Quels sont les meilleurs coagulants utilisés pour le traitement des eaux polluées?

TRAITEMENTS PHYSIC O- CHIMIQ UES LÕinf orma tion prŽs entŽe dans c ette br ochur e est donnŽe de bonne f oi. En lÕŽtat de nos connais sanc es ac tuelles, elle r efl￾t e la vŽritŽ. Il est de la r esponsabilitŽ de lÕ utilisateur de f aire un bon us age des pr oduits mentionnŽs ˆ lÕintŽrieur de c ette br ochur e. SNF FL OERGER ZA C de Milieux 4 2163 AndrŽzieux C edex - FRANCE T el: + 33 (0)4 7 7 36 86 00 F ax: + 33 (0)4 7 7 36 86 96 f loer ger@snf .fr GUTENBERG ONLINE REGIONS - TŽl. 04 77 42 35 0 0 / 01 - 20 03 23 SOMMAIRE GŽnŽralitŽs sur la c oagulation et la f loculation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1. La coagula tion : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 1. 1. Les principes de base de la c oagulation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 1.2 . Les par ticules c ollo•dales : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. 1. 3. Les mŽc anismes de la c oagulation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. 1. 4. Les coagulants : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 . La flocula tion : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 .1. Les principes de base de la f loculation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 .2. Les par ticules dŽst abilisŽes : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2 .3. Les mŽc anismes de la f loculation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2 .4. Les floculants : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1 Essais industriels : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.1. La mise en plac e dÕun es sai : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.2 . Les par am￾tres ˆ surv eiller et lÕ exploitation des rŽsulta ts : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4 Cons eils en cas de pr obl￾mes : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.1. A lÕŽchelle labor atoir e : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.2 . A lÕŽchelle industrielle : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5 ProcŽdŽs de tr aitement des e aux par voie physico-chimique : . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1. Le schŽma gŽnŽr al dÕun pr ocŽdŽ phy sico-chimique : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 .2 . Les ma tŽriels de tr aitement des e aux : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 .2 .1. Le bassin de c oagulation et de f loculation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 .2 .2. Les dŽc anteurs : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 .2 .3. Les flotta teurs : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2 .2 .4. Les filtr es : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2 .3. Les param￾tres ˆ considŽr er dans le choix des pr oduits : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2 .3. 1. Les carac tŽr istiques de lÕ effluent : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2 .3.2 . Les c onditions de tr avail : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2 .3. 3. Les rŽsult ats souhaitŽs : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2 Essais labor atoir es : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.1. LÕŽchantillonnag e : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3. 