EP2560744A1 - Procédé de traitement d'eau par floculation lestée mettant en oeuvre un agent floculant d'origine naturelle - Google Patents

Procédé de traitement d'eau par floculation lestée mettant en oeuvre un agent floculant d'origine naturelle

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EP2560744A1
EP2560744A1 EP11714584A EP11714584A EP2560744A1 EP 2560744 A1 EP2560744 A1 EP 2560744A1 EP 11714584 A EP11714584 A EP 11714584A EP 11714584 A EP11714584 A EP 11714584A EP 2560744 A1 EP2560744 A1 EP 2560744A1
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EP
European Patent Office
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water
flocculation
weighted
flocculating agent
treated
Prior art date
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Withdrawn
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EP11714584A
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German (de)
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Inventor
Céline LEVECQ
Philippe Sauvignet
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Original Assignee
Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/12—Inert solids used as ballast for improving sedimentation

Definitions

  • the field of the invention is that of the treatment of any type of water with a view to its purification or its potabilization.
  • the invention relates to a water treatment technique including a weighted flocculation step.
  • Processes of this type consist in adding to the waters to be treated one or more reagents for flocculating, that is to say, in the form of flocs, at least a large part of the pollutants present in the water, then to separate these flocs of pollutants from purified water.
  • Flocculation is usually preceded by coagulation.
  • Coagulation consists of injecting at least one coagulating reagent into the water to be treated in order to reduce or cancel the electrical charges carried by the pollutants present in the water in the form of colloidal particles in suspension, in order to favor their subsequent agglomeration in the form of flocs.
  • the flocculation consists in injecting at least one flocculating reagent into the water, which is preferably pre-coagulated, so as to form large easily separable particles or flocs, by agglomeration of the colloidal particles in suspension in water. Flocculation is facilitated by the prior implementation of coagulation.
  • Purified water is then obtained by separating the flocs suspended therein by settling.
  • a granular material denser than water such as sand preferably having a particle size of between 60 and 300 microns, may be injected into the water to be treated upstream or during flocculation so as to ballast the flocks and thus promote and speed up their settling.
  • a flocculation step during which, or upstream of which, a granular material denser than water, or ballast, is injected into the water is commonly called weighted flocculation.
  • the weighted flocculation is carried out with stirring.
  • the flocculation step thus takes place inside a flocculation tank which usually houses a mechanical agitator of the paddle stirrer type.
  • the specific velocity be greater than 0.1 ms -1 in the vessel within which the weighted flocculation is carried out.
  • the specific speed is equal to the ratio between the pumping rate Q p according to which the treated water is stirred in the flocculation tank and the ground surface of this tank.
  • N P characterizes the coefficient of drag of the stirrer in the fluid
  • the average speed gradient G can thus be calculated according to the following formula: where: Qp is the pumping rate (m .s " ) Np is the power number
  • N is the rotational speed of the agitator (tr.mn 1 )
  • p is the fluid density (kg .m 3)
  • ⁇ is the kinematic viscosity of the fluid (kg.s ⁇ .m 1 )
  • V is the volume of the tank (m 3 )
  • P is the power of the stirrer (kg.m 2 .s 3 )
  • G is the average speed gradient (s 1 )
  • the average speed gradient prevailing inside the flocculation tank generates shear stresses on the flocs that are in suspension there.
  • the flocs must therefore have good mechanical strength so as not to disintegrate under the effect of these shear forces.
  • the flocculating agents also called flocculation adjuvants, used must give the flocs sufficient mechanical strength.
  • the flocculating agents currently used for the purpose of satisfying these constraints are organic in nature. These are most often synthetic oil derivatives.
  • organic flocculating agents such as for example polyacrylamide
  • polyacrylamide are currently suspected of being carcinogenic. Therefore, their implementation might not be totally neutral about the state of health of the operators who handle them or consumers who use the treated water produced by processes using such organic flocculants.
  • these organic flocculating agents which are found in the sludge obtained after separation of the flocs, are not biodegradable. This sludge is collected generally for incineration or as a fertilizer. The organic flocculants they contain can then be sources of pollution of the atmosphere or soils.
  • the organic flocculants constitute a source of clogging of the filtration membranes used for this purpose.
  • the invention particularly aims to overcome these disadvantages of the prior art.
  • an object of the invention is to provide a weighted flocculation water treatment technique whose implementation has a reduced or no ecological impact.
  • the invention aims to provide such a technique that has no effect on the state of health of the operators who implement them or consumers who use the treated water produced by such a technique.
  • Another objective of the invention is to implement such a technique which has a level of efficiency equivalent if not close to that of current water treatment techniques by weighted flocculation.
  • the invention also aims to provide such a technique whose implementation is at least no more expensive than current water treatment techniques weighted flocculation.
  • the invention aims to provide such a technique which leads to limiting the clogging of membranes that can be implemented to filter treated water produced by ballasted flocculation.
  • a weighted flocculation water treatment method comprising a step of injection into said water of at least one flocculating agent, a step of injecting into said water at least one particulate material denser than water, and a step of recovering a treated water, said weighted flocculation being carried out with stirring in a mean speed gradient of between 100 and 1,400 s -1 and said flocculant being at least one naturally occurring carbohydrate polymer having an anionic charge density of from -900 to -4,000 eq / g.
  • carbohydrate polymer of natural origin having an anionic charge density is understood to mean:
  • any carbohydrate polymer extracted from plants such as in particular starch, functionalized by grafting anionic reaction groups according to conventional techniques known to the chemist specialized in this field,
  • the general principle of the invention is therefore based on the implementation of carbohydrate polymers of natural origin functionalized as flocculants in a weighted flocculation water treatment under high average gradient conditions, said polymer having a selected filler in a particular range.
  • the invention makes it possible to produce a treated water having a quality equivalent to a water treated by weighted flocculation using a conventional synthetic organic flocculant polymer while being more respectful of the environment and having a limited impact on the health of individuals since the anionic flocculants based on natural carbohydrate polymer functionalized according to the invention are biodegradable.
  • Said flocculating agent is preferably composed of substituted starch.
  • the substituted starches are preferred because less expensive and more easily available on the market.
  • the range of anionicity ranging from -900 ⁇ 4 -4000 ⁇ of a substituted starch corresponds to a degree of substitution of between about 0.1 and 0.5.
  • the substituent or substituents of said substituted starch are preferably selected from the group consisting of carboxylate groups, sulfonates, phosphates, phosphonates.
  • a method according to the invention comprises a coagulation step upstream of said weighted flocculation step.
