Chapitre 4 Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la précipitation ?

A

Passage de composés dissous dans une solution à l’état solide. (à lieu avec les composés dissous)

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2
Q

Qu’est-ce que la coagulation ?

A

Formation de petites particules par effet chimique (ajout acide) ou physique (chauffage). (à lieu avec des particules colloïdales)

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3
Q

Qu’est-ce que la floculation ?

A

Agglutination ou agglomération des particules de matières minérales et organiques indésirables présentes dans l’effluent par ajout d’agents floculants.

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4
Q

Qu’est-ce que la décantation ?

A

Méthode de séparation des matières en suspension sous l’action de la pesanteur

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5
Q

Quelles sont les étapes de la précipitation ?

A
  1. ajout d’un réactif soluble
  2. Permutation ou combinaison avec les ions indésirables de l’effluent
  3. Formation d’un composé insoluble ou très peu soluble qui précipite jusqu’à sa limite de solubilité
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6
Q

Quelle est la classification des particules ?

A
  • d < 0,001, état dissous, ex. sels Na, Mg…
    -0,001 < d < 1, état colloïdale (solides non décantables), ex. Oxydes et hydroxydes, argile, huiles et graisses, bactéries
  • d > 1, solides décantables, ex. Limon, sables, pollen
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7
Q

Quelles sont les caractéristiques des particules colloïdales ?

A
  • Rapport surface/volume élevé
  • Importance des phénomènes de surface
  • La stabilité d’une suspension colloïdale résulte de charges électriques de surface (forces répulsive) qui empêchent les particules de s’agglomérer
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8
Q

Quel est le rôle de la coagulation ?

A

Vaincre et annuler les forces répulsives (forces électrique négative) entre particules en utilisant des réactifs permettant l’agglomération des particules et la formation de petits flocs.

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9
Q

Quels sont les principaux réactifs utilisés lors de la coagulation et de la précipitation ?

A

la chaux, les sels d’aluminium et de fer

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10
Q

Qu’est-ce que la floculation ?

A

Elle emploie des agents floculants permettant l’agglomération des particules en suspension en flocs volumineux qui décantent facilement. (formation de flocs d’environ 1 cm)

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11
Q

Quelle quantité d’agent précipitants et coagulants doit-on utiliser?

A

En fonction de la concentration en MES de l’effluent:
30-500 mg/L pour les effluents industriels (IAA) + 2g/L pour le lisier brut

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12
Q

Quels sont les principaux agents floculants ?

A
  • Polyélectrolytes: polymères de hauts poids moléculaire à structures linéaires et solubles dans l’eau
  • Polymères:
    - Anioniques (-)
    - Cationique (+)

Le floc va se rassembler le long du polymère
Utilisation de 0.2 à 2 mg/L

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13
Q

Sous quelle forme le phosphore est-il majoritairement présent ?

A

minérale particulaire et colloïdale
> 80% dans le cas du lisier de porc

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14
Q

Cas du phosphore dans les effluents agricoles et agroalimentaires.

A

Lire slide 13 à 18, chap. 4

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15
Q

Qu’est-ce que la décantation ?

A

Séparation solide/liquide : on met à profit les différences de densité entre les phases liquide et solide (phase solide plus dense).

Technique de séparation suit habituellement l’étape de précipitation, coagulation et floculation.

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16
Q

Nommez les 4 types de décantations

A

Type I: Décantation de particules isolées
Type II: Décantation de particules floculantes
Type III: Décantation en zone
Type IV: Décantation par compression

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17
Q

Décrivez la décantation de particules isolées.

A
  • en milieu dilué (50<MES<500 mg/L) pour des particules non floculantes
  • les particules décantent indépendamment les unes des autres
  • la vitesse de chute des particules est constante: vitesse terminal de chute. (formule de vitesse en régime laminaire pour une particule sphérique)
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18
Q

Décrivez la décantation de particules floculantes.

