FR2993876A1 - Procede de potabilisation - Google Patents

Procede de potabilisation Download PDF

Info

Publication number
FR2993876A1
FR2993876A1 FR1257322A FR1257322A FR2993876A1 FR 2993876 A1 FR2993876 A1 FR 2993876A1 FR 1257322 A FR1257322 A FR 1257322A FR 1257322 A FR1257322 A FR 1257322A FR 2993876 A1 FR2993876 A1 FR 2993876A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
tannin
composition
cationic starch
starchy
starch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1257322A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2993876B1 (fr
Inventor
Alwyn Laura Crowther
Medhi Carre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roquette Freres SA
Original Assignee
Roquette Freres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roquette Freres SA filed Critical Roquette Freres SA
Priority to FR1257322A priority Critical patent/FR2993876B1/fr
Priority to PCT/FR2013/051805 priority patent/WO2014016529A1/fr
Priority to EP13756602.2A priority patent/EP2877428A1/fr
Priority to CN201380039776.8A priority patent/CN104640817B/zh
Publication of FR2993876A1 publication Critical patent/FR2993876A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2993876B1 publication Critical patent/FR2993876B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5263Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using natural chemical compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5272Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using specific organic precipitants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de potabilisation d'une solution aqueuse ayant des solides en suspension, contenant une étape de coagulation-floculation qui comprend : a) une étape d'addition de coagulants dans la solution aqueuse à traiter, suivie ; b) d'une étape d'agitation de la solution aqueuse ainsi additionnée ; c) d'une étape de séparation des solides coagulés par décantation ou flottation ; d) d'une étape de récupération d'une eau purifiée ; caractérisé en ce que les coagulants additionnés à l'étape a) comprennent au moins un tannin modifié ou non et une composition liquide amylacée contenant un amidon cationique solubilisé, ladite composition amylacée liquide présentant une viscosité, mesurée selon un test A, supérieure à 1000 mPa.s, ce test A consistant à ajuster la masse sèche en amidon cationique de la composition liquide à 10% puis de mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de la composition résultante. L'invention porte également sur une composition liquide d'amidon cationique et de tannin apte à être utilisée dans le procédé.

Description

PROCÉDÉ DE POTABILISATION L'invention a pour objet un procédé de potabilisation de l'eau, en particulier un procédé comprenant une étape de coagulation-floculation utilisant, conjointement avec au moins un tannin, une composition liquide amylacée d'amidon cationique particulier solubilisé. L'invention a aussi pour objet une composition liquide comprenant à la fois l'amidon cationique particulier solubilisé et au moins un tannin Dans le domaine de l'eau, les procédés de traitement sont très divers : par exemple, avant d'être rejetées dans l'environnement, les eaux usées ou les eaux de circuit industriel ne sont pas traitées de manière identique selon la nature de l'eau. En ce qui concerne l'eau potable, il est nécessaire d'obtenir une eau de pureté importante à l'issue du procédé. Sa distribution étant un sujet primordial pour les populations humaines, une réglementation de plus en plus drastique s'est imposée au fil des années. La pureté élevée de cette eau est atteinte grâce à l'utilisation de procédés très spécifiques, bien différents des autres procédés de traitement de l'eau où la pureté de l'eau obtenue peut être moindre.
Pour obtenir une eau potable, on peut pomper une solution aqueuse d'une eau souterraine ou d'une eau de surface que l'on va traiter, comme une eau d'un lac ou d'un cours d'eau. Cette solution aqueuse comprend toujours une quantité plus ou moins importante de particules en suspension qu'il est nécessaire d'éliminer. Par exemple, en ce qui concerne les grosses particules, généralement supérieures à 1 mm, on peut les supprimer au cours d'une étape préliminaire en faisant passer la solution aqueuse à travers des grilles. Cette étape s'appelle également « étape de dégrillage ». On peut également éliminer les particules plus fines en suspension en les séparant de la solution aqueuse à traiter, par exemple par décantation ou par flottation. La décantation consiste à laisser reposer la solution dans une cuve à décantation, également appelée « décanteur », pour que les particules en suspension se déposent au fond de cette cuve. On récupère ainsi par surverse l'eau purifiée. - 2 - La flottation a quant à elle pour principe de mélanger dans un flottateur la solution aqueuse avec de l'air, afin de récupérer les particules en surface. On récupère au bas du flottateur l'eau ainsi traitée.
Cependant, la solution aqueuse comprend généralement de fines particules dont la séparation est particulièrement difficile, en particulier les particules colloïdales de très faible taille, généralement allant de 1 nm à 1 um. Afin de séparer plus facilement et plus rapidement ces fines particules, on réalise préalablement une étape de coagulation-floculation. Cette étape consiste en l'agglomération des particules en suspension : ces particules agglomérées, plus grosses, sont alors séparées plus facilement et plus rapidement par les traitements de séparation cités précédemment. Pour réaliser la coagulation-floculation, des agents coagulants et des agents floculants sont utilisés seuls ou en mélange. Ces agents peuvent être choisis parmi les sels de fer ou d'aluminium, les polyacrylamides anioniques ou cationiques et les amidons non ioniques, anioniques ou cationiques. Généralement, l'agent coagulant et l'agent floculant sont mélangés en deux étapes distinctes avec la solution aqueuse à traiter dans une cuve, appelée cuve de coagulation-floculation dans la présente demande. Cette cuve est généralement constituée d'un premier bassin dit « bassin de coagulation» et d'un second bassin dit « bassin de floculation », dans lesquels sont respectivement introduits le coagulant et le floculant. On explique généralement ces phénomènes de coagulation par une déstabilisation des particules, en particulier des colloïdes, et de floculation par l'agrégation de ces particules ainsi déstabilisées. Ensuite, la solution aqueuse comprenant les agglomérats de particules ou de colloïdes, appelés flocs, subit une étape de séparation : on récupère ainsi des boues constituées de flocs agglomérés et une eau purifiée.
Pour mesurer l'efficacité de cette étape de coagulation-floculation, on peut mesurer la Demande Chimique en Oxygène (DCO) de l'eau purifiée, qui est une mesure indirecte de la concentration en matières organiques ou minérales, dissoutes ou en suspension dans cette eau : on mesure la quantité d'oxygène nécessaire à l'oxydation chimique - 3 - totale de ces matières. La mesure de la quantité de carbone organique dissous dans l'eau traitée peut également être réalisée. De manière alternative, on peut mesurer également le niveau de trouble de la solution aqueuse, ou encore turbidité, avant et après cette étape de coagulation-floculation.
Cette turbidité est mesurée par un néphélomètre (encore appelé turbidimètre) et on la mesure en Unité de Turbidité Néphélométrique (UTN ou en langue anglaise NTU pour Nephelometric Turbidity Unit). On détermine ainsi la réduction de la turbidité que l'on peut exprimer en un pourcentage.
Un autre moyen est également de mesurer l'absorbance de la solution aqueuse traitée à une longueur d'onde donnée. De plus, en vue de rendre une eau potable, on soumet généralement l'eau ainsi purifiée à une « étape de filtration » consistant à faire passer l'eau à travers un ou plusieurs filtres afin d'éliminer certains polluants résiduels. On peut également réaliser une étape de désinfection, consistant à ajouter un agent ou à utiliser un traitement capable d'éliminer les bactéries présentes dans cette eau. Ces derniers traitements sont particulièrement utiles dans un procédé de potabilisation.
