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Systèmes de flottation à l'air dissous (FAD) FAQ header.

Tout sur les systèmes de flottation à l'air dissous - Réponses aux questions les plus fréquentes

Vous trouverez ici des réponses détaillées aux questions les plus et les moins courantes relatives à la technologie de la flottation à l'air dissous. Des concepts de base aux questions techniques plus spécifiques, cette section est conçue pour fournir des informations précises, fiables et actualisées sur le fonctionnement, les applications et les avantages des systèmes de flottation à l'air dissous.

Aspects généraux de la flottation à l'air dissous

1) Qu'est-ce que la flottation à l'air dissous (DAF) ?

La flottation à l'air dissous (FAD) est une technologie de clarification largement utilisée dans le traitement physico-chimique des eaux usées et la concentration des boues. Cette technologie permet de séparer les solides en suspension, les huiles et les graisses des effluents par l'ajout d'air sous forme de microbulles qui font flotter les particules auxquelles elles adhèrent.

2) Comment fonctionne un système de flottation à l'air dissous ?

Un système DAF fonctionne en continu. L'effluent est acheminé vers le réservoir flottant, à l'entrée duquel il est mélangé à une partie du flux d'effluent saturé d'air sous pression. Les microbulles d'air formées lors de la dépressurisation se fixent sur les MES contenues dans l'effluent et les font remonter à la surface où elles sont balayées par les balayeuses. L'effluent clarifié est collecté au sommet du flotteur, sous la couche du flotteur.

Image d'un diagramme expliquant le fonctionnement d'un système de flottation à l'air dissous, mieux connu sous le nom de DAF.

3) Quelles sont les principales applications des systèmes DAF ?

Les systèmes DAF sont utilisés pour la clarification de l'eau, la séparation et la concentration des polluants dans diverses industries. dans différentes industriespour leurs produits et leurs déchets. Les systèmes DAF offrent d'excellentes performances pour la séparation des solides en suspension, des huiles, des graisses, des émulsions et des substances de densité faible ou moyenne. En outre, le processus élimine la matière organique et d'autres contaminants (nutriments, métaux, etc.) associés aux solides retirés. En outre, si le processus physico-chimique est correctement conçu, les sels et autres composants sont précipités et éliminés sous forme de solides.

  • Dans les eaux usées, ses principales applications sont les suivantes
  • Concentration des boues
  • Clarification primaire
  • Décanteur secondaire pour réacteurs biologiques aérobies et anaérobies
  • Dessalement de l'eau de mer

4) Pourquoi la flottation à l'air dissous est-elle utilisée dans le traitement des eaux usées ?

Comparé à d'autres traitements de clarification des effluents, le système DAF permet de travailler avec des charges hydrauliques élevées (4 - 6 m3/m2/h) et des charges de masse élevées (3 - 5 Kg/m2/h), ce qui favorise une empreinte au sol plus petite. En outre, des rendements de séparation des polluants de 95-99% sont obtenus et la boue obtenue après ce processus a une concentration plus élevée (3-5%) que celle obtenue dans d'autres processus (sédimentation).

5) Quelles sont les industries qui utilisent couramment les systèmes DAF ?

En général, les systèmes DAF sont une excellente technologie pour séparer les solides en suspension des eaux usées industrielles. Cependant, il existe des secteurs dans lesquels leur utilisation est plus courante en raison de la nature des solides présents dans l'eau à traiter :

  • Industries alimentaires (produits laitiers, viande, boissons, huiles et graisses, etc.)
  • Industrie textile
  • Industrie métallurgique
  • Industrie pharmaceutique
  • Industrie du papier
  • Raffineries et pétrochimie
  • Eau potable et traitement des eaux usées urbaines
  • En général, en tant que système de concentration des boues et des produits

6) Comment la technologie DAF se compare-t-elle à la sédimentation ?

Il s'agit de deux technologies de clarification des effluents. Pour les comparer, nous utilisons leurs paramètres de conception, ainsi que leurs coûts d'exploitation et leur capacité à produire des boues. Des valeurs indicatives sont données dans le tableau ci-dessous :

ConceptUnitéDAFSédimentation
Charge hydrauliquem3/m2/h4 - 150,8 - 2,5
Charge de masseKg/m2/h3 - 201 - 2
Séparation des performances SS%>95>90
Performance Séparation des huiles et des graisses%>98≥60
Consommation de réactifs-Coagulant/ floculantCoagulant/ floculant
Consommation d'énergiekW/m31,5 - 20.5 - 1
Conc, boues%3 - 60,6 - 2

7) Toutes les matières solides en suspension dans les eaux usées sont-elles séparées par flottation ?