1.1.De la solution ˆ tr aiter : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3. 1.2 .Des polym￾r es : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.2 . Le ma tŽriel de labor atoir e : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.3. Les procŽdur es de tests : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3. 4. Les par am￾tres ˆ surv eiller et lÕ exploitation des rŽsulta ts : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3 sommaire Il exist e aujour dÕhui de nombr eux procŽdŽs pour tr aiter les eaux rŽsiduair es. Le plus frŽquemment emplo yŽ dans le monde utilise des c oagulants et des floculants : il s Õagit du pr ocŽdŽ physic o-chimique. 1 45 GŽnŽralitŽs sur la c oagulation et la f locula tion 1 1.1. La c oagulation : La coagula tion reprŽs ente l'Žtape du tr aitement o￾ les par ticules collo•dales ( assimilables ˆ des sph￾r es de taille infŽrieur e ˆ 1 microm￾tre) d' une e au donnŽe s ont dŽstabilisŽes. 1. 1.1. Les pr incipes de base de la c oagula tion : Le mot coagulation est is su du latin " coagular e " qui signifie agglomŽr er. En tant que pr o- c es sus unitair e du traitement de l' eau, la c oagulation rŽsult e de l'addition de rŽac tifs chi- miques dans des suspensions aqueus es, afin d'assembler en agrŽga ts plus gros (f locs ou micr oflocs), les par ticules collo•dales dispersŽes. La c oagula tion est une Žtape int ermŽdiaire mais primor diale pour la rŽus site des pr ocŽdŽs phy sico-chimiques de tr aitement des e aux. Elle implique l'Žlimina tion des particules collo•- dales. C ette phas e est la pr emi￾re Žtape de la dŽstabilis ation qui c onsiste essentiellement ˆ neutr aliser ou diminuer la char ge Žlec trique et ˆ f av oris er ainsi le r approchement des c ollo•des. 1. 1.2 . Les par ticules c ol lo•dales : Les collo•des s ont des par ticules en suspension dans l' eau dont la taille, infŽrieur e ˆ 1 µm, leur c onf￾re une gr ande stabilitŽ. Elles peuv ent ￾tre d'origines div erses : lminŽr ales : limons, ar giles collo•dales, silic es, hydroxy des et s els mŽtalliques. lorganiques : acides humiques et fulviques, c olorants, t ensio-ac tifs,... Remar que : Des micro-organismes tels que les bac tŽries, le plancton, les algues, les virus f ont aus si partie des c ollo•des et peuv ent de ce fait ￾tr e ŽliminŽs par c oagulation. 1. 1.3. Les mŽc anismes de la c oagula tion : La stabilitŽ et donc l'instabilitŽ des par ticules en suspension dŽpendent de diffŽr entes f or- c es rŽpulsiv es et attr ac tiv es : l Les f orces de V an der W aals, l Les forces de rŽpulsions Žlec trosta tiques, l La gr avitŽ, l Le mouv ement br ownien. La c oagula tion est ˆ la f ois un procŽdŽ chimique et phy sique qui gr‰ce aux rŽactions entre les par ticules et les c oagulants permet la f ormation et l'Žv entuelle sŽdimenta tion des agrŽgats f ormŽs. Les c oagulants qui sont t oujours cationiques, neutr alisent les char ges nŽga tives des c ollo•des et f orment ainsi une mas se spongieus e appelŽe microfloc . Le mŽcanisme de la c oagulation peut s e rŽsumer en 2 Žtapes : 1 - La neutr alisation des char ges : qui c orrespond ˆ une diminution des f orces Žlec triques rŽpulsiv es. 2 - L'agrŽga tion des par ticules. 1. 