Les procédés de traitement des eaux sont généralement des procédés continus. Dans le cas où une étape de filtration a lieu afin de rendre l'eau potable, les dernières particules restant en suspension sont éliminées de la solution aqueuse par passage sur les filtres. Lors de cette filtration, les particules s'accumulent donc à l'intérieur des filtres et ces derniers se colmatent. Il se produit alors une « perte de charge », c'est-à- dire une perte de débit en eau filtrée à pression constante appliquée sur le filtre. Afin de ne pas devoir augmenter la pression pour garder le débit constant et de ne pas devoir arrêter le procédé de manière trop fréquente afin de changer ou de nettoyer le filtre colmaté, la solution aqueuse à laquelle on soumet cette étape de filtration doit présenter une turbidité faible, généralement inférieure à 1,5 UTN, préférentiellement inférieure à 1 UTN. De la même manière, pour réaliser une étape de désinfection, il est avantageux d'avoir l'eau la plus claire possible, ceci afin de faciliter cette étape de désinfection (diminution de la quantité nécessaire d'agent ou intensité plus faible du traitement de désinfection). - 4 - De plus, les réglementations nationales imposent généralement, pour la distribution d'une eau potable, une faible turbidité. Par exemple, en France, cette turbidité doit être inférieure à 1 UTN. Ainsi, la réduction de turbidité obtenue lors de l'étape de coagulation-floculation est très importante lors d'un procédé de potabilisation d'une eau. Des procédés de traitement d'eau potable utilisant des agents à base de polymères naturels modifiés, par exemple à base d'amidon cationique, ont déjà été décrits.
A titre d'exemple de procédé de potabilisation, on peut citer le brevet US 5,543,056 qui décrit un procédé dans lequel on ajoute dans la solution aqueuse un coagulant qui peut être de l'amidon cationique et un floculant qui est une argile. Ce brevet décrit également dans les essais comparatifs un procédé de potabilisation utilisant des sels métalliques comme agent coagulant lors d'une première étape, et un agent floculant choisi parmi le chitosane ou les polyacrylamides lors d'une seconde étape. On peut également citer le document WO 201 1/1 23970 Al qui décrit un procédé de traitement d'une eau contaminée par des algues qui comprend une étape d'addition d'une composition de traitement comprenant un coagulant inorganique métallique et un polymère cationique, qui peut être un amidon cationique soluble dans l'eau, un mélange soluble dans l'eau d'amidon et de gomme cationique ou un tannin modifié soluble dans l'eau. Un des problèmes de ce procédé est que l'utilisation de coagulant inorganique métallique génère des quantités de boues importantes qu'il faut retraiter, ce qui génère un coût supplémentaire pour l'exploitant. De plus, suite à la publication de plusieurs études portant sur le risque sur la santé de certains coagulants, les sels d'aluminium ont une mauvaise image auprès des pouvoir publics et des consommateurs.
II est également connu d'utiliser simultanément, en association avec un coagulant additionnel, des amidons cationiques fluidifiés enzymatiquement ou chimiquement dans des procédés de traitement d'eaux usées, qui sont rejetées dans l'environnement ou recyclées dans une installation industrielle : pour le traitement d'une solution aqueuse qui est de viscosité très faible, il est connu d'utiliser un amidon - 5 - cationique de viscosité également faible pour qu'il puisse agir efficacement avec le coagulant additionnel. Comme document décrivant un procédé utilisant de tels amidons, on peut citer le document WO 200196403 Al. Celui-ci décrit, pour le traitement d'eaux de procédés industriels, l'utilisation d'un amidon cationique en association avec un floculant de type polyacrylamide cationique. En particulier, l'efficacité d'une étape de coagulation-floculation utilisant un mélange de polyacrylamide cationique et d'un amidon cationique est étudiée à l'exemple 10. Les essais y figurant montrent que, en combinaison avec un polyacrylamide cationique, un amidon cationique fluidifié et donc de faible viscosité présente une efficacité plus importante qu'un amidon cationique non fluidifié. Il existe encore à l'heure actuelle le besoin de nouveaux procédés de potabilisation d'eau.
En particulier, il est d'intérêt que ce procédé puisse être réalisé en utilisant un temps de traitement rapide, en utilisant une faible quantité de produits chimiques, et ceci sans modifier les installations classiquement utilisées pour ces traitements. Il doit pouvoir permettre de réduire fortement la turbidité de l'eau traitée. Il doit également générer de faibles quantités de boues.
C'est ce que la Demanderesse a pu mettre en oeuvre en réalisant des travaux portant sur les procédés de potabilisation de l'eau. En effet, la Demanderesse a trouvé qu'une composition liquide d'amidon cationique présentant des caractéristiques spécifiques permettait, lorsqu'elle est utilisée dans une étape de coagulation-floculation conjointement avec un tannin non modifié ou un tannin modifié, de réduire de manière particulièrement intéressante la turbidité de la solution aqueuse à traiter en comparaison avec les amidons cationiques classiquement utilisés dans ce domaine. Cet amidon particulier doit être, lors de son introduction dans l'eau à traiter, sous forme solubilisée. Cette composition peut être utilisée, éventuellement avec un autre composé coagulant ou floculant, dans tout type de procédé d'obtention d'une eau potable comprenant une étape de coagulation-floculation. - 6 - En particulier, l'invention a pour objet un procédé de potabilisation d'une solution aqueuse ayant des solides en suspension, contenant une étape de coagulation-floculation qui comprend : a) une étape d'addition de coagulants dans la solution aqueuse à traiter, suivie ; b) d'une étape d'agitation de la solution aqueuse ainsi additionnée ; c) d'une étape de séparation des solides coagulés par décantation ou flottation ; d) d'une étape de récupération d'une eau purifiée ; caractérisé en ce que les coagulants additionnés à l'étape a) comprennent au moins un tannin modifié ou non et une composition liquide amylacée contenant un amidon cationique solubilisé, ladite composition liquide amylacée présentant une viscosité, mesurée selon un test A, supérieure à 1000 mPa.s, ce test A consistant à ajuster la masse sèche en amidon cationique de la composition liquide amylacée à 10% puis de mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de la composition résultante.
Le test A, utilisé pour mesurer la viscosité de ladite composition amylacée liquide est applicable quelle que soit la forme de présentation de celle-ci, liquide ou pâteuse. Il consiste à quantifier, par toute méthode classique à la portée de l'homme de l'art, la matière sèche en amidon cationique de ladite composition et, selon le cas, à la diluer avec de l'eau distillée ou à la concentrer par tout moyen approprié non susceptible de modifier significativement la matière amylacée cationique qu'elle contient, et ce de façon à ajuster la matière sèche en amidon cationique de ladite composition à une valeur de 10 %. En suite de quoi, on mesure de manière connue en soi, la viscosité Brookfield à 25°C de la composition résultante. Pour concentrer la composition sans modifier la matière amylacée la comprenant, on peut par exemple utiliser un évaporateur rotatif. La mesure de cette viscosité, réalisée par un viscosimètre de marque Brookfield®, est bien connue de l'homme du métier. En particulier, il existe différents modules pour mesurer cette viscosité et chaque module est adapté pour une gamme de viscosité donnée. Il suffit de choisir le module adapté à la viscosité de la composition à mesurer. A titre d'exemple, on peut réaliser le test A en utilisant le module RV2 à 20 tours par minute pour une viscosité supérieure à 1000 mPa.s et inférieure ou égale à 2000 mPa.s, le module RV5 à 20 tours par minute pour une viscosité supérieure à 2000 mPa.s et inférieure ou égale à 20000 mPa.s, le module RV7 à 20 tours par minute - 7 - pour une viscosité supérieure à 20000 mPa.s et inférieure ou égale 200000 mPas.s et le module RV7 à 2 tours par minute pour une viscosité supérieure à 200000 mPa.s. Sauf si explicitement précisé, il est indiqué que les quantités en amidon cationique et en tannin, donc en coagulants sont exprimées en masse sèche dans la suite de la demande. De manière surprenante, la Demanderesse a constaté qu'une composition liquide amylacée présentant une viscosité importante, i.e. supérieure à 1000 mPa.s, pour une concentration en amidon cationique rapportée à 10% de la masse totale de la composition, lorsqu'elle est utilisée en association avec un tannin, dans une étape de coagulation-floculation d'un procédé de potabilisation d'une solution aqueuse présentant des solides en suspension, permet d'obtenir une réduction exceptionnelle de la turbidité de la dite solution.
