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Coagulation-floculation (HU) : Différence entre versions
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Version du 5 mars 2020 à 18:42
Traduction anglaise : Coagulation-flocculation
Dernière mise à jour : 5/3/2020
Méthode physico-chimique destinée à retenir les pollutions particulaires et colloïdales contenues dans l'eau.
Les principes de coagulation-floculation sont mis en application dans le domaine du traitement des eaux destinées à la consommation humaine et des eaux résiduaires.
Principes de la coagulation-floculation
La méthode utilise deux principes qui constituent deux étapes successives.
Étape de coagulation
L'objectif de cette étape est d'annuler les forces de répulsion électrostatiques qui s’exercent dans les suspensions colloïdales entre les particules les plus fines superficiellement chargées négativement. Ces forces de répulsion sont à l’origine de la turbidité et maintiennent les particules en suspension dans l'eau.
Les agents de coagulation ou coagulants sont généralement des sels dont la dissolution va libérer des cations, ceux contenant des cations trivalents ($ Fe^{3+} $, Al^{3+}) étant les plus efficaces. Ces cations vont neutraliser les particules chargées extérieurement négativement et ainsi annuler les forces de répulsion auxquelles elles sont soumises. Ces réactions sont très rapides (de l’ordre de la seconde). Elles nécessitent une agitation énergique et rapide de l’effluent dans lequel le coagulant est introduit.
=== Étape de floculation=== :
L'objectif de cette étape est d'agglomérer les colloïdes et les particules les plus fines de façon à constituer des particules plus lourdes qui décanteront plus facilement..
La mise en solution des sels minéraux (sulfate d’alumine Al_2(SO_4)_3, chlorure d’aluminium AlCl_3, chlorure ferrique FeCl_3, chlorosulfate ferrique FeClSO_4 aussi appelé clairtan, etc.) La mise en solution de ces conduit à une hydrolyse à l’origine d’hydroxydes d’aluminium (simples et polymérisés) et ferriques qui vont former des chaînes, lesquelles vont enserrer les colloïdes et particules les plus fines et conduire à leur agglomération sous forme de microflocs, qui en s’agrégeant donnent des flocs. Ces sels sont donc à la fois des coagulants et des floculants. Pour limiter les conséquences de l’acidification produite par ces sels, et pour améliorer la cohésion des flocs, des polymères d’aluminium (« PAC », « WAC », etc.) et sels basiques d’aluminium (polychlorure basique d’aluminium = « PCBA ») sont aussi utilisés, généralement pour le traitement des eaux destinées à la consommation humaine. Il existe aussi des coagulants organiques (polymères cationiques pour les eaux usées). La réaction de floculation se produit après celle de coagulation grâce à un brassage lent de plusieurs minutes (un brassage trop énergique peut conduire à la destruction des flocs). Pour améliorer la taille des flocs formés et ainsi faciliter leur décantation, il peut être recouru à des adjuvants de floculation (floculants organiques tels que les polymères naturels que sont les alginates, ou polymères de synthèse), Ils sont souvent utilisés pour les eaux usées en association avec les sels d’aluminium ou de fer à des doses faibles de l’ordre de 1 à quelques g/m3).
Les dosages en réactifs de coagulation et floculation sont déterminés grâce à des essais de floculation (jar-test). Les doses de coagulants-floculants minéraux utilisées sont généralement de quelques dizaines de g/m3 à près de 200 g/m3 de produits commerciaux (chlorure ferrique à 41%, sulfate d’alumine en poudre).
Les coagulants-floculants sont aussi très utilisés dans les traitements d’épaississement et de déshydratation appliqués aux boues de stations d’épuration. Ils permettent, malgré le caractère déjà plus ou moins floculé des boues à épaissir, de plus facilement chasser l’eau interstitielle des flocs et d’augmenter la résistance de ces derniers aux sollicitations mécaniques qu’induit la filtration dynamique et/ou la mise en pression. Les plus utilisés sont le chlorure ferrique, la chaux et surtout les polymères anioniques (dosages de l’ordre de 1 à quelques kg par tonne de matière sèche).
Voir : Epuration, Traitement des rejets urbains de temps de pluie.
