Qu’est-ce qu’un floculant inorganique ?
Un floculant inorganique est une substance chimique composée de matériaux inorganiques qui coagule les petites particules dans l’eau ou le liquide et les fait se solidifier.
Ce sont des produits chimiques qui combinent les petites particules en suspension dans l’eau pour former des particules grossières (flocs) ou pour augmenter la taille (grossissement) des flocs qui se forment. Ils sont classés en deux types : les floculants inorganiques et les floculants polymériques.
Les floculants inorganiques sont des agents utilisés pour former des flocs. Ils sont généralement classés comme étant à base d’aluminium et à base de fer, les exemples les plus connus étant le polychlorure d’aluminium (PAC) et le chlorure de fer.
Contrairement aux floculants inorganiques, les floculants polymériques sont ajoutés pour grossir les flocs formés plutôt que pour les former. C’est pourquoi ils sont également appelés floculants. Le polyacrylamide hydrolysé en est un exemple typique.
Utilisations des floculants inorganiques
Les floculants inorganiques sont souvent disponibles dans le commerce sous forme de poudres ou de granulés. Ils sont fréquemment utilisés dans les stations d’épuration des eaux, les stations de traitement des eaux usées et les installations industrielles, où ils jouent un rôle important dans la purification de l’eau et le traitement des eaux usées.
Tout d’abord, dans les stations d’épuration, ils sont utilisés pour purifier l’eau des rivières et des lacs. Les floculants inorganiques ont pour effet de coaguler les minuscules matières en suspension et les matières organiques présentes dans l’eau et de les éliminer en gros morceaux. Ils améliorent ainsi la qualité de l’eau potable et de l’eau industrielle.
Les floculants inorganiques sont également utilisés dans les stations d’épuration des eaux usées. En coagulant et en précipitant les solides en suspension, les métaux lourds et d’autres substances nocives dans les eaux usées, le traitement est sûr et respectueux de l’environnement. Cela permet de réduire la contamination des eaux souterraines et des rivières.
Les floculants inorganiques sont utilisés dans le traitement des eaux usées pour éliminer les particules en suspension et autres substances présentes dans les eaux usées. Chaque coagulant ayant des conditions d’utilisation différentes, telles que le pH et la température de l’eau, l’agent le plus approprié doit être sélectionné en fonction de la qualité et de la composition de l’eau à traiter.
Principe des floculants inorganiques
La surface des particules en suspension dans l’eau porte généralement une charge négative. Ces particules chargées négativement se repoussent les unes les autres et se dispersent donc sans se déposer. En revanche, les ions d’aluminium et de fer contenus dans les floculants inorganiques sont chargés positivement.
Les particules en suspension peuvent être neutralisées et contrecarrées par l’ajout de ces ions de charge opposée, qui neutralisent la charge de surface des particules. Lorsque la force de répulsion diminue et devient inférieure à l’attraction interparticulaire, les particules se lient les unes aux autres et des flocs se forment. La vitesse de sédimentation du floc est proportionnelle au carré de la taille des particules. En d’autres termes, plus les particules sont grossières et de grande taille, plus le floc se dépose rapidement.
L’ajout de floculants inorganiques produit des flocs dont le diamètre des particules est relativement faible. C’est pourquoi les floculants polymères sont parfois ajoutés en combinaison avec des floculants inorganiques pour accélérer le grossissement des particules. Lorsque des floculants polymères sont ajoutés, les flocs sont réticulés par le floculant. Cette action de réticulation entraîne un grossissement des flocs, ce qui augmente encore la vitesse de sédimentation et donc l’efficacité de la séparation.
Les fines particules en suspension d’une taille inférieure ou égale à 1 µm sont difficiles à séparer et à éliminer par les processus normaux de sédimentation ou de filtration sur sable. Les floculants inorganiques augmentent la taille apparente des particules et permettent d’appliquer ces méthodes de traitement à des particules qu’il serait autrement impossible de séparer.
