FloculantOn le qualifie souvent de « panacée industrielle », tant ses applications sont nombreuses. Utilisé pour renforcer la séparation solide-liquide dans le traitement de l'eau, il peut améliorer la précipitation primaire des eaux usées, le traitement par flottation et la précipitation secondaire après le procédé des boues activées. Il convient également au traitement tertiaire ou au traitement avancé des eaux usées. En traitement de l'eau, l'efficacité de la coagulation (et donc le dosage des produits chimiques) est influencée par divers facteurs complexes, tels que la température, le pH, l'alcalinité, la nature et la concentration des impuretés, ainsi que les conditions environnementales du site.
1. Influence de la température de l'eau
La température de l'eau a un impact significatif sur la consommation de drogues, et l'eau froide en hiver a un effet important.
a un impact plus important sur la consommation de drogue, ce qui entraîne généralement une formation lente de flocs composés de particules fines et lâches. Les principales raisons sont :
L'hydrolyse des coagulants salins inorganiques est une réaction endothermique, et l'hydrolyse des coagulants à basse température est difficile.
La viscosité de l'eau à basse température est élevée, ce qui affaiblit le mouvement brownien des particules d'impuretés dans
l'eau et réduit les risques de collision, ce qui n'est pas propice à la déstabilisation et à l'agrégation des colloïdes et affecte la croissance des flocs.
Lorsque la température de l'eau est basse, l'hydratation des particules colloïdales est accrue, ce qui nuit à la cohésion des particules colloïdales et affecte également la force d'adhésion entre les particules colloïdales.
La température de l'eau influe sur son pH. Lorsque la température de l'eau est basse, son pH augmente, et le pH optimal pour la coagulation augmente également. C'est pourquoi, en hiver dans les régions froides, il est difficile d'obtenir une coagulation efficace, même avec une grande quantité de coagulant.
2. pH et alcalinité
Le pH indique si l'eau est acide ou alcaline, c'est-à-dire sa concentration en ions H+. Le pH de l'eau brute influe directement sur la réaction d'hydrolyse du coagulant ; ainsi, lorsque le pH de l'eau brute se situe dans une certaine plage, la coagulation est efficace.
Lorsqu'on ajoute un coagulant à l'eau, la concentration en ions H+ augmente en raison de l'hydrolyse du coagulant, ce qui provoque une baisse du pH et freine l'hydrolyse. Pour maintenir le pH dans la plage optimale, l'eau doit contenir suffisamment de substances alcalines pour neutraliser les ions H+. L'eau naturelle présente une certaine alcalinité (généralement HCO3-), qui neutralise les ions H+ générés lors de l'hydrolyse du coagulant et exerce un effet tampon sur le pH. Si l'alcalinité de l'eau brute est insuffisante ou si la quantité de coagulant ajoutée est excessive, le pH chute considérablement, compromettant ainsi l'efficacité de la coagulation.
3. Influence de la nature et de la concentration des impuretés dans l'eau
La taille et la charge des particules de matières en suspension (MES) dans l'eau influencent l'efficacité de la coagulation. En général, plus le diamètre des particules est petit et uniforme, moins la coagulation est efficace. De même, une faible concentration de particules dans l'eau réduit la probabilité de collision, ce qui est défavorable à la coagulation. En cas de forte turbidité, la déstabilisation des colloïdes nécessite une quantité importante de produits chimiques. La présence d'une grande quantité de matières organiques dans l'eau peut entraîner leur adsorption par les particules d'argile, modifiant ainsi les caractéristiques de surface des particules colloïdales initiales et les rendant plus stables, ce qui nuit considérablement à la coagulation. Dans ce cas, l'ajout d'un oxydant est nécessaire pour neutraliser les matières organiques et améliorer la coagulation.
La présence de sels dissous dans l'eau peut également influencer la coagulation. Par exemple, une eau riche en ions calcium et magnésium favorise la coagulation, tandis qu'une eau riche en ions chlorure (Cl⁻) la freine. Pendant la saison des crues, l'eau, fortement turbide et chargée d'humus, pénètre dans l'usine sous l'effet du lessivage des eaux pluviales. Le dosage de la préchloration et du coagulant est généralement adapté à cette situation.
4. Influence des conditions de conservation de l'eau externes
Les conditions essentielles à l'agrégation des particules colloïdales consistent à déstabiliser ces particules et à provoquer leur collision. Le rôle principal du coagulant est de déstabiliser les particules colloïdales, tandis que l'agitation hydraulique externe assure un contact optimal entre les particules et le coagulant, favorisant ainsi la formation de flocs.
