La technologie effi cace pour la purifi cation de l eau : le PolyAluminium Chloride (PAC)

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1 La technologie effi cace pour la purifi cation de l eau : le PolyAluminium Chloride (PAC) Installations pour la production de coagulant (AI n CI 3n-m )X

2 Les coagulants pour la purification de l eau Les sels métalliques et leurs dérivés sont les coagulants les plus utilisés pour le traitement de l eau potable et des eaux de piscine, mais également pour le traitement des eaux usées et des effl uents industriels. 1. Coagulation 2. Précipitation Dans le cas particulier du traitement de l eau potable, l utilisation de sels d aluminium est préférable car les sels à base de fer laissent des résidus de fer importants qui peuvent causer des problèmes de blocage des fi ltres, ainsi qu une eau salissante. Les coagulants les plus fréquemment utilisés pour l élimination des impuretés de l eau sont les sels métalliques suivants : Sulfate d aluminium : Al 2 18 H 2 Chlorure de fer : FeCl 3 6 H 2 Sulfate ferrique : Fe 2 9 H 2 Sulfate ferreux : FeS 4 7 H 2 Aluminate de sodium : NaAl 2 Le coagulant le plus efficace parmi ces sels métalliques est le : PolyAluminium Chloride (PAC): Al n Cl 3n-m Ainsi que son produit dérivé à base de sulfate d aluminium : PolyAluminium Sulphate Chloride (PACS): Al n Cl 3n-m-2x En raison du fort pouvoir coagulant de ces sels, les impuretés en suspension dans l eau vont se regrouper et former des petits agglomérats fragiles et facilement dissociables. En ajoutant un produit floculant, ces agglomérats vont grossir et se solidifier afin de former des gros flocs stables qui vont précipiter, et seront éliminés par filtration. 3. Filtration 4. Désinfection Le procédé de traitement de l eau inclut les traitements physico-chimiques suivants : 1. Coagulation : sous l influence du coagulant, les fines impuretés en suspension dans l eau se regroupent et forment de petits agglomérats instables et facilement dissociables. L ajout d un autre polymère appelé floculant va permettre à ces impuretés de se coller entre elles afin de former des agglomérats plus gros et plus stables, appelés flocs. Les flocs ainsi formés sont plus facilement filtrables. 2. Précipitation : les flocs, plus lourds que l eau, précipitent au fond de la cuve. 3. Filtration : l eau passe à travers une membrane filtrante qui sépare le liquide des agglomérats solides. 4. Désinfection : Élimination de la contamination biologique (bactéries, micro-organismes, pesticides) par le biais d un traitement chimique. 5. Acheminement et distribution de l eau aux usagers.

3 Équipements émaillés La production de PolyAluminium Chloride est l un des procédés les plus exigents pour les équipements émaillés en raison de ses effets corrosifs et abrasifs. L expérience et la qualifi cation de De Dietrich permet de faire face à ces exigences. Depuis plus de 30 ans, nous avons déjà fourni des centaines de réacteurs émaillés en fonctionnement dans des installations PAC et qui représentent le coeur et le point le plus critique du procédé PAC. A travers cette expérience, nous avons aquis des connaissances et compétences approfondies pour satisfaire les exigences et maîtriser les caractéristiques du procédé PAC. La synthèse du PAC se déroule à haute pression et haute température. Le PolyAluminium Chloride est le produit de la réaction batch entre l hydroxyde d aluminium solide (AL(H ) et l acide chloridrique 33% (HCl). Al(H (s) + HCl (l) Al m Cl 3n-m (l) L émail De Dietrich est spécialement adapté à ce procédé hautement corrosif et abrasif, et nous avons développé une gamme de solutions spécifiques pour le procédé PAC : Émail De Dietrich 3009 HA - Visual Signal très résistant aux attaques acides (HCl) Détection visuelle du phénomène de corrosion via les couches d émail de couleurs différentes Agitateur spécialement adapté avec une géométrie spéciale Détection instantanée d un quelconque phénomène de corrosion au sein du réacteur grâce au système D.e.Co.S C HCI ,2 mm/an 0.2 мм/год 0,1 mm/an 0.1 мм/год Вес %

4 Unités PAC De Dietrich De Dietrich propose une gamme complète de solutions novatrices pour la synthèse du PAC et de ses dérivés: PAC 14%, PAC 18%, PACS 10%. Notre gamme de fournitures inclut: Un réacteur spécialement adapté Ingéniérie de base et de détail ptimisation du procédé : agitateur spécial, système D.e.Co.S. Fourniture des réacteurs, des équipements, des systèmes de contrôle, des automatismes, des vannes et de l instrumentation Supervision et assistance lors de la construction de l installation Mise en route de l unité. Notre solution assure la garantie du procédé et de ses performances, moyennant de respecter la qualité des matières premières, les conditions opératoires et la qualité des équipements. Notre unité PAC est basée sur 2 réacteurs émaillés De Dietrich de 16m 3 qui ont une capacité de production de tonnes de PAC par an.

