Coagulant pour le traitement des eaux usées : comment choisir + règles d'utilisation

Il existe de nombreuses façons de purifier les eaux usées.Lors de l'installation de réseaux d'égouts autonomes, en plus de l'installation des filtres habituels capables de filtrer les substances nocives et en même temps de rendre l'eau plus propre, une méthode de traitement par précipitation - la coagulation - est de plus en plus utilisée.

Nous vous dirons sur quel principe agit le coagulant pour purifier l'eau. L'article proposé à la révision décrit en détail toutes les variétés utilisées dans la pratique. Vous apprendrez ce qu'il faut prendre en compte lors du choix d'un produit et comment l'utiliser correctement.

Comment fonctionnent les coagulants

La coagulation est une méthode de purification de l'eau par adhésion de polluants dispersés pour une élimination ultérieure par méthode mécanique, filtration. La combinaison de particules polluantes se produit grâce à l'introduction de réactifs coagulants, créant les conditions pour l'élimination la plus simple des polluants liés de l'eau purifiée.

Le terme « coagulatio » traduit du latin signifie « épaississement » ou « coagulation ». Les coagulants eux-mêmes sont des substances qui, par une réaction chimique, peuvent créer des composés insolubles et légèrement solubles qui sont plus simples et plus faciles à éliminer de l'eau que les composants dispersés.

Le principe de fonctionnement des substances repose sur le fait que leur forme moléculaire a une charge positive, alors que la plupart des contaminants ont une charge négative. La présence de deux charges négatives dans la structure des atomes des particules sales ne leur permet pas de s'unir. Pour cette raison, l’eau sale devient toujours trouble.

Au moment où une petite partie du coagulant est ajoutée au liquide, la substance commence à attirer les suspensions qu'elle contient.En conséquence, à mesure que l’intensité de la lumière diffusée augmente, le liquide devient plus trouble pendant une courte période. Après tout, une molécule de coagulant peut facilement attirer plusieurs molécules de saleté.

Les coagulants provoquent la formation de liaisons stables entre les petites particules de contaminants et les microbes présents dans l'eau

Les molécules de saleté attirées commencent à réagir avec le coagulant, ce qui les combine en grands composés chimiques complexes. Des substances très poreuses légèrement solubles se déposent progressivement au fond sous la forme d'un sédiment blanc.

La tâche du propriétaire est uniquement d'éliminer les sédiments en temps opportun, en utilisant l'un des types de filtration dont il dispose.

Les molécules attirées les unes par les autres forment de grosses particules qui, en raison de leur poids accru, se déposent puis sont éliminées par filtration.

L'efficacité du médicament peut être jugée par la formation de sédiments au fond sous la forme de formations feuilletées blanches - flocs. Pour cette raison, le terme « floculation » est souvent utilisé comme synonyme du concept « coagulation ».

Les flocons résultants, dont la taille peut atteindre 0,5 à 3,0 mm, ont une grande surface avec une sorption élevée des substances précipitées.

En plus du traitement des eaux usées, des coagulants sont utilisés dans traitement de l'eau de piscine, dans le traitement des eaux industrielles et potables dans les régions aux ressources en eau limitées. Nous vous recommandons de vous familiariser avec les capacités des compositions chimiques coagulantes dont les caractéristiques sont décrites sur notre site Internet.

Utilisation de réactifs : avantages et inconvénients

L'efficacité des équipements modernes de neutralisation des impuretés dans les eaux usées ne peut atteindre son niveau maximum sans l'utilisation de réactifs.

Les coagulants modernes peuvent augmenter considérablement l'intensité et la qualité du processus de traitement des eaux usées. Le coût élevé des réactifs est compensé par un certain nombre d'avantages qu'ils possèdent.

Parmi les avantages indéniables de l’utilisation de coagulants synthétiques, il convient de souligner :

• efficacité;
• prix abordable;
• nettoyage de haute qualité;
• polyvalence d'application.

