Qu’est-ce qu’un floculant polymère ?
Les floculants polymères sont des agents polymères qui neutralisent la charge de surface des particules en suspension dans l’eau et provoquent leur floculation.
Ils sont principalement utilisés pour coaguler et précipiter les particules en suspension à l’origine de la pollution des eaux usées. Les sédiments précipités par les floculants polymères peuvent être séparés de l’eau et traités par déshydratation ou filtration.
Les floculants polymères peuvent être anioniques, cationiques, non ioniques ou amphotères, en fonction de la charge de surface des particules à floculer. Ils sont disponibles sous forme de poudre ou d’émulsion, les poudres étant plus faciles à gérer, mais les émulsions sont supérieures en termes de dissolution dans l’eau.
Utilisations des floculants polymères
Les floculants polymères sont utilisés pour l’épaississement et la réduction du volume (réduction du volume) des boues dans l’industrie, par exemple dans les applications suivantes, et dans les processus de traitement des minerais.
- Floculants anioniques
Souvent utilisés dans les industries qui manipulent des substances inorganiques, telles que les métaux, le génie civil, l’exploitation minière, la céramique, la pâte à papier, les produits chimiques et les denrées alimentaires. - Floculants cationiques
Industries qui manipulent des substances organiques, telles que les déchets humains, les eaux usées, la pâte à papier, les denrées alimentaires, etc.
Souvent utilisés dans les industries qui manipulent des substances organiques, telles que les déchets humains, les eaux usées, la pâte à papier, les denrées alimentaires, etc. - Floculants non ioniques
Utilisés pour les eaux usées acides. - Floculants amphotères
Utilisés lorsque les floculants cationiques sont insuffisants.
Les floculants polymères ne sont pas utilisés pour le traitement de l’eau. Les floculants polymères résiduels peuvent entraîner une contamination organique des équipements d’échange d’ions et d’osmose inverse.
Principe des floculants polymères
Le mécanisme par lequel la floculation et la précipitation sont provoquées par les floculants polymères est le suivant :
- Coagulation
Tout d’abord, un coagulant inorganique (par exemple, le polychlorure d’aluminium (PAC), le sulfate de fer, etc.), dont la charge est opposée à celle des particules présentes dans l’eau, est introduit pour neutraliser l’électrification de la surface des particules en suspension. La masse formée à ce stade, c’est-à-dire le floc fin, est appelée floc de fondation. - Floculation
Un floculant polymère est introduit dans l’eau dans laquelle le floc de fondation s’est formé. Les groupes actifs (par exemple la structure polyacrylamide) du floculant polymère interagissent avec les petits flocs, provoquant l’adsorption et la réticulation des petits flocs comme s’ils étaient enchevêtrés dans le polymère et se développent en flocs grossiers.
Pendant la sédimentation, il faut veiller à ajuster le pH. En effet, la précipitation ne se produira pas sans un environnement de pH approprié et il existe un risque de redissolution après la précipitation. De plus, si l’on ajoute plus de coagulant polymère que la quantité nécessaire, l’adsorption sur le coagulant polymère le précédera, ce qui entraînera une réticulation insuffisante et rendra la coagulation difficile.
Le pH approprié pour chaque floculant est le suivant :
- Floculants anioniques : pH 7-12.
- Floculants cationiques : pH 4-8.
- Floculants non ioniques : pH 4-8.
Types de floculants polymères
Les floculants polymères peuvent être classés en fonction de leur ionicité et de leur forme.
1. Ionicité
Comme indiqué ci-dessus, les floculants polymères peuvent être anioniques (anions), cationiques (cations), non ioniques (non ions) ou amphotères, en fonction de la charge qu’ils portent. Les types anioniques et non ioniques sont principalement utilisés pour réticuler les particules qui ont formé un floc basique à l’aide de coagulants inorganiques et organiques et pour obtenir un floc grossier. Les coagulants polymères cationiques sont souvent utilisés pour déshydrater les boues de traitement biologique.
2. Forme
Les floculants polymères sont distribués sous forme de poudre solide et d’émulsions. Les produits en poudre sont plus faciles à manipuler pour le transport et le stockage, mais il faut être prudent lors de leur utilisation en raison de leur faible solubilité. En général, la poudre est ajoutée à l’eau en petites quantités et agitée. Si une grande quantité est ajoutée en une seule fois, seule la surface gonflera et les particules non dissoutes risquent d’adhérer les unes aux autres et de former une masse importante.
La dissolution elle-même prend également plus de temps que sous forme d’émulsion, et il est nécessaire d’attendre un certain temps tout en remuant. De plus, la poudre absorbe l’humidité et ne doit pas être conservée dans l’eau. Pour cette raison, il est plus approprié d’utiliser des produits en émulsion si les réservoirs de floculants polymères sont situés à l’extérieur.
Les émulsions sont plus faciles à dissoudre que les poudres et se dissolvent relativement rapidement. Toutefois, il convient de noter que les types d’émulsions sont moins nombreux que les poudres et qu’ils peuvent ne pas correspondre à des eaux brutes particulières.
Comment choisir un floculant polymère
Afin de sélectionner le floculant polymère le plus approprié, plusieurs conditions doivent être prises en compte. Il existe plusieurs facteurs tels que la composition de l’eau brute à ajouter, la plage de fluctuation du pH, la quantité optimale à ajouter, la température au moment de l’utilisation et le point d’alimentation sur l’équipement. Dans de nombreux cas, le type de produit est modifié entre l’été et l’hiver.
Au cours du processus de sélection, des tests de coagulation et de sédimentation (par exemple, testeur en bocal, testeur en cylindre) et des tests de déshydratation (par exemple, test de déshydratation par centrifugation, test de déshydratation par presse à bande) sont effectués pour sélectionner la marque et les conditions de traitement appropriées, suivis par des tests sur l’équipement réel.