  • weighted flocculation step is followed by a decantation step.
  • a method according to the invention comprises a step of injecting activated carbon into said water upstream of said weighted flocculation step.
  • a process according to the invention preferably comprises a filtration step, in particular by membranes, in succession to said decantation step.
  • a method according to the invention comprises in this case an additional coagulation step implemented immediately before said filtration step.
  • the additional coagulation causes the formation of flocs with the excess of polymer contained in the water from the decantation. These flocs are larger in size than the particles initially present in the water coming from the settling. These flocs are deposited on the surface of the membranes of the filtration unit while the particles initially present in the water from the flocculation penetrate deeper.
  • the implementation of the second coagulation is therefore advantageous because it limits the clogging of the filtration unit or at least makes it easier to unclogging.
  • the ionic charge thereof should preferably be chosen as a function of the alkalinity of the water. In practice, the harder the water to be treated, the more the anionic charge density will be close to -4,000 eq / g. The less hard the water, the more the anionic charge density will be close to -900 ⁇ eq / g.
  • the process according to the invention comprises a preliminary step of choosing said flocculating agent as a function of the hardness of the water to be treated, the harder the water, the more flocculant being anionic.
  • said step of injecting into said water at least one flocculating agent is carried out by adding said flocculating agent to water previously coagulated at a content of between 0.1 and 5 ppm, preferably between 0.1 and 2 ppm depending on the load of the water to be treated flocculating pollutants.
  • said weighted flocculation is carried out with stirring in accordance with a mean velocity gradient of between 200 and 800 s -1 This range of speed gradient is that used in the majority of reactors flocculation.
  • FIG. 1 illustrates an installation for implementing a first embodiment of a method according to the invention
  • FIG. 2 illustrates an installation for implementing a second embodiment of a method according to the invention
  • FIGS. 3 and 4 are graphs showing comparisons of organic wastewater treatment performance in a plant of the type shown in FIG. 1, using on the one hand a synthetic organic flocculation agent, state of the art and secondly implementing a flocculating agent of natural origin according to the present invention;
  • Fig. 5 is a graph illustrating that the flocculant used according to the present invention is less clogging than conventional flocculation adjuvants.
  • the general principle of the invention is based on the use of anionic flocculating agent consisting of carbohydrate polymer of natural origin in a weighted flocculation water treatment conducted at a high average rate gradient.
  • Such an implementation makes it possible to produce a treated water having a quality equivalent to a water treated by weighted flocculation using a synthetic organic flocculant polymer while being more respectful of the environment and individuals because the flocculants constituted of carbohydrate polymer of natural origin are biodegradable.
  • this type of flocculating agent has the advantage, compared with organic flocculant agents of synthetic origin, to allow the production of treated water whose clogging power is lower. This can then be filtered while limiting the constraints associated with unclogging filtration units implemented for this purpose. 7.2.
  • FIG. 1 a first embodiment of a weighted flocculation water treatment method according to the invention is presented.
  • Such a process consists in introducing a water to be treated 10, which is, for example, previously clarified or floated, in a coagulation tank 11 in which a coagulating agent 12 is injected, which in this embodiment consists of ferric chloride (FeCl 3 ), commercial product.
  • a coagulating agent 12 which in this embodiment consists of ferric chloride (FeCl 3 ), commercial product.
  • the water thus coagulated 13 is introduced into a stirred ball of weighted flocculation 14 inside which are injected a flocculating agent 15 and a particulate material denser than water 16, or ballast, which in this embodiment is microsable.
  • the flocculation tank 14 houses a paddle stirrer 20 which is implemented in such a way that there prevails inside this tank a mean velocity gradient of between 300 and 1400 s -1 .
  • the flocculating agent 15 consists of a carbohydrate polymer of natural origin, preferably of substituted starch, and has an anionic charge density preferably of between -900 and -4,000 eq / g. In the case of substituted starch, such a range of anionic charge density corresponds to a degree of substitution of between 0.1 and 0.5.
  • the substituents are then advantageously chosen from the group comprising carboxylates, sulphonates, phosphates and phosphonates.
  • the coagulated and flocculated water 17 is introduced into a decanter 18 in the bottom of which are deposited sludge consisting of weighted flocs separated from a clarified water which is extracted overflow 19.
  • the sludge 21 is extracted from the decanter 18 by means of, for example, a recirculation pump 22 and is introduced, via a pipe 23, into a hydrocyclone 24 into which service water 25 is injected.
  • a mixture of sludge and microsand loaded with microsand 16 is poured under the hydrocyclone 24 into the weighted flocculation tank 14.
  • a mixture of sludge and microsand heavily loaded with sludge 27 is discharged overflow of ⁇ hydrocyclone 24 in a spillway channel 26.
  • a partly dehydrated mixture is extracted from the chute 26 by means of an extraction pump 28 and the effluent 29 from this dehydration is injected into the coagulation tank 11.
  • it may be provided to implement no coagulation.
  • FIG. 2 a second embodiment of a weighted flocculation water treatment method according to the invention is presented.
  • the water to be treated 10 is introduced into a stirred pre-contact tank 31 into which powdered activated carbon 32 (CAP) is injected via a pump 33, and that
  • CAP powdered activated carbon
  • the mixture of water to be treated and CAP 34 is then introduced into the coagulation tank 11.
  • This second embodiment is further distinguished from the first by the fact that the produced treated water 19 is introduced into a coagulation chamber 40 in which a coagulating agent is introduced, then into a filtration unit composed of a pre-filter 42 having a cut-off threshold at 150 microns and a membrane ultrafiltration module 41 having a cutoff threshold at 25 nm.
  • the coagulation implemented in the coagulation zone immediately preceding the filtration unit causes the formation of flocs with the excess of flocculating agent contained in the water leaving the decanter. These flocs present a larger size than the particles initially present in the water from the settling. These flocs are deposited on the surface of the membranes of the ultrafiltration unit while the particles initially present in the water coming from the settling penetrate the ultrafiltration unit further.
  • the implementation of this coagulation is therefore advantageous because it makes unclogging of the ultrafiltration unit easier.
  • a method according to this second embodiment comprises cleaning phases of the ultrafiltration unit.
  • These cleaning phases are of two types: the hydraulic cleaning which consists of backwashing, and the chemical cleaning which implements chemical cleaning solutions.
  • a first test consisted of treating a raw water with a content of DOC (dissolved organic carbon) equal to 10.6 mg / l and an alkalinity of 5 ° f (ie 50 mg / l of CaCO 3 ) by the implementation a ballasted coagulation-flocculation process according to the first embodiment described above with the following characteristics:
  • the anionic charge of this starch was measured using a device ("zametameter") MUTEK PCD 04 travel marketed in France by the company Noviprofibre under the reference X20128.