Ceci est d'autant plus surprenant car ceci est en totale contradiction avec ce qui est connu par ailleurs et notamment du document WO 200196403 Al. Ce document enseigne en effet, en particulier dans son exemple 10, d'utiliser, conjointement avec un polyacrylamide cationique, une composition fluidifiée d'amidon cationique présentant une viscosité Brookfield à 20% de matière sèche inférieure à 1600 mPa.s, ce qui correspond à à une viscosité Brookfield selon le test A, inférieure à 200 mPa.s. Selon une première variante du procédé selon l'invention, le tannin et la composition liquide amylacée sont additionnés séparément à l'étape a). Avantageusement, le délai entre l'introduction du tannin et l'introduction de la composition amylacée liquide lors de l'étape a) est inférieur à 120 secondes, par exemple inférieur à 90 secondes, avantageusement inférieur à 60 secondes. Selon le procédé de l'invention, l'ordre d'introduction du tannin et de la composition amylacée liquide n'a pas d'importance.
Selon une seconde variante du procédé selon l'invention, le tannin et la composition liquide amylacée sont additionnés simultanément à l'étape a). Selon cette variante, le tannin et la composition liquide amylacée peuvent être additionnés à l'étape a) par - 8 - l'intermédiaire d'une composition liquide M comprenant à la fois l'amidon cationique solubilisé et le tannin, ce qui permet de simplifier le procédé. L'amidon cationique utilisé dans le procédé de l'invention peut être obtenu à partir d'un amidon de pois, de blé, de maïs ou d'une fécule de pomme de terre. Le tannin utilisé dans le procédé de l'invention peut être modifié ou non modifié. Il peut être additionné lors de l'étape a) sous la forme d'une solution liquide, présentant par exemple une concentration allant de 0,01 à 60 g/I.
Lorsque plusieurs tannins sont ajoutés lors de l'étape a), il est précisé que les quantités en tannins sont les quantités totales en ces différents tannins. La quantité totale d'amidon cationique et de tannin(s) dans la solution aqueuse à traiter, c'est-à dire la quantité de ces deux coagulants ou agents coagulants, peut aller de 1 à 500 mg/L d'eau à traiter. Cette quantité est notamment adaptée à la turbidité de l'eau initiale et peut être de 1,5 à 50 mg/L, avantageusement de 2 à 20 mg/L, préférentiellement de 3 à 10 mg/L. Il est particulièrement avantageux de réaliser le procédé avec de telles faibles quantités d'agents coagulants : cela permet de limiter, d'une part, le coût du procédé et, d'autre part, les quantités de boues constituées des matières en suspension coagulées à éliminer. Selon le procédé de l'invention, le ratio massique amidon cationique / tannin va avantageusement de 5/95 à 55/45, préférentiellement de 10/90 à 40/60, tout préférentiellement de 15/85 à 30/70. La Demanderesse a en effet constaté que l'étape de coagulation-floculation est particulièrement efficace lorsque ces agents coagulants sont introduits dans les ratios ci-dessus.
La Figure 1 représente la turbidité d'une eau traitée, à l'aide d'une quantité fixée d'une composition liquide de coagulant comprenant un mélange d'amidon cationique et de tannin, en fonction du pourcentage de tannin dans le mélange de coagulant. - 9 - L'amidon cationique peut présenter un degré de substitution cationique supérieur ou égal à 0,03, avantageusement allant de 0,035 à 0,2. La composition liquide amylacée d'amidon cationique introduite à l'étape a) présente avantageusement une concentration en amidon cationique allant de 0,01 à 50 g/L. Le liquide de la composition peut être tout solvant de l'amidon cationique et est préférentiellement de l'eau. L'étape d'agitation b) peut être réalisée en présence d'un agent de traitement additionnel qui peut être choisi parmi les algues, les charbons actifs et le permanganate de potassium. L'agent de traitement est préférentiellement du charbon actif ou du permanganate de potassium. La durée de l'étape d'agitation b) peut être supérieure ou égale à 1,5 minutes ou plus, préférentiellement allant de 2 à 30 minutes, tout préférentiellement allant de 2,5 à 5 minutes. L'étape de séparation c) peut être une étape de décantation. Cette étape de décantation a préférentiellement une durée allant de 0,25 à 1000 minutes, préférentiellement de 0,33 à 120 minutes, tout préférentiellement de 0,5 à 12 minutes, par exemple de 1 à 5 minutes. Pour accélérer encore l'étape de coagulation-floculation, on peut lester les flocs, par exemple à l'aide de micro sable. Un autre avantage de l'invention est donc que l'étape de coagulation-floculation peut être réalisée dans une durée très courte. Selon l'invention, le procédé peut être continu ou discontinu. Dans le cas où il s'agit d'un procédé continu, les durées des étapes b) et c) sont ainsi respectivement le temps de séjour moyen de la solution aqueuse à traiter dans la cuve de coagulation-floculation et dans le décanteur.
Le procédé de potabilisation selon l'invention est particulièrement bien adapté lorsqu'il comprend, ultérieurement à l'étape de coagulation-floculation, une étape de filtration de l'eau purifiée. - 10 - La solution aqueuse comprenant des solides en suspension à traiter peut présenter une turbidité inférieure ou égale 1000 UTN, avantageusement allant de 2 à 300 UTN, préférentiellement allant de 2,5 à 150 UTN, par exemple allant de 3 à 100 UTN. Cette solution aqueuse peut être une eau de surface, par exemple une eau de lac, de rivière ou de fleuve, voire encore une eau souterraine. Le procédé est très intéressant pour éliminer des particules en suspension dans la solution aqueuse à traiter ayant une dimension allant de 0,001 à 500 iim, en particulier celles allant de 0,001 à 1 iim.
La turbidité de la solution aqueuse purifiée ainsi obtenue à l'issue de l'étape d) a une faible turbidité, par exemple inférieure ou égale à 1,5 UTN, préférentiellement inférieure à 1 UTN. Le procédé selon l'invention permet de diminuer fortement la turbidité, ce qui est très avantageux dans un procédé de potabilisation. Selon le procédé de l'invention, la réduction de la turbidité peut être supérieure à 98%, avantageusement supérieure à 98,5%, tout préférentiellement supérieure à 99%. Il faut noter toutefois que la réduction de la turbidité dépend de la turbidité initiale : en utilisant le procédé pour une eau de turbidité faible, la réduction ne sera pas, bien évidement, aussi importante que pour une eau ayant une turbidité plus élevée. La turbidité peut être mesurée en utilisant un appareil WTW Turb 555IR vendu par la société WTW.
La composition liquide amylacée comprenant l'amidon cationique utile à l'invention présente une viscosité supérieure à 1000 mPa.s selon le test A décrit précédemment. Comme il va être exposé ci-dessous, cette viscosité particulière est directement liée à l'amidon cationique utilisé et au procédé de préparation de la composition amylacée. En ce qui concerne l'amidon cationique, la viscosité de la composition amylacée le comprenant après solubilisation dépend de 3 caractéristiques principales, dans un ordre d'importance décroissant : sa masse moléculaire, son taux de branchement et son degré de cationicité. Ces caractéristiques sont aisément sélectionnées par l'homme de l'art en choisissant la source botanique de l'amidon natif et les conditions de préparation de cet amidon cationique.
