Introduction au traitement physico-chimique
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Questions and Answers

Quel est le matériau de stockage privilégié pour les réactifs de coagulation corrosifs?

  • Métal
  • PVC (correct)
  • Verre
  • Acier inoxydable

    • Qu'est-ce qui est nécessaire en plus de la précipitation par un coagulant pour le traitement des eaux?

  • Filtration uniquement (correct)
  • Un abattement des matières en suspension (correct)
  • Un processus d'aération
  • Ajout de floculant uniquement

    • Quel équipement est recommandé pour la préparation de lait de chaux à partir de chaux vive?

  • Équipement en acier
  • Cuves en verre
  • Silos en polyester armé (correct)
  • Tanks en métal

    • Quelle est la concentration de phosphore dans l'effluent après précipitation du phosphore?

    <p>0.8 mgPtot/L</p> Signup and view all the answers

    Quel processus doit être effectué après le stockage des solutions de réactifs?

    <p>Une dilution et distribution aux points de dosage</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal du traitement physico-chimique dans une station d'épuration?

    <p>Séparer les phases solide et liquide après ajout de réactifs.</p> Signup and view all the answers

    Dans quel cas le traitement physico-chimique est-il particulièrement adapté?

    <p>Lorsqu'il y a des fluctuations de charges polluantes importantes.</p> Signup and view all the answers

    Quelles substances le traitement physico-chimique cible-t-il spécifiquement?

    <p>Les micropolluants et les substances dissoutes.</p> Signup and view all the answers

    Parmi les éléments suivants, lequel est un procédé de traitement physico-chimique?

    <p>Oxydation.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif de l'abattement du phosphore dans une station d'épuration?

    <p>Éliminer le phosphore pour protéger la qualité de l'eau.</p> Signup and view all the answers

    Quelle fraction des éléments indésirables n'est pas éliminée par un traitement mécanique classique?

    <p>Les éléments dissous.</p> Signup and view all the answers

    Quel procédé précède généralement le traitement biologique dans une station d'épuration?

    <p>Flottation.</p> Signup and view all the answers

    Quel est un effet potentiel de l'ajout de réactifs chimiques dans le traitement physico-chimique?

    <p>Modification des caractéristiques physico-chimiques des contaminants.</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qu'un polymère dans le contexte de la chimie ou biochimie ?

    <p>Une macromolécule formée par des unités appelées monomères</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la charge d'un polymère cationique ?

    <p>Charge globale positive</p> Signup and view all the answers

    Comment calcule-t-on la masse molaire d'un composé ?

    <p>En multipliant la masse atomique de chaque élément par le nombre d'atomes</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal du traitement physico-chimique dans l'épuration des eaux ?

    <p>Faciliter la séparation physique et mécanique des particules</p> Signup and view all the answers

    Le processus de floculation utilise quel type de réactif ?

    <p>Un réactif chimique qui entraîne la floculation</p> Signup and view all the answers

    Quelle constante représente le nombre d'atomes, de molécules ou d'ions dans une mole ?

    <p>Constante d'Avogadro</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la masse molaire du dioxyde de carbone (CO2) ?

    <p>44 g/mol</p> Signup and view all the answers

    À quoi servent les agents auxiliaires dans le traitement des eaux usées ?

    <p>À agir comme réactifs ou additifs ciblés</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal du traitement par flottation dans l'eau industrielle ?

    <p>Retirer le maximum par flottation</p> Signup and view all the answers

    Quel dosage de FeCl3 est généralement nécessaire avant une biofiltration ?

    <p>~50 gFeCl3/m³</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi n'est-il pas souhaitable de modifier le pH avant la biofiltration ?

    <p>Cela pourrait nuire à la croissance biologique</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur limitant pour un abattement renforcé du phosphore ?

    <p>Le captage des miniflocs formés</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif de limiter la croissance biologique hétérotrophe sur le biofiltre ?

    <p>Diminuer la charge carbonée</p> Signup and view all the answers

    Quel est le dosage de FeCl3 pour retirer un maximum par flottation dans l'eau industrielle ?

    <blockquote> <p>200 gFeCl3/m³</p> </blockquote> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact d'une forte charge carbonée sur le biofiltre ?

    <p>Il augmente la formation de boues</p> Signup and view all the answers

    À quel niveau le facteur limitant devient-il le captage des miniflocs formés ?

    <p>À un objectif de 0.2 mgPtot/L</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal de l'épuration des eaux à la STEP ?

    <p>Retirer les éléments polluants de l'eau usée</p> Signup and view all the answers

    Quel processus fait partie des techniques de traitement physico-chimique ?

    <p>Coagulation</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce que la coagulation permet de réaliser ?

    <p>Séparer les particules solides de l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quels réactifs sont couramment utilisés dans le processus de coagulation ?

    <p>Coagulants</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'étape qui suit la coagulation dans le traitement physico-chimique ?

    <p>Floculation</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du floculateur dans le processus de floculation ?