1.4. Les c oagulants : Deux grandes familles de c oagulants sont actuellement utilisŽes : 1 - Les c oagulants minŽr aux : Principalement ˆ base de sels de F er (FeCl 3, F e(S O 4)2,...) ou d' Aluminium (PAC , sulf ate d' alu- mine,...), c e sont les pr oduits les plus rŽpandus. La char ge ca tionique est appor tŽe par les ions Fe 3+ ou Al 3+ qui v ont f ormer au c ontact de l' e au des hy droxy des de f er : Fe(OH) 3ou d' aluminium : Al(OH) 3. Les principaux a vantag es de c es coagulants s ont une universalitŽ d' applica tion et un faible prix dÕ acha t. gŽnŽralitŽs gŽnŽralitŽs TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES La coagula tion et la f loculation sont deux phas es bien distinc tes dans un tr aitement phy sico- chimique. C ollo •des stables C ollo •des instables F o rm atio n de micr o flo cs C OA GULA TION 67 2 - Les coagulants or ganiques : La charge ca tionique est appor tŽe par une fonction ammonium qua ternair e fixŽe sur une longue cha”ne polymŽrique. Qua tre principales f amilles de coagulants or ganiques exist ent : l Les polyamines (Floqua t FL 17, Floqua t FL 28 P2 , ....) l Les polyDADMA C (Floqua t FL 45 C , Floquat FL 45 CL V, ...) l Les rŽsines dic yandiamides (Floqua t DEC 50...) l Les rŽsines mŽlamine-f ormaldŽhyde (Floquat FL 42, Floqua t FL 61) Les a vantag es sont un faible do sag e et une quantitŽ de boue pr oduite plus f aible quÕav ec un c oagulant minŽr al (pas de production d'hy droxy des). De plus c es coagulants n 'aff ectent pas le pH ni le Titr e AlcalimŽtrique C omplet (TAC). 3 - Les mŽlang es coagulant minŽr al/coagulant or ganique : Ces mŽlang es permet tent de r assembler a vec un s eul rŽac tif les avantag es des c oagulants minŽr aux et c eux des c oagulants or ganiques (SŽrie Floqua t FLB). Le c oagulant minŽr al utilisŽ pour rŽalis er ces mŽlang es est souvent un s el d'aluminium : le P AC . gŽnŽralitŽs gŽnŽralitŽs TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES 1.2. La f loculation : La flocula tion reprŽs ente l'Žtape o￾ les par ticules dŽstabilisŽes s ont rassemblŽes en agrŽga ts. 1.2 .1. Les pr incipes de base de la f locula tion : L'Žtape de f loculation ne peut ￾tr e envisagŽe que sur une e au contenant des par ticules dŽjˆ dŽstabilisŽes . Elle est donc la suit e logique de l'Žtape de c oagulation. CH 3 I N+ CH2 CH 2 I CH CH 3 I OH EXEMPLE DESPOLYAMINES n EXEMPLE DESPOLYDAD MA C CH 2 CH CH CH 2 I I CH 2 CH 2 N + CI- CH 3 CH 3 n C ollo •des instables " P onta ge " F o rm a tion de flo cs FL OCULA TION CI- 1.2 .2 . Les par ticules dŽst abilisŽes : L'origine des par ticules dŽstabilisŽes est tr￾s v ariŽe et dŽpend essentiellement de la pr ovenanc e de l' eau ˆ tr aiter. Elles peuv ent ￾tre issues d' une Žtape de c oagulation prŽliminair e. La char ge (+ ou -) appor tŽe par le floculant sera sŽlec tionnŽe en f onction du type de par ticules dŽstabilisŽes prŽs entes dans l' eau. D' une mani￾r e gŽnŽrale, elle peut ￾tr e : l Plus ou moins anionique ( - ) pour les particules minŽrales . l Plus ou moins cationique ( + ) pour les par ticules organiques . 1.2 .3. Les mŽc anismes de la f locula tion : Les f loculants, de par leur tr￾s haut poids molŽculair e (longue cha”ne de monom￾res) et leur pour centag e de char ge ( de 0 ˆ 100%), fix ent les particules dŽstabilisŽes et les r assem - blent sur leur cha”ne. Il va s'en suivr e un grossis sement de la taille des par ticules prŽsentes dans la phas e aqueuse au cours de l'Žtape de f loculation av ec la f ormation de flocs . Les types de liais on, entre les par ticules dŽstabilisŽes et le f loculant, sont principalement des liais ons ioniques et des liais ons hydrog￾nes . 