Les solides en suspension associés aux microbulles d'air introduites dans le flux d'eaux usées auront tendance à flotter en raison de leur perte de densité apparente ; cependant, les solides plus lourds précipiteront et resteront au fond du flotteur. Les FAD comprennent un système de purge des boues décantées. L'efficacité de séparation des FAD peut dépasser 95 %, en fonction du type d'effluent.

8) Les équipements DAF sont-ils coûteux ?

Les flotteurs DAF sont généralement construits en matériaux métalliques (aciers protégés et aciers inoxydables) ou en matériaux plastiques (GRP, PP), et disposent d'un système associé de compression et de dissolution de l'air au moyen d'une pompe et d'une chaudière pressurisée, avec le système de décompression et d'injection correspondant. Le résultat est apparemment plus coûteux qu'un système de sédimentation conventionnel ; cependant, si l'on tient compte du fait que l'on peut éliminer un éventuel épaississeur de boues séparées et que l'espace requis est beaucoup plus petit, le processus est très rentable et efficace.

9) Un système DAF est-il efficace pour la séparation des émulsions, des huiles et des hydrocarbures ?

Les systèmes DAF constituent la technologie la plus efficace pour séparer les huiles et les hydrocarbures. Cela est dû à l'effet de coalescence que les microbulles d'air exercent sur ces substances, qui ne sont pas miscibles avec l'eau et qui se présentent généralement sous la forme de micelles colloïdales. En outre, dans de nombreux cas, aucun réactif n'est nécessaire pour la séparation, car ils ont tendance à avoir de faibles densités ; le processus DAF permet donc de récupérer un grand nombre de ces composés.

10) Quel est le rôle d'une équipe DAF dans une usine de dessalement ?

La flottation DAF est très efficace comme traitement primaire dans le dessalement, protégeant les membranes d'osmose inverse de l'encrassement qui raccourcit leur durée de vie et réduit leurs performances. Elle offre un taux de séparation élevé des solides en suspension, des cellules d'algues, de l'huile, de la graisse et des hydrocarbures qui ne peuvent être éliminés par sédimentation, protégeant ainsi les processus de dessalement ultérieurs. En outre, il minimise les sous-produits d'algues et leurs toxines qui pourraient se retrouver dans l'approvisionnement en eau potable.

11) Quel est l'encombrement d'un système DAF ?

La taille des équipements DAF varie en fonction du volume d'eau à traiter, mais une unité occupe généralement moins d'espace que d'autres systèmes de clarification des eaux usées, car elle peut fonctionner à des charges hydrauliques et massiques élevées. En outre, il n'est pas nécessaire d'installer un équipement d'épaississement des boues, car les systèmes DAF peuvent également remplir cette fonction.

12) L'assemblage d'un système DAF est-il complexe ?

L'équipement de flottation à l'air dissous est généralement fourni assemblé par l'atelier, ce qui simplifie grandement l'installation sur le site final. De plus, comme les travaux de génie civil nécessaires à sa mise en œuvre sont minimes, le temps de mise en œuvre l'est également.

Seuls les raccordements de décharge, pneumatiques et électriques doivent être connectés et, au maximum, le système de compression et d'injection d'air (pompage/chaudière/injecteur) doit être connecté au corps du flotteur, ainsi que l'unité de conditionnement chimique, qui est généralement fournie dans un skid. (Floculateur PFL pour la coagulation-floculation - SIGMADAF)

13. la mise en service des équipements DAF est-elle complexe ?                             

Les équipements DAF sont généralement pré-assemblés et testés en atelier. Cela simplifie grandement la mise en service sur le terrain, car la plupart des automatismes sont déjà programmés dans l'automate, et seuls les pressions et les débits de fonctionnement et de recirculation doivent être ajustés. Les dosages de réactifs sont ajustés sur place à l'aide du système de test Jar, afin d'optimiser leurs performances.

Questions techniques

1) Quels sont les composants d'un système DAF ?

Les principaux composants d'un système DAF sont les suivants :

  • Cuve de flottation dans laquelle s'effectue la séparation des MES et des flottants.
  • Système de pressurisation de l'air dans une partie de l'effluent clarifié qui est recirculé vers l'entrée. Le système comprend une pompe et une chaudière de pressurisation dans laquelle l'air est injecté et dissous sous pression.
  • Système de diffusion permettant la formation uniforme de microbulles d'air dépressurisé.
  • Extraction de SS flottants constitués de racleurs de surface
Photo d'un schéma d'un système de flottation à l'air dissous DAF.