  • test results described above also show that the use of flocculent polymers of natural origin (in this case a substituted starch) in proportions of water in the form of weighted flocculation-coagulation-flocculation processes.
  • flocculent polymers of natural origin in this case a substituted starch
  • Ten times higher than that of synthetic organic flocculant polymer makes it possible to produce treated water with levels of qualities that are fairly similar in terms of DOC content, turbidity and UV absorbance at 254 nm.
  • the water treated using a dose of 2 ppm of C * PLUS 35704 does not have a significantly greater biological COD than that treated using a dose of 0.2.
  • adding 10 times more organic flocculation adjuvant in a water was obviously feared that the latter a risk of seeing the biological COD of the treated water increase significantly.
  • Those skilled in the art were therefore in no way prompted to add to a water to be treated organic flocculation agent at dosages significantly higher than those used with adjuvants consisting of synthetic organic polymers.
  • polymers of natural origin are biodegradable. Their use therefore has no adverse effect on the environment or the state of health of individuals.
  • Two other tests were reproduced under the same conditions as those of the two tests described above, but with a raw water less loaded with organic matter and having an alkalinity of 5 ° f (ie 50 mg / l CaCO 3 ) with doses of coagulant and different flocculating agents as shown in Table 2 below.
  • the loss of permeability was 20.7 L / (h.bar.m 2 ) for a dose of 0.05 ppm FeCl 3 . It was equal to 4.5 L / (h.bar.m 2 ) for a dose of 0.1 ppm FeCl 3 . It was equal to 2.8 L / (h.bar.m 2 ) for a dose of 0.15 ppm FeCl 3 .
  • FIG. 5 is a graph illustrating the variation of permeability at the level of the ultrafiltration unit during the implementation of the process according to FIG. second embodiment on the one hand with the use of polymer of anionic synthetic origin of charge density equal to -1400 // eq / g and secondly with use of the polymer C * plus 35704 of natural origin (substituted starch) whose anionic charge density is -900 eq / g)). During these tests, washing phases of the ultrafiltration unit were implemented.
  • maintenance cleaning including injection of soda for 25 seconds, soaking (maintaining sodium hydroxide in the ultrafiltration unit) for 10 minutes, rinsing for 80 seconds, filtration for 40 minutes, injection of acid during
  • maintenance cleaning including injection of soda for 25 seconds, soaking (maintaining sodium hydroxide in the ultrafiltration unit) for 10 minutes, rinsing for 80 seconds.
  • the graph of FIG. 5 shows that the starch-based polymer which accumulates on the membrane surface of the ultrafiltration unit is more easily removed than the polymer of synthetic origin because:
  • the washes used during the use of the flocculant polymer of natural origin are less powerful and less frequent than those used when using polymer of synthetic origin, and that the difference in permeability of the ultrafiltration module between the end of a filtration cycle and the beginning The cycle following a maintenance cleaning is more important when using the flocculant polymer of natural origin (arrow A) than that of the polymer of synthetic origin (arrow B).
  • the starch-based polymer is therefore less viscous and less clogging than the organic polymer. Its implementation makes it possible to reduce the washing frequency of the ultrafiltration unit. This is particularly because it is biodegradable.
  • Flocculants consisting of natural carbohydrate polymers functionalized with anionic functional groups, such as substituted starches, having an anionic charge density of between -900 and -4000 eq / g have the following advantages in particular:

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Abstract

Procédé de traitement d'eau par floculation lestée comprenant une étape d'injection dans ladite eau d'au moins un agent floculant, une étape d'injection dans ladite eau d'au moins un matériau particulaire plus dense que l'eau, et une étape de récupération d'une eau traitée caractérisé en ce ladite floculation lestée est mise en œuvre sous agitation selon un gradient de vitesse moyen compris entre 100 et 1400 s-1 et en ce que ledit agent floculant est constitué d'au moins un polymère de carbohydrate d'origine naturelle présentant une densité de charge anionique comprise entre -900 et -4 000 μeq/g.

Description

Procédé de traitement d'eau par floculation lestée mettant en œuvre un agent floculant d'origine naturelle
1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui du traitement de tout type d'eau en vue de son épuration ou de sa potabilisation.
Plus précisément, l'invention concerne une technique de traitement d'eau incluant une étape de floculation lestée.
2. Art antérieur
Les procédés de ce type consistent à ajouter aux eaux à traiter un ou plusieurs réactifs permettant de faire floculer, c'est-à-dire de réunir sous forme de flocs, au moins une grande partie des matières polluantes présentes dans les eaux, puis à séparer ces flocs de matières polluantes d'une eau purifiée.
La floculation est généralement précédée d'une coagulation.
La coagulation consiste à injecter au moins un réactif coagulant dans l'eau à traiter dans le but de réduire ou d'annuler les charges électriques portées par les matières polluantes présentes dans l'eau sous la forme de particules colloïdales en suspension, afin de favoriser leur agglomération ultérieure sous forme de flocs.
La floculation consiste à injecter au moins un réactif floculant dans l'eau préférentiellement préalablement coagulée, de façon à former de grosses particules facilement séparables ou flocs, par agglomération des particules colloïdales en suspension dans l'eau. La floculation est facilitée par la mise en œuvre préalable d'une coagulation.
Une eau purifiée est ensuite obtenue en séparant par décantation les flocs s'y trouvant en suspension.
Selon une variante, un matériau granulaire plus dense que l'eau, tel que du sable présentant de préférence une granulométrie comprise entre 60 et 300 micromètres, peut être injecté dans l'eau à traiter en amont ou au cours de la floculation de façon à lester les flocs et ainsi à favoriser et accélérer leur décantation. Une telle technique est notamment décrite dans le document de brevet français publié sous le numéro FR2627704. Une étape de floculation au cours de laquelle, ou en amont de laquelle, un matériau granulaire plus dense que l'eau, ou lest, est injecté dans l'eau est couramment appelée floculation lestée.
De façon à maintenir le lest en suspension dans l'eau à traiter et ainsi à favoriser la formation de flocs autour des grains de lest, la floculation lestée est mise en œuvre sous agitation. L'étape de floculation a ainsi lieu à l'intérieur d'une cuve de floculation logeant le plus souvent un agitateur mécanique de type agitateur à pales.