5 PolyAluminium Chloride (PAC) Le pouvoir de coagulation des coagulants dépend de leur nature chimique et de leur interaction avec le milieu à purifi er. Sulfate d Aluminium Le sulfate d aluminium est obtenu par la réaction chimique entre l acide sulfurique et l hydroxyde d aluminium. Son efficacité dépend du degré d hydrolyse de l aluminium. La réaction d hydrolyse commence aussitôt après avoir dosé le sulfate d aluminium dans l eau. Comme toute réaction chimique, le degré d hydrolyse dépend des matières premières, du temps de réaction, de la température de réaction, etc... Ce type de réaction peut être résumé de la façon suivante : Al 3+ + H 2 0 [Al(H 2 ) 6 ] 3+ [Al(H 2 ) 6 ] 3+ + H 2 0 [Al(0H 2 ) 5 0H] 3+ + H [Al(0H 2 ) 5 0H] 3+ + H [Al 2 (0H) 2 ] 4+ + H [Al(H 2 ) 5 H] 3+ + H 2 0 [Al 3 (0H) 4 ] 5+ + H Au fur et à mesure que les réactions d hydrolyse s enchaînent, la masse moléculaire des sels d aluminium ainsi formés augmente, mais dans tous les cas, on n obtiendra pas de composés de type polymère à forte masse moléculaire. L efficacité du phénomène de coagulation est fonction de la présence ou non de polymères à base d aluminium et à fortes masses moléculaires et densité de charge. Pour le sulfate d aluminium, la concentration de ces molécules très réactives est très faible et relativement inconstante. En raison de sa structure polymérique, le PAC est un composé chimique de forte masse moléculaire ; ce qui lui confère une forte efficacité de coagulation. La concentration et la masse moléculaire de ce polymère dépendent uniquement du procédé chimique utilisé pour sa fabrication mais demeurent indépendantes des propriétés de l eau traitée. Avantages du PolyAluminium Chloride : 1. Le PAC réagit plus rapidement que le sulfate d aluminium en raison de sa structure polymérique qui lui confère un plus fort pouvoir coagulant. 2. Les flocs formés sont plus gros, ce qui signifie un processus de sédimentation plus rapide. De plus, le PAC reste efficace sur un domaine de turbidité plus large et également à très basses températures. 3. Réduction considérable des résidus d aluminium dans l eau (en comparaison avec la valeur analogue avec le sulfate d aluminium), d où une importante diminution des problèmes de santé (Alzheimer). 4. Réduction des cycles de nettoyage des filtres 5. Le PAC consomme moins d alcalinité que les autres coagulants. Dans la plupart des cas, il n y a pas besoin d augmenter l alcalinité de l eau pour une floculation efficace, ce qui signifie qu aucun autre produit chimique n est nécessaire pour corriger le ph. 6. Pour des résultats équivalents, les quantités de PAC requises sont 3 fois moindres que celles en sulfate d aluminium. 7. Le PAC reste efficace sur un domaine de ph plus large. 8. Le PAC génère moins de boues que les autres coagulants.

6 Données comparatives Coagulant ph Domaine de ph Aspect Densité de la solution (Kg/m3) Dosage pour l eau potable (g/m3) Dosage pour les eaux usées (g/m3) Avantages Limites PolyAluminium Chloride AI n CI 3n-m Liquide jaunâtre Tous types de traitement d eau - Meilleure qualité de l eau - Meilleure efficacité de coagulation - Quantités requises plus faibles - Floculation et sédimentation plus rapides - Nombre réduit d étapes de nettoyage en aval - L aluminium est corrosif pour les métaux Sulfate d aluminium AI 2 18 H Cristaux ou poudre blanchâtres Acidité faible - Turbidité finale de l eau faible - Simple d utilisation - Fort taux d aluminium résiduel - Risques sur la santé (Maladie d Alzheimer) - Poudre irritante - Faible élimination du Carbone rganique Dissous (CD) - Efficace sur un domaine de ph limité Chlorure de fer FeCI 3 6 H Liquide de gris foncé à marron Très efficace pour éliminer la matière organique - Pas d aluminium résiduel - Détection simple des résidus de fer - Grand domaine de ph - Fortes quantités de résidus ferriques - Très corrosif - Dissolution exothermique - Problèmes de blocage des filtres Sulfate ferrique Fe 2 9 H 2 < Liquide rouge - marron Très efficace pour éliminer la matière organique - Pas d aluminium résiduel - Détection simple des résidus de fer - Grand domaine de ph - Fortes quantités de résidus ferriques - Très corrosif - Produit salissant - Besoins additionnels d un produit basifiant Sulfate ferreux Fe ) 7 H Cristal verdâtre ou jaune - marron Pas d aluminium résiduel - Peu sensible au ph - Fortes quantités de résidus ferriques - Très corrosif - Produit salissant - Besoins additionnels d un produit basifiant - Conservation à T > 10 C Aluminate de sodium NaAI 2 > Liquide visqueux incolore ou ambre Très efficace pour les eaux acides - Quantités requises faibles - Très performant - Très corrosif - Très irritant - Inefficace pour certaines eaux - Réaction inflammable avec les sels d ammonium