2. Quelle est la pression optimale pour le fonctionnement d'un DAF ?

La pression habituelle à laquelle l'air est introduit dans le circuit de pressurisation pour obtenir les résultats de séparation escomptés est de 3 à 6 bars, mais cela dépend de plusieurs facteurs :

  • Caractéristiques de l'eau à traiter: des facteurs tels que la charge et le type de polluants à séparer, ou la température, sont déterminants pour la conception de l'équipement.
  • Rapport eau-air. Il existe une relation directe entre la pression à fournir et l'air dissous dans l'eau (environ 0,05 kg d'air /Kg de SS/h, à 5 bar).
  • Taille des microbulles. La pression influe sur la taille des bulles (la taille souhaitée est ≤50 µm).

3) Quel est le rôle des coagulants et des floculants dans le processus de flottation à l'air dissous?

Dans de nombreux cas, les matières en suspension présentes dans les effluents se présentent sous la forme de colloïdes qui restent en suspension en raison de leur charge électrique. Pour les séparer, on ajoute d'abord des réactifs coagulants pour neutraliser leur polarité (FeCl3, Al2 SO4, PAC, etc.), puis on dose des floculants, qui sont des polymères à longue chaîne avec lesquels on forme des"flocs" séparables.

4) Comment l'air se dissout-il dans l'eau dans un système DAF ?

Pour dissoudre l'air sous pression dans l'eau, une partie de l'eau clarifiée quittant le réservoir DAF est pompée dans une petite cuve sous pression (chaudière), dans laquelle de l'air comprimé est également introduit à la même pression. De cette manière, l'effluent est sursaturé en air, ce qui correspond à cette pression et à cette température, conformément à la loi de Henry.

Image montrant ce qu'est la loi de Henry et sa formulation.

5) Comment les microbulles d'air sont-elles formées dans l'effluent pour produire la flottation dans un DAF ?

Le flux d'effluents saturés d'air est recirculé à l'entrée du réservoir de flottation et traverse un réducteur de pression juste avant d'entrer dans un mélangeur avec les eaux usées brutes. L'air est alors libéré sous forme de petites bulles, dont la taille influence directement la vitesse ascendante des solides en suspension auxquels elles sont associées.

Diagramme montrant la vitesse d'ascension des bulles d'air dans un milieu aqueux.

6) Comment fonctionne le système de pressurisation et de dépressurisation de l'air ?

Une partie du flux traité (10 à 50 % du total) est pressurisée au moyen d'une pompe dans une chaudière à 4 - 6 bars, dans laquelle de l'air pressurisé est injecté. Ce flux est recirculé vers la tête de l'équipement et dépressurisé à l'aide d'un réducteur pour se mélanger à l'effluent à traiter, au moyen d'un diffuseur qui permet d'obtenir des microbulles d'air qui entraînent les MES à la surface.

7) Quels sont les débits de conception des systèmes industriels DAF ?

Les débits de conception des FAD dépendent du type d'effluents produits dans les différentes industries. Ainsi, dans les industries qui rejettent des flux importants avec des charges en MES faibles ou moyennes (stations de traitement d'eau potable, industries alimentaires, pétrochimie, etc.), des équipements allant jusqu'à 250 m3/h peuvent être préfabriqués (fichier FPBC-FR.pdf), tandis que pour l'industrie chimique, il est habituel de travailler avec des flux plus faibles et des charges en MES plus élevées (fichier FPAC-FR.pdf), et les équipements préfabriqués ne dépassent généralement pas 150 m3/h.

SIGMADAF fabrique des équipements DAF pouvant traiter de 3 m3/h à plus de 1.000 m3/h.

8) Quels sont les paramètres de conception du système DAF ?

Les paramètres utilisés pour la conception d'un équipement de flottation à l'air dissous sont les suivants :

  • Débit nominal (m3/h)
  • SS /huiles et graisses (mg/l)                                                                     
  • Charge hydraulique (5 - 15 m3/m2/h)
  • Temps de maintien (15-30 minutes)
  • Débit recyclé (15 - 50 % du débit d'entrée)
  • Alimentation en air sous pression (0,05 Kg d'air /Kg de solides/heure)

Le type d'industrie et le processus d'où proviennent les effluents sont également essentiels pour une conception correcte de l'équipement DAF.

9) Comment puis-je recevoir un système DAF dans mes locaux ?

L'installation est simple, mais la mise en service nécessite des connaissances spécifiques en matière de systèmes de traitement de l'eau.

Nos équipements quittent l'atelier entièrement assemblés et testés. En fonction des besoins du client, l'équipement est généralement livré sous forme d'ensembles modulaires qui peuvent être facilement assemblés sur place, ou complètement assemblés et interconnectés (Plug&Play). Pour les applications spéciales, des équipements personnalisés peuvent être construits dans les matériaux appropriés.

