Le traitement de l'eau potable et des eaux usées repose sur la floculation et la coagulation.
Chaque masse d'eau contient des matières en suspension. Les forces physiques (électricité statique) agissant sur les plus petites particules (colloïdes), qui possèdent toutes une charge négative lorsqu'elles sont en suspension dans l'eau, se repoussent et stabilisent les colloïdes.
Cet article détaillera l'utilisation des coagulants dans les systèmes de traitement de l'eau.
Qu'est-ce que la coagulation et la floculation dans le traitement de l'eau ?
Elles offrent toutes deux une méthode fiable pour traiter la turbidité de l'eau, un indicateur crucial de la qualité de l'eau. La turbidité est définie comme le trouble ou l'opacité d'un fluide, normalement imperceptible à l'œil nu.
Pour surmonter les forces qui maintiennent les particules en suspension stables, la floculation et la coagulation sont deux processus distincts utilisés successivement.
Les charges des particules sont neutralisées par la coagulation, mais elles peuvent se lier et augmenter de taille par la floculation, ce qui facilite leur élimination du liquide.
Le processus de coagulation dans le traitement de l'eau
Cela empêche les minuscules particules de se repousser et favorise leur agrégation en particules plus grosses capables de s'agglutiner. Plus la particule est grosse, plus il est facile de l'extraire d'un liquide.
Les micro-flocs sont ces plus gros ' amas ' de particules, parfois invisibles à l'œil nu. Cela indique que les charges sur les particules nouvellement générées ont été neutralisées, car l'eau qui les entoure devrait être claire.
Davantage de coagulant peut être nécessaire si ce n'est pas le cas. Si la quantité de coagulant est trop élevée, les particules recommenceront à se repousser, principalement en raison de l'inversion de charge.
Le coagulant est correctement réparti pour favoriser les collisions entre particules grâce à un mélange rapide. Étant donné que les produits d'hydrolyse des coagulants métalliques les plus puissants se forment entre 0,01 et 1,0 seconde, un ajout ultérieur de coagulant et un ajustement du pH sont rarement efficaces après l'injection initiale de coagulant.
Les réacteurs à mélange inverse, un type courant de mélangeurs rapides, sont généralement constitués de réservoirs carrés avec des agitateurs verticaux. WCS conçoit des mélangeurs en ligne avec contrôle du gradient de vitesse pour offrir les conditions idéales de mélange rapide, principalement pour éviter l'inversion de charge, car les méthodes classiques produisent souvent des résultats médiocres.
Types de coagulants
Dans le traitement de l'eau et des eaux usées, il existe deux grandes catégories de coagulants : organiques et inorganiques.
Coagulants inorganiques
L'élimination de la majorité des particules en suspension s'est avérée très efficace en utilisant des coagulants à base d'aluminium et de fer. Ils offrent plusieurs avantages, notamment :
• Faciliter la création d'ions fortement chargés ayant une densité de charge élevée pour neutraliser les particules en suspension, hydrater les hydroxydes inorganiques et générer des chaînes polymères courtes qui favorisent la formation de micro-flocs et de flocs lourds.
• Capacité à filtrer certains précurseurs organiques susceptibles d'interagir avec le chlore pour créer des sous-produits de désinfection.
• Prix unitaires abordables et grande disponibilité.
Ils présentent certains inconvénients :
• Ils produisent d'énormes quantités de flocs riches en métaux qui doivent être éliminés de manière écologiquement responsable, ce qui peut augmenter considérablement les coûts d'élimination.
• Ils ont le potentiel de modifier radicalement le pH de l'eau, ce qui nécessite une régulation du pH, car celui-ci est essentiel à une bonne coagulation. Ils nécessitent également des équipements d'alimentation et de stockage résistants à la corrosion.
• Le sulfate ferreux, le sulfate ferrique et le sulfate d'aluminium sont tous des substances extrêmement acides qui épuisent l'alcalinité et abaissent le pH. À l'inverse, l'aluminate de sodium augmentera le pH et renforcera l'alcalinité.
Coagulants organiques
L'élimination de la majorité des particules en suspension s'est avérée très efficace en utilisant des coagulants à base de polyamine et de poly-DADMAC. Les tannates fonctionnent très bien avec les graisses et les huiles. Ils offrent plusieurs avantages, notamment :
• Permettent à des densités de charge relativement faibles de neutraliser plus efficacement les particules en suspension moins chargées. Sans utiliser de métaux ou d'hydroxydes, ils créent des chaînes polymères plus longues qui amélioreront la production de micro-flocs.
• Capacité à filtrer certains précurseurs organiques susceptibles d'interagir avec le chlore pour créer des sous-produits de désinfection.
• Formes liquides, non corrosives et prêtes à l'emploi immédiat.
• N'affectent pas le pH et sont rarement ou difficilement impactés par celui-ci.
Ils présentent certains inconvénients :
• Prix unitaire plus élevé.
• Si la demande en charge est importante, de grands dosages sont nécessaires.
• Floc de faible densité : ne décante pas toujours facilement.
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