Les eaux usées sont un système agressif et persistant. Et la coagulation contribue à sa destruction, formant de grosses particules qui peuvent ensuite être éliminées par filtration.

L'utilisation de réactifs donne de bons résultats pour éliminer les particules en suspension et colloïdales des eaux usées.

Essentiellement, les particules de la phase coagulante, formées sous l'influence de coagulants, sont à la fois le centre de floculation et un agent alourdissant.

Mais la méthode de précipitation utilisant des réactifs n’est pas sans inconvénients. Ceux-ci inclus:

• la nécessité d'un strict respect du dosage ;
• la formation d'un grand volume de déchets secondaires nécessitant une filtration supplémentaire ;
• la complexité de mettre en place le processus par vous-même.

A l'échelle industrielle, les procédés de coagulation sont utilisés partout, ils sont mis en production. Pour installer le système chez vous, vous devrez acheter des installations spéciales dont le coût est assez élevé.

La plupart des propriétaires résolvent ce problème en utilisant des coagulants ménagers séparés, vendus dans des contenants de petit volume.

Les principes actifs sont simplement ajoutés au liquide, puis le précipité qui tombe au fond est filtré ; mais ce processus demande beaucoup de travail et donc beaucoup de temps est consacré à sa mise en œuvre

Dans certains cas, la coagulation peut être réalisée directement dans système de filtration mécanique. Pour ce faire, le réactif est introduit dans la section de la canalisation contenant le liquide à traiter avant son acheminement vers le filtre. Et dans ce cas, les particules étrangères pénètrent dans le système de filtration et sont « transformées » en flocons.

Principaux types de coagulants

Il existe de nombreux types de coagulants. Nous ne listerons pas leurs formules en détail dans l'article. Considérons seulement deux groupes principaux qui, selon la matière première, sont divisés en organiques et inorganiques.

Une catégorie de coagulants est capable de déferriser l'eau et d'en éliminer les sels d'aluminium, une autre peut augmenter ou diminuer le pH acide, et certains réactifs peuvent avoir un effet complexe.

Aujourd'hui, de nombreuses entreprises nationales et étrangères se consacrent à la production de coagulants. Les réactifs de nouvelle génération qu'ils produisent se distinguent des coagulants produits pendant l'Union soviétique par des caractéristiques techniques améliorées.

Substances naturelles organiques

Ce sont des réactifs spécialement créés qui, en accélérant l’adhésion des particules agressivement instables présentes dans l’eau, contribuent à faciliter les processus associés à leur séparation et à leur sédimentation. Les matières organiques aident à stimuler la combinaison des polluants en suspensions et émulsions denses, facilitant ainsi le processus d’élimination de l’eau.

Les substances de haut poids moléculaire combattent bien le chlore et éliminent efficacement les « odeurs » désagréables des liquides, par exemple : l'odeur de sulfure d'hydrogène, souvent présente dans les liquides ferrugineux

Lorsqu’ils interagissent avec des molécules polluantes, les coagulants organiques diminuent considérablement en taille. Une fois la réaction terminée, ils précipitent sous forme d’une petite quantité de précipité.

En minimisant le volume de sédiments qui s'accumulent au fond du récipient, il est beaucoup plus facile et plus rapide de filtrer. Dans le même temps, la quantité réduite de sédiments n'affecte en rien la qualité du nettoyage.

En raison de la base limitée de matières premières, les réactifs naturels n’ont pas été largement utilisés dans le traitement des eaux usées à l’échelle industrielle. Mais ils sont souvent utilisés à des fins domestiques.

Composés coagulants synthétiques

Ces types de réactifs sont créés à base d'éléments minéraux et synthétiques. Les polymères favorisent la formation d'une charge cationique élevée, stimulant ainsi l'apparition rapide de flocs. Ils interagissent bien avec l'eau, ayant un effet complexe sur elle : adoucissant sa structure, ainsi qu'éliminant les grosses impuretés et les sels.

Les sels les plus utilisés sont les sels métalliques polyvalents à base de fer ou d'aluminium. Le fer est utilisé pour un nettoyage grossier.

