau d’eau de votre filtre biologique. 

Voici un autre modèle d’écumeur « le savio »