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Coagulation-floculation-sédimentation conventionnelles

Les pratiques de coagulation–floculation-sédimentation conventionnelles sont des pré-traitements essentiels de plusieurs dispositifs de purification de l'eau, particulièrement la filtration. Ces processus produisent des agglomérats des corps solides en suspension, qui peuvent ensuite être retirés physiquement plus aisément. L'élimination des particules en suspension par ces méthodes améliore de beaucoup l'efficacité de la filtration qui suit. Ce processus est souvent suivi par une séparation physique par gravité (sédimentation ou flottation) et toujours par une filtration.

Un coagulant, chimique, par exemple sels de fer et d'aluminium ou polymères, est ajouté à l'eau de source pour faciliter l'agglutination des particules. Les coagulants agissent en créant une réaction chimique et en éliminant les charges négatives qui font que les particules se repoussent entre elles.

Le mélange coagulant-eau de source est remué lentement et la floculation a lieu. Le fait de battre l'eau favorise la coagulation de minuscules particules en suspension et forme des grumeaux plus grands et plus faciles à retirer, les «flocs».

Ce processus demande une bonne connaissance des caractéristiques de l'eau de source pour assurer le choix du coagulant adéquat. Sans le coagulant adéquat cette méthode n'est pas efficace.

L'efficacité du processus de coagulation / floculation est déterminée par le type de filtration auquel il est associé.

Flottation à l'air dissous

La flottation à l'air dissous est une forme de coagulation-floculation utilisée en pré-traitement. On emploie cette technique avant la filtration de l'eau, pour réduire les problèmes de maintenance dus au colmatage.

La flottation à l'air dissous est particulièrement adaptée à l'élimination des algues, des colorations indésirables et des particules légères qui échappent aux autres traitements des eaux de source.

Ce processus n'est pas indiqué avec des eaux d'une turbidité élevée car il est plus difficile d'amener à la surface les particules lourdes comme le limon et l'argile.

On commence par ajouter un coagulant chimique, par exemple sels de fer ou d'aluminium ou polymères à l'eau de source pour faciliter l'agglutination des particules en suspension. Les coagulants agissent en créant une réaction chimique et en éliminant les charges négatives qui font que les particules se repoussent entre elles.

Le mélange coagulant-eau de source est remué lentement et la floculation a lieu. Le fait de battre l'eau favorise la coagulation de minuscules particules en suspension et la formation de grumeaux, les flocs, plus grands et plus faciles à retirer

L'eau floculée est ensuite amenée à un réservoir et soumise à une importante infusion de minuscules bulles d'airs sous pression. Ces bulles entraînent les grumeaux et flocs vers la surface où on les écume.

La flottation à l'air dissous est une solution de remplacement à la sédimentation. Les résultats sont similaires mais les méthodes opposées, ici il s'agit de forcer les grumeaux de contaminants à aller à la surface plutôt que de les laisser se déposer au fond.

Floculation-Chloration

Un dispositif qui intègre coagulation-floculation et chloration a été conçu pour l'emploi au point d'utilisation dans les pays en développement.

Il utilise de petits paquets de sulfate ferreux (floculant commun) et d'hypochlorite de calcium (désinfectant commun). L'utilisateur ouvre le paquet, en jette le contenu dans un seau ouvert contenant environ dix litres d'eau, mélange pendant cinq minutes, laisse les solides descendre au fond, filtre l'eau à travers un linge en coton, la verse dans un autre recipient et attend 20 minutes que le chlore désinfecte l'eau.

La combinaison de l'élimination des particules et de la désinfection semble donner d'excellents résultats d'élimination des bactéries, virus et protozoaires, même dans des eaux très turbides. Les résultats montrent une importante réduction des maladies diarrhéiques dans de nombreuses régions. Ils montrent aussi que le processus de floculation aide à éliminer l'arsenic ; ce dispositif ne remplace toutefois pas un traitement centralisé de qualité, qui doit être préféré quand cela est possible.

Adoucissement à la chaux

L'adoucissement à la chaux est employé avant tout pour "adoucir" l'eau, à savoir éliminer les sels minéraux de calcium et de magnésium. Mais il élimine aussi des toxines nocives comme le radon et l'arsenic. Certaines études semblent indiquer que l'adoucissement à la chaux élimine aussi le Giardia.

L'eau dure est liée à de nombreux problèmes. Les utilisateurs la connaissent car leur savon mousse moins, mais elle cause aussi le tartre dans les bouilloires, réchauds et canalisations d'eau chaude.

En raison de ces inconvénients, de nombreux dispositifs de traitement des eaux adoucissent l'eau fournie aux consommateurs.

Les responsables doivent toutefois déterminer la chimie d'adoucissement requise, avant usage. C'est une tâche relativement aisée pour les nappes phréatiques, dont la composition reste constante. La qualité des eaux de surface par contre varie beaucoup et peut nécessiter une adaptation constante du mélange adoucissant.

On ajoute de la chaux et parfois du carbonate de sodium à l'eau en tant que clarificateur. Cette action élève le pH de l'eau (augmente son alcalinité) et entraîne la précipitation du carbonate de calcium. Plus tard le pH de l'effluent du clarificateur est réduit à nouveau, et l'eau est filtrée à travers un matériau granulaire.

Ces dispositifs nécessitent des opérateurs connaissant bien la chimie de l'eau, ce qui peut rendre l'adoucissement à la chaux inabordable pour de très petits systèmes.

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