1.2 .4. Les f loculants : Parmi plus de 800 f loculants diffŽrents (gamme FL OPAM), nous pouv ons distinguer deux gr andes ca tŽgories de f loculants : 1 - Les f loculants anioniques et non-ioniques : qui appor tent dans le milieu des char ges (-) DiffŽr entes f ormes c ommerciales exist ent : l sous f orme s olide (SŽrie Flopam AN 900, Flopam AN 900 SH, ...) l sous f orme liquide (SŽrie Flopam EM -3-) 2 - Les f loculants ca tioniques : qui appor tent dans le milieu des char ges (+) De m￾me, diffŽr entes f ormes c ommerciales exist ent : l sous f orme s olide (SŽrie Flopam FO 4000, Flopam FO 4000 SH, ...) l sous f orme liquide (SŽrie Flopam EM -4- L , Flopam EM -4- CT, ...) 8 9 gŽnŽralitŽs gŽnŽralitŽs TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES n CH 2 =CH + m CH 2 =CH + NaOH CH 2 CH CH 2 CH I I I I C=O C =O C =O C =O I I I INH 2 OH NH 2 O- Na + n m Acrylamide Acide Acrylique Soude P olyacrylamide anionique Remar que : av ec m = 0, le poly acrylamide est non-ionique POLYA CR YLAMIDES ANIONIQUES ETNON-IONIQUES C opolym￾r es dÕacrylamide et dÕ acide acrylique charge anionique(-) R RI I n CH 2 =CH + m CH 2 =C CH 2 CH CH 2 C I I I I C=O C =O C =O C =O I I I INH 2 O CH 3 NH 2 O CH 3 I I I ICH 2 CH 2 N + CH 3 ,C I- CH2 CH 2 N + CH 3 ,C I- I ICH 3 CH 3 n m Acrylamide Monom￾r e chloromŽthylŽ P olyacrylamide ca tionique Remarque : av ec R = H AD AM ( acrylate de dimŽth ylaminoŽthyle ) av ec R = CH 3 MAD AM ( mŽthacryla te de dimŽth ylaminoŽthyle ) POLYA CR YLAMIDES CATIONIQUES C opolym￾r es dÕacrylamide et dÕ un monom￾re chloromŽthylŽ charge c ationique(+) 2 1011 ProcŽdŽs de tr aitement des e aux par v oie phy sico-chimique 2 Ces pr ocŽdŽs s ont caractŽrisŽs par : l une sŽpar ation des s olides de la phas e liquide ( physico-). T rois pr ocŽdŽs s ont le plus s ouvent utilisŽs pour c ette sŽpar ation : la dŽcanta tion, la flottation et la filtr ation. l l'emploi de rŽac tifs ( chimiques) pour la dŽstabilis ation et l' augmenta tion de taille des par ticules c onstituant la pollution. 2 .1. Le schŽma gŽnŽr al dÕun pr ocŽdŽ phy sico-chimique : Les rŽac tifs les plus s ouvent utilisŽs s ont : des coagulants minŽr aux et/ou organiques, des adju - v ants de f loculation (silic e activŽe, talc, charbon ac tif, ...), des f loculants anioniques ou ca tio- niques et des rŽac tifs de rŽgulation de pH tels que les acides et les bas es. Des chŽla tants de mŽtaux lour ds peuvent aussi ￾tre injec tŽs au niv eau de l'Žtape de c oagulation. 2 .2 . Les ma tŽriels de tr aitement des e aux : 2.2 .1. Le bassin de c oagula tion et de f locula tion : LÕŽtape de rŽac tion des collo•des et/ ou des particules dŽstabilisŽes a vec les diffŽr ents rŽactifs mis en Ïuvr e a lieu dans des bas sins de formes tr￾s v ariŽes. Ces derniers s ont parfois inclus dans le dŽcant eur (DŽcant eur-flocula teur ). Quelques r￾gles doiv ent ￾tre cependant r espectŽes : l Le volume de c es bas sins sera f onc tion des char ges appliquŽes. l Les points d'injec tion de chaque rŽac tif seront dŽt erminŽs en f onction de leur spŽcificitŽ. P ar ex emple, un c oagulant sera t oujours injec tŽ avant un f loculant. l Les agitateurs (vit esse et taille ) seront aus si sŽlectionnŽs en f onction des rŽac tifs utilisŽs. L 'agita tion doit ￾tr e rapide pour l'Žtape de c oagulation (pr ocŽdŽ de f lash mixing a vec un gr adient de vit esse c ons eillŽ de 1000 s -1 ) et lent e pour la f loculation (gr adient de vit esse de l' ordre de 100 s -1 ). 