Ainsi, pour que la floculation lestée soit efficace, il est souhaité que la vitesse spécifique soit supérieure à 0,1 m.s"1 dans la cuve à l'intérieur de laquelle la floculation lestée est mise en œuvre.
La vitesse spécifique est égale au rapport entre le débit de pompage Qp selon lequel l'eau traitée est agitée dans la cuve de floculation et la surface au sol de cette cuve.
Par ailleurs, on sait que la puissance P de l'agitateur peut être calculée selon la formule suivante (NP caractérise le coefficient de traînée de l'agitateur dans le fluide) :
p = pNpN3D5
et que l'intensité du mélange dans la cuve peut être évaluée par le gradient de vitesse moyen G :
Le gradient de vitesse moyen G peut ainsi être calculé selon la formule suivante : où : Qp est le débit de pompage (m .s" ) Np est le nombre de puissance
N est la vitesse de rotation de l'agitateur (tr.mn 1)
D est le diamètre de l'agitateur (m)
p est la densité du fluide (kg .m 3)
μ est la viscosité cinématique du fluide (kg.s^.m 1)
V est le volume de la cuve (m3)
P est la puissance de l'agitateur (kg.m2.s 3)
G est le gradient de vitesse moyen (s 1)
La mise en œuvre d'un tel agitateur permet donc de faire régner à l'intérieur de la cuve de floculation un gradient de vitesse moyen G généralement compris entre 100 et 1400 s"1.
Le gradient de vitesse moyen qui règne à l'intérieur de la cuve de floculation génère des efforts de cisaillement sur les flocs qui s'y trouvent en suspension.
Les flocs doivent donc présenter une bonne résistance mécanique pour ne pas se désagréger sous l'effet de ces efforts de cisaillement. Pour cela, les agents floculants, aussi appelés adjuvants de floculation, mis en œuvre doivent conférer aux flocs une résistance mécanique suffisante.
Les agents floculants actuellement mis en œuvre dans le but de satisfaire ces contraintes sont de nature organique. Il s'agit le plus souvent de dérivés du pétrole obtenus de manière synthétique.
La mise en œuvre de ce type d'agent floculant est avantageuse en ce qu'elle contribue à créer des flocs résistants aux conditions hydrauliques inhérentes à une floculation lestée et permet en conséquence de produire une eau traitée par floculation lestée de manière efficace. Cette mise en œuvre présente toutefois quelques inconvénients.
3. Inconvénients de l'art antérieur
En particulier, certains agents floculants organiques, comme par exemple le polyacrylamide, sont actuellement suspectés d'être cancérigènes. Par conséquent, leur mise en œuvre pourrait ne pas être totalement neutre sur l'état de santé des opérateurs qui les manipulent ou des consommateurs qui utilisent l'eau traitée produite par des procédés mettant en œuvre de tels agents floculants organiques.
En outre, ces agents floculants organiques, que l'on retrouve dans les boues de décantation obtenues à l'issue de la séparation des flocs, ne sont pas biodégradables. Ces boues sont collectées généralement en vue d'être incinérées ou utilisées en tant qu'agent fertilisant. Les agents floculants organiques qu'elles contiennent peuvent alors constituer des sources de pollution de l'atmosphère ou des sols.
Dans ces circonstances, des restrictions d'ordre légal quant à l'utilisation de tels agents floculants organiques devraient à terme conduire à proscrire leur mise en œuvre dans le traitement des eaux.
En outre, dans les procédés de traitement d'eaux mettant en œuvre une filtration de l'eau traitée produite par floculation lestée, les agents floculants organiques constituent une source de colmatage des membranes de filtration mises en œuvre à cet effet.
Par ailleurs, les agents floculants organiques actuels étant des sous- produits pétroliers, l'évolution de leur coût suit celle du cours du pétrole, lequel présente une pente globalement ascendante qui devrait se maintenir compte tenu de sa raréfaction. Leur mise en œuvre a ainsi un impact non négligeable sur le coût global du traitement des eaux.
4. Objectifs de l'invention
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.
Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique de traitement d'eau par floculation lestée dont la mise en œuvre a un impact écologique réduit sinon nul.
Notamment l'invention vise à procurer une telle technique qui ne produise aucun effet sur l'état de santé des opérateurs qui les mettent en œuvre ou des consommateurs qui utilisent l'eau traitée produite par une telle technique. Un autre objectif de l'invention est de mettre en œuvre une telle technique qui a un niveau d'efficacité équivalent sinon proche à celui des techniques actuelles de traitement d'eau par floculation lestée.
L'invention a encore pour objectif de procurer une telle technique dont la mise en œuvre ne soit à tout le moins pas plus onéreuse que les techniques actuelles de traitement d'eau par floculation lestée.
Notamment, l'invention vise à procurer une telle technique qui conduise à limiter le colmatage de membranes susceptibles d'être mises en œuvre pour filtrer une eau traitée produite par floculation lestée.
5. Exposé de l'invention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de traitement d'eau par floculation lestée comprenant une étape d'injection dans ladite eau d'au moins un agent floculant, une étape d'injection dans ladite eau d'au moins un matériau particulaire plus dense que l'eau, et une étape de récupération d'une eau traitée, ladite floculation lestée étant mise en œuvre sous agitation selon un gradient de vitesse moyen compris entre 100 et 1 400 s"1 et ledit agent floculant étant constitué d'au moins un polymère de carbohydrate d'origine naturelle présentant une densité de charge anionique comprise entre -900 et -4 000 eq/g.
On entend dans la présente description par « polymère de carbohydrate d'origine naturelle présentant une densité de charge anionique » :
tout polymère de carbohydrate extrait de végétaux, tel que notamment l'amidon, fonctionnalisé par greffage de groupements réactionnels anioniques selon des techniques classiques connues du chimiste spécialisé dans ce domaine,
ainsi que :
tout polymère de carbohydrate naturel extrait de végétaux et présentant naturellement des groupements naturellement anioniques ou pouvant être rendus anioniques.
Le principe général de l'invention repose donc sur la mise en œuvre de polymères de carbohydrate d'origine naturelle fonctionnalisés en tant qu'agents floculants dans un traitement d'eau par floculation lestée mené dans des conditions de gradient de vitesse moyen élevé, ledit polymère présentant une charge choisi dans une gamme particulière.
