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Dihang, Moïse Désiré. Mécanisme de coagulation et de floculation de suspensions d'argiles diluées rencontrées en traitement des eaux

Dihang, Moïse Désiré (2007) Mécanisme de coagulation et de floculation de suspensions d'argiles diluées rencontrées en traitement des eaux.

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Résumé en francais

Mécanismes de coagulation et de floculation de suspensions d'argiles diluées rencontrées en traitement des eaux La latérite est la principale matière en suspension dans les eaux de rivière (eaux brutes) des régions tropicales. Son élimination est le principal enjeu du processus de potabilisation de ces eaux. La latéritique est une argile qui confère à l'eau un aspect trouble de couleur rougeâtre, y compris à de très faibles concentrations. Au-delà de 160 NTU de turbidité initiale (TI), les particules de latérite en suspension subissent une auto-floculation qui modifie les paramètres de coagulation et de floculation respectivement par des sels métalliques hydrolysables et des polymères. Ainsi, en-deçà de 160 NTU, la concentration critique de coagulation (CCC) de la latérite par le chlorure d'aluminium augmente avec la TI, tandis qu'au-delà de 160 NTU, la CCC diminue quand la TI augmente. La concentration maximale de coagulant ajoutée à la CCC et quelle que soit la TI est de l'ordre du quart des valeurs prescrites par les normes pour l'eau potable. Le potentiel Zeta semble être un paramètre plus pertinent que la turbidité résiduelle (TR) pour étudier la coagulation de telles suspensions. Dans tous les cas et quelle que soit la TI, le potentiel Zéta à la CCC est proche -20 MV. La floculation, par des polyacrylamides non ioniques (PAM-N), cationiques (PAM-C), ou anioniques (PAM-A) de poids moléculaire élevé favorise la réduction de la turbidité des suspensions coagulées. Cette réduction est indépendante de la quantité de polymère ajouté lorsque la suspension est coagulée à la CCC. Dans les autres cas, la réduction de la turbidité dépend de la concentration de polymère ajouté. Au contraire de suspensions de TI faible, la floculation n'améliore pas sensiblement l'efficacité de la coagulation pour les suspensions de TI élevée. A de faibles concentrations, PAM-N et PAM-A ne modifient pas sensiblement le potentiel Zeta des particules de latérite, ce qui permet d'utiliser le potentiel zéta comme un paramètre adéquat pour le suivie de la déstabilisation de suspensions de latérite par coagulation et floculation. Les particules de latérite sont par contre très sensibles à la présence de PAM-C, qui induit des inversions de charge de surface même à très faibles concentrations. Quelle que soit le polymère employé et la TI, la concentration critique de floculation est inférieure à 0,1 mgL-1. La filtration du surnageant de suspensions de latérite déstabilisées par coagulation et floculation est la dernière étape du processus de clarification. Cette filtration n'est efficace que lorsque les particules présentes dans la suspension à filtrer s'agrègent pour donner des amas plus volumineux. Cette agrégation détectable au Turbiscan Online est favorisée par l'agitation lente d'une suspension contenant des particules et suffisamment de coagulant et de floculant. Pour des suspensions de TI 30 NTU, la meilleure combinaison de AlCl3/PAM-N est de -10 mV/4.5 mgg-1 de particules de latérite. A TI 300NTU, cette combinaison est de -13 mV/0,7 µgg-1 de particule de latérite. Néanmoins, à des TI élevées, une optimisation du filtre est nécessaire pour atteindre les turbidités résiduelles prescrites pour les eaux potables.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Aimar, Pierre
Kayem, Joseph
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de génie chimique, UMR 5503 ; Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agro-Industrielles de Ngaoundére (ENSAI)
Mots-clés libres :Latérite - Eaux de rivière - Potabilisation - Coagulation - Chlorure d'aluminium - Floculation - Polyacrylamide - Filtration - Agrégation - Turbidité - Potentiel zéta
Sujets :Sciences de l'environnement
Déposé le :01 Sep 2010 11:36