Etude du gonflement et de la floculation de gels de polyelectrolytes : application a la deshydratation des boues de station d'epuration

Study of swelling and flocculation of polyelectrolyte gels : application to the wastewater sludge dewatering

• Auteur / Autrice : Valérie Legrand
• Direction : Françoise Lafuma
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La deshydratation des boues urbaines fut investiee au travers du gonflement/degonflement de gels polyelectrolytes qui simule le comportement physicochimique des boues traitees par des agents de conditionnement. Les resultats obtenus avec le reseau de polymere conditionne avec des reactifs complexants montrent l'intervention de deux phenomenes : la floculation et le degonflement. Le degonflement apparait autour de la stoechiometrie globale des charges. Dans le cas de la floculation, la balance des charges entre les especes cationiques et anioniques a l'apparition de la floculation depend des caracteristiques structurales des produits antagonistes telles que la densite de charges du reseau et la densite de charges du reseau et la densite de charge et le poids moleculaire du reactif cationique. La floculation a ete demontree comme etant controlee par la neutralisation de la charge de surface. Pour comparaison avec les gels, une serie d'experience a ete realisee sur les boues d'origine urbaine provenant de differents etapes du traitement des eaux usees. Les boues ont ete destabilisees par des conditionnements cationiques en essais en laboratoire et la dose optimale de floculant correlee a la densite de charge des boues qui a ete evaluee par potentiometrie. La force ionique determinee dans les boues donne lieu a une reduction des interactions entre le reactif cationique et les particules et donc a une limitation des performances de deshydratation. Cette etude menee sur les boues a conduit a la validation du gel modele et a son ajustement en ajoutant la composante hydrophobe. Ces nouveaux gels modeles traites par des polymeres cationiques ont mis en evidence le role primordial des interactions hydrophobes dans les mecanismes de floculation. Ce sont les proprietes hydrophiles-hydrophobes du polymere qui regissent l'agregation. Contrairement aux effets electrostatiques, les interactions sont renforcees en presence de sel. Des resultats similaires sont observes dans les boues.