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Auteur(s)
-
Hugues GODART : Ingénieur civil des Mines - Ingénieur en chef à la Générale des Eaux
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Lire l’articleINTRODUCTION
Avant d’appliquer tout autre traitement, y compris ceux de désinfection qui sont communs à toutes les distributions publiques d’eau de consommation humaine, il faut rendre l’eau apte à recevoir efficacement ces traitements. Cela suppose, en particulier, une eau débarrassée de ses impuretés macroscopiques ou microscopiques : c’est le domaine de la clarification.
Les techniques et processus auxquels il est fait appel sont d’ordre :
-
mécanique ;
-
physique ;
-
physico-chimique.
On distingue alors :
-
dégrillage, tamisage, microtamisage ;
-
coagulation/floculation/décantation ;
-
filtration.
Nous traiterons dans un autre article des techniques de séparation membranaires qui nécessitent elles-mêmes un prétraitement de clarification.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
-
C 5 198 - Eaux de distribution. Objet des traitements ;
-
C 5 199 - Eaux de distribution. Clarification (le présent article) ;
-
C 5 200 - Eaux de distribution. Traitements unitaires ;
-
C 5 201 - Eaux de distribution. Traitements spécifiques.
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2. Coagulation (coagulants et adjuvants)
2.1 But et théorie
La coagulation a pour but la déstabilisation des colloïdes et leur agglomération ainsi que celle des particules fines en suspension. Elle agit également par adsorption sur les substances dissoutes et les grosses molécules organiques hydrophiles en suspension stable. Elle est utilisée pour la clarification, la décoloration, l’agglomération des précipités résultant d’un adoucissement calcosodique, l’amélioration de goûts et d’odeurs.
Les colloïdes sont des particules qui ne décantent pas naturellement, en raison de leur grande surface spécifique et de leur très faible densité.
Les colloïdes sont soumis à des forces d’attraction (de Van der Waals) et à des forces de répulsion électrostatique. Ils sont généralement chargés négativement.
Afin de neutraliser cette charge des ions positifs présents dans l’eau brute ou ajoutés par le biais du coagulant viennent se coller aux colloïdes chargés négativement (couche fixe) et, au-delà, former un nuage autour du colloïde, on parle alors de double couche (figure 3) :
-
la première adhère au colloïde, le potentiel (le potentiel traduit une énergie exprimée en volts) y décroît rapidement et linéairement ;
-
la seconde est diffuse et le potentiel décroît lentement selon une loi de la forme :
avec :
- ES :
- potentiel de Stern (» potentiel zêta)
- x :
- la distance
- K :
- facteur lié à l’épaisseur de la double couche.
Le colloïde est caractérisé par deux potentiels :
-
potentiel thermodynamique à la surface du colloïde E0 ;
-
potentiel zêta au plan de cisaillement Z , c’est-à-dire pratiquement à l’interface des couches.
Il y a coagulation lorsque les forces ont été équilibrées de façon à annuler le potentiel zêta. Ainsi les coagulants...
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