Une telle mise en œuvre n'était nullement évidente au vu de l'art antérieur puisque les gradients de vitesses moyens élevés traduisent des contraintes de cisaillement fortes sur les flocs. En effet, il avait déjà été proposé dans l'art antérieur de mettre en œuvre des polymères de carbohydrate d'origine naturelle, à savoir des amidons, dans des procédés de floculation non lestée mais ces techniques avaient été abandonnées car les flocs formés avaient une mauvais tenue, en pratique se délitaient trop facilement et remplissaient mal leur rôle. Or, les techniques de floculation non lestées mettent en œuvre des gradients de vitesse moyens bien moindres que ceux mis en œuvre dans les techniques de floculation lestées. L'homme de l'art du traitement des eaux n'était donc nullement incité à envisager l'utilisation de tels polymères dans le cadre de ces techniques de floculation lestée au vu de cet art antérieur.
Par ailleurs, la Déposante a, après de nombreuses recherches, mis en évidence que seuls certains polymères de carbohydrate d'origine naturelle pouvaient répondre efficacement à ces contraintes de gradients de vitesses moyen élevés propre à la floculation lestée et que ces polymères devaient pour se faire présenter une densité de charge anionique sélectionnée dans la gamme indiquée ci-dessus.
L'invention permet de produire une eau traitée présentant une qualité équivalente à une eau traitée par floculation lestée mettant en œuvre un polymère floculant organique de synthèse classique tout en étant plus respectueuse de l'environnement et en ayant un impact limité sur la santé des individus du fait que les agents floculants anioniques à base de polymère de carbohydrate naturels fonctionnalisés selon l'invention sont biodégradables.
Ledit agent floculant est préférentiellement constitué à base d'amidon substitué. Les amidons substitués sont préférés car moins coûteux et plus facilement disponibles sur le marché. La gamme d'anionicité allant de -900 ε ^ -4 000 ε ^ d'un amidon substitué correspond à un degré de substitution compris entre 0,1 et 0,5 environ.
Egalement avantageusement, le ou les substituants dudit amidon substitué sont préférentiellement choisis dans le groupe constitués par les groupements carboxylates, sulfonates, phosphates, phosphonates.
Selon un premier mode de réalisation préférentiel, un procédé selon l'invention comprend une étape de coagulation en amont de ladite étape de floculation lestée.
Egalement préférentiellement ladite étape de floculation lestée est suivie d'une étape de décantation.
Selon un deuxième mode de réalisation préférentiel, un procédé selon l'invention comprend une étape d'injection de charbon actif dans ladite eau en amont de ladite étape de floculation lestée.
Dans ce cas, un procédé selon l'invention comprend préférentiellement une étape de filtration, notamment par membranes, successivement à ladite étape de décantation.
La mise en œuvre d'une filtration en aval de la décantation permet de séparer de l'eau traitée des fines de charbon et d'un excès d'agent floculant.
Préférentiellement, un procédé selon l'invention comprend dans ce cas une étape supplémentaire de coagulation mise en œuvre immédiatement avant ladite étape de filtration.
La coagulation supplémentaire engendre la formation de flocs avec l'excès de polymère contenu dans l'eau issue de la décantation. Ces flocs présentent une taille plus importante que celle des particules initialement en présence dans l'eau provenant de la décantation. Ces flocs se déposent en surface des membranes de l'unité de filtration alors que les particules initialement en présence dans l'eau provenant de la floculation y pénètrent plus en profondeur. La mise en œuvre de la deuxième coagulation est donc avantageuse du fait qu'elle limite le colmatage de l'unité de filtration ou rend à tout le moins son décolmatage plus aisé. Les inventeurs ont par ailleurs découvert que, de façon surprenante pour des polymères d'origine naturelle, la charge ionique de ceux-ci devait préférentiellement être choisie en fonction de l'alcalinité de l'eau. En pratique, plus l'eau à traiter sera dure, plus la densité de charge anionique sera proche de -4 000 eq/g. Moins l'eau sera dure, plus la densité de charge anionique sera proche de -900 μeq/g.
Ainsi le procédé selon l'invention comprend une étape préalable consistant à choisir ledit agent floculant en fonction de la dureté de l'eau à traiter, plus l'eau étant dure, plus l'agent floculant étant anionique.
Egalement selon une variante préférentielle de l'invention, ladite étape d'injection dans ladite eau d'au moins un agent floculant est effectuée en ajoutant ledit agent floculant à de l'eau préalablement coagulée à raison d'une teneur comprise entre 0,1 et 5 ppm, préférentiellement entre 0.1 et 2 ppm en fonction de la charge de l'eau à traiter en matières polluantes susceptibles de floculer.
Ces teneurs sont beaucoup plus importantes que celles mises en œuvre avec des polymères synthétiques. L'homme de l'art aurait donc pu craindre que la mise en œuvre de tels teneurs élevées eut provoqué une augmentation forte de la COD biologique (Carbone organique dissous biodégradable « CODb »). Le CODb est estimé à partir de la décroissance du Carbone Organique Dissous COD après une longue période d'incubation (28 jours) en présence d'une suspension de bactéries (AFNOR T 90-318) ou d'une biomasse fixée (AFNOR T 90-319). Or, de façon surprenante, il n'en est rien.
Enfin, selon une variante de l'invention, ladite floculation lestée est mise en œuvre sous agitation selon un gradient de vitesse moyen compris entre 200 et 800 s"1. Cette gamme de gradient de vitesse est celle mis en œuvre dans la majorité des réacteurs de floculation.
6. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 illustre une installation pour la mise en œuvre d'un premier mode de réalisation d'un procédé selon l'invention ;
la figure 2 illustre une installation pour la mise en œuvre d'un deuxième mode de réalisation d'un procédé selon l'invention ;
les figures 3 et 4 sont des graphiques traduisant des comparaisons de performances de traitement d'eaux chargées en matières organiques dans une installation du type de celle représentée à la figure 1 , mettant en oeuvre d'une part un agent organique synthétique de floculation de l'état de l'art et d'autre part mettant en en œuvre un agent de floculation d'origine naturelle selon la présente invention ;
)a figure 5 est un graphique illustrant le fait que l'agent floculant utilisé selon la présente invention est moins colmatant que les adjuvants de floculation classiques.
7. Description de modes de réalisation de l'invention
7.1. Rappel du principe général de l'invention
Le principe général de l'invention repose sur la mise en œuvre d'agent floculant anionique constitué de polymère de carbohydrate d'origine naturelle dans un traitement d'eau par floculation lestée menée à gradient de vitesse moyen élevé.
Une telle mise en oeuvre permet de produire une eau traitée présentant une qualité équivalente à une eau traitée par floculation lestée mettant en œuvre un polymère floculant organique de synthèse tout en étant plus respectueuse de l'environnement et des individus du fait que les agents floculants constitués de polymère de carbohydrate d'origine naturelle sont biodégradables.