    <p>Favoriser l'agglomération des particules</p> Signup and view all the answers

    Quelle conséquence peut résulter d'un déficit de capacité acide dans un traitement ?

    <p>Augmentation du pH</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but de la précipitation du phosphore dans le cycle de traitement ?

    <p>Réduire les nutriments dans l'eau</p> Signup and view all the answers

    Quel type de réactif est utilisé pour la correction du pH ?

    <p>Réactifs alcalins</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'importance de l'analyse du temps de décantation ?

    <p>Optimiser l'utilisation des coagulants</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur influence la taille des particules dans les eaux usées ?

    <p>Le type de coagulant utilisé</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact des produits chimiques sur le processus de traitement des eaux ?

    <p>Ils favorisent les réactions de coagulation et floculation</p> Signup and view all the answers

    Le rapport Me/P est important pour quelle raison dans le cadre du traitement ?

    <p>Optimiser l'abattement du phosphore</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Introduction au traitement physico-chimique

    • Le traitement physico-chimique vise à éliminer les polluants de l'eau usée avant son rejet dans le milieu naturel.
    • Il se concentre sur les particules en suspension et les éléments dissous, souvent inorganiques.
    • C'est une étape de traitement souvent rencontrée dans les STEP et peut être utilisée pour l'abattement du phosphore, la flottaison, la filtration, l'oxydation, l'ozonation et la désinfection.
    • Il est particulièrement adapté pour les STEP avec des fluctuations de charges polluantes importantes, des charges peu ou pas biodégradables, des besoins en infrastructure compacte, le traitement des micropolluants et les exigences environnementales élevées.

    ### Définition et concepts généraux

    • Le traitement physico-chimique est la séparation physique solide-liquide après l'ajout de réactifs chimiques.
    • Les polymères sont des macromolécules formées de monomères répétitifs qui peuvent avoir des charges électriques différentes, influenceant leur utilisation dans le traitement des eaux.
    • Un polymère est appelé polyélectrolyte lorsqu'il a plusieurs sites ioniques.
    • Un agent auxiliaire est un réactif chimique ajouté à l'eau usée pour un objectif spécifique.
    • Un adjuvant de floculation ou floculant est un réactif qui favorise la formation de flocs.

    Objectif de la coagulation et de la floculation

    • L'objectif principal de la coagulation et de la floculation est de rendre les particules en suspension et les éléments dissous séparables par des procédés physiques comme la décantation, la filtration ou la flottation.

    ### Coagulation

    • La coagulation consiste à modifier les propriétés physiques et chimiques des particules en suspension pour les faire coaguler.
    • Le but est de réduire les forces de répulsion entre les particules, favoriser leur agglomération et augmenter leur taille pour faciliter leur séparation.

    ### Principes de la coagulation

    • Les particules en suspension dans l'eau usée sont généralement chargées négativement et se repoussent entre elles, empêchant leur agglomération.
    • Les coagulants possèdent une charge positive, neutalisant la charge négative des particules et réduisant les forces de répulsion.
    • Cela favorise l'agglomération des particules pour former des flocs de plus grande taille, plus faciles à séparer.

    ### Réactifs de la coagulation

    • Les réactifs utilisés en coagulation sont généralement des sels métalliques, des oxydes métalliques ou des polymères cationiques.
    • Les coagulants les plus utilisés sont le sulfate d'aluminium (Al2(SO4)3), le chlorure ferrique (FeCl3) et le sulfate ferrique (Fe2(SO4)3).
    • La chaux (Ca(OH)2) est aussi utilisée comme coagulant et sert de correcteur de pH.

    ### Réactions de la coagulation

    • Les coagulants réagissent avec les particules en suspension dans l'eau usée pour former des précipités solides.
    • Ces précipités, formés de flocs plus lourds, sont plus faciles à séparer par décantation, filtration ou flottation.

    ### Equipements de la coagulation

    • Les coagulants sont généralement utilisés en solution liquide, stockée dans des cuves en plastique résistant à la corrosion.
    • La chaux vive nécessite une installation de préparation pour la transformer en lait de chaux.
    • Les installations de dosage permettent de diluer les solutions de coagulants et de les distribuer aux points d'application.

    ### Floculation

    • La floculation est un processus qui suit la coagulation.
    • Elle vise à stabiliser et accroître la taille des flocs formés lors de la coagulation.

    ### Principes de la floculation

    • Les floculants sont utilisés pour stabiliser et agrandir les flocs en leur conférant une structure plus solide.
    • Ces flocs plus compacts sont plus faciles à séparer par des procédés physiques.

    ### Réactifs de la floculation

    • Les floculants sont généralement des polymères, souvent organiques.
    • Ils sont souvent utilisés en combinaison avec les coagulants.
    • Les polymères polyacrylamides sont très utilisés comme floculants.

    ### Réactions de la floculation

    • Les floculants se fixent à la surface des flocs, créant un réseau de liens entre eux.
    • Ce réseau stabilise et agrandit les flocs, facilitant leur séparation.

