LES COAGULANTS CHIMIQUES POUR ÉTANGS DE FERME

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1 Agriculture and Agri-Food Canada Agriculture et Agroalimentaire Canada LES COAGULANTS CHIMIQUES POUR ÉTANGS DE FERME Mai 2001 QU EST-CE QUE LA COAGULATION? La coagulation est une méthode de traitement de l eau sûre et efficace, qui améliore la qualité de l eau en abaissant la teneur en composés organiques, en phosphore dissous, en fer et en particules en suspension et en diminuant la coloration de l eau. La présente publication donne de l information sur les produits chimiques utilisés pour effectuer les traitements aux coagulants. La coagulation peut s effectuer dans un étang, dans un bassin de coagulation ou à l aide d un des systèmes domestiques de coagulation offerts sur le marché. Quatre coagulants chimiques et une aide à la coagulation sont utilisés couramment dans les usines de traitement de l eau. Le choix du produit chimique dépend de la méthode de coagulation employée. LES PRODUITS CHIMIQUES COAGULANTS Le sulfate, le chlorure et le polychlorure sont les principaux produits chimiques utilisés pour le traitement de l eau potable. Ces produits agissent en neutralisant la charge négative des composés dissous et des particules en suspension dans l eau au moyen de la charge positive de l aluminium ou du fer. Cette action entraîne la formation de particules plus grosses qui se déposent rapidement au fond de l eau. Le charbon actif en poudre (CAP), une aide à la coagulation, peut être utilisé dans les bassins de coagulation pour aider à éliminer les composantes qui donnent un goût ou une odeur à l eau et pour éliminer une partie du carbone organique. ENH Un bassin de coagulation est un petit réservoir construit pour le traitement et le stockage de l eau. Sa taille est suffisante pour alimenter la ferme en eau pendant l hiver. On peut également installer un système domestique de coagulation disponible sur le marché. Ces systèmes à réservoir emploient un processus de traitement par lot. Pour plus de renseignements sur le traitement de l eau aux coagulants, consultez les fiches de la série La qualité de l eau, ça compte! intitulées «La coagulation à la ferme», «Comment coaguler votre étang ou bassin» et «Le test de coagulation en becher». Les bassins de coagulation Sunset assurent un emploi plus efficace des coagulants chimiques, car toute l eau traitée est utilisée

2 Dans les usines de traitement de l eau, c est le sulfate qu on utilise le plus souvent comme coagulant chimique, suivi de près par le chlorure. Le polychlorure sert à des applications spécifiques, comme l eau extrêmement turbide et les systèmes domestiques de traitement, car il est moins sensible que les autres coagulants aux variations dans la qualité de l eau. LE MEILLEUR CHOIX En comparant les trois coagulants chimiques, on constate que chacun a ses points forts et ses points faibles. Les facteurs les plus importants à considérer dans le choix d un produit chimique sont la méthode de traitement de l eau et son utilisation ultérieure. Quel est le meilleur coagulant pour un système domestique de traitement? Le polychlorure est le coagulant chimique recommandé pour les systèmes domestiques de traitement offerts sur le marché. Bien que le polychlorure coûte cher, il agit bien et n est pas touché par les fluctuations saisonnières de l alcalinité. Le sulfate, le chlorure et le sulfate sont plus sensibles aux fluctuations de l alcalinité. Il faut procéder à des ajustements de dosage fréquents pour assurer le résultat du traitement. Quel est le meilleur agent de traitement en bassin de coagulation? On peut employer l un ou l autre des trois coagulants chimiques pour traiter l eau en bassin de coagulation; cependant, c est la destination particulière de l eau qui détermine quel produit convient le mieux à ce processus. Si on utilise principalement le bassin de coagulation pour la consommation domestique, y compris l eau potable, chacun de ces trois agents chimiques comporte des avantages et des inconvénients. Le choix est alors fondé sur le type de système de traitement qui suivra la coagulation (l osmose inversée, par exemple) et l importance relative que l utilisateur attache à la santé, à l esthétique et au coût. Les systèmes domestiques de coagulation fonctionnent généralement au polychlorure Quel est le meilleur coagulant pour le traitement d un étang-réservoir? Pour le traitement d un grand étang, le sulfate est le coagulant recommandé. Le chlorure et le sulfate entraînent une accumulation de fer au fond de l étang. Sans apport d oxygène, ce fer se dissout et se libère dans l eau. L aluminium étant plus stable que le fer, le risque qu il se mélange à l eau est minime. Le charbon actif en poudre (CAP) sert souvent d aide à la coagulation. Il contribue à éliminer les composantes qui donnent un goût ou une odeur à l eau. La recherche démontre que le CAP à base de charbon donne un meilleur rendement que le CAP à base de bois. Quels sont les problèmes associés aux résidus? Tous les coagulants chimiques ajoutent des éléments spécifiques à l eau. Avec un dosage approprié et une application adéquate, les résidus chimiques ne posent généralement aucun problème. On peut confirmer ceci par une analyse de l eau après le traitement. Le sulfate ajoute du fer et du sulfate à l eau. Le chlorure y ajoute du fer et du chlore; le sulfate, de l aluminium et du sulfate; et le polychlorure, de l aluminium et du chlore. Page 2