A
  • en milieu dilué (50<MES<500 mg/L)
  • les particules s’agrègent pour former des flocs de plus en plus gros
  • la vitesse augmente avec la taille des flocs
    (*analyse théorique complexe)
19
Q

Décrivez la décantation en zone.

A
  • Pour des particules floculantes dans un milieu assez concentré (MES>500 mg/L)
  • Les flocs ne décantent pas de façon indépendante mais en bloc
  • Décantation d’ensemble freinée
20
Q

Décrivez la décantation par compression.

A
  • le milieu est très concentré
  • les particules forment une structure
    -la sédimentation résulte de la compression de cette struture
21
Q

Film bonus

A

Voir chap. 4 slide 22 pour décantation en milieu concentré.
(clignez des yeux pour que l’image flash)

22
Q

Quels sont les 3 types de décanteurs?

A
  • décanteurs classiques (voir photo slide 24)
  • décanteurs lamellaires (voir photo slide 25)
  • décanteurs centrifuges
23
Q

Décrivez le décanteur classique.

A

Les particules sont considérées indépendantes et tombent à leur propre vitesse. L’écoulement doit être laminaire, sans turbulences, ni courants. Le principe est que les particules atteignent le fond du décanteur avant de sortir.

24
Q

Décrivez le décanteur lamellaire.

A

le principe est basé sur l’utilisation de lamelles proches les unes des autres pour accroître la surface de décantation disponible par volume de décanteur. L’évacuation de la phase solide se fait grâce à l’inclinaison des plaques d’un angle alpha par rapport à l’axe horizontale.

25
Q

Décrivez le décanteur centrifuge.

A

Est constitué d’un cylindre horizontal, conique à une extrémité, et d’une vis sans fin qui tourne à des vitesses élevées (1600 à 6000 TPM).

Sous l’effet de la force centrifuge, l’effluent introduit est immédiatement entraîné vers la paroi. Les matières solides forment alors une couche sur la paroi du tambour et sont continuellement transportés par la vis vers l’extrémité conique et se déversent à l’extrémité la plus étroite du cylindre.

26
Q

Qu’est-ce que la flottation à l’air ?

A

Technique de séparation solide-liquide accélérée, semblable à une décantation inversée.
Utilisation avec des particules ou flocs dont la densité est plus grande que celle de l’eau mais très proche.

27
Q

Décrivez les 2 principaux types de cellules de flottation à l’air dissous.

A
  • cellules circulaires: le débit est vertical. Dans ce cas, la phase liquide clarifiée et la phase solide se déplacent à contre-courant. La phase liquide est soutirée par le bas.
  • cellules rectangulaires: le mouvement de la suspension est horizontal et la phase solide se sépare de bas en haut.
28
Q

Quels sont les principes derrière la flottation à l’air ?

A
  • Génération de bulles de gaz dans l’effluent
  • Les MES s’attachent aux bulles en ascension et sont ainsi entraînées vers le haut du flottateur (clarificateur)
  • L’effluent clarifié est récupéré en pied de l’unité de flottation
  • Les MES flottées sont récupérées en haut du clarificateur par écumage ou succion
29
Q

Quels sont les avantages et inconvénient de la décantation: Flottation ?

A

Vitesse ascensionnelle = environ 5 m/s
 Installation plus compact
- Concentration des boues 3 à 4 % en masse de solide (matière sèche)
 Épaississement des boues non nécessaire avant séchage

30
Q

Quels sont les avantages et inconvénient de la décantation ?

A
  • Vitesse de chute = environ 1 m/s
    installation volumineuse
  • Concentration des boues environ 1% en masse de solide (matière sèche)
    épaississement des boues nécessaire avant séchage
31
Q

Qu’est-ce que l’oxydation chimique ?

A

Utilisation lors d’effluents chargés de molécules aromatiques ou de molécules complexes réfractaires au traitement biologique.

Objectif: casser les molécules réfractaires en vue de rendre le traitement biologique ultérieur plus efficace.