7 Les Solutions De Dietrich pour le Procédé PAC Savoir-faire Procédé Ingéniérie de base et de détail Faibles coûts opérationnels Maintenance faible Sécurité renforcée Garantie du Procédé Réacteur spécialisé Émail spécial : 3009HA - Signal visuel 1ère couche d'émail blanche puis bleues Agitateur Impeller adapté ptimisation du transfert thermique Solutions Procédé Les solutions DE DIETRICH pour le PRCÉDÉ PAC ptimisation du Procédé Modélisation 3D ptimisation du Procédé Fourniture d équipements Assistance lors de la construction de l installation Mise en route de l unité Solutions d Ingéniérie Système D.e.Co.S. pour détecter la corrosion Agitateur Impeller adapté Alerte visuelle de corrosion

8 AFRIQUE DU SUD De Dietrich South Africa (PTY) Ltd Dunswart Tél Fax ALLEMAGNE De Dietrich Process Systems GmbH Mainz Tél Fax mail@qvf.de BENELUX De Dietrich Process Systems N.V. B - Heverlee-Leuven Tél Fax info@benelux.dedietrich.com BRÉSIL De Dietrich Do Brasil Ltda São Paulo Tél Fax brasil@dedietrich.com.br CHINE De Dietrich Process Systems Co. Ltd Wuxi Tél Fax info@dedietrichchina.com ESPAGNE De Dietrich Equipos Quimicos S.L. Barcelona Tél Fax comercial@dedietrich.es ÉTATS-UNIS De Dietrich Process Systems Inc. Mountainside, NJ Tél Fax sales@ddpsinc.com Charlotte, NC Tél Fax rosenmund@ddpsinc.com FRANCE De Dietrich S.A.S. Zinswiller Tél Fax sales@dedietrich.com De Dietrich S.A.S. Evry Tél Fax eivs@dedietrich.com De Dietrich Process Systems Semur S.A.S. Semur-en-Auxois Tél Fax info@rosenmund.com GRANDE BRETAGNE / IRLANDE De Dietrich Process Systems Ltd Stafford Tél Fax sales@qvf.co.uk Shannon Tél Fax sales@dedietrich.ie DE DIETRICH SAS Château de Reichshoffen F Niederbronn Cedex Tél Fax INDE De Dietrich Process Systems (India) Pvt, Ltd Mumbai Tél Fax ddps.india@dedetrich.com ITALIE De Dietrich Process Systems Srl San Dona Di Piave (VE) Tél Fax info-it@dedietrich.com RUSSIE De Dietrich Rep. ffi ce Moscow Tél Fax info@ddps.ru SINGAPUR De Dietrich Singapore (PTE) Ltd Singapore Tél Fax info.sg@dedietrich.com SUISSE De Dietrich Process Systems AG Liestal Tél Fax info@rosenmund.com Le groupe international De Dietrich Process Systems est le premier fournisseur mondial de solutions systèmes, de réacteurs pour les applications corrosives ainsi que d équipements de séparations solides liquides et de séchage. Les solutions de De Dietrich Process Systems sont utilisées dans les secteurs pharmaceutiques et chimiques. Les informations contenues dans cette brochure sont données à titre indicatif et sont non contractuelles. Les programmes décrits sont susceptibles d évoluer et peuvent être modifi és ou supprimés sans préavis et sans que notre responsabilité ne puisse être engagée de quelque façon que ce soit De Dietrich SAS. Tous droits réservés. SY-FR-19-V1-02/12 Ce document a été imprimé avec des encres végétales sur un papier issus de forêts durablement gérées.