3 LE COÛT DE LA COAGULATION Le chlorure, le sulfate et le sulfate coûtent sensiblement la même chose. Sulfate Polychlorure Sulfate Chlorure Le polychlorure nécessaire à l obtention des mêmes résultats que les autres agents chimiques coûte généralement environ trois fois plus cher. Cependant, dans le cas d une eau turbide, son coût sera semblable à celui des autres coagulants. Ces quatre produits chimiques sont offerts par des distributeurs en solution liquide, dans des barils de 205 L (45 gallons) ou, chez certains fabricants, en seaux de 20 L (4,5 gallons). Outre le coût du produit chimique, un dépôt de 60 $ est exigible pour chaque baril de 205 L. Ce dépôt est remboursé lors du retour du contenant vide. Les seaux de 20 L coûtent deux fois plus cher le litre que si on achète le produit au baril. Le chlorure et le sulfate coûtent légèrement plus cher que le même volume de sulfate ; cependant, comme les coagulants à base de fer sont plus concentrés, le coût du traitement de l eau est sensiblement le même. Le volume de produits chimiques nécessaire à une coagulation réussie peut varier grandement; il est directement relié au degré d alcalinité de l eau. Il faut davantage de produits chimiques pour traiter de l eau très alcaline, ce qui accroît le coût du traitement. Les coagulants chimiques sont faits ou de fer dissous dans de l acide sulfurique ou chlorhydrique. Le coût des produits chimiques nécessaires à la coagulation au sulfate d un étang-réservoir de taille moyenne (2,2 millions de litres ou gallons) varie de 200 $ à 500 $. Le coût des produits chimiques nécessaires à la coagulation en bassin ( litres ou gallons) au sulfate ou au chlorure varie de 30 $ à 100 $. Les systèmes domestiques de coagulation offerts sur le marché utilisent généralement du polychlorure comme agent coagulant, à un coût annuel de 200 $ à 400 $. Avant la décantation : Après la décantation : De gauche à droite : eau brute, sulfate, sulfate, chlorure, polychlorure. Les coagulants à base de fer ont un floculat brun et les coagulants à base ont un floculat blanc. Après la décantation, la clarté et la coloration de l eau sont semblables. Page 3