10) Quels sont les matériaux utilisés dans les équipements de flottation à l'air dissous ?

Cela dépend des caractéristiques de l'effluent à traiter. Les systèmes DAF sont généralement construits en matériaux métalliques : acier au carbone, protégé par des résines époxy, ou acier inoxydable (AISI 304 /316). Pour les eaux très corrosives ou salines, les FAD peuvent être fabriqués en matériaux plastiques tels que le PRV, le PP, le PVC ou le PEHD.

11) Comment le traitement des eaux usées s'effectue-t-il dans un système DAF ?

Le processus se déroule en trois étapes fondamentales:

  • Conditionnement physique - chimique (ajustement du pH, coagulation / floculation)
  • Cuve de flottation et séparation SS
  • Système de pressurisation/dépressurisation de l'air

L'effluent est acheminé vers un système de mélange avec les réactifs de conditionnement chimique, où le temps de contact est suffisant dans des conditions d'agitation appropriées.

De là, il passe dans le réservoir de flottation dans lequel une partie de l'effluent sursaturé en air sous pression est recirculée, et les MES sont séparées, elles seront déjà floculées et flotteront associées aux microbulles d'air.

Image d'un schéma montrant les trois étapes du traitement des eaux usées dans un système DAF.

Fonctionnement des systèmes DAF

1) Comment maintenir un système DAF en bon état pour augmenter sa durée de vie ?

Vous trouverez ci-dessous un certain nombre d'actions visant à maintenir un système DAF en bon état, afin d'assurer une longue durée de vie à l'équipement :

  • Vérifier que la pompe de recirculation fonctionne au débit et à la pression corrects.
  • Maintenir le filtre à solides du circuit et le réservoir de pressurisation propres.
  • En cas de dosage de réactifs (coagulant/floculant), vérifier que la préparation et les dosages sont corrects.
  • Assurer une compression et une décompression correctes de l'air injecté et la diffusion de microbulles de taille efficace (environ 50 µm),
  • Vérifier le bon fonctionnement du système de balayage à flotteur.
  • Maintenance préventive et corrective des équipements.

2. Quelle est la durée de vie d'une unité DAF ?

L'espérance de vie d'un DAF peut être supérieure à vingt anset dépend essentiellement des éléments suivants :

  • Nature de l'effluent à traiter (agressivité du milieu, SS et charge en huile).
  • Matériau de construction. Les aciers inoxydables ont une durée de vie plus longue que les aciers protégés et les plastiques.
  • Maintenance préventive et corrective appropriée.
  • Manipulation et fonctionnement corrects.
  • Éviter les opérations continues avec peu d'arrêts de maintenance.

3. Comment l'efficacité d'élimination d'un DAF est-elle calculée ?

Le calcul est effectué sur la base des polluants séparés en fonction des intrants, en % :

Er = ((entrée conc. - sortie conc.) / entrée conc.) x 100

Ce calcul doit être effectué pour chaque paramètre de polluant, sur la base de l'analyse des entrées et des sorties, car l'efficacité de la séparation des MES, des huiles et des graisses ou d'autres substances sera normalement différente.

4. Quels sont les facteurs qui influencent les performances d'un système DAF ?

Les principaux facteurs affectant le bon fonctionnement d'un DAF sont les suivants :                             

  • Caractéristiques de l'effluent à traiter (charge et types de SS, huiles, etc.)
  • Conditions de fonctionnement (pression, température)
  • Conditionnement chimique (ajustement du pH, coagulation, floculation)
  • Conception correcte du flotteur (charge hydraulique, temps de rétention, etc.)
  • Conception correcte du système de recirculation et de pressurisation
  • Maintenance préventive et corrective correcte.
  • Conception et entretien corrects du système d'extraction des flottants et des solides décantés.

5. Comment optimiser l'efficacité énergétique d'un système DAF ?

La pompe de recirculation est celle qui consomme le plus d'énergie dans un système DAF, car elle transporte une partie du flux traité (10-40 %) et le pressurise à 4-6 bars. La solution la plus appropriée pour ajuster la consommation est la mise en œuvre d'un convertisseur de fréquence dans le système de démarrage du panneau de contrôle.

L'ajustement et la dépressurisation de la pression et du débit, ainsi que la maintenance des équipements, sont essentiels pour obtenir un équilibre qui optimise la consommation d'énergie.

