tests de drainabilité

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choix d’un polymère pour la floculation d’une boue

Ces tests permettent de sélectionner un polymère en vue :

Dans les deux cas le choix du floculant est extrêmement important puisqu’il conditionne la capacité de filtration et la siccité du sédiment.

Trois méthodes sont utilisables ; pour chacune d’elles il est impératif d’avoir à sa disposition le matériel suivant :

  • un ensemble d’échantillons de floculants préparés à une concentration de 1 g · L–1 pour les polyélectro­lytes en poudre et à une concentration de 2 mL · L–1 pour les polyélectrolytes en émulsion ;
  • une série de béchers de 1 litre ;
  • un chronomètre.

test de drainabilité sur Büchner

C’est le test de choix pour déterminer le floculant optimal en filtration (drainage – filtre à bande – filtre- presse).

matériel utilisé

  • 1 Büchner ;
  • 1 éprouvette à filtrabilité de 250 mL avec ajutage latéral ;
  • papier filtre rapide ;
  • 1 pompe à vide régulé, permettant d’établir un vide de 0,5 bar.

mode opératoire

  • disposer dans chaque bécher numéroté un échantillon de 200 mL de boue ;
  • additionner des floculants différents dans chaque bécher, en agitant manuellement et fortement à l’aide d’une large spatule jusqu’à la formation d’un floc (Ø > 3 mm) bien différencié de l’eau interstitielle obtenue ;
  • noter la quantité de floculant introduite et vérifier qu’un excédent de floculant n’apporte pas de variation sur le floc ;
  • sélectionner, pour faire la mesure sur Büchner, les béchers où la floculation de la boue a nécessité la consommation minimale de floculant.

mesure

L’appareil étant monté selon la photo 7 :

  • régler un vide de 0,5 bar en fermant le Büchner avec un gros bouchon de caoutchouc ;
  • verser l’échantillon de boue floculée d’un seul coup sur le papier filtre ;
  • déclencher le chronomètre à 50 mL de filtrat ;
  • arrêter le chronomètre à 150 mL de filtrat, soit « t » secondes.

Les polyélectrolytes sélectionnés pour les essais industriels seront ceux pour lesquels les temps « t » seront les plus faibles (drainage le plus rapide) donc l’eau interstitielle la moins visqueuse.

test de drainabilité sur des grilles GDD – GDE6 – GDE8

Ce test ne nécessite pas de pompe à vide mais suppose la disponibilité des échantillons de grilles :

GDD

(mailles progressives de 350 à 600 μm) pour la liqueur biologique (2 à 8 g · L–1) ou des boues industrielles dont la concentration est inférieure à 10 g · L–1 (l’emploi d’un polyélectrolyte en émulsion est obligatoire dans ce cas),

GDE6

(maille de 600 μm) pour des boues dont la concentration est comprise entre 8 et 15 g · L–1,

GDE8

(maille de 800 μm) pour des boues dont la concentration est supérieure à 15 g · L–1. Pour chaque test, la prise d’échantillon de boue sera de 500 mL.

Après avoir effectué le test de drainabilité sur Büchner :

  • floculer la boue ;
  • verser immédiatement la totalité de la boue floculée au centre de la grille ;
  • laisser égoutter 2 minutes en faisant « rouler », à l’aide d’un large racloir, le tas de boue drainée sur la grille ;
  • faire une détermination de la siccité de la boue drainée et récupérer le filtrat dans un bécher;
  • sélectionner les béchers ayant la plus grande quantité de filtrat (série 1) ;
  • effectuer une deuxième sélection dans la série 1 en fonction de la quantité de matières sèches déposées dans le fond des béchers ;
  • isoler les béchers ayant le moins de matières sèches (série 2).

Les floculants les mieux adaptés seront ceux de la série 2.

tests industriels

tests sur la GDD, la GDE6 ou la GDE8

Il faut tester les floculants sélectionnés en observant pour chacun :

  • la vitesse de drainage ;
  • la résistance mécanique de la boue floculée et drainée, au cours de son déplacement à l’aide des racleurs (aptitude à un bon épaississement, sans destruction du floc, donc avec un bon taux de capture) ;
  • l’adhérence sur la grille de la boue floculée et drainée, (aptitude au colmatage).

Le polymère sélectionné sera celui qui réunira au mieux les trois conditions suivantes :

  • le drainage le plus rapide ;
  • le meilleur taux de capture ;
  • le colmatage le plus faible de la grille au cours du temps.

test sur le filtre à bandes

Après avoir effectué le test de drainabilité sur Büchner :

a) il faut, en fonctionnement, observer l’alimentation en boues de la toile inférieure

  • cas Superpress : bonne séparation des flocs sur la pente sortie floculateur ; drainage rapide, c’est-à-dire peu d’eau en surface après les 50 premiers centimètres ;
  • cas du couple GDD + Superpress : la boue floculée à la sortie de la GDD ne doit pas présenter un aspect « trop liquide » ;

b) efficacité du hersage : peu d’eau refoulée à la compression du rouleau de répartition ; formation d’un bourrelet avant le rouleau de répartition ; aspect granuleux du floc (éviter les gros flocs « gras » et les flocs trop fins) ;

c) pas de fluage latéral dans la zone de pressage ;

d) sortie du gâteau avec un bon décollement : aspect « écaillé » du gâteau, peu d’adhérence sur les toiles.