4 Tableau 1 : Avantages et inconvénients de divers coagulants chimiques Chlorure P RODUIT ou sulfate A VANTAGE S - le meilleur pour éliminer les matières organiques - bas prix - n ajoute pas à l eau - les concentrations élevées de résidus de fer sont faciles à détecter I INCONVÉNIENT S - un mauvais dosage produit une coloration rougeâtre et une concentration élevée de résidus de fer - la forte concentration de résidus de fer risque de boucher les filtres et de tacher la lessive - très acide (le port d un équipement de protection complet est de rigueur) - boue inesthétique (brune) Sulfate Polychlorure CAP (aide à la coagulation) - relativement peu coûteux - moins acide (il faut quand même porter un équipement de protection) - taux de résidus plus faible que le sulfate - moins d impact sur le ph et l alcalinité - améliore l élimination du COD - améliore le goût et l odeur - élimination du COD réduite - les erreurs de dosage produisent une grande quantité de résidus, posant un risque potentiel pour la santé - coûte trois fois plus cher que les autres coagulants - à utiliser uniquement dans les bassins de coagulation - coûte cher Le CAP se vend en poudre, au coût d environ 100 $ le sac de 22,7 kg (50 lb). On l applique généralement en concentration de 10 à 30 mg/l, soit entre un dixième et un tiers de sac pour un bassin de coagulation de litres. LA SÉCURITÉ La sécurité est un aspect important de l utilisation du chlorure, dont le ph est inférieur à 1. Le port d un équipement de protection complet, y compris un protecteur facial, est recommandé pour la manipulation de ce produit. Le sulfate et le polychlorure, dont le ph est de 2,0 à 2,5, sont moins acides, mais le port d un équipement de protection est tout de même recommandé. La manipulation du CAP exige le port d un filtre respiratoire pour prévenir l inhalation de la fine poussière de charbon. Suivez toujours les mesures de protection décrites dans la fiche signalétique de sécurité des produits chimiques. Le transport des produits chimiques est assujetti au règlement d application de la Loi sur le transport des Le charbon actif en poudre (CAP) est une podre fine Sunset difficile à dissoudre en boue liquide, mais il améliore le goût et la coloration d l eau. matières dangereuses. Pour transporter ces coagulants, il faut apposer des panneaux sur le véhicule et détenir un certificat en transport de matières dangereuses. Les agriculteurs sont exemptés de la formation prescrite, mais ils sont tenus d apposer des panneaux sur tout véhicule transportant plus de 500 kg de coagulant. Page 4

5 VUE D ENSEMBLE Les étangs-réservoirs constituent une source d eau de premier plan dans les Prairies. L application de bonnes pratiques d utilisation du sol autour de l étang améliore et conserve la qualité de l eau. La coagulation est plus efficace si l eau brute est de bonne qualité. La coagulation améliore la qualité de l eau, mais elle ne la rend pas propre à la consommation domestique. Les traitements supplémentaires nécessaires dépendent des autres utilisations de l eau. Pour l abreuvement du bétail et l arrosage des cultures, il peut être inutile d effectuer un traitement supplémentaire. Pour la consommation humaine, un traitement additionnel et une désinfection sont nécessaires. Pour plus de renseignements sur le traitement de l eau aux coagulants, consultez les fiches de la série La qualité de l eau, ça compte! intitulées «La coagulation à la ferme», «Comment coaguler votre étang ou bassin» et «Le test de coagulation en becher». Pour plus de renseignements sur la qualité de l eau dans les régions rurales des Prairies : lisez les autres fiches de la série La qualité de l eau, ça compte! de la DGSA; consultez le site Web de la DGSA, sous www4.agr.gc.ca/aafc-aac/displayafficher.do?id= &lang=fra; communiquez avec votre bureau local de la Direction générale des services agroenvironnementaux (DGSA) (la DGSA est une direction générale d Agriculture et Agroalimentaire Canada). AUTEURS : L. Braul et A. Leader, DGSA FINANCEMENT : La présente publication a été financée en partie par le Fonds d innovation agroalimentaire Canada-Saskatchewan. APPROBATION : Le présent document ne doit en aucun cas être considéré comme une approbation par la DGSA ou Agriculture et Agroalimentaire Canada des produits et services qui y sont mentionnés.