6. Un système DAF est-il efficace pour réduire la DCO d'un effluent ?

Une unité DAF réduit la DCO des huiles, des graisses et des matières en suspension ou sous forme colloïdale, mais pas celle des matières dissoutes. L'action de l'O2 dans l'air ne réduit pratiquement pas la DCO, et aucun processus biologique n'a lieu qui affecte la DCO de manière sensible.

La réduction de la DCO dans un DAF peut varier entre 20 et 50 %, en fonction du type d'effluent, de l'ajout de coagulants/floculants et de la conception du système.

7. L'équipement de flottation à l'air dissous génère-t-il des composés volatils ?

Un DAF peut libérer dans l'atmosphère des composés volatils (COV tels que le toluène, le benzène, etc.) et des gaz tels queH2S, CH4 ou NH3, qui sont présents dans le déversement. La libération de ces composés est causée par des changements de pression et l'entraînement de microbulles d'air. Le dégagement de COV dépend également des caractéristiques de l'effluent et des conditions d'exploitation.

8) Comment les COV s'échappent-ils avec les gaz dans un système DAF ?

Les composés volatils et les gaz séparés d'un effluent traité par flottation DAF doivent être traités par des procédés appropriés s'ils dépassent les limites d'émissions gazeuses admissibles. Les systèmes de traitement des COV les plus couramment utilisés sont les suivants :

  • Adsorption sur charbon actif (COV et odeurs)
  • Oxydation thermique catalytique (haute teneur en COV, charges élevées et réfractaires)
  • Scrubbers pour l'épuration des gaz (gaz de dilution(H2S, NH3, etc.))
  • Filtres biologiques (pour les produits biodégradables)

Dans ce cas, l'équipement DAF doit être couvert ou encapsulé, et les volatiles et les gaz séparés doivent être aspirés et acheminés vers le procédé d'épuration sélectionné.

9 Comment la pression de l'effluent à pressuriser avec de l'air affecte-t-elle la performance d'un système DAF ?

La pression de la boucle de pressurisation d'un système DAF est comprise entre 3 et 6 bars. Plus la pression est élevée, plus la solubilité de l'air est importante et la création de microbulles plus abondantes et homogènes, ce qui améliore la flottabilité des particules séparées, mais augmente aussi proportionnellement la consommation d'énergie.

Le débit de recirculation normal est de 10 à 40 % du débit de fonctionnement du DAF, en fonction de la nature et de la SS de l'effluent à traiter. Si le débit est trop faible, la distribution de l'air n'est pas correcte, et si le débit est plus élevé, le temps de contact dans le saturateur est plus court, bien que la diffusion des bulles d'air soit meilleure, ce qui peut affecter les performances du DAF.

10) Quels sont les paramètres de fonctionnement essentiels au bon fonctionnement d'un flotteur DAF ?

Un système DAF fonctionne en continu et il est essentiel que les conditions d'exploitation, tant au niveau du conditionnement chimique (coagulation/floculation) qu'au niveau des réglages opérationnels, soient régulières :

  • Débit
  • Pression du circuit
  • Temps de contact
  • Alimentation en air et diffusion.
  • Conception de l'équipement.  
  • La composition de la décharge doit être aussi homogène que possible.

Maintenance et dépannage

1) Pourquoi mon système DAF n'atteint-il pas l'efficacité de séparation attendue ?

Cela peut être dû à :

  • Paramètres de fonctionnement incorrects. Vérifier les débits et les pressions de fonctionnement. 
  • Mauvaise saturation de l'air. Vérifier que les microbulles sont produites de manière homogène. 
  • Problèmes liés aux paramètres chimiques du processus. En raison d'un pH ou d'une température inadéquats, ou d'un mauvais dosage des réactifs coagulants/floculants.
  • Concentration des polluants. Vérifier que les concentrations de MES et d'huiles et de graisses dans les effluents se situent dans les limites de conception.

2. Quelles sont les causes de l'accumulation excessive de boues dans un système DAF ?

Cette situation peut être causée par :

  • Mauvaise séparation des boues flottantes. En raison d'une défaillance, d'une mauvaise régulation ou d'un blocage du système de raclage de surface.
  • Problèmes liés aux conditions chimiques du système. En raison d'un mauvais dosage des réactifs coagulants et floculants et du contrôle du pH. incrustacion.PDF                          
  • Charge polluante supérieure à la charge nominale. 
  • Purge inefficace des boues de fond. En raison d'un colmatage ou d'un temps de purge trop court.
  • Débits de fonctionnement/recirculation incorrects.