L'amidon cationique utilisé dans le cadre de l'invention peut être obtenu à partir de tout type d'amidon natif d'origine naturelle ou hybride, y compris d'amidon issu d'organismes végétaux ayant subi des mutations ou manipulations génétiques. Lesdits amidons peuvent notamment être issus de pomme de terre, de pomme de terre à haute teneur en amylopectine (pomme de terre waxy), de blé, de blé à haute teneur en amylopectine (blé waxy), de maïs, de maïs à haute teneur en amylopectine (maïs waxy), de maïs à haute teneur en amylose, de riz, de pois, d'orge ou de manioc, des coupes ou fractions qui peuvent en être faites, et les mélanges quelconques d'au moins deux quelconques des produits susmentionnés.
La sélection de cet amidon natif a par exemple une influence sur la masse moléculaire finale ainsi que sur son taux de branchement, liée à la teneur en amylose et en amylopectine. La réaction de cationisation peut être effectuée selon l'une des méthodes bien connues de l'homme du métier, à l'aide de réactifs cationiques tels que décrits par exemple dans « Starch Chemistry and Technology » - Vol. Il - Chapter XVI - R.L. WHISTLER and E.F. PASCHALL - Academic Press (1967). L'amidon est introduit dans un réacteur en présence de ces réactifs. Préférentiellement, l'amidon utilisé lors de la réaction de cationisation se présente sous une forme granulaire.
La réaction peut être conduite en phase lait, l'amidon granulaire en suspension dans un solvant étant cationisé en utilisant les conditions de température, de temps et de catalyse bien connues de l'homme de l'art. A la fin de la réaction, on peut récupérer l'amidon ainsi cationisé par filtration, cet amidon cationique pouvant être ensuite lavé puis séché.
D'une façon alternative, la réaction peut être conduite en phase sèche, c'est-à-dire en présence de quantités d'eau ajoutées à l'amidon considérées comme faibles, par exemple dans des quantités d'eau inférieures à 20% de la masse d'amidon introduit pour la réaction de cationisation, de préférence inférieures à 10%. De préférence, la réaction de cationisation est effectuée avec des réactifs azotés à base d'amines tertiaires ou de sels d'ammonium quaternaires. Parmi ces réactifs, on préfère utiliser les chlorhydrates de 2-dialkylaminochloréthane tels que le chlorhydrate de 2-diéthylaminochloréthane ou les halogénures de glycidyl-triméthylammonium et leurs halohydrines, tels que le chlorure de N-(3-chloro-2-hydroxypropyI)- triméthylammonium, ce dernier réactif étant préféré. On procède à cette réaction en - 12 - milieu alcalin, à un pH supérieur à 8, voire 10, le pH pouvant être ajusté par exemple par de la soude. Les taux de réactif mis en oeuvre sont choisis de telle sorte que les amidons cationiques résultants présentent le degré de substitution (DS) de cationicité désiré, le DS étant le nombre moyen de groupements OH compris sur l'anhydroglucose de l'amidon qui ont été substitués par un groupement cationique. L'homme du métier saura ajuster les conditions de réaction afin d'obtenir des amidons cationiques permettant d'obtenir la composition amylacée liquide utile à l'invention. En effet, il est nécessaire que l'amidon ne soit pas dégradé de manière importante lors du procédé de cationisation, c'est-à-dire que sa masse moléculaire ne soit pas substantiellement réduite, de manière à ce que la composition amylacée utile à l'invention présente la viscosité adéquate. En particulier, afin d'obtenir la composition amylacée d'amidon cationique utile à l'invention, il est généralement nécessaire que l'amidon ne subisse pas de traitement de fluidification. L'amidon cationique peut être soluble à température ambiante dans l'eau. Par soluble à température ambiante, on entend selon l'invention que, lorsque l'amidon cationique est introduit à 10% en masse de l'eau à 20°C et est placé sous agitation pendant 1 heure, la solution d'amidon ainsi obtenue présente une viscosité Brookfield supérieure à 1000 mPa.s. Selon une première variante, l'amidon soluble à température ambiante dans l'eau est un amidon granulaire cationique présentant un degré de substitution (DS) supérieur ou égal à 0,10. Selon une seconde variante, il s'agit d'un amidon cationique prégélatinisé. On peut réaliser ce traitement de prégélatinisation de l'amidon cationique sur tambour sécheur. Pour réaliser la composition amylacée utile à l'invention, il est nécessaire de solubiliser l'amidon cationique dans le solvant. La composition amylacée liquide est généralement une composition aqueuse, qui peut comprendre principalement de l'eau et éventuellement de faibles quantités de solvants organiques miscibles avec l'eau, comme les alcools tels que l'éthanol, par exemple dans des quantités de solvant organique inférieures à 10% en masse de la totalité des solvants. Pour fabriquer la composition amylacée liquide utile à l'invention, on peut rendre soluble l'amidon cationique dans le solvant par une étape de cuisson. On réalise - 13 - généralement cette cuisson dans de l'eau en mettant en suspension de l'amidon cationique et formant ainsi un lait d'amidon. Pour ne pas dégrader thermiquement l'amidon cationique lors de la cuisson de ce lait et ainsi obtenir une composition amylacée aqueuse satisfaisant aux conditions de viscosité utile à l'invention, on réalise une cuisson « douce » du lait d'amidon. Par cuisson douce, on entend une cuisson utilisant une température peu élevée et/ou une durée courte, l'homme du métier adaptant la température et la durée pour obtenir la viscosité utile à la fabrication de la solution. La température de cuisson est par exemple dans la gamme de température allant de 40 à 95°C, avantageusement de 60 à 90°C. La durée de cuisson peut aller de 5 minutes à 60 minutes. La quantité massique en amidon cationique dans ce lait peut être comprise dans la gamme comprise entre 10 et 50%, par exemple entre 20 et 40%. Selon une variante, on prépare ladite composition amylacée en utilisant un amidon cationique soluble à température ambiante et en le mettant en solution dans l'eau, de préférence sous agitation. Cette variante est avantageuse car l'amidon est ainsi aisément solubilisé dans la composition liquide, sans cuisson. La composition amylacée utile à l'invention peut ainsi aisément être mise en oeuvre sur le site réalisant le procédé de traitement. De plus, comme l'amidon cationique n'est pas cuit lors de la préparation de la composition, l'amidon n'est pas dégradé thermiquement lors de sa solubilisation, ce qui permet d'obtenir une composition de viscosité supérieure à celle obtenue à partir d'un même amidon ayant subi une étape de cuisson dans le solvant. Selon une variante avantageuse de l'invention, on utilise une composition amylacée liquide d'amidon cationique exempte d'agent conservateur. Lorsque l'amidon cationique est sous forme liquide, on peut observer une dégradation lors de son stockage et du transport du produit. Pour limiter ce phénomène, on doit généralement ajouter un agent biocide, qui peut être choisi parmi les phtalates, par exemple un de ceux commercialisés par Dow Chemical Company sous la marque VINYZENETM. Or, bien que la concentration en agent biocide nécessaire à la conservation de l'amidon sous forme de solution liquide soit faible, ces agents biocides peuvent constituer des constituants non désirés pour le traitement d'une eau et tout particulièrement pour l'obtention d'une eau potable. Le fait que l'amidon soit stocké et transporté sous forme solide limite les problèmes de dégradation. Ceci - 14 - permet de s'affranchir de l'ajout d'un agent conservateur, ceci pouvant être particulièrement intéressant dans un procédé de traitement de l'eau. Ainsi, selon une variante du procédé, on prépare une solution d'amidon cationique exempte d'agent conservateur dans un délai inférieur à vingt-quatre heures avant l'étape d'addition a) à partir d'un amidon cationique sous forme solide, par exemple sous la forme d'une poudre. La composition amylacée utile à l'invention présente une viscosité Brookfield supérieure à 1000 mPa.s dans les conditions du test A.
De préférence, cette viscosité est comprise entre 1100 et 500000 mPa.s, tout préférentiellement entre 10000 et 100000 mPa.s. La composition amylacée comprenant l'amidon cationique peut comprendre en outre des constituants additionnels, tels que des agents biocides déjà décrits.
Selon une des variantes du procédé objet de l'invention, la composition amylacée liquide comprenant l'amidon cationique peut également comprendre un ou plusieurs tannins. Ainsi, la matière sèche de la composition amylacée utile à l'invention peut être constituée exclusivement ou quasi exclusivement d'au moins un amidon cationique mais également contenir un ou plusieurs autres composants comme, par exemple, un agent biocide ou d'autres constituants. Le tannin utile à l'invention, utilisé lors de l'étape de coagulation-floculation, peut être ou non modifié. Par tannin non modifié, on entend selon la présente invention des composés phénoliques ayant une masse molaire allant de 300 à 20000 Da, de préférence de 500 à 3000 Da. De préférence, ces tannins non modifiés sont hydrosolubles. Parmi les tannins, on peut citer les produits de l'estérification des fonctions hydroxyles du glucose ou d'un polyol dérivé du glucose par des acides tels que l'acide gallique, l'acide cinnamique et de manière plus générale les acides polyphénoliques. Plus particulièrement, on peut citer les tannins galliques pouvant provenir des plantes de la famille des fagacées éricacées, géraniacées, acéracées, les tannins ellagiques issus de la réaction du glucose avec l'acide hexahydroxydiphénique, pouvant être issu de la - 15 - noix de galle du chêne, le tannin dihydroellagique issu de l'oxydation du tannin ellagique, les tannins oligomères, formés d'acide gallique, d'acide ellagique et de 2000 à 5000 oses par exemple la rugosine de la reine-des-prés, et l'hamamelitannin de l'hamamélis. Il peut également s'agir de tannins complexes qui sont construits par une unité gallotannin ou ellagitannin comportant une liaison à une catéchine. Un autre type de tannin utile à l'invention peut être les tannins condensés également nommés tannins catéchiques ou proanthocyanidols, qui comprennent des polymères de flavones-3-ol et/ou d'anthocyanidols. A titre d'exemple, on peut citer les procyanidols issus généralement de fruits tels que le catéchol, l'épicatéchol, le gallocatéchol et l'épigallocatéchol. Les procyanidols de type B comprennent une seule liaison interflavanique (en 04 et 08) et les procyanidols de type A comprennent deux liaisons flavanique (en 04 et 08 et 02 et Cl). Ces tannins, en particulier les proanthocyanidols, peuvent être issus du marron d'Inde et de la cannelle, les anthocyanidols (généralement issus du cyprès) peuvent être par exemple le delphinidol et le cyanidol. La plupart des tannins condensés sont des anthocyanidols ou des proanthocyanidols. Le tannin utile à l'invention peut également être un tannin modifié. Par tannin modifié, on entend un polymère comprenant dans son squelette polymérique au moins une unité issue d'un tannin. Selon une première variante, le tannin modifié peut être un copolymère d'un tannin et d'un monomère cationique. Selon une autre variante, le tannin modifié peut être un copolymère d'un tannin, d'un monomère cationique et d'un monomère additionnel, qui peut être un monomère anionique ou un monomère non ionique. De tels tanins sont décrits par exemple dans le brevet US 5,614,103. Le monomère cationique peut être choisi parmi les monomères portant une liaison insaturée éthylénique de type ammonium quaternaire, phosphonium ou sulfonium. Ces monomères peuvent être en particulier des sels ammonium de (méth)acrylamide de dialkylaminoalkyle, des sels ammonium de (méth)acrylates de dialkylaminoalkyle ou des sels ammonium de diallyle dialkyle. Des exemples de ces monomères sont le méthacrylate de méthylaminoéthyle, le méthacrylate de N,N-diméthylaminoéthyle, le chlorure d'acryloyloxyéthyltriméthylammonium (AETAC), le chlorure de méthacryloyloxyéthyltriméthylammonium (METAC), le méthosulfate d'acryloyloxyéthyltriméthylammonium (AETAMS), le méthosulfate de - 16 - méthacryloyloxyéthyltriméthylammonium (METAMS) et le chlorure d'acryloyloxyéthyldiéthylméthyl ammonium. Le monomère anionique peut être choisi parmi les monomères portant une liaison insaturée éthylénique de type acide carboxylique ou acide sulfonique. Ces monomères peuvent être l'acide (méth)acrylique, l'acide itaconique, l'acide maléique, l'acide styrène sulfonique, l'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), l'acide 3-allyloxy-2-hydroxypropane sulfonique ou un de leurs sels. Le monomère non ionique peut être, quant à lui, choisi parmi les monomères non ioniques portant une liaison insaturée éthylénique, comme par exemple, le (méth)acrylamide, le N-methylolacrylamide, le N,N-dimethyl-acrylamide, les esters vinyliques tels que l'acétate ou le propionate de vinyle, les esters (méth)acryliques tels que les (méth)acrylates d'alkyle, les (méth)acrylates d'alkyle hydroxyles, l'éther d'allyle et glycidyle, les éthers d'allyle éthoxylés de polyéthylène glycol ou de polypropylène glycol et les acrylates propoxylés.
Le tannin modifié utile à l'invention peut notamment être obtenu par copolymérisation de 10 à 80% en masse de tannin, de 20 à 90% en masse de monomère cationique, de 0 à 30% en masse de monomère non ionique et de 0 à 20% en masse de monomère anionique, la somme des monomères faisant 100%.
Des exemples typiques de tanins modifiés pouvant être utilisés selon l'invention sont des copolymères de tannin et de monomère cationique dans lesquels les proportions de monomère cationique vont de 50 à 90% en masse, le reste étant constitué de tannin. Le tannin modifié peut être préparé en mélangeant les différents monomères avec le tannin et en initiant la polymérisation à l'aide d'un initiateur radicalaire, en utilisant par exemple les techniques de polymérisation en solution ou en émulsion. Des composés azo, persulfates, peroxydes peuvent être utilisés comme initiateur. Ces initiateurs peuvent être également utilisés en fin de réaction afin de polymériser le monomère résiduel. On peut également utiliser un agent de transfert de chaîne afin de réguler le poids moléculaire du tannin modifié. La masse molaire moyenne en poids peut varier largement et aller de 500 à 2.000.000 g/mol, par exemple de 5.000 à 200.000 g/mol. Le polymère peut être séparé par précipitation ou on peut également utiliser directement la solution aqueuse obtenue à l'issue de la polymérisation. La température de réaction peut varier largement et peut aller en particulier de 20 à - 17 - 100°C, avantageusement de 40 à 70°C. Le pH peut également varier largement et peut être compris entre 2 et 8. Un premier exemple de tannin modifié est un copolymère de tannin et de chlorure d'acryloyloxyéthyltriméthylammonium (AETAC).
Un autre exemple de tannin modifié porte sur un copolymère de tannin et de chlorure d'acryloyloxyéthyltriméthyl ammonium (METAC). Un autre exemple de tannin modifié est un copolymère cationique de tannin et de méthacrylate de N,N-diméthylaminoéthyle. On peut réaliser ce copolymère par un procédé comprenant une étape de polymérisation du méthacrylate de N,N- diméthylaminoéthyle suivie d'une étape de cationisation du polyméthacrylate à l'aide d'acide chlorhydrique, suivie d'une étape de copolymérisation du polyméthacrylate cationisé avec le tannin. Selon une variante préférée, le tannin modifié est obtenu par réaction d'un tannin, d'une amine et d'un aldéhyde comme ceux décrits dans le brevet US 4,558,080. Selon ce dernier, les constituants réagissent à pH acide en selon un ratio molaire amine / tannin allant d'environ 1,5 : 1 à 3 : 1. Ces tanins modifiés peuvent être de type tannin/mélamine/formaldéhyde ou tannin/monoéthanolamine/ formaldéhyde.
De préférence, le tannin modifié est un tannin cationique. Le niveau de cationicité peut être mesuré de plusieurs façons, par exemple par mesure d'ionicité à l'aide d'un détecteur de flux de type Streaming Current Detector (SCD), par titration à l'aide de polyéthylènesulfonate de sodium. De préférence, l'ionicité du tannin cationique va de 100 à 5000, tout préférentiellement de 500 à 3500 pK' par gramme de tannin.
Bien que d'autres agents coagulants puissent être utilisés lors du procédé, ce dernier peut être réalisé sans autre agent coagulant supplémentaire, en particulier sans polyacrylamide, sans sel métallique et sans argile.
L'étape de coagulation-floculation peut être réalisée de manière classique. Durant les premières étapes a) et b) de l'étape de coagulation-floculation, on coagule les particules pour ensuite former les flocs dans une cuve de coagulation-floculation. Cette cuve peut comprendre un premier bassin dit « bassin de coagulation » et un second bassin dit « bassin de floculation », où la vitesse d'agitation est plus - 18 - importante dans le premier que dans le second. Avantageusement, la composition d'amidon et le tannin sont introduits dans le bassin de coagulation. Dans le cas d'un procédé continu, la solution aqueuse à traiter est introduite dans ladite cuve par l'intermédiaire d'une pompe, ce qui permet de régler ainsi le débit d'introduction. La durée de l'étape de coagulation floculation dépend alors de ce débit et du volume des cuves utilisées. Le tannin et l'amidon utiles à l'invention peuvent être mélangés à la solution aqueuse à traiter soit préalablement à l'introduction de cette solution dans la cuve de coagulation-floculation, soit directement dans la cuve par une seconde entrée prévue à cet effet. La durée de cette étape de coagulation- floculation dépend directement du volume de la cuve et du débit choisi. L'eau ou solution aqueuse à traiter peut éventuellement subir un prétraitement d'ajustement de son pH. Préférentiellement, le pH de la solution aqueuse comprenant des solides en suspension va de 6 à 8,5.
Pour éliminer les flocs et ainsi pouvoir récupérer l'eau purifiée et réaliser l'étape de séparation c), on peut utiliser au choix une technique de décantation ou de flottation. Ces techniques, bien connues de l'homme du métier, pourront être mises en oeuvre dans des installations standard de traitement de l'eau. Préférentiellement, on réalise à l'étape c) une décantation des flocs formés.
Lorsque cette étape de séparation est réalisée par décantation, on peut introduire également dans la cuve de coagulation-floculation un agent susceptible de lester les flocs formés, tels que du sable micrométrique. Ces flocs lestés sont transférés avec la solution aqueuse dans le décanteur, ce qui permet d'améliorer la vitesse de séparation dans l'étape ultérieure de décantation.
Le décanteur peut être un décanteur statique ou un décanteur lamellaire. Le décanteur peut être équipé de racleur de fond pour une meilleure captation des boues décantées. Le décanteur statique est le décanteur le plus classique : il est constitué d'une simple cuve dans laquelle les particules coagulées se déposent au fond de la cuve pour former des boues et on récupère l'eau purifiée ayant subi la décantation par surverse. Les décanteurs lamellaires permettent également d'accélérer la décantation des particules coagulées en comparaison avec les décanteurs statiques. On peut également citer comme décanteur possible à utiliser ceux connus sous le nom « Pulsator » et commercialisés par Degrémont. - 19 - A la suite de l'étape de coagulation-floculation, on peut avantageusement réaliser une étape de purification ultérieure. Il peut s'agir par exemple d'une étape de filtration. Comme déjà exposé, l'étape de 5 coagulation-floculation utilisée dans le procédé selon l'invention est alors particulièrement intéressante. Cette étape de filtration de l'eau peut être une étape de microfiltration, d'ultrafiltration ou encore de nanofiltration. On utilise pour cela des filtres tels que les filtres comprenant du sable, de l'anthracite voire des charbons actifs. Il est également 10 possible d'utiliser des membranes de polymères organiques, notamment de polypropylène, de polyacrylamide ou de polysulfone. On peut également réaliser une filtration de l'eau par osmose inverse à l'aide d'une membrane semi-perméable afin d'en éliminer les solutés. On peut également réaliser une étape de désinfection de l'eau. Il existe de 15 nombreuses techniques de désinfection des liquides. On peut la réaliser en utilisant de l'ozone, par traitement à l'aide de rayonnements ultraviolet ou encore en utilisant du dioxyde de chlore. On obtient à la fin du procédé une eau potable, dont la turbidité est avantageusement 20 inférieure à 1 UTN. Un autre objet de l'invention porte sur une composition liquide apte à être utilisée dans le procédé selon l'invention décrit précédemment. Ladite composition liquide comprend ainsi un amidon cationique solubilisé et au moins un tannin tels que définis 25 précédemment, et présente une viscosité, mesurée selon un test A, supérieure à 1000 mPa.s, ce test A consistant à ajuster la masse sèche en amidon cationique de la composition liquide à 10% puis de mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de la composition résultante. De préférence, la viscosité de la composition liquide, mesurée selon le test A, est comprise entre 1100 et 500000 mPa.s, de préférence entre 10000 30 et 100000 mPa.s. Cette composition présente de préférence un ratio massique amidon cationique / tannin qui va avantageusement de 5/95 à 55/45, préférentiellement de 10/90 à 40/60, tout préférentiellement de 15/85 à 30/70. - 20 - De préférence, le tannin est un tannin modifié. Le pH de la composition liquide est de préférence compris entre 3 et 7.
Des modes de réalisation vont maintenant être détaillés dans les exemples qui suivent. Il est précisé que ces exemples illustratifs ne limitent d'aucune façon la portée de la présente invention.
Exemples Exemple 1 : Comparaison de différents coagulants pour abaisser la turbidité d'une eau de rivière Produits utilisés : Tanfloc SH : Tannin modifié extrait d'écorce d'acacia sous forme poudre commercialisé par la société Lansdowne Chemicals. Une solution de ce tannin est préparée à 5% en masse sous agitation à température ambiante pendant une heure. « A» : Composition amylacée liquide contenant un amidon cationique solubilisé dont la viscosité Brookfield est, selon le test A, de 11000 mPa.s. Cette composition, solution « A» est obtenue à partir d'un amidon cationique (base pomme de terre) comprenant 1,2% d'azote fixé (exprimé en poids sec/sec), soit un degré de substitution de 0,16. Cet amidon est soluble dans l'eau à 20°C. La composition/solution est préparée à 1% d'amidon en masse dans l'eau sous agitation à température ambiante pendant une heure. « B» : Composition amylacée liquide contenant un amidon cationique solubilisé dont la viscosité Brookfield est, selon le test A, de 800 mPa.s. Cette composition, solution « B» est obtenue à partir d'un amidon cationique (base pomme de terre) avec un degré de substitution de 0,16. Cet amidon est soluble dans l'eau à 20°C. La composition/solution est préparée à 1% en masse d'amidon dans l'eau sous agitation à température ambiante pendant une heure. - 21 - Protocole : Plusieurs systèmes sont évalués par Jar-Test dans le but de rendre potable une eau prélevée dans la Lys. L'eau est chargée de carbonate de calcium (Mickart 5, diamètre moyen 5pm) jusqu'à atteindre une turbidité de 100UTN. 5 grammes de sable (diamètre <100pm) sont ajoutés à 1L d'eau sous agitation, puis le coagulant (ou le mélange de coagulants) est ajouté à la dose de 4 mg/L d'eau à traiter, sous agitation à 200 tpm pendant 3 minutes. L'agitation est ensuite arrêtée et la turbidité du surnageant est mesurée après 3 minutes de décantation. La dose de coagulant utilisé est indiquée en milligramme de matière active par litre d'eau à traiter (mg/L). Les résultats obtenus sont reportés dans le Tableau 1.