Types de floculants inorganiques
Il existe de nombreux exemples de coagulants inorganiques utilisés pour purifier l’eau, mais il existe une adéquation générale entre la qualité de l’eau brute et le type d’agent. Pour choisir un floculant inorganique, il est important de prendre en compte les différents coagulants pour l’eau à purifier.
Les floculants inorganiques peuvent être classés en trois grandes catégories : à base d’aluminium, à base de fer et à base de calcium. Dans tous les cas, il n’existe pas de classification unique et la sélection est basée sur les tests de traitement de l’eau brute pour déterminer si elle est acceptable ou non et sur les coûts d’exploitation.
1. À base d’aluminium
Les floculants inorganiques à base d’aluminium comprennent la bande de sulfate (Al2(SO4)3) et le chlorure de polyaluminium (Al2(OH)nCl6-n), abrégé en PAC, qui sont largement utilisés, principalement dans les stations d’épuration des eaux et les installations de traitement des eaux usées. Les floculants inorganiques à base d’aluminium sont largement utilisés en raison de leur fort pouvoir floculant et de leur coût relativement faible.
Les coagulants à base d’aluminium sont souvent utilisés pour adoucir l’eau industrielle ou lorsque l’eau ne contient pas de métaux lourds, comme l’eau potable, dans le but de purifier l’eau moins polluée et de la rendre encore plus propre.
2. À base de fer
Les floculants inorganiques ferreux comprennent le chlorure ferrique (FeCl3) et le chlorure ferreux (FeCl2) et sont principalement utilisés pour éliminer les contaminants. Les ions de fer favorisent la floculation en se liant au phosphore et aux matières organiques présentes dans l’eau.
Les floculants à base de fer sont souvent utilisés pour purifier les eaux contenant des métaux lourds et donnent l’impression d’être utilisés pour purifier les eaux usées difficiles à traiter.
3. À base de calcium
La chaux éteinte (Ca(OH)2) est un floculant inorganique typique à base de calcium. Contrairement à d’autres floculants inorganiques, sa solution aqueuse est fortement alcaline, de sorte qu’elle est principalement utilisée pour l’ajustement de la dureté et la neutralisation de l’acide.
Les ions de calcium se combinent avec les ions de magnésium et de métaux lourds dans l’eau pour former des sels insolubles. Cela a pour effet d’ajuster la dureté et de neutraliser l’acidité de l’eau.
Autres informations sur les floculants inorganiques
Récupération des floculants inorganiques
Les solutions de chlorure de fer sont utilisées pour le décapage et le traitement de surface des métaux. L’effluent est collecté par le fabricant, le contenu métallique est éliminé et le produit est vendu en tant que produit recyclé. Le coagulant à base d’aluminium est également fabriqué à partir du liquide résiduaire produit à partir des eaux usées du processus de fabrication de l’aluminium. Comme son prix est plus raisonnable que celui du liquide neuf, les produits recyclés sont utilisés comme coagulant inorganique pour le traitement des eaux usées.
Les systèmes chlorés et soufrés ont une incidence sur la méthode de traitement des boues d’épuration. Avec les produits à base de chlore, il n’est pas possible de choisir la destination du traitement pour le compostage. Les systèmes à base de soufre peuvent également produire des odeurs en fonction de la qualité de l’eau brute, ce qui influe sur le choix de la destination du traitement. Si les boues ne contiennent pas de chlore et ne dégagent pas d’odeurs, il est possible d’augmenter le nombre de sites de traitement, mais cela pénalise le site de traitement récepteur et augmente les coûts de traitement.
En fonction de la composition des boues, il est souvent possible de créer de la valeur, y compris par la vente. Les aciéries, recyclent les boues de traitement des eaux usées comme matière première pour le fer, car la majorité des boues sont riches en fer. La principale condition préalable au choix d’un floculant inorganiques est qu’il puisse purifier l’eau, mais il est également important de prendre en compte les coûts de fonctionnement.