1. Que sont les floculants, les coagulants et les conditionneurs ?
Ces agents peuvent être divisés dans les catégories suivantes en fonction des différentes utilisations dans le traitement par filtration des boues par presse :
Floculant : parfois appelé coagulant, il peut être utilisé comme moyen de renforcer la séparation solide-liquide, utilisé dans le bassin de sédimentation primaire, le bassin de sédimentation secondaire, le bassin de flottation et le traitement tertiaire ou le processus de traitement avancé.
Aide à la coagulation : Les floculants auxiliaires jouent un rôle pour améliorer l'effet de coagulation.
Conditionneur : Également connu sous le nom d'agent de déshydratation, il est utilisé pour conditionner les boues restantes avant la déshydratation, et ses variétés comprennent certains des floculants et coagulants mentionnés ci-dessus.
2. Floculant
Les floculants sont une classe de substances qui peuvent réduire ou éliminer la stabilité de précipitation et la stabilité de polymérisation des particules dispersées dans l'eau, et faire agglomérer et floculer les particules dispersées en agrégats pour les éliminer.
Selon la composition chimique, les floculants peuvent être divisés en floculants inorganiques et floculants organiques.
Floculants inorganiques
Les floculants inorganiques traditionnels sont des sels d'aluminium et de fer de faible poids moléculaire. Les sels d'aluminium comprennent principalement le sulfate d'aluminium (AL2(SO4)3∙18H2O), l'alun (AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O), l'aluminate de sodium (NaALO3), les sels de fer comprennent principalement le chlorure ferrique (FeCL3∙6H20), le sulfate ferreux (FeSO4∙6H20) et le sulfate ferrique (Fe2(SO4)3∙2H20).
D'une manière générale, les floculants inorganiques présentent les caractéristiques d'une disponibilité facile des matières premières, d'une préparation simple, d'un prix bas et d'un effet de traitement modéré, ils sont donc largement utilisés dans le traitement de l'eau.
Floculant polymère inorganique
Les polymères hydroxylés et oxygénés d'Al(III) et de Fe(III) seront ensuite combinés en agrégats, qui seront conservés en solution aqueuse sous certaines conditions, et leur taille de particules sera de l'ordre du nanomètre. Résultat d'un dosage élevé.
En comparant leurs taux de réaction et de polymérisation, la réaction du polymère d'aluminium est plus douce et la forme est plus stable, tandis que le polymère hydrolysé du fer réagit rapidement et perd facilement sa stabilité et précipite.
Les avantages des floculants polymères inorganiques se manifestent par leur plus grande efficacité que les floculants traditionnels tels que le sulfate d'aluminium et le chlorure ferrique, et leur coût inférieur à celui des floculants polymères organiques. Le chlorure de polyaluminium est aujourd'hui utilisé avec succès dans divers procédés de traitement de l'eau, des eaux usées industrielles et des eaux usées urbaines, notamment en prétraitement, en traitement intermédiaire et en traitement avancé, et est progressivement devenu un floculant courant. Cependant, en termes de morphologie, de degré de polymérisation et d'effet coagulant-floculant correspondant, les floculants polymères inorganiques se situent encore entre les floculants traditionnels à base de sels métalliques et les floculants polymères organiques.
Chlorure de polyaluminium (PAC), fiche de données de sécurité (FDS), n° CAS 1327 41 9, produit chimique pour le traitement de l'eau, appelé PAC, a pour formule chimique ALn(OH)mCL3n-m. Le PAC est un électrolyte multivalent capable de réduire considérablement la charge colloïdale des impuretés argileuses (charges négatives multiples) présentes dans l'eau. Grâce à sa masse moléculaire relative élevée et à sa forte capacité d'adsorption, les flocs formés sont plus volumineux et offrent de meilleures performances de floculation et de sédimentation que les autres floculants.
Le polychlorure d'aluminium présente un degré de polymérisation élevé, et une agitation rapide après l'ajout peut réduire considérablement le temps de formation des floculants. Le polychlorure d'aluminium (PAC) est moins sensible à la température de l'eau et est efficace lorsque celle-ci est basse. Il réduit moins le pH de l'eau et sa large plage de pH (pH = 5 à 9) permet d'éviter l'ajout d'agent alcalin. Le dosage du PAC est faible, la quantité de boue produite est également faible, son utilisation, sa gestion et son fonctionnement sont plus pratiques et il est également moins corrosif pour les équipements et les canalisations. Par conséquent, le PAC a tendance à remplacer progressivement le sulfate d'aluminium dans le traitement de l'eau, mais son inconvénient est son prix plus élevé que celui des floculants traditionnels.