2.2 .2 . Les dŽc ant eurs : DiffŽr ents types de dŽcant eurs existent. Ils doiv ent permettre la sŽpar ation des s olides de la phas e liquide par dŽcanta tion et sont donc dimensionnŽs ˆ par tir d'une vitesse de sŽdimenta tion de par ticule . Les plus c ourants s ont : l Les dŽcant eurs raclŽs : Ils sont alimentŽs par le c entre et l'Žv acuation gr avitair e de l' eau tr ai- tŽe s 'eff ectue sur t oute la pŽriphŽrie v ers une goulotte. Un s yst￾me de r aclage Žvit e un talutag e des boues sur les par ois du dŽcanteur et permet un r egroupement de c es derni￾res dans une z one destinŽe ˆ leur s outirage. procŽdŽs de tr aitement procŽdŽs de tr aitement TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES T u y aut erie d' amenŽ e de l' effluent 1 1 T u y aut erie d' Žva c ua tion de s bo ues 2 2 Zo ne de d Žcanta tion 3 3 O uvra g e d' amen Že et de r Žp ar titi o n de l' effluent 4 4 Foss e ˆ bo ues 5 5 Goul ott e de r Žce p ti on de s e au x c larifi Že s 6 6 Po nt t ournant 7 R ac leur de boues 8 8 7 Bac de c o agul ation (f la sh m ix ing ) Bac de f lo cul ation (m Žla ng e le nt ) D Ž ca ntation FL OCUL ANT C O AG UL ANT O RG AN IQUE ( p ol ya m ine, p ol yD A D M AC ) C O AG UL ANT M IN ER AL ( A I 3+, F e 3+) F lot ta tion F ilt ra tion E A U B R U TE E A U T R A I T ƒ E DŽcant eur statique ˆ f ond r aclŽ 1213 procŽdŽs de tr aitement procŽdŽs de tr aitement TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES l Les dŽcanteurs cylindro-coniques (ˆ flux v ertical) : A la diffŽr ence des dŽcant eurs raclŽs, ils ne po ss￾dent pas de s yst￾me de r aclage et c 'est l'inclinais on du c™ne qui orient e les boues v ers leur point d'Žv acuation. Ils s ont alimentŽs par le c entre du c ylindre et l'Žv acuation gr avitair e de l' eau tr aitŽe s ' effectue sur t oute la pŽri - phŽrie v ers une g oulotte. l Les dŽcant eurs ˆ f lux horiz ontal : Encore appelŽs dŽcant eurs longitudinaux, ils s e caractŽris ent par leur f lux d'eau horiz ontal. l Les dŽcanteurs lamellair es : Ils sont compo sŽs d' un empilag e de dŽcant eurs ŽlŽmentair es dont les sur fac es pr ojetŽes horiz ontalement v ont s'additionner . Une inclinais on du faisce au d'ŽlŽments permet aux boues de glis ser v ers le bas s ous l'effet de la pes anteur. Sor tie e au clarifi Že 60 ¡ Ex tr ac tio n d es b oue s Arri vŽ e eff luent 5 6 7 1 Entr Ž e d' e au brut e 4 1 Sorti e d' eau clar ifi Že2 Floc ulat ion3 3 Cana l de r Žp ar tit io n d' eau f lo cu lŽ e 4 D Žcanta tio n la m ell aire5 C onc entr atio n de s b oue s 6 7Ex tr ac tio n de s b oue s 2 2 Arriv Že eff luent So r t ie gra vit a ir e e au dŽca ntŽe 2.2 .3. Les Flo ttateurs : A l'inv erse des dŽcant eurs, la sŽpar ation s olide/liquide s e fait par flot tation . C ette f lot tation peut ￾tr e naturelle ( densitŽ des par ticules infŽrieur e ˆ 1) ou provoquŽe (fix ation de micr o-bulles sur les s olides). L 'Žlimina tion des boues s e fera donc dans la par tie supŽrieure des Žquipements. P our une f lottation pr ovoquŽe, l' obtention de micr o-bulles est rŽalisŽe par pr essuris ation s oit de l' e au ˆ tr aiter : c 'est la f lot tation dir ecte , s oit par mŽlang e d'une e au auxiliair e prŽalablement s a turŽe d' air sous une pr ession de quelques bars : la flot tation est alors d”t e indirecte . 