3. Pourquoi y a-t-il des fuites d'air dans mon unité DAF ?

Les causes les plus fréquentes sont les suivantes :

  • Basse pression dans le circuit de recirculation.
  • Fuites dans les tuyaux ou les équipements du circuit.
  • Problèmes possibles avec le compresseur d'air ou la pompe de recirculation.
  •  Bulles trop grandes.
  • Défaillances de la soupape d'expansion ou du système de diffusion.                       
  • Colmatage dû à des impuretés dans l'air soufflé.                      
  • Faible température des effluents.

4. Comment prévenir l'encrassement d'un système DAF ?

Pour éviter l'encrassement de l'équipement DAF, il est conseillé de filtrer l'effluent à l'entrée du flotteur pour séparer les solides susceptibles d'affecter le processus.

L'encrassement est souvent dû à des erreurs de dosage des produits chimiques ou à une température de fonctionnement incorrecte. Le contrôle du pH et de la température, ainsi que l'ajustement des coagulants et des floculants, permettent d'éviter ce problème.

La contamination biologique peut également entraîner un encrassement.

Un bon entretien, comprenant un lavage régulier et même un lavage chimique si nécessaire, est le meilleur moyen de prévenir l'encrassement.

5. Comment nettoyer un système DAF ?

Après que l'équipement a été déconnecté électriquement et vidé :

  • Effectuer un lavage à l'eau claire sous pression pour un nettoyage de routine.
  • En cas d'encrassement, procéder à un lavage à l'acide.
  • En cas de salissures dues à l'huile, à la graisse ou à des matières organiques, nettoyer avec du NaOH ou des détergents biodégradables.
  • Si nécessaire, gratter ou brosser les surfaces affectées.
  • Dans tous les cas, vérifier et nettoyer soigneusement les diffuseurs et le système d'alimentation en air, ainsi que le circuit de recirculation et le pompage.
  • Afin d'obtenir un bon contact et une bonne agitation dans le lavage, le système de recirculation de l'équipement peut être utilisé.

La fréquence de lavage recommandée est hebdomadaire, et une fréquence trimestrielle de lavage en profondeur, en fonction de la charge opérationnelle.

6. Pourquoi des flotteurs malodorants apparaissent-ils dans un système DAF ?

Les causes les plus fréquentes sont les suivantes :

  • Décomposition anaérobie de l'excès de matière organique, qui peut se produire en raison d'une mauvaise élimination des boues, ce qui nécessitera un examen de la tuyauterie et du système de balayage de surface pour les déchets flottants.
  • Régulation du pH ou mauvais réglage du dosage du coagulant/floculant
  • Problèmes de réglage de l'aération (débit, pression, taille des bulles).
  • Présence éventuelle de composés tels que des sulfures, des mercaptans ou d'autres agents potentiellement malodorants dans les effluents.

7. Pourquoi des mousses apparaissent-elles sur les flotteurs d'un DAF ?

La formation de mousse peut être due à un certain nombre de raisons, notamment

  • La présence de détergents ou d'émulsions peut générer des mousses à la surface du DAF.
  • Mauvaise régulation du pH ou mauvaise coagulation/floculation.
  • Excès de matière organique dû à une forte concentration de l'intrant ou à une déficience dans son élimination, ce qui favorise sa décomposition et la formation éventuelle de mousses flottantes.
  • Mauvaise régulation de l'alimentation en air

Si la mousse persiste malgré les corrections, on peut essayer de doser un antimousse.

8. Pourquoi de grosses bulles et un bouillonnement se forment-ils dans un DAF ?

En général, elles sont dues à un mauvais contrôle de l'alimentation en air (déficit ou excès), ou à une pression incorrecte dans le circuit pressurisé. Ils peuvent également apparaître suite à des défaillances du système de pressurisation (vannes/diffuseurs) dues à un colmatage ou à un mauvais réglage.

Un mauvais réglage de la coagulation/floculation peut être une autre cause, car les microbulles d'air auront tendance à s'agglomérer pour former des bulles plus grosses en n'adhérant pas aux flocs non formés, ou par la décomposition des boues organiques déposées ou flottantes qui peuvent produire des gaz.

9. Pourquoi la pression et le débit du circuit de recirculation varient-ils dans un système DAF ?

Ces variations peuvent affecter le bon fonctionnement du DAF. Elles peuvent se produire pour diverses raisons, mais les variations de la pression d'écoulement sont essentiellement dues à des problèmes de fuite, de colmatage ou de fonctionnement incorrect du circuit de recirculation et de pressurisation de l'eau et de l'air, tant dans le système de pompage que dans le réservoir pressurisé, les vannes, les diffuseurs et les tuyaux.

Une autre cause probable est la variation des caractéristiques de l'effluent (température, SS ou viscosité).

10. Pourquoi un effluent clarifié dans un DAF, d'apparence claire, peut-il contenir une turbidité élevée ?

Cela peut être dû à la présence de microparticules, de colloïdes ou d'huiles, qui ne sont pas visibles à l'œil nu. Cela peut se produire parce que l'ajustement chimique du pH, la coagulation/floculation, n'ont pas été corrects, ou parce que le processus de séparation de ces MES au moyen de microbulles d'air n'a pas été complet.

Ces paramètres doivent être réajustés et l'instrument de calcul de la moyenne (turbidimètre) doit également être vérifié. Une façon de détecter ce phénomène est l'effet Tyndall.

Représentation de l'effet Tyndall.

11. Pourquoi le système DAF ne démarre-t-il pas ou s'est-il arrêté ?

Les causes peuvent être multiples, mais en principe, il faut vérifier que les niveaux des cuves d'entrée et de sortie des effluents ne sont pas respectivement au minimum et/ou au maximum, car ces niveaux verrouillent l'installation.

D'autres causes peuvent être un problème électrique (panne de courant, coupure thermique, inopérabilité d'un équipement clé, alarme dans les contrôles automatiques), ou un problème mécanique qui déclenche une alarme (débit, pression, etc.).

Équipement DAF et autres technologies

1. Comment la flottation à l'air dissous se compare-t-elle à la flottation à l'air induite ?

DAF, IAF ou CAF (Air Induced Flotation) sont des procédés de séparation solide-liquide qui ont en commun d'utiliser des bulles d'air pour séparer les solides en suspension présents dans l'effluent.

Dans les DAF, des microbulles d'air (50 - 100 µm) sont générées par dépressurisation. Elles sont dispersées de manière homogène par des systèmes de diffusion appropriés et sont associées aux solides présents dans les eaux usées, tels que les matières en suspension, les colloïdes, les huiles et les graisses.

D'autre part, Flotteurs CAF génèrent des bulles plus grandes et plus hétérogènes (100 - 1000 µm), qui apparaissent en raison de la cavitation produite par un système d'agitation mécanique ou par l'apport d'air à basse pression. Cette technologie est appliquée aux lignes de traitement des eaux contenant de plus grosses particules de solides et d'huiles, telles que les eaux usées des industries pétrolières et des raffineries.

En termes d'efficacité et de consommation d'énergie, le DAF est plus efficace, mais consomme plus d'énergie que le CAF.

2. Quels sont les avantages des DAF par rapport aux bassins de décantation traditionnels ?

Les principaux avantages des flotteurs DAF par rapport aux bassins de décantation sont les suivants :

  • Efficacité élevée de séparation des solides en suspension, des huiles et des graisses (90 - 95 %).
  • Charges hydrauliques et massiques élevées, avec des temps d'arrêt courts, d'où un encombrement réduit.
  • Forte concentration de boues collectées (4 à 6 % MS).
  • Élimination possible des épaississeurs de boues et réduction de la taille des équipements de séchage mécanique.
  • Séparation des matériaux flottants ou de faible densité.

3. Quelles sont les limites des systèmes DAF ?

Les systèmes de flottation DAF présentent certaines limites dans leur utilisation pour le traitement des eaux usées :

  • Des températures d'effluents plus élevées réduisent la solubilité de l'air tout en augmentant la solubilité de certains polluants.
  • En cas de changements importants dans les charges polluantes, la dépressurisation et la dispersion des microbulles d'air doivent être ajustées avec précision. Les dosages des réactifs coagulants et floculants doivent également être ajustés.
  • Les solides de haute densité se déposent au fond du DAF, ce qui signifie qu'ils doivent être enlevés pour empêcher leur accumulation et leur décomposition.
  • L'équipement DAF est coûteux par rapport aux systèmes de décantation et d'épaississement, tout en consommant plus d'énergie et en nécessitant plus d'entretien.

4. Les systèmes DAF peuvent-ils être utilisés pour traiter l'eau potable ?

Les systèmes de flottation à air dissous sont utilisés dans le traitement de l'eau potable, car ils sont très efficaces pour éliminer les MES, les algues et les autres polluants présents dans les eaux de surface. En outre, les systèmes DAF sont utilisés dans les usines de dessalement de l'eau de mer, car ils permettent de séparer les huiles et les graisses ainsi que d'autres contaminants susceptibles d'obstruer les membranes de filtrage (UF/OI).