Les floculants sont des coagulants secondaires qui transforment les suspensions et émulsions en flocons et sont utilisés en conjonction avec des coagulants primaires.Le tandem est capable de nettoyer aussi bien de petites portions de déchets ménagers que de gros volumes générés par les entreprises industrielles.

Parmi les composés du fer, les plus populaires sont :

• chlorure ferrique - cristaux hygroscopiques avec un éclat métallique foncé, excellents pour éliminer les grosses particules de contaminants et éliminer facilement l'odeur de sulfure d'hydrogène ;
• Le sulfate ferreux est un produit cristallin hygroscopique qui se dissout bien dans l’eau et est efficace pour nettoyer les eaux usées.

En raison de leur faible viscosité et de leur faible poids moléculaire, ces réactifs sont parfaitement solubles dans tout type de liquide traité.

Parmi les coagulants créés à base d'aluminium, les plus utilisés sont :

• oxochlorure d'aluminium (OXA) – utilisé pour traiter l'eau à haute teneur en substances organiques naturelles ;
• hydroxochlorosulfate d'aluminium (HCHA) - résiste bien aux dépôts d'eaux usées naturelles ;
• Sulfate d'aluminium - un produit technique non raffiné sous forme de morceaux gris-vert est utilisé pour purifier l'eau potable.

Au cours des années précédentes, les polymères étaient utilisés uniquement comme additifs aux coagulants inorganiques, les utilisant comme stimulants pour accélérer la formation de flocs. Aujourd'hui, ces réactifs sont de plus en plus utilisés comme réactifs basiques, remplaçant les réactifs inorganiques.

Si l’on compare les substances organiques et synthétiques, les premières gagnent car elles agissent beaucoup plus rapidement. De plus, ils sont capables de fonctionner dans presque tous les environnements alcalins et n'interagissent pas avec le chlore.

Pour l'adsorption des sels, des ions de métaux lourds et autres matières en suspension dissoutes dans l'eau, il faudra plusieurs fois moins de réactif organique que l'analogue synthétique (+)

Les composés actifs organiques bénéficient également du fait qu’ils ne modifient pas le pH de l’eau.Cela leur permet d’être utilisés pour purifier l’eau là où des colonies de plancton sont présentes, où se développent des algues et de gros micro-organismes.

Recommandations pour le choix des fonds

Le choix du coagulant pour le traitement des eaux usées doit être abordé avec beaucoup de prudence. Après tout, bien que la substance ne présente pas de danger pour la santé humaine, son action a une spécialisation plutôt étroite.

Lors du choix d'un coagulant pour le traitement des eaux usées, vous pouvez également utiliser des ouvrages de référence, mais avant d'acheter des consommables, vous devez toujours consulter des professionnels spécialisés dans le domaine du traitement de l'eau.

Pour vous protéger des déceptions en cas de faible efficacité d'utilisation d'un coagulant, nous vous recommandons de soumettre au préalable votre eau à l'analyse. Des études en laboratoire donneront une idée de la composition et permettront de déterminer le type de traitement le plus adapté.

Connaissant la composition de l'eau contaminée, il sera beaucoup plus facile de choisir l'option de coagulant optimale qui aidera à résoudre rapidement le problème.

Les coagulants sont des substances assez spécifiques. Dans certains cas, ils sont capables de rejeter les éléments de l'eau, dans d'autres, au contraire, ils renforcent leur effet. Par exemple, l'utilisation d'une substance active à base de sulfate d'aluminium et de fer peut avoir un triple effet : nettoyer le contenu, mais aussi le déferriser et l'adoucir considérablement.

Lors de l'utilisation de tout type de coagulant, l'essentiel est de respecter le dosage recommandé par le fabricant. Une portion trop petite de la substance active provoquera une réaction, mais elle ne se déroulera pas aussi intensément que nécessaire pour un nettoyage correct. Les sédiments tomberont lentement et le liquide ne sera pas débarrassé des impuretés nocives.

