Comment se fait la flottation ?

La Flottation : Une Danse entre Air et Eau pour le Traitement des Eaux Usées

La flottation, un procédé physique de séparation des phases, trouve une application cruciale dans le prétraitement des eaux résiduaires urbaines (ERU). Loin d’être une simple remontée à la surface, la flottation est une technique subtile qui exploite les interