Le traitement des eaux usées fait appel à une grande variété d'agents chimiques, qui peuvent être classés, de manière générale, dans les grandes catégories suivantes en fonction de leurs fonctions et de leurs mécanismes d'action :
1. Coagulants et floculants
Il s'agit de la catégorie de produits chimiques la plus importante et la plus couramment utilisée dans le traitement des eaux usées. Ils servent principalement à éliminer les matières en suspension (MES), les particules colloïdales et certaines matières organiques présentes dans l'eau.
- Mécanisme d'action: En neutralisant la charge à la surface des particules (coagulation) et en provoquant l'agrégation des particules déstabilisées en flocs plus gros (floculation), ce qui accélère les processus de séparation solide-liquide tels que la sédimentation ou la flottation.
- Principaux types:
- Coagulants inorganiques:
- Sels d'aluminium: comme le sulfate d'aluminium et l'alun. Chlorure de polyaluminium (PAC) Il s'agit actuellement du floculant polymère inorganique le plus couramment utilisé, qui présente des avantages tels qu'une large plage de pH d'application (5-9), une formation rapide de flocs et une faible corrosivité.
- Sels de fer: Tels que le chlorure ferrique, le sulfate ferreux et le sulfate polyferrique (PFS). Les flocs formés par les sels de fer sont denses et se déposent rapidement ; ils donnent de bons résultats dans le traitement des eaux à basse température et à forte turbidité, mais sont plus corrosifs.
- Floculants biologiques:
- Polyacrylamide (PAM) : Il s'agit du floculant polymère organique le plus couramment utilisé, disponible sous forme anionique, cationique et non ionique. Il est particulièrement efficace lors de l'étape de déshydratation des boues. Pour répondre à votre question précédente concernant les eaux usées issues de la production de café, si l'utilisation de PAM s'avère nécessaire, on opte généralement pour la version anionique.
- Floculants à base de polymères naturels:
- Sources: Tels que le chitosane, l'amidon modifié et les gommes végétales. Ces agents sont non toxiques, facilement biodégradables et génèrent moins de boues. Des recherches montrent que les coagulants naturels, comme les graines de moringa et l'aloe vera, ont des effets significatifs sur le traitement des eaux usées issues de la production de café.
- Coagulants inorganiques:
2. Régulateurs de pH
- Mécanisme d'action: Ajuster le pH des eaux usées à un niveau neutre ou à la plage spécifique requise par un procédé donné, au moyen de réactions de neutralisation. De nombreux procédés de traitement biologique (par exemple, les boues activées) et réactions chimiques (par exemple, la coagulation) nécessitent des conditions de pH spécifiques pour fonctionner efficacement.
- Principaux types:
- Agents alcalins: Parmi les plus couramment utilisés, on trouve la chaux (hydroxyde de calcium), la soude caustique (hydroxyde de sodium) et le carbonate de sodium.
- Agents acides: Parmi les plus couramment utilisés, on trouve l'acide sulfurique et l'acide chlorhydrique.
3. Désinfectants et biocides
- Mécanisme d'action: Éliminer les micro-organismes pathogènes (par exemple, les bactéries et les virus) présents dans les eaux usées afin de prévenir la transmission de maladies, et limiter la prolifération microbienne dans le système de traitement pour empêcher la formation de boues biologiques.
- Principaux types:
- Désinfectants oxydants: Tels que le chlore gazeux, l'hypochlorite de sodium, le dioxyde de chlore et l'ozone. Il s'agit de la méthode de désinfection la plus courante dans le traitement des eaux usées, qui repose sur une forte oxydation pour détruire les structures cellulaires microbiennes.
- Biocides non oxydants: Tels que les sels d'ammonium quaternaire, le glutaraldéhyde et le dithiocyanate de méthane. Ces agents détruisent les micro-organismes par leurs effets toxiques et sont couramment utilisés pour lutter contre la prolifération bactérienne et algale dans les systèmes de refroidissement à circulation d'eau.
4. Autres produits chimiques fonctionnels
| Catégorie | Fonction principale | Exemples courants |
|---|---|---|
| Inhibiteurs de corrosion | Forme un film protecteur sur les surfaces métalliques afin de prévenir ou de ralentir la corrosion des équipements de traitement, des canalisations et des systèmes de recirculation d'eau. | Phosphates, molybdates, sels de zinc, phosphonates organiques (par exemple, HEDP, ATMP). |
| Inhibiteurs de tartre | Empêcher le calcium, le magnésium et d'autres ions responsables de la dureté de l'eau de former du tartre sur les tuyaux et les surfaces des échangeurs de chaleur grâce à la chélation, à la dispersion et à d'autres mécanismes. | Phosphonates organiques, acide polyacrylique et ses copolymères. |
| Agents complexants / Précipitants de métaux lourds | Réagit avec les ions de métaux lourds (par exemple, le cuivre, le plomb, le mercure, le cadmium) présents dans les eaux usées pour former des précipités insolubles, ce qui permet de les éliminer. | Composés soufrés organiques (par exemple, le TMT-15), xanthates, etc. |
| Agents antimousse | Éliminer ou réduire la mousse excessive générée lors des processus de traitement tels que l'aération et le brassage, afin d'éviter tout débordement de mousse susceptible de nuire au bon fonctionnement des installations et à l'efficacité de l'aération. | Polyéthers, silicones, silicones modifiées par des polyéthers, etc. |
| Agents oxydants et réducteurs | Utilisé pour traiter certains polluants spécifiques, tels que les cyanures ou les sulfures, en les transformant en substances non toxiques ou facilement éliminables par des réactions d'oxydation ou de réduction. | Oxydants : oxydants à base de chlore, peroxyde d'hydrogène, ozone, etc. ; Réducteurs : sulfate ferreux, bisulfite de sodium, etc. |
| Adsorbants | Tirer parti de leur structure poreuse à grande surface spécifique pour adsorber physiquement ou chimiquement les matières organiques dissoutes, les ions de métaux lourds, la couleur, etc., présents dans les eaux usées. | Charbon actif (en poudre ou en granulés), zéolite, résines, etc. L'utilisation de déchets agricoles pour la fabrication d'adsorbants est un domaine de recherche très en vogue depuis quelques années. |
| Agents de déshydratation des boues | Améliorer la déshydratabilité des boues en libérant l'eau liée afin de faciliter la déshydratation mécanique, ce qui permet de réduire le volume des boues. | Principalement du polyacrylamide cationique (CPAM), parfois utilisé en association avec des coagulants inorganiques. |
Résumé: Le choix des produits chimiques destinés au traitement des eaux usées est une tâche d'ingénierie systématique qui doit être déterminée en fonction des caractéristiques spécifiques de la qualité de l'eau, des objectifs de traitement (par exemple, la conformité aux normes de rejet, la réutilisation), du schéma de traitement et des budgets alloués. Dans la pratique, plusieurs produits chimiques sont souvent utilisés en combinaison afin d'obtenir des performances de traitement optimales et une rentabilité maximale.