    ### Equipements de la floculation

    • Les floculants sont généralement utilisés en solution liquide, stockée dans des cuves en plastique résistant à la corrosion.
    • Les installations de dosage permettent de diluer les solutions de floculants et de les distribuer aux points d'application.
    • Un floculateur est un élément essentiel pour la floculation. Il permet de créer un mouvement turbulent dans l'eau afin de favoriser la formation des flocs.
    • Il s’agit d’un bassin muni d’un système de mélange qui permet de créer des zones de turbulences et d’homogénéité.

    ### Abattement du phosphore

    • L'abattement du phosphore dans les eaux usées est une étape importante de la purification de l'eau.
    • Le phosphore, un nutriment essentiel pour la croissance des algues, peut entraîner l'eutrophisation des cours d'eau.

    ### Précipitation du phosphore

    • La précipitation du phosphore est une méthode physico-chimique qui permet de retirer efficacement le phosphore des eaux usées.
    • Cette méthode repose sur l'ajout de certains coagulants qui provoquent la formation de précipités insolubles de phosphate.

    ### Points de dosage

    • Le point de dosage du coagulant est crucial pour l'efficacité du traitement.
    • Un dosage trop faible peut ne pas permettre de précipiter tout le phosphore, tandis qu'un dosage trop élevé peut entraîner la formation de précipités de grande taille difficiles à séparer.

    ### Ratio Me/P

    • Le ratio Molaire Métal/Phosphore est un paramètre important pour la précipitation du phosphore.
    • Ce ratio correspond au nombre de moles de métal utilisé par rapport au nombre de moles de phosphore.
    • Il faut adapter le ratio Me/P en fonction de la concentration en phosphore dans l'eau usée et du type de coagulant utilisé.

    ### Production supplémentaire de boues

    • La précipitation du phosphore entraîne une augmentation du volume de boues à traiter.
    • Les boues résultantes sont généralement riches en phosphore et doivent être traitées de manière appropriée.

    ### pH et pouvoir tampon

    • Le pH optimal pour la précipitation du phosphore varie en fonction du coagulant utilisé.
    • Le pH optimal est généralement compris entre 6 et 9.
    • Il est essentiel de maintenir un pH optimal pour maximiser la formation de précipités de phosphate.

    ### Capacité acide

    • La capacité acide est la capacité de l'eau à neutraliser les acides.
    • Elle est mesurée en mg de CaCO3/L.
    • La capacité acide est influencée par la présence de carbonates, bicarbonates, hydroxydes et d’autres composés alcalins dans l'eau.

    ### Procédés acidifiants et alcalinisants de la STEP

    • Les procédés acidifiants et alcalinisants sont utilisés pour contrôler le pH de l'eau usée dans la STEP.
    • Les réactifs acides incluent l'acide chlorhydrique (HCl), l'acide sulfurique (H2SO4) et l'acide phosphorique (H3PO4).
    • Les réactifs alcalins incluent l'hydroxyde de sodium (NaOH), l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), le carbonate de sodium (Na2CO3), le bicarbonate de sodium (NaHCO3) et l'ammoniaque (NH3).

    ### Conséquences d’un déficit de capacité acide

    • Un déficit de capacité acide peut affecter le traitement de l'eau usée en diminuant l'efficacité de la coagulation et de la floculation, et en augmentant la formation de boues.

    ### Correction du pH

    • La correction du pH est une étape importante du traitement des eaux usées.
    • Elle permet de maintenir un pH optimal pour la coagulation, la floculation et la précipitation du phosphore.
    • La correction du pH est effectuée en ajoutant des réactifs acides ou alcalins.

    ### Détection de problème et mise en place de mesures

    • La détection des problèmes liés aux opérations de coagulation et de floculation est une partie essentielle de la gestion de la STEP.
    • Il est crucial d'identifier les problèmes liés à l'effluent pour ajuster la quantité de coagulant et de floculant ajoutée.

    ### Détection d’un problème

    • La modification de la qualité de l'effluent peut être un signe d'un problème lié au traitement physico-chimique.
    • Les paramètres à surveiller incluent la concentration en MES, en phosphore, en DCO et la turbidité.

    ### Sélection des produits

    • Le choix du coagulant et du floculant doit être adapté à la qualité de l'eau usée et aux objectifs du traitement.
    • Des tests en laboratoire peuvent être nécessaires pour sélectionner les produits les plus efficaces.

    ### Brassage

    • Le brassage de l'eau est essentiel pour la bonne performance de la coagulation et de la floculation.
    • Une vitesse de brassage trop faible peut entraîner une mauvaise dissolution des coagulants, tandis qu'une vitesse trop élevée peut décomposer les flocs nouvellement formés.

    ### Mesures correctives

    • Plusieurs mesures correctives peuvent être prises pour résoudre les problèmes liés au traitement physico-chimique.
    • Ces mesures incluent le réglage du dosage des coagulants et des floculants, la modification de la vitesse de brassage, la correction du pH et l'optimisation du temps de contact.

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