Par ailleurs, ce type d'agents floculants présente l'avantage, comparativement aux agents floculants organiques d'origine synthétique, de permettre la production d'une eau traitée dont le pouvoir colmatant est plus faible. Celle-ci peut alors être filtrée tout en limitant les contraintes liées au décolmatage des unités de filtration mises en œuvre à cet effet. 7.2. Exemple d'un premier mode de réalisation
On présente, en relation avec la figure 1 , un premier mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau par floculation lestée selon l'invention.
Un tel procédé consiste à introduire une eau à traiter 10, qui est par exemple préalablement clarifiée ou flottée, dans une cuve de coagulation 11 dans laquelle est injecté un agent coagulant 12, qui dans ce mode de réalisation est constitué par du chlorure ferrique (FeCl3), produit commercial.
L'eau ainsi coagulée 13 est introduite dans une cuve agitée de floculation lestée 14 à l'intérieur de laquelle sont injectés un agent floculant 15 et un matériau particulaire plus dense que l'eau 16, ou lest, qui dans ce mode de réalisation est du microsable. La cuve de floculation 14 loge un agitateur à pales 20 qui est mis en œuvre de telle manière qu'il règne à l'intérieur de cette cuve un gradient de vitesse moyen compris entre 300 et 1 400 s"1.
L'agent floculant 15 est constitué d'un polymère de carbohydrate d'origine naturelle, préférentiellement d'amidon substitué, et présente une densité de charge anionique préférentiellement comprise entre -900 et -4 000 eq/g. Lorsqu'il s'agit d'amidon substitué une telle gamme de densité de charge anionique correspond à un taux de substitution compris entre 0,1 et 0,5. Les substituants sont alors avantageusement choisis dans le groupe comprenant les carboxylates, les sulfonates, les phosphates et le phosphonates.
L'eau coagulée et floculée 17 est introduite dans un décanteur 18 dans le fond duquel se déposent des boues constituées de flocs lestés séparés d'une eau clarifiée qui est extraite en surverse 19.
Les boues 21 sont extraites du décanteur 18 au moyen par exemple d'une pompe de recirculation 22 et sont introduites, via une canalisation 23, dans un hydrocyclone 24 dans lequel est injectée de l'eau de service 25.
Un mélange de boues et de microsable fortement chargé en microsable 16 est déversé en sousverse de l'hydrocyclone 24 dans la cuve de floculation lestée 14.
Un mélange de boues et de microsable fortement chargé en boues 27 est déversé en surverse de Γ hydrocyclone 24 dans une goulotte déversoir 26.
Un mélange 30 en partie déshydraté est extrait de la goulotte 26 au moyen d'une pompe d'extraction 28 et l'effluent 29 provenant de cette déshydratation est injecté dans la cuve de coagulation 11.
Dans une variante de ce mode de réalisation, il peut être prévue de ne mettre en œuvre aucune coagulation.
7.3. Exemple d'un deuxième mode de réalisation
On présente, en relation avec la figure 2, un deuxième mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau par floculation lestée selon l'invention.
Ce deuxième mode de réalisation se distingue du précédent notamment du fait que :
l'eau à traiter 10 est introduite dans une cuve agitée de précontact 31 dans laquelle est injecté du charbon actif en poudre 32 (CAP) via une pompe 33, et que
l'effluent 27 provenant du déversoir 26 est injecté dans cette cuve de précontact 31.
Le mélange d'eau à traiter et de CAP 34 est ensuite introduit dans la cuve de coagulation 11.
Ce deuxième mode de réalisation se distingue encore du premier du fait que l'eau traitée produite 19 est introduite dans une chambre de coagulation 40 dans laquelle un agent coagulant est introduit, puis dans une unité de filtration composée d'un pré-filtre 42 présentant un seuil de coupure à 150 micromètres et d'un module d'ultrafiltration membranaire 41 présentant un seuil de coupure à 25 nm.
La mise en œuvre d'une filtration en aval de la décantation permet de séparer de l'eau traitée des fines de charbon et un excès d'agent floculant.
La coagulation mise en œuvre dans la zone de coagulation précédant immédiatement l'unité de filtration engendre la formation de flocs avec l'excès d'agent floculant contenu dans l'eau en sortie du décanteur. Ces flocs présentent une taille plus importante que celle des particules initialement en présence dans l'eau provenant de la décantation. Ces flocs se déposent en surface des membranes de l'unité d' ultrafiltration alors que les particules initialement en présence dans l'eau provenant de la décantation pénètrent l'unité d' ultrafiltration plus en profondeur. La mise en œuvre de cette coagulation est donc avantageuse du fait qu'elle rend le décolmatage de l'unité d' ultrafiltration plus aisé.
Un procédé selon ce deuxième mode de réalisation comprend des phases de nettoyage de l'unité d' ultrafiltration. Ces phases de nettoyage (maintenance préventive) sont de deux types : les nettoyages hydrauliques qui consistent en des rétrolavages, et les nettoyages chimiques qui mettent en œuvre des solutions chimiques nettoyantes.
7.4. Essais comparatifs
7.4.1. Essais dans le cadre de la mise en œuvre d'un procédé selon le premier mode de réalisation
Des essais ont été réalisés pour comparer l'efficacité d'une floculation lestée mettant en œuvre soit, selon l'invention, un agent floculant d'origine naturelle à base d'amidon et/ou d'alginate modifié, soit, selon l'art antérieur, un agent floculant organique d'origine synthétique.
Un premier test a consisté à traiter une eau brute présentant une teneur en COD (Carbone Organique Dissous) égale à 10,6 mg/1 et une alcalinité de 5°f (soit 50 mg/1 de CaC03) par la mise en œuvre d'un procédé de coagulation-floculation lestée selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus avec les caractéristiques suivantes :
alimentation de la cuve de coagulation en eau à traiter selon un débit égal à
50 m3/h;
gradient de vitesse moyen dans la cuve de floculation égal à 800 s"1 ;
injection d'une dose de 150 ppm de chlorure ferrique FeCl3 (Produit commercial) en tant qu'agent coagulant ;
injection d'une dose de 0,2 ppm de polyacrylamide anionique de densité de charge anionique -1400 //eq/g commercialisé sous la dénomination commerciale FLOPAM AN905 par la société SNF FLOERGER, en tant qu'agent floculant organique d'origine synthétique.
