Le processus physico-chimique
La coagulation floculation est un processus de traitement physico-chimique de l’eau.
Effectivement, il allie l’action chimique des coagulants permettant de neutraliser les charges des particules à un brassage mécanique offert par la floculation.
Elimination des matières en suspension
Les matières en suspension sont des particules qui sont bien souvent trop fines pour sédimenter. Elles sont de faible diamètre et donc difficilement éliminable. L’argile et les particules colloïdales sont de parfaits exemples de matières en suspension. En effet, ce sont de toutes petites particules chargées négativement. Cette caractéristique empêche les particules d’argiles de se toucher et donc de s’agglutiner.
Il devient donc primordial de neutraliser la charge de l’argile. C’est ce qu’offre la coagulation en ajoutant des agents chimiques de charges opposés. Cela permettra de neutraliser la charge des particules d’argiles et leur pouvoir de répulsion. Par conséquent, les argiles pourront se rencontrer et se coller les uns aux autres.
Pour provoquer la rencontre des toutes ces MES, on ajoute une phase de floculation, qui en brassant l’eau, va provoquer la rencontre de toutes les particules et ainsi formé des flocs.
Elimination du phosphore
On peut réaliser l’élimination du phosphore des eaux usées soit par :
- l’élimination chimique
- un traitement biologique avancé
- une combinaison des deux
L’ajout de sels de calcium, de fer et d’aluminium va entraîner la précipitation du phosphore de manière chimique. Il pourra ensuite facilement être séparé des eaux traitées par décantation. L’élimination biologique du phosphore dépend de l’absorption du phosphore en excès.
Cette capacité d’absorption dépend des besoins métaboliques normaux des bactéries et est proposée comme alternative au traitement chimique. Il nécessite cependant, une phase de test en laboratoire pour déterminer les paramètres à mettre en place pour le traitement.
Avantages inconvénients
La technique de traitement physico-chimique de l’eau présente des avantages mais également des inconvénients.
Avantages :
- Elle permet de réduire le temps nécessaire à la décantation des solides en suspension;
- Très efficace pour éliminer les particules fines qui sont bien plus difficiles à éliminer avec d’autres méthodes ;
- Favorise l’élimination de nombreux protozoaire, bactéries et virus ;
- Adaptés aux installations de grande et de moyennes tailles ;
- Offre une meilleure installation pour lutter contre la turbidité et la couleur.
Inconvénients :
- C’est une méthode couteuse qui nécessite une phase expérimentale ;
- Nécessite un dosage précis de coagulants ;
- Demande un certain niveau de contrôle ;
- Les coagulants nécessitent un équipement de dosage précis ;
- Peu adaptés aux petites installations ;
Ce processus bien qu’efficace n’entraine qu’une élimination partielle des matières organiques naturelles (2/3 en moyenne). Il nécessite donc l’appui de processus additionnels, tel que l’oxydation ou bien même la filtration. Ainsi, on garantit aux eaux brutes ou usées un traitement complet.
Dimensionnement d’un réacteur de coagulation floculation
Le jar test
L’objectif d’un tel test est assez simple.
Il permet de sélectionner le type de coagulant et la dose nécessaire pour éliminer les particules chargées présentes dans l’eau brute.
Ce type d’expérimentation permet de simuler les interactions d’un coagulant ou floculant face aux caractéristiques d’un milieu.
PH
Le PH a également une influence sur la qualité de votre coagulation. Cela va ensuite varier en fonction de la nature de votre coagulant, mais aussi des impuretés présentes dans votre mélange. Afin de garantir une coagulation efficace, il est important d’estimer les besoins en coagulant, mais aussi la valeur optimale du PH.
Pour les matières organiques naturelles d’origine humique et allogène, un PH acide se révèlera plus efficace. Pour les cellules algales, le PH proche du neutre à tendance acide est ce qui se révèle le plus efficace.
Enfin, pour les particules d’origine inorganiques, il est préférable de rester sur des valeurs de PH neutre. Lorsqu’on coagule les mélanges d’impuretés, l’interaction mutuelle entre ces impuretés peut avoir un impact sur la dose de coagulant, mais également sur les plages de pH optimales.
Température
Comme bien souvent dans les réactions chimiques, la température va avoir un impact sur la formation de flocs. Grâce aux « jar test », on a pu déterminer les effets de la température sur la :
- formation
- rupture
- reformations de flocs.
Une étude portant sur plusieurs coagulants, et ce, pour des températures allant de 6 à 29 °C a été réalisée. Les résultats pour chaque coagulant ont confirmé qu’à basse température, la formation de floc était plus lente. En augmentant le taux de cisaillement, on a constaté que les flocs ne se reformaient jamais à leur taille originale. À température plus élevée, on a constaté que la reformation de flocs était plus lente et leur taille plus faible.
Après un cisaillement accru, la récupération est plus importante à des températures plus basses. Cela implique que la rupture du floc est plus réversible à des températures plus basses.
Salinité
De manière générale, la salinité semble avoir un impact positif sur le processus de floculation, dont l’intensité dépend des substances à floculer et des agents floculants. Le fer est un exemple de ces matériaux qui flocule mieux dans une solution saline. Les MES ont tendance à mieux floculer en présence de sel.
Cependant, il faut tout de même prendre garde à prendre une installation résistante au pouvoir corrosif du sel.
Le cuves de traitement physico-chimique de l'eau de 1h2o3
Les cuves de coagulation floculation 1h2o3 sont proposées en 3 formats standardisés, pour des volumes de 4 à 12 m3. La répartition intérieure du volume est ajustable, tout comme la vitesse de rotation pour la neutralisation, la coagulation ou la floculation.
Grâce à leur hauteur, l’emprise au sol est réduite.
Pour une installation en extérieur, les cuves sont capotés et traités anti-UV pour les protéger du soleil et des intempéries.