De plus, du point de vue de la chimie des solutions,PAC polychlorure d'aluminiumIl s'agit du produit intermédiaire cinétique issu de la réaction d'hydrolyse-polymérisation-précipitation du sel d'aluminium, lequel est thermodynamiquement instable. En général, les produits PAC liquides doivent être utilisés rapidement (les produits solides ont des performances stables et peuvent être stockés plus longtemps). L'ajout de sels inorganiques (tels que CaCl₂, MnCl₂, etc.) ou de macromolécules (comme l'alcool polyvinylique, le polyacrylamide, etc.) peut améliorer la stabilité du PAC et augmenter sa cohésion.
En termes de processus de production, un ou plusieurs anions différents (tels que SO42-, PO43-, etc.) sont introduits dans le processus de fabrication du PAC, et la structure du polymère et la distribution morphologique peuvent être modifiées dans une certaine mesure par polymérisation, améliorant ainsi la stabilité et l'efficacité du PAC ; si d'autres composants cationiques, tels que Fe3+, sont introduits dans le processus de fabrication du PAC pour fabriquer Al3+ et Fe3+ polymérisés hydrolytiquement de manière décalée, un floculant composite en polyaluminium et fer peut être obtenu.
Floculant polymère organique
Les floculants polymères organiques synthétiques sont principalement des substances à base de polypropylène et de polyéthylène, telles que le polyacrylamide et la polyéthylèneimine. Ces floculants sont tous des macromolécules linéaires hydrosolubles, chacune constituée de nombreuses unités répétitives contenant des groupes chargés ; on les appelle donc polyélectrolytes. Ceux contenant des groupes chargés positivement sont des polyélectrolytes cationiques, tandis que ceux contenant des groupes chargés négativement sont des polyélectrolytes anioniques, qui ne contiennent ni groupes chargés positivement ni groupes chargés négativement, appelés polyélectrolytes non ioniques.
Actuellement, les floculants polymères les plus utilisés sont anioniques et ne peuvent jouer qu'un rôle dans la coagulation des impuretés colloïdales chargées négativement dans l'eau. Souvent, ils ne peuvent pas être utilisés seuls, mais sont utilisés en association avec des sels d'aluminium et de fer. Les floculants cationiques, utilisés seuls, peuvent jouer simultanément le rôle de coagulation et de floculation, ce qui explique leur développement rapide.
Actuellement, les polymères non ioniques polyacrylamides sont de plus en plus utilisés en Chine, souvent en association avec des sels de fer et d'aluminium. L'effet électro-neutralisant des sels de fer et d'aluminium sur les particules colloïdales et l'excellente floculation des floculants polymères permettent d'obtenir des résultats thérapeutiques satisfaisants. Le polyacrylamide se caractérise par un dosage réduit, une coagulation rapide et des flocs volumineux et résistants. 80 % des floculants polymères organiques synthétiques actuellement produits en Chine sont issus de ce produit.
Polyacrylamide PAM, utilisations des polyélectrolytes, poudre cationique de polyélectrolytes, polyélectrolyte cationique, polymère cationique. Le polyacrylamide cationique est le floculant polymère organique synthétique le plus utilisé, ainsi que le polyélectrolyte, et est parfois utilisé comme coagulant. La matière première de production du polyacrylamide est le polyacrylonitrile CH2=CHCN. Dans certaines conditions, l'acrylonitrile est hydrolysé pour former de l'acrylamide, puis soumis à une polymérisation en suspension pour obtenir du polyacrylamide. Le polyacrylamide est une résine hydrosoluble, produite sous forme de solides granulaires et de solutions aqueuses visqueuses à une certaine concentration.
La forme actuelle du polyacrylamide présente dans l'eau est la spirale aléatoire. Comme la spirale aléatoire présente une certaine granulométrie et des groupes amides à sa surface, elle peut jouer un rôle de pontage et d'adsorption, c'est-à-dire qu'elle possède une certaine granulométrie et une certaine capacité de floculation.