Tableau 1 Coagulant (mg/L) Turbidité du Réduction de turbidité en % par rapport à l'eau brute Réduction de turbidité en (3/0 par rapport à l'eau traitée surnageant tannin (UTN) Tannin Composition composition amylacée amylacée liquide « A » liquide « B» 4 2,0 98 Référence 4 4,0 96 +100 4 7,0 93 +250 3 1 0,9 >99 -55 3 1 2,0 98 0 Dans ces conditions, utilisé seul, le tannin est le meilleur coagulant et permet une réduction de turbidité de 98%. Cependant, cela reste généralement insuffisant pour être utilisé en potabilisation où la turbidité doit généralement être très faible, souvent inférieure à 1 UTN. En mélange avec une composition amylacée liquide visqueuse telle que la composition, solution « A », la turbidité est inférieure à 1 UTN, soit plus de 99% de réduction, ce qui permet une utilisation particulièrement avantageuse en potabilisation. - 22 - Cela se traduit par une amélioration de 50% par rapport au traitement avec le tannin utilisé seul. En revanche, cette synergie n'apparait pas en mélange avec une composition amylacée peu visqueuse telle que la composition, solution « B» (pas de réduction de turbidité par rapport au tannin utilisé seul). Exemple 2: Détermination du dosage optimal de coagulant à base d'amidon cationique et de tannin Le mélange selon l'invention de tannin (Tanfloc SH) et d'une solution d'amidon cationique « A », présentant un ratio massique amidon cationique/tannin de 25: 75, est testé en Jar Test à différentes doses selon le protocole de test de l'exemple 1 en comparaison avec le tannin utilisé seul. Les résultats obtenus sont répertoriés dans le Tableau 2.
Tableau 2 Dose de tannin Dose de mélange Turbidité du Réduction de (mg/L) tannin + amidon surnageant (UTN) turbidité en (3/0 (mg/L) 0 100 0 4 2,9 97,1 6 1,7 98,3 8 0,6 >99 2 2,3 97,7 4 0,7 >99 6 0,5 >99 8 0,4 >99 On observe pour un tel mélange une très forte réduction de la turbidité, notamment plus de 99% de réduction de turbidité et ceci avec dès 4 au lieu de 8 mg/L pour le tannin utilisé seul. Le mélange selon l'invention permet donc d'utiliser une quantité massique moitié moindre de coagulant pour atteindre un même niveau de performance. - 23 - Exemple 3: Détermination du ratio optimal amidon cationique : tannin Un mélange de tannin (Tanfloc SH) et de composition amylacée d'amidon cationique « A» est testé en Jar Test, à différents ratios amidon cationique / tannin, pour un dosage total de 4 mg/L. Le protocole de test est le même que celui de l'exemple 1. Ici l'absorbance à 254nm du surnageant non filtré est également mesurée. Les résultats sont reportés dans le Tableau 3. Ils sont également représentés sur la figure 1, dans laquelle la turbidité est représentée en fonction du pourcentage de tannin par rapport à la quantité totale de tannin et d'amidon cationique. Tableau 3 Ratio amidon Turbidité Réduction de Absorbance / tannin (UTN) turbidité en (3/0 0/100 1,7 98,3 0,074 20/80 0,6 >99 0,069 25/75 0,7 >99 0,072 40/60 1,3 98,7 0,080 60/40 2,9 97,1 0,096 80/20 3,3 96,7 0,089 100/0 3,6 96,4 0,075 Lorsque le ratio amidon : tannin est de l'ordre de 25 : 75, la turbidité est réduite de plus de 99%. La couleur est également à un niveau faible. Exemple 4: Utilisation de différentes compositions liquides amylacées d'amidon cationique utiles à l'invention Compositions liquides amylacées utilisées : « A» : composition décrite à l'exemple 1. « C» : Composition liquide amylacée contenant un amidon cationique dont la viscosité Brookfield est, selon le test A, de 22000 mPa.s. Cette composition, solution - 24 - « C» est obtenue à partir d'un amidon cationique prégélatinisé (base pomme de terre) comprenant 0,4% d'azote fixé (exprimé en poids sec/sec), soit un degré de substitution de 0,05. Cet amidon est soluble dans l'eau à 20°C. La composition liquide ou solution est préparée à 1% en masse d'amidon sous agitation dans l'eau à température ambiante pendant une heure. « D» : Composition liquide amylacée contenant un amidon cationique solubilisé dont la viscosité Brookfield est, selon le test A, de 86000 mPa.s. Cette composition liquide ou solution « D » est obtenue à partir d'un amidon cationique (base pomme de terre) comprenant 0,3% d'azote fixé (exprimé en poids sec/sec), soit un degré de substitution de 0,04. La solution est préparée dans l'eau à 1% en masse d'amidon d'une solution à 95°C pendant 15 minutes. Des mélanges de tannin (Tanfloc SH) et de compositions liquides amylacées « A », « C» et « D» sont préparés en ratio amidon / tannin égal à 25: 75, à 5% en masse de matière active. Ils sont testés en Jar Test pour un dosage total de 4 mg/L d'eau à traiter. Le protocole de test est le même que celui de l'exemple 1. Les trois mélanges sont conservés à 20°C puis testés à nouveau après 17 jours. Les résultats sont reportés dans le Tableau 4.
Tableau 4 Composition Mélange testé à j=0 Mélange testé à j=17 liquide amylacée utilisée dans le mélange Turbidité Réduction de Turbidité Réduction de (UTN) turbidité en (3/0 (UTN) turbidité en (3/0 A 0,4 >99 0,5 >99 C 0,5 >99 0,7 >99 D 0,4 >99 0,6 >99 Toutes ces solutions d'amidon et de tannin permettent de réduire plus de 99% de la turbidité. De plus, elles sontstables plusieurs semaines. - 25 - Exemple 5 : Utilisation de différents tannins Tannins utilisés : Les trois tannins testés sont commercialisés par la société Lansdowne Chemicals comme produits de traitement de l'eau. Le niveau de cationicité du tannin est déterminé en mesurant son ionicité par un détecteur de flux de type Streaming Current Detector (SCD), par titration à l'aide de polyethylenesulfonate de sodium.
Tanfloc POP : Tannin modifié extrait d'écorce d'acacia cationique (+850eq/g) Tanfloc SH : Tannin modifié extrait d'écorce d'acacia cationique (+2500eq/g) Tanfloc SG : Tannin modifié extrait d'écorce d'acacia cationique (+3100eq/g) Les différents tannins sont préparés en mélange avec l'amidon « A» avec un ratio amidon/tannin de 25: 75, à 5% en masse dans l'eau. Ces solutions sont testées en Jar-Test à un dosage de coagulants de 10 mg/L d'eau à traiter. Le protocole de test est le même que celui de l'exemple 1. L'absorbance à 254nm du surnageant non filtré est également mesurée. Les résultats sont reportés dans le Tableau 5.