2.2 .4. Les Filtr es : La filtr ation est un pr ocŽdŽ utilisant le passag e d' un mŽlang e solide-liquide ˆ tr av ers un milieu por eux, pour r etenir les s olides et lais ser pas ser les liquides. Les filtr es sont une t echnologie adaptŽe aux eff luents peu chargŽs ou en traitement de finition. Simplement, nous distinguer ons : l Les filtres ˆ sable. l Les filtr es ˆ toile ou ˆ poches. l Les filtr es ˆ dŽr oulement papier . l Les filtres sous vide (ˆ dis ques ou ˆ plate au) . l LÕultr afiltr ation sur membr anes. Eff luent f loculŽ MŽla n ge air /eau B oue s Rejet e au cl arifiŽ e Rec ircul ation e au D Ž t e n te Mi cro -b ulle s s e f ix a nt su r le s f loc s Air B allon de p re ss uri sa tion 1 1 S ab le 2Pla nch er bŽ t o n 3 3 Bus elure s 4 Entr Že d e l 'e ff lu ent 5C olle cteu r de s o uff le rie 6 E ntr Že ea u d e la va ge e t s or tie ea u f il tr Že 7G oul ot te s d' Žva c u ation des b o ues 2 4 5 6 7 DŽcant eur cylindr o-conique Flottateur Filtre ˆ s able DŽcant eur lamellair e DŽcant eur ˆ flux horiz ontal 3 1415 essais laboratoir es procŽdŽs de tr aitement TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES 2.3. Les par am￾tres ˆ considŽr er dans le choix des pr oduits : Plusieurs par am￾tres devront ￾tr e pris en c ompte pour la prŽ-sŽlec tion laboratoir e des c oagu- lants et des f loculants ˆ tester mais aus si dans le choix final du c oagulant et/ou du floculant. Nous de vons pr endre en c onsidŽr ation : 2.3.1. Les c ar ac tŽr istiques de lÕ eff luent : l Le pH l La c oncentr ation en ma ti￾re s￾che l La demande ionique l Le r atio minŽr al/organique l .... 2.3.2 . Les c onditions de tr av ail : l La prŽs ence d'un Flash mixing ou non l Les points d'injec tion l Les conditions de mŽlang e l Le temp s de c ontact l Le temp s de dŽcanta tion l .... 2.3.3. Les rŽsult ats souhaitŽs : (en t erme d Õaba ttement) l MES l TurbiditŽ l C ouleur l DC O Mais aus si la vit esse de dŽcanta tion s ouhaitŽe : INFLUENCE DU POID S MOLECULAIRE Rela tions entr e vit es s e de d Žcanta tion et clarifica tion F o rte F a ib le F a ib le Ele vŽ Clarification V it es s e de d Žcanta tion F a ib le F o rte P o ids mol Žcu lair e du f loc ulant Es sais labor atoir es 3 Les essais labor atoir es s ont indispens ables. Au vu de la lar ge gamme de c oagulants et de f loculants (plus de 1000 pr oduits), les essais labor atoir es doiv ent permet tre : l De sŽlec tionner le ou les pr oduits les plus adaptŽs qui seront t estŽs ˆ l'Žchelle industrielle. l D'av oir une idŽe sur les per formanc es des pr oduits sŽlec tionnŽs : aba ttement MES , DCO, turbiditŽ,... l De dŽt erminer les plag es de dosag es des pr oduits sŽlec tionnŽs (ordre de gr andeur ). l D'optimis er les conditions de mis e en Ïuvre ˆ l'Žchelle industrielle (points d'injec tion, agita tion,...). Remar que : Il f aut toutefois s e gar der d' extrapoler les rŽsulta ts laboratoir es ˆ l'Žchelle industrielle. 3. 