Afin que les particules colloïdales entrent pleinement en contact avec le coagulant, ce dernier doit être dispersé rapidement et uniformément dans toutes les parties du plan d'eau après son introduction dans l'eau, ce que l'on appelle communément un mélange rapide, qui doit être effectué dans un délai de 10 à 30 secondes et pas plus de 2 minutes au maximum.
5. Influence de la charge d'impact de l'eau
Le terme « choc hydrique » désigne un choc hydrique, périodique ou non, affectant l'eau brute et entraînant des variations soudaines et importantes de ses caractéristiques. La consommation d'eau des réseaux de distribution et l'ajustement du débit en amont influent sur l'eau entrant dans l'usine, notamment lors des pics de consommation estivaux. Ces variations importantes nécessitent des ajustements fréquents du dosage des produits chimiques, et l'effet de l'eau après sédimentation est souvent sous-optimal. Il est important de noter que ces variations ne sont pas linéaires. Par conséquent, il convient de surveiller la concentration d'alun dans le réacteur afin d'éviter un surdosage qui compromettrait l'efficacité de la coagulation.
6. Floculantmesures d'économie
Outre les facteurs mentionnés ci-dessus, il existe également des mesures permettant d'économiser le médicament, telles que l'augmentation du nombre de fois où l'on remue le liquide, la réduction de la précipitation des particules solides du médicament, la stabilisation du médicament et la réduction de la consommation de médicament.
Pour réduire les coûts d'utilisation du polyacrylamide, il est essentiel de choisir le modèle approprié. Le principe est de privilégier le polyacrylamide offrant la meilleure efficacité de traitement. Un produit cher n'est pas forcément le plus performant, et il est déconseillé de rechercher le moins cher au détriment du traitement des eaux usées, au risque d'augmenter les coûts. Il convient de sélectionner un agent permettant non seulement de réduire l'humidité des boues, mais aussi d'en minimiser le dosage. Il est recommandé de réaliser des essais de floculation sur les échantillons pharmaceutiques fournis, de sélectionner deux ou trois produits pharmaceutiques présentant de bons résultats expérimentaux, puis de mener des essais sur machine afin d'observer l'effet sur les boues finales et d'identifier les produits pharmaceutiques présents.
Le polyacrylamide se présente généralement sous forme de particules solides. Il doit être dissous dans une solution aqueuse présentant une solubilité spécifique. La concentration se situe généralement entre 0,1 % et 0,3 %. Une concentration trop élevée ou trop faible altère l'efficacité du polymère, entraîne un gaspillage, augmente les coûts et provoque la dissolution des particules lors de la polymérisation. L'eau utilisée doit être propre (comme l'eau du robinet) et non issue des eaux usées. L'eau à température ambiante convient parfaitement ; le chauffage n'est généralement pas nécessaire. En dessous de 5 °C, la dissolution est très lente et s'accélère avec l'augmentation de la température. Cependant, au-delà de 40 °C, la dégradation du polymère s'accélère et son efficacité est compromise. L'eau du robinet est généralement adaptée à la préparation des solutions de polymère. Les solutions fortement acides, fortement alcalines ou fortement salées sont à proscrire.
Lors de la préparation de l'agent, il est crucial de respecter le temps de durcissement afin qu'il se dissolve complètement dans l'eau et ne s'agglomère pas. Un temps de durcissement insuffisant entraînerait non seulement du gaspillage, mais affecterait également l'efficacité de la production de boues. Le risque d'obstruction des toiles filtrantes et des canalisations est également accru, engendrant des gaspillages répétés. Une fois formulée en solution, la durée de conservation est limitée. En règle générale, pour une concentration de 0,1 %, une solution de polymère non anionique ne doit pas être conservée plus d'une semaine, et une solution de polymère cationique pas plus d'une journée.
Après la préparation de l'agent, lors du dosage, il convient de prêter attention à l'évolution de la qualité et de l'effet de la boue, et d'ajuster le dosage de l'agent en temps opportun afin d'obtenir un meilleur ratio de dosage.
Le médicament doit être conservé dans un entrepôt sec et son emballage hermétique. Lors de son utilisation, il convient d'utiliser la quantité prescrite autant que possible et de bien refermer les sachets non utilisés afin de les protéger de l'humidité. Lors de la préparation des médicaments, il faut veiller à limiter au maximum la quantité de solution conservée, car les liquides stockés trop longtemps s'hydrolysent facilement et deviennent inutilisables.
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Date de publication : 4 novembre 2022