Tableau 5 Solution de Turbidité (UTN) Réduction de Absorbance tannin utilisée turbidité en (3/0 dans le mélange Tanfloc POP 0,9 >99 0.091 Tanfloc SH 0,4 >99 0.085 Tanfloc SG 0,9 >99 0.100 Les solutions testées comprenant chacune un tanin différent permettent de réduire la turbidité de plus de 99%.25

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de potabilisation d'une solution aqueuse ayant des solides en suspension, contenant une étape de coagulation-floculation qui comprend : a) une étape d'addition de coagulants dans la solution aqueuse à traiter, suivie ; b) d'une étape d'agitation de la solution aqueuse ainsi additionnée ; c) d'une étape de séparation des solides coagulés par décantation ou flottation ; d) d'une étape de récupération d'une eau purifiée ; caractérisé en ce que les coagulants additionnés à l'étape a) comprennent au moins un tannin modifié ou non et une composition liquide amylacée contenant un amidon cationique solubilisé, ladite composition liquide amylacée présentant une viscosité, mesurée selon un test A, supérieure à 1000 mPa.s, ce test A consistant à ajuster la masse sèche en amidon cationique de la composition liquide amylacée à 10% puis de mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de la composition résultante.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tannin et la composition amylacée liquide sont additionnés séparément à l'étape a).
  3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tannin et la composition amylacée liquide sont additionnés simultanément à l'étape a).
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que le tannin et la composition amylacée liquide sont additionnés à l'étape a) par l'intermédiaire d'une composition liquide M comprenant à la fois l'amidon cationique solubilisé et le tannin.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la viscosité de la composition liquide amylacée comprenant l'amidon cationique, mesurée selon le test A, est comprise entre 1100 et 500000 mPa.s.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la viscosité de la composition liquide amylacée comprenant l'amidon cationique, mesurée selon le test A, est comprise entre 10000 et 100000 mPa.s.- 27 -
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 5 ou 6, caractérisé en ce que le délai entre l'addition du tannin et l'addition de la composition amylacée liquide est inférieur à 120 secondes.
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité totale d'amidon cationique et de tannin dans la solution aqueuse à traiter va de 1 à 500 mg/L d'eau à traiter, préférentiellement de 3 à 10 mg/L.
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ratio massique amidon cationique / tannin va de 10/90 à 40/60.
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de séparation c) est une étape de décantation.
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, ultérieurement à l'étape de coagulation-floculation, une étape de filtration de l'eau purifiée.
  12. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la turbidité de l'eau purifiée obtenue à l'issue de l'étape d) est inférieure ou égale à 1,5 UTN, préférentiellement inférieure à 1 UTN.
  13. 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tannin est un tannin modifié.
  14. 14. Composition liquide apte à être utilisée dans le procédé selon l'une des revendications 1 et 3 à 13, comprenant un amidon cationique solubilisé et au moins un tannin, modifié ou non, caractérisée en ce que ladite composition liquide présente une viscosité, mesurée selon un test A, supérieure à 1000 mPa.s, ce test A consistant à ajuster la masse sèche en amidon cationique de la composition liquide à 10% puis de mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de la composition résultante.- 28 -
  15. 15. Composition selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la viscosité de la composition liquide, mesurée selon le test A, est comprise entre 10000 et 100000 mPa.s.
  16. 16. Composition selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que le ratio massique amidon cationique / tannin va de 10/90 à 40/60.
  17. 17. Composition selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisée en ce que le tannin est un tannin modifié.
  18. 18. Composition selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisée en ce qu'elle présente un pH compris entre 3 et 7.10
FR1257322A 2012-07-27 2012-07-27 Procede de potabilisation Active FR2993876B1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1257322A FR2993876B1 (fr) 2012-07-27 2012-07-27 Procede de potabilisation
PCT/FR2013/051805 WO2014016529A1 (fr) 2012-07-27 2013-07-26 Procede de potabilisation
EP13756602.2A EP2877428A1 (fr) 2012-07-27 2013-07-26 Procede de potabilisation
CN201380039776.8A CN104640817B (zh) 2012-07-27 2013-07-26 水净化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1257322A FR2993876B1 (fr) 2012-07-27 2012-07-27 Procede de potabilisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2993876A1 true FR2993876A1 (fr) 2014-01-31
FR2993876B1 FR2993876B1 (fr) 2015-02-27

Family

ID=47137851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1257322A Active FR2993876B1 (fr) 2012-07-27 2012-07-27 Procede de potabilisation

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2877428A1 (fr)
CN (1) CN104640817B (fr)
FR (1) FR2993876B1 (fr)
WO (1) WO2014016529A1 (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11124711B2 (en) * 2017-05-09 2021-09-21 Baker Hughes Holdings Llc Demulsifier or water clarifier activity modifiers
CN110698566B (zh) * 2019-10-31 2021-02-02 内江师范学院 一种用于微藻捕捉的絮凝剂及其制备方法和应用
CN110642357B (zh) * 2019-10-31 2021-01-26 内江师范学院 一种用于微藻捕捉的絮凝剂及其制备方法和应用
CN116002834B (zh) * 2023-01-16 2023-06-23 山东蓝昕环保测试分析有限公司 重金属有机耦合剂及应用于污水处理的处理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602533A (zh) * 2009-07-13 2009-12-16 西南化工研究设计院 一种控制蓝藻水华的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576594B2 (en) * 1996-10-28 2003-06-10 Bay Chemical And Supply Company Water treatment process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602533A (zh) * 2009-07-13 2009-12-16 西南化工研究设计院 一种控制蓝藻水华的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014016529A1 (fr) 2014-01-30
CN104640817B (zh) 2016-12-07
FR2993876B1 (fr) 2015-02-27
EP2877428A1 (fr) 2015-06-03
CN104640817A (zh) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2998290A1 (fr) Procede de potabilisation
EP2925681B1 (fr) Procede d&#39;epaississement ou de deshydratation de boues
CA2569722C (fr) Produit solide compacte bicouche de purification d&#39;eau
EP2084109B1 (fr) Produit solide compacte bicouche de potabilisation d&#39;eau et procédé de préparation
CA2088602A1 (fr) Chaine de traitement des eaux de surface a barriere de securite et applications
WO2006010849A1 (fr) Utilisation d&#39;amidon eventuellement modifie et eventuellement insoluble pour l&#39;elimination de substances organiques naturelles dans des liquides
EP2877428A1 (fr) Procede de potabilisation
EP1778395A1 (fr) Utilisation d&#39;une gomme vegetale eventuellement modifiee et eventuellement insoluble pour l&#39;elimination de substances organiques naturelles ou synthetiques dans des liquides
EP2734477A1 (fr) Procede de potabilisation
EP3102544B1 (fr) Procede d&#39;epaississement ou de deshydratation de boues
WO2011131632A1 (fr) Procédé de traitement d&#39;eau par floculation lestée mettant en oeuvre un agent floculant d&#39;origine naturelle
EP3191412B1 (fr) Gestion active des lits fluidises de charbon actif
FR3016877A1 (fr) Procede de traitement de l&#39;eau
FR2904622A1 (fr) Procede de traitement de lixiviat.
EP2566820A1 (fr) Procede de traitement d&#39;une eau usee issue de la synthese d&#39;un polymere vinylique halogene
EP2545005A2 (fr) Produit solide compacte bicouche de purification d&#39;eau
FR2981928A1 (fr) Procede de traitement d&#39;une eau usee issue de la synthese d&#39;un polymere vinylique halogene

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6