32
Q

Quels sont les agents oxydants utilisés lors de l’oxydation chimique ?

A

Ozone, peroxyde d’hydrogène

33
Q

Quels effluents nécessitent de l’oxydation chimique ?

A

Effluents issus de l’utilisation des mélasses de cannes à sucre, effluents de l’industrie vinicole et oléicole (huile d’olive)

34
Q

Qu’est-ce que les procédés d’oxydation avancée (AOPs) ?

A

Objectif: abattre la charge polluante organique et la charge en azote (demande chimique en oxygène de 10 000 à 100 000 mg/L)

Agents oxydants: air, O2, O3 ou H2O2

35
Q

Qu’est-ce que les procédés de séparation par membranes ?

A

Des procédés de séparation en phase liquide utilisant la perméation au travers des membranes semi-perméables (sélectives) sous l’action d’une différence de potentiel (force motrice).

(voir différence avoir filtration conventionnelle, chap. 4, slides 39 et 40)

36
Q

Que sont les différences de potentiels lors des procédés de séparation par membranes ?

A

Différence de pression: osmose inverse, ultra, micro- et nano-flitration
Différence de potentiel électrique : électrodyalise
Différence de concentration : dialyse

*voir tableau synthèse. tableau 8 notes de cours (p.35-36)

37
Q

Qu’est-ce que la microfiltration ?

A
  • La MF consiste à éliminer d’un fluide les espèces dont les dimensions sont comprises entre 0.1 et 10 um.
  • Les espèces sont sous la forme de solutés ou de particules qui sont retenus à la surface de la membrane par effet d’exclusion.
  • La pression transmembranaire varie entre 0.2 et 3 bars.
38
Q

Qu’est-ce que l’ultrafiltration ?

A
  • L’UF consiste à séparer des composés dissous (macromolécules) et les colloïdes dans la gamme de 5 à 100 nm.
  • L’UF fonctionne à des pressions modérées de 2 à 10 bars environ
  • L’UF est utilisée par exemple pour éliminer les contaminants et recycler les eaux de procédé dans la fabrication de jus de fruits.
39
Q

Qu’est-ce que la nanofiltration ?

A
  • La NF consiste à séparer des composés dissous (ions monovalents) dans la gamme de 1 à 10 nm.
  • Rétention aussi de molécules dont le poids est supérieur à 300 g/mol
  • L’UF fonctionne à des pressions élevées de 10 à 40 bars
40
Q

Osmose vs osmose inverse

A

osmose: passage de l’eau du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré
osmose inverse: passage de l’eau du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré par l’application d’une pression P supérieure à la pression osmotique Po.

41
Q

Nomme quelques applications de l’osmose inverse.

A

 Concentration de lisiers de porc après pré-filtration
 Concentration d’effluents d’amidon de blé
 Recyclage d’eaux de procédés
 Traitement des eaux de conserverie de poissons
 Couplage d’un bioréacteur avec procédé à membrane (BRM)
 Récupération d’amidon (pomme de terre, maïs, blé, pâtes)
 Récupération de sirop et d’agent sucrant
 Valorisation d’effluents de l’industrie laitière (lactosérum)
 Valorisation des effluents de l’industrie de transformation des oeufs

42
Q

Qu’est-ce que l’adsorption ?

A

Phénomène physique de fixation de molécules (gaz, vapeur, liquide ou soluté) sur la surface d’un solide appelé adsorbant.

Utilisée comme traitement de finition d’effluents en vue d’éliminer les composés organiques peu ou pas biodégradables constituant la DCO dure (origine de la coloration).

43
Q

Qu’est-ce que le stripping ou dégazage ?

A

un soluté gazeux est chassé de l’eau par l’action d’un autre gaz appelé gaz laveur dont le rôle est de provoquer dans la phase gazeuse une chute de la pression partielle du constituant à éliminer et d’entraîner ainsi son dégazage. (voir exemple de l’ammoniac, slide 50)