Tel que cela est représenté sur la figure 3, en référence aux deux premières colonnes de celle-ci, la mise en œuvre d'un tel traitement a permis :
- d'abattre d'environ 93% la turbidité de l'eau brute ;
d'abattre d'environ 80% l'absorbance aux UV à 254 nm ;
Ce traitement a permis de conduire à la production d'une eau traitée dont la teneur en COD est égale à 3,3 mg/1. Un deuxième test a consisté à traiter une eau brute présentant une COD égale à 10,8 mg/1 par la mise en œuvre d'un procédé de coagulation-floculation lestée selon le premier mode de réalisation avec les caractéristiques suivantes : alimentation de la cuve de coagulation en eau à traiter selon un débit égal à
50 m3/h;
- gradient de vitesse moyen dans la cuve de floculation égal à 800 s"1;
une dose de 150 ppm de chlorure ferrique FeCl3 (produit commercial) en tant qu'agent coagulant ;
une dose de 2 ppm d'amidon substitué commercialisé sous la dénomination commerciale C* plus 35704 par la société Cargill dont la densité de charge anionique est égale à -900 eq/g) en tant qu'agent floculant.
La charge anionique de cet amidon a été mesurée grâce à un dispositif (« zétamètre ») MUTEK PCD 04 travel commercialisé en France par la société Noviprofibre sous la référence X20128.
Tel que cela est représenté sur la figure 3, en référence au deux deuxièmes colonnes de celle-ci, la mise en œuvre d'un tel traitement a permis :
d'abattre d'environ 87% la turbidité de l'eau brute ;
d'abattre d'environ 76% l'absorbance aux UV à 254 nm ;
Ce traitement a permis de conduire à la production d'une eau traitée dont la teneur en COD est égale à 3,6 mg/1. Le tableau 1 ci-après indique, pour ces deux tests, la dose de polymère utilisée, la dose de coagulant utilisée, la COD biodégradable de l'eau brute et de l'eau traitée et la COD de l'eau brute et de l'eau traitée.
DCO* : la
précision de la
mesure est de
0,3mg/l
Tableau 1
Les résultats de ces deux tests montrent que l'utilisation d'un polymère floculant d'origine naturelle selon l'invention permet de produire une eau traitée présentant une qualité aussi satisfaisante que celle obtenue en utilisant un polymère floculant organique classique synthétique.
L'obtention d'un tel niveau de qualité suppose toutefois d'employer des quantités de polymère d'origine naturelle beaucoup plus importantes que de polymère organique classique. Néanmoins, les polymères d'origine naturelle sont actuellement moins coûteux que les polymères organiques classiques. De plus, le coût de ces derniers, qui sont des dérivés du pétrole, ne devraient cesser de croître dans les années à venir. Aussi, l'utilisation de polymères d'origines naturelles en substitution des polymères organiques classiques, certes dans des proportions plus importantes, ne devrait exercer aucun impact négatif sur le coût de production d'eau traitée par coagulation-floculation lestée.
De surcroît, les résultats de tests décrits ci-dessus montrent aussi que la mise en œuvre, dans des traitements d'eau par coagulation- floculation lestée, de polymères floculants d'origine naturelle (en l'occurrence un amidon substitué) dans des proportions dix fois supérieures à celle de polymère floculant organique d'origine synthétique permet de produire des eaux traitées présentant des niveaux de qualités assez similaires en termes de teneur en COD, de turbidité et d'absorbance aux UV à 254 nm.
De façon étonnante, l'utilisation de telles doses importantes de polymère floculant d'origine naturelle ne conduit pas à une augmentation importante de la COD biologique dans l'eau traitée comme il était normal que l'homme de l'art s'y attende.
Par exemple en référence au tableau Ici-dessus, l'eau traitée en mettant en oeuvre une dose de 2 ppm de C*PLUS 35704 ne présente pas une COD biologique significativement plus importante que celle traitée en mettant en oeuvre une dose de 0,2 ppm de FLOPAM AN905. Pourtant, ajouter 10 fois plus d'adjuvant de floculation de nature organique dans une eau faisait évidemment craindre à celui-ci un risque de voir la COD biologique de l'eau traitée augmenter de façon importante. L'homme de l'art n'était donc en pratique nullement incité à ajouter à une eau à traiter un agent de floculation organique à des dosages significativement supérieurs à ceux utilisés avec les adjuvants constituée par des polymères organiques synthétiques.
Enfin, on ajoutera aussi que les polymères d'origine naturelle sont biodégradables. Leur utilisation n'engendre donc aucun effet néfaste ni sur l'environnement ni sur l'état de santé des personnes. Deux autres tests ont été reproduits dans les mêmes conditions que celles des deux tests décrits ci-dessus, mais avec une eau brute moins chargée en matières organiques et présentant une alcalinité de 5°f (soit 50 mg/1 de CaC03) avec des doses d'agent coagulant et d'agents de floculation différentes, telles qu'indiquées au tableau 2 ci-dessous.
Les résultats de ces tests sur les taux d'abattement de la turbidité de l'eau brute et sur les taux d'abattement de l'absorbance aux UV à 254 nm sont indiqués sur la figure 4.
Dose de
COD dose de
Point de COD* polymère coagulant
Biodégradable polymère
prélèvement (mg/1) utilisé (FeC13)
(mg/1) (ppm)
(ppm)
Eau brute 1 ,5 4,5
Eau sortie après C*PLUS
2 85 coagulation- 35704
0,4 1 ,5
floculation lestée et
décantaion
Eau brute 1 ,3 4,7
FLOPAM
Eau sortie après 0,2 70 coagulation- AN905
0,3 1 ,3
floculation lestée et
décantaion
DCO* : la précision
de la mesure est de
0,3mg/l
Tableau 2
7.4.2. Essais dans le cadre de la mise en œuvre d'un procédé selon le deuxième mode de réalisation
Une eau a été traitée par la mise en œuvre d'un procédé selon le deuxième mode de réalisation en faisant varier la dose de chlorure de fer (FeCl3), produit commercial, injectée dans l'eau sortant du décanteur, et en mesurant la perte de perméabilité enregistrée au niveau de l'unité d'ultrafiltration.
La perte de perméabilité était égale à 20,7 L/(h.bar.m2) pour une dose de 0,05 ppm de FeCl3. Elle était égale à 4,5 L/(h.bar.m2) pour une dose de 0,1 ppm de FeCl3. Elle était égale à 2,8 L/(h.bar.m2) pour une dose de 0,15 ppm de FeCl3.
Les résultats de ces essais démontrent que le fait de coaguler l'eau en sortie du décanteur permet de réduire son pouvoir colmatant et de limiter en conséquence le colmatage de l'unité d'ultrafiltration placée en aval.