1. L ÕŽchantillonnag e : 3.1.1. De la solution ˆ tr ait er : Avant t out es sai labor atoir e, un Žchantillonnag e reprŽs entatif de l'effluent de vra ￾tr e rŽalisŽ. P our c e faire, une c onnais sanc e du pr ocess et/ ou de la fili￾r e est obligatoir e : l QualitŽ des e aux (pH, MES, MS, couleur , turbiditŽ, DC O,...). l DŽbit hor aire et dŽbit de point e. l Varia tion po ssible de la qualitŽ. l Equipement ac tuel et/ou envis agŽ. 3.1.2 . Des polym￾r es : Pour les c oagulants et les f loculants, il n'est pas nŽc essair e dans un pr emier temps de t ester t ous les pr oduits disponibles : lPour les c oagulants , se limit er aux principales f amilles. Par exemple : une poly amine (Floquat FL 17 ), un polyD ADMA C (Floqua t FL 45 C), une rŽsine dic yandiamide (Floqua t DEC 50) et un sel mŽtallique (P AC). l Pour les f loculants , commenc er par sŽlec tionner la char ge ˆ appor ter en t estant les pr oduits is sus d' une gamme po ssŽdant le m￾me poids molŽculair e. Par ex emple : la sŽrie Flopam AN 900 SH pour les f loculants anioniques poudr es et la sŽrie Flopam FO 4000 SH pour les f loculants catio- niques poudr es. 1617 essais laboratoir es essais labor atoir es TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES 3.2. Le ma tŽriel de labor atoir e : L 'Žquipement le plus utilisŽ pour rŽalis er des tests sur un pr ocŽdŽ physico-chimique est le jar-t est . Il permet, en eff et, d'appliquer la m￾me agita tion dans plusieurs bŽchers (gŽnŽr alement 6) et ainsi de c omparer directement plusieurs rŽac tifs ou des dosag es cr oissants du m￾me rŽac tif. Il f aut aus si prŽvoir de quoi do ser les rŽac tifs : seringues, pipet tes,...ainsi qu 'un chr onom￾tr e pour c ontr™ler les t emps d'agita tion. Remar que : Se rŽfŽr er ˆ la brochure PrŽpar ation des P olym￾res Organiques pour les mŽthodes de dis solution des c oagulants et des f loculants. 3.3. Les pr ocŽdures de tests : Le but de c e paragraphe n 'est pas d'impo ser une pr ocŽdure de test mais de dŽcrir e les phas es es sentielles et c ommunes aux diffŽr entes pr ocŽdur es existant es. En effet, chaque t est rŽalisŽ doit ￾tr e adaptŽ aux c onditions industrielles et ￾tr e fonc tion des v olontŽs de l' exploitant. Sur c es crit￾r es, chaque t est sera spŽcifique. 3. 4. Les par am￾tres ˆ surv eiller et lÕ exploita tion des rŽsulta ts : Les principaux par am￾tres ˆ contr™ler dur ant ces essais labor atoir es s ont : lle t emp s de rŽac tion l la taille des f locs l la vit esse de dŽcanta tion l la clarifica tion l le mŽlang e l la rŽsistanc e des flocs Ces par am￾tres peuv ent ￾tre contr™lŽs visuellement ou ˆ l' aide d'Žquipement tel que le turbi- dim￾tr e ˆ 6 sondes dŽv eloppŽ par SNF Floer ger qui permet une mesur e de la turbiditŽ en continu. T out es c es donnŽes s eront r ecueillies dans un table au pour permet tre l' analy se des rŽsulta ts suivant les par am￾tres primor diaux retenus. l La dŽcanta tion des flocs : une fois les f locs f ormŽs, une phas e de dŽcantation dŽbut e avec par ex emple des t emps de 20 minut es pour les c oagulants et 10 minut es pour les f loculants. lL'injec tion des rŽac tifs : apr￾s a voir prŽparŽ les diffŽr en- t es s olutions de rŽac tifs ˆ tester, leur injec tion doit a voir lieu simultanŽment et ˆ des do ses prŽdŽfinies. l Le mŽlang e des rŽactifs ˆ l'effluent : suit e ˆ l'injec tion, une phas e d'agita tion est indispens ablepour rŽpar tir