Cependant, comme la longue chaîne de polyacrylamide est enroulée en spirale, sa plage de pontage est réduite. La connexion des deux groupes amides équivaut à une annulation mutuelle de l'interaction et à la perte de deux sites d'adsorption. De plus, certains groupes amides sont enroulés dans la structure en spirale, ce qui empêche leur intérieur d'entrer en contact avec les particules d'impuretés présentes dans l'eau et de les adsorber, ce qui empêche leur capacité d'adsorption de s'exercer pleinement.
Afin de séparer à nouveau les groupes amides liés et d'exposer les groupes amides cachés à l'extérieur, on tente d'étendre la bobine aléatoire de manière appropriée, voire d'ajouter des groupes contenant des cations ou des anions à la longue chaîne moléculaire, tout en améliorant la capacité d'adsorption et de pontage, ainsi que l'effet de neutralisation et de compression électriques de la double couche électrique. Ainsi, une série de floculants ou coagulants polyacrylamides aux propriétés variées est obtenue à partir du PAM.
Lors du traitement des eaux usées par coagulation, un seul floculant ne suffit pas toujours à obtenir un bon effet de coagulation. Il est alors souvent nécessaire d'ajouter des agents auxiliaires pour améliorer l'effet de coagulation. Ces agents auxiliaires sont appelés agents de coagulation. Les coagulants couramment utilisés sont le chlore, la chaux, l'acide silicique activé, la colle osseuse, l'alginate de sodium, le charbon actif et diverses argiles.
Certains coagulants ne jouent pas eux-mêmes un rôle dans la coagulation, mais en ajustant et en améliorant les conditions de coagulation, ils aident les floculants à produire des effets coagulants. Certains coagulants participent à la formation des flocs, en améliorent la structure et peuvent transformer les flocs fins et lâches produits par les floculants inorganiques en flocs grossiers et compacts.
4. Après-shampoing
Les conditionneurs, également appelés agents déshydratants, peuvent être divisés en deux catégories : les conditionneurs inorganiques et les conditionneurs organiques. Les conditionneurs inorganiques conviennent généralement à la filtration sous vide et à la filtration sur plaques et cadres des boues, tandis que les conditionneurs organiques conviennent à la déshydratation centrifuge et à la déshydratation par filtre à bande des boues.
5. la relation entrefloculants, coagulants et conditionneurs
L'agent déshydratant est l'agent ajouté avant la déshydratation des boues, c'est-à-dire leur agent de conditionnement. Leur signification est donc identique. Le dosage de l'agent déshydratant ou de l'agent de conditionnement est généralement calculé en pourcentage du poids de la matière sèche des boues.
Les floculants sont utilisés pour éliminer les matières en suspension dans les eaux usées et constituent des agents importants dans le traitement de l'eau. Le dosage du floculant est généralement exprimé par la quantité ajoutée au volume unitaire d'eau à traiter.
Le dosage de l'agent déshydratant (agent de conditionnement), du floculant et de l'agent de coagulation est appelé « dosage ». Ce même agent peut être utilisé comme floculant dans le traitement des eaux usées, et comme agent de conditionnement ou de déshydratation dans le traitement des boues excédentaires.
Les coagulants sont appelés coagulants lorsqu'ils sont utilisés comme floculants dans le traitement de l'eau. Ces mêmes coagulants ne sont généralement pas appelés coagulants dans le traitement des boues excédentaires, mais sont collectivement appelés conditionneurs ou agents déshydratants.
Lors de l'utilisation d'unfloculantLa quantité de matières en suspension dans l'eau étant limitée, pour assurer un contact optimal entre le floculant et les particules en suspension, les installations de mélange et de réaction doivent être suffisamment rapides. Par exemple, le mélange prend de quelques dizaines de secondes à plusieurs minutes, tandis que la réaction nécessite de 15 à 30 minutes. Lors de la déshydratation des boues, il ne faut généralement que quelques dizaines de secondes entre l'ajout du conditionneur et leur entrée dans la machine de déshydratation. Il s'agit donc d'un processus de mélange équivalent à celui du floculant, sans aucun temps de réaction. L'expérience a également montré que l'effet conditionneur augmente avec le temps.
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Extrait de Bjx.com
Date de publication : 09/07/2022