La figure 5 est un graphique illustrant la variation de perméabilité au niveau de l'unité d'ultrafiltration au cours de la mise en œuvre du procédé selon le deuxième mode de réalisation d'une part avec utilisation de polymère d'origine synthétique anionique de densité de charge égale à -1400//eq/g et d'autre part avec utilisation du polymère C* plus 35704 d'origine naturelle (amidon substitué dont la densité de charge anionique est égale à - 900 eq/g)). Au cours de ces essais, des phases de lavage de l'unité d' ultrafiltration ont été mises en œuvre.
Avec le polymère d'origine synthétique FLOPAM AN905 les séquences de filtration et de lavages de l'unité d' ultrafiltration étaient réparties de la manière suivante :
filtration pendant 40 minutes avec injection préalable de 0,15 ppm de chlorure ferrique, produit commercial, dans l'eau provenant du décanteur ; toutes les 40 minutes : rétrolavage pendant 40 secondes ;
toutes les 24 heures : nettoyage de maintenance comprenant une injection de soude pendant 25 secondes, un trempage (maintien de la soude dans l'unité d' ultrafiltration) pendant 10 minutes, un rinçage pendant 80 secondes, une filtration pendant 40 minutes, une injection d'acide pendant
25 secondes, un trempage pendant 10 minutes, un rinçage pendant 80 secondes.
Avec l'amidon substitué C* plus 35704, les séquences de filtration et de lavages de l'unité d' ultrafiltration étaient réparties de la manière suivante :
- filtration pendant 40 minutes avec injection préalable de 0,15 ppm de chlorure ferrique, produit commercial, dans l'eau provenant du décanteur ; toutes les 40 minutes : rétrolavage pendant 40 secondes ;
toutes les 26 heures : nettoyage de maintenance comprenant une injection de soude pendant 25 secondes, un trempage (maintien de la soude dans l'unité d' ultrafiltration) pendant 10 minutes, un rinçage pendant 80 secondes.
Le graphique de la figure 5 montre que polymère à base d'amidon qui s'accumule à la surface des membranes de l'unité d' ultrafiltration est plus facilement éliminé que le polymère d'origine synthétique du fait que :
- les lavages mis en œuvre lors de l'utilisation du polymère floculant d'origine naturelle sont moins puissants et moins fréquents que ceux mis en œuvre lors de l'utilisation de polymère d'origine synthétique, et que la différence de perméabilité du module d'ultrafiltration entre la fin d'un cycle de filtration et le début du cycle suivant un nettoyage de maintenance est plus important lors de l'utilisation du polymère floculant d'origine naturelle (flèche A) que lors de celle de polymère d'origine synthétique (flèche B).
En plus des nettoyages de maintenance, des nettoyages en place doivent être mis en œuvre dès que la perméabilité atteint un seuil bas prédéterminé dont la valeur était fixée à 180 L/(h.bar.m2) lors des essais. Le traçage de droites de régression linéaire sur le graphique illustré à la figure 7 à partir de la perméabilité atteinte à la fin de chaque cycle de filtration (droites 71 et 72) permet d'évaluer la fréquence à laquelle devront être mise en œuvre des nettoyages en place. Pour un module d'ultrafiltration fonctionnant 24 heures sur 24 avec une perméabilité de départ de l'eau de 550 L/( h.bar.m2), les nettoyages en place étaient être mis en œuvre tous les mois dans le cadre de l'utilisation du polymère d'origine synthétique anionique de densité de charge égale à -1400//eq/g (droite 71), et tous les 4 mois dans le cadre de l'utilisation de polymère à base d'amidon substitué (droite 72).
Le polymère à base d'amidon est donc moins visqueux et moins colmatant que le polymère organique. Sa mise en œuvre permet de réduire la fréquence de lavage de l'unité d'ultrafiltration. Ceci s'explique notamment du fait qu'il est biodégradable.
7.5. Principaux avantages
Les agents floculants constitués de polymères de carbohydrate naturels fonctionnalisés par des groupements fonctionnels anioniques, tels que les amidons substitués, présentant une densité de charge anionique comprise entre -900 et - 4000 eq/g présentent notamment les avantages suivants :
ils permettent de produire une eau traitée ayant une qualité comparable à celle d'une eau produite en utilisant des agents floculants organiques d'origine synthétique ;
ils sont biodégradables et n'ont aucun impact ni sur l'environnement ni sur les personnes ;
ils ont un pouvoir colmatant réduit ;
ils sont facilement dégagés des membranes de filtration lors d'opérations de décolmatage ;
ils sont bon marché ;
ils ne sont pas issus du pétrole comme les agents floculants organique d'origine synthétique ; leur tarif n'est donc pas indexé sur celui du pétrole qui ne devrait cesser d'augmenter dans les années à venir.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'eau par floculation lestée comprenant une étape d'injection dans ladite eau d'au moins un agent floculant, une étape d'injection dans ladite eau d'au moins un matériau particulaire plus dense que l'eau, et une étape de récupération d'une eau traitée,
caractérisé en ce que ladite floculation lestée est mise en œuvre sous agitation selon un gradient de vitesse moyen compris entre 100 et 1 400 s"1 et en ce que ledit agent floculant est constitué d'au moins un polymère de carbohydrate d'origine naturelle présentant une densité de charge anionique comprise entre -900 et -4 000 eq/g.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit agent floculant est un amidon substitué.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit amidon substitué présente un taux de substitution compris entre 0,1 et 0,5.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ou les substituants dudit amidon sont choisis dans le groupe comprenant les substituants carboxylates, sulfonates, phosphates, phosphonates.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de coagulation en amont de ladite étape de floculation lestée.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que ladite étape de floculation lestée est suivie d'une étape de décantation.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection de charbon actif dans ladite eau en amont de ladite étape de coagulation.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de filtration successivement à ladite étape de décantation.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de coagulation supplémentaire mise en œuvre immédiatement avant ladite étape de filtration.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable consistant à choisir ledit agent floculant en fonction de la dureté de l'eau à traiter, plus l'eau étant dure, plus l'agent floculant étant anionique.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que ladite étape d'injection dans ladite eau d'au moins un agent floculant est effectuée en ajoutant ledit agent floculant à l'eau préalablement coagulée à raison d'une teneur comprise entre 0,1 et 5 ppm, préférentiellement entre 0,let 2 ppm.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que ladite floculation lestée est mise en œuvre sous agitation selon un gradient de vitesse moyen compris entre 200 et 800 s"1.
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