correctement les rŽac tifs dans l' effluent. C es phases d'agita tion peuv ent v arier en int ensitŽ et en t emps. Nous pouv ons citer en ex emple : P our un c oagulant : 250 rpm pendant 2 minut es puis 40 rpm pendant 15 minut es. P our un f loculant : 250 rpm pendant 10 s ec ondes puis 40 rpm pendant 5 minut es. 500 4 00 3 00 2 00 1 00 0 00 :00 :00 00:0 1:00 00:0 2:00 00:0 3:00 00:0 4:00 00:05 :00 00:0 6:00 00:0 7:00 00:0 8:00 00:0 9:00 00:1 0 :00NTU 1 2 3 TEMPS (mn) So nde 1 E tap e 1 : Injec tion du c oagulant et agita tion r apide ( D Žstabilis a ti on des c olloides ) E tap e 2 : A gita tion lent e ( Aug m enta tion de la taille des flocs ) E tap e 3 : D Žcanta tion Jar-t est aut omatique Jar-t est manuel 5 4 Essais industriels 4 Les es sais industriels doiv ent permettre de c onfirmer les rŽsulta ts obtenus ˆ l'Žchelle labor atoir e. 4. 1. La mis e en place dÕun es sai : Dur ant la pŽriode d' essai, les eff luents doiv ent ￾tre reprŽs entatifs et pr oches des c onditions habituelles. La mis e en Ïuvr e des rŽactifs devra ￾tr e optimale. ( V oir br ochur e PrŽpar ation des P olym￾res Organiques ). La c oncentr ation des rŽac tifs, les points d'injec tion, ... devront ￾tr e sŽlectionnŽs ˆ par tir des rŽsulta ts labor atoir es. 4.2 . Les par am￾tres ˆ surv eiller et lÕ exploita tion des rŽsulta ts : Les principaux par am￾tres ˆ surv eiller sont fonction des rŽsulta ts ˆ obtenir. Les plus c ourants s ont : lDŽbit des rŽac tifs (l/h, kg/h,...) l DŽbit de l' effluent (m 3 /h) l Conc entr ation de l' effluent (g/l) l Point d'injec tion l Clarifica tion l Epais sissement P our l' exploita tion des rŽsulta ts, il est intŽressant de r assembler t outes c es donnŽes dans un table au dans le but de calculer la c onsomma tion des rŽac tifs par m3 d' eau tr aitŽe ou par kg de Ma ti￾res S￾ches (M.S .) traitŽes. 18 19 conseils essais industr iels TRAITEMENTS P HYSICO-CHIMIQ UES C ons eils en cas de pr obl￾mes 5 5.1. A lÕŽchelle labor atoir e : A l'Žchelle labor atoir e, de mauv ais rŽsultats peuvent appar a”tre suit e ˆ : l Une mauv aise inc orpor ation du pr oduit : la vis co sitŽ des f loculants or ganiques peut entr a”ner quelques difficultŽs de mŽlang e. l Un surdosag e : ˆ un c ertain do sag e, les char ges ( + ) ou ( - ) appor tŽes en trop grande quan - titŽ dans l' effluent v ont contribuer ˆ la rŽpulsion des par ticules entre elles. 5.2 . A lÕŽchelle industrielle : En cas de pr obl￾me dans le do sag e des rŽac tifs (coagulant, f loculant,...), il est impor tant de pr ocŽder par Žtape pour vŽrifier t ous les points. Le schŽma suivant nous indique la dŽmar che ˆ suivr e : LE DO SA GE D ANS LE TRAITEMENT D ES EAUX V Žrifier le mot eur, les clapets, la canne d'injec tion, ... L a pompe do s eus e f o n c tionne t' elle ? L a q ualit Ž de l' eff luent est -elle identi que ? L a pr Ž par ation du pol ym ￾re est -elle c o r ec te ? L e pol ym ￾re est -il b ien utilis Ž ? L e pol ym ￾re est -il b ien adapt Ž ˆ l' eff luent ? V Žrifier p H et T¡ A dapt er le do sa ge au x nou velles c o nditions apr ￾s t e st la bo V Žrifier c o nditions de st oc kage, c o n c e n tr ation du pol ym ￾ r e , p H , po st-dilution, ... V Žrifier le m Žlan ge, l' a g ita tion, le point d'injec tion, ... T est er une g amme c o m pl ￾te au la b or a t o ire NON NON NON NON OUI NON OUI OUI OUI