5. Comment l'équipement DAF est-il combiné à d'autres technologies de traitement des eaux usées ?

Les systèmes de flottation DAF s'intègrent efficacement avec d'autres technologies dans une station d'épuration :

  • Traitement primaire des eaux usées et de l'eau potable, qui conditionne l'effluent à traiter pour les processus d'épuration ultérieurs, en réduisant sa taille, sa consommation et ses coûts. Le traitement primaire est essentiel pour garantir l'efficacité de l'ensemble du processus de traitement.
  • Traitement secondaire, où la DAF est généralement combinée à des processus biologiques. Dans ce cas, l'équipement DAF remplace la décantation secondaire et l'épaississeur de boues.
  • Autres utilisations. Il est également utilisé en combinaison avec le procédé d'oxydation avancée (AOP), ou intégré dans les systèmes de séparation du pétrole de type API et CPI.

6. Quelle est l'efficacité des systèmes DAF par rapport aux technologies de filtration ?

Le procédé DAF peut séparer environ 90 % des solides en suspension et ≥95 % des huiles et des graisses.

La filtration sur des lits de sable, ou d'autres matériaux, permet d'obtenir des résultats ≥ 95 % pour les solides en suspension, mais les huiles et les graisses peuvent causer de graves problèmes d'encrassement.

Les membranes de microfiltration MF, de nanofiltration NF et d'ultrafiltration UF ont une plage de filtration qui dépasse facilement 99 %, mais la présence d'huiles et de graisses doit être aussi faible que possible pour garantir un bon fonctionnement.

Le processus de filtration tangentielle avec des membranes inorganiques (graphite/céramique) est très efficace pour tous ces contaminants, avec des rendements de séparation de >99,5 %. En revanche, il s'agit d'un processus plus complexe et plus coûteux.

7. Comparaison de la flottation DAF par rapport à la flottation API et CPI

La flottation à l'air dissous (DAF), les séparateurs à plaques inclinées (API) et les séparateurs à plaques ondulées (CPI) sont des technologies utilisées dans les processus de traitement des eaux usées pour la séparation des huiles, des graisses et des solides.

  • L'équipement DAF fonctionne en fournissant un excès d'air pressurisé et dissous qui fait flotter les solides, les huiles et les graisses, avec une efficacité de séparation allant jusqu'à 99%).
  • Les systèmes API/CPI séparent les matières moins denses que l'eau ou les huiles, les graisses non émulsionnées, mais les solides en suspension de plus forte densité sont décantés. L'efficacité de ce processus, qui se situe entre 40 et 80 %, est inférieure à celle d'un système DAF.

Les équipements DAF occupent moins d'espace, mais leurs coûts d'installation et d'exploitation sont plus élevés que ceux de l'API/CPI.

8. Quels sont les avantages d'un DAF par rapport à un épaississeur de boues ?

La concentration des boues obtenue avec un décanteur conventionnel se situe entre 0,6 et 1 % de matière sèche (MS), en raison de l'entraînement de l'eau provenant des purges. En revanche, un système DAF permet d'obtenir des valeurs de 3 à 4 % de MS, ce qui permet d'envoyer ces boues directement dans le processus ultérieur de déshydratation des boues, après quoi elles peuvent être mises en décharge ou utilisées.

Ce processus élimine la nécessité d'un équipement d'épaississement des boues.

9. Quand les lamelles doivent-elles être incluses dans un système DAF ?

Lorsque la teneur en matières en suspension, en huiles et en graisses est faible et que le débit est élevé, il est préférable d'utiliser des systèmes DAF équipés de lamelles, car celles-ci augmentent la surface utile, considérée comme la surface projetée, qui peut être beaucoup plus grande que la surface géométrique. On parle donc de vitesse ascendante équivalente pour les flotteurs équipés de lamelles.

Cela permet de minimiser l'espace occupé par l'équipement dans l'usine à moindre coût.

10. Efficacité de séparation de la matière organique d'un DAF comparée à l'efficacité d'un réacteur biologique.

La flottation à l'air dissous est utilisée pour séparer les matières organiques. Un DAF et un réacteur biologique sont parfaitement complémentaires et sont souvent intégrés dans la même station d'épuration.

  • Lorsque la matière organique a une faible densité (huiles, graisses, détergents, matières en suspension, colloïdes), le procédé DAF peut être compétitif (sépare jusqu'à 60 % de la MO).
  • Si les charges organiques dans un rejet sont élevées, un flotteur peut être installé avant le traitement biologique, car il améliore les performances d'épuration du processus biologique tout en réduisant la taille du réacteur.
  • Le rendement d'élimination des matières organiques biodégradables d'un réacteur biologique est plus élevé (il peut dépasser 99 %), mais le système DAF est plus efficace pour la réduction des matières peu biodégradables.