De plus, si le dosage n'est pas respecté, les flocons commencent à se déposer de manière inégale.À cet égard, de nombreux microflacons se forment dans l'eau qui, en raison de leur petite taille, ne sont pas capturés par les filtres.

Les réactifs actifs du marché se présentent sous forme de granulés, de fractions et de morceaux, ainsi que de petites plaques informes

Pour simplifier la tâche de calcul du volume requis de substance active, les fabricants produisent des coagulants dans des emballages équipés de distributeurs, sans oublier d'inclure des instructions d'utilisation détaillées.

Conditions pour que le processus se déroule

L'efficacité maximale du traitement des eaux usées est obtenue grâce à une approche intégrée pour résoudre le problème. Par conséquent, lors de la construction d’installations de traitement autonomes, la coagulation est utilisée en combinaison avec un traitement mécanique et biologique.

A cet effet, sont érigées des structures constituées de décanteurs verticaux séparés par des cloisons. Grâce à cela, les eaux usées subissent un traitement en plusieurs étapes. Ils se déposent d’abord, puis sont purifiés par des bactéries de traitement, après quoi ils entrent dans une chambre où ils entrent dans le processus de coagulation et sont finalement filtrés.

Le coagulant peut être placé dans un récipient en plastique séparé suspendu dans la cuvette des toilettes, de sorte qu'à chaque chasse d'eau, les particules du réactif pénètrent dans le système avec les eaux usées.

Il est préférable de confier l'installation d'équipements spécialisés, le calcul de la dose approximative de consommables et le contrôle initial à toutes les étapes du processus de traitement des eaux usées à des professionnels.

Le schéma de coagulation comprend trois étapes principales :

1. Ajout d'un coagulant à un liquide contaminé.
2. Créer des conditions pour une interaction maximale du réactif actif avec les impuretés.
3. Décantation suivie d'une filtration des particules décantées.

Une condition nécessaire pour que la coagulation se produise est l'égalité des particules de charges opposées. Par conséquent, afin de garantir l'obtention du résultat souhaité, en obtenant la plus grande réduction de la turbidité des effluents, il est si important de maintenir la concentration du réactif utilisé.

Lors de l'utilisation de coagulants pour le traitement des eaux usées, il convient de tenir compte du fait que ces substances n'agissent qu'à des températures supérieures à zéro.

La plage de fonctionnement des réactifs varie de 10 à 40°C, et si la température dépasse cette valeur, la réaction commence à se dérouler beaucoup plus lentement.

Par conséquent, il est si important d’assurer un chauffage stable de l’eau traitée.

Pour accélérer le processus de coagulation, vous pouvez ajouter à l'eau des substances pouvant former des systèmes de dispersion colloïdale - des floculants. A cet effet, on utilise le plus souvent : l'amidon, le polyacrylamide, le silicate activé. Ils seront adsorbés sur les flocons coagulants, les transformant en agrégats plus solides et plus gros.

Le floculant est introduit dans la zone du milieu de contact 1 à 3 minutes après l'introduction du coagulant. À ce stade, les processus de formation de microflacons et la sorption ultérieure des substances précipitantes sont terminés.

La quantité de sédiments déposés dans les bassins de contact dépend du type de réactif utilisé et du degré de prétraitement des eaux usées à traiter.

En moyenne, après traitement mécanique, le volume de boues par personne et par jour est d'environ 0,08 litre, après passage dans des biofiltres - 0,05 litre et après traitement dans un bassin d'aération - 0,03 litre. Il suffit de le retirer au fur et à mesure que le réservoir se remplit.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le principe de fonctionnement du coagulant :

Vidéo de présentation des produits coagulants ménagers :

En utilisant la technique de coagulation, vous aurez une excellente opportunité d’obtenir des résultats élevés avec peu d’investissement. En choisissant judicieusement un réactif et en créant les conditions nécessaires à son fonctionnement, il ne sera pas difficile de purifier les eaux usées de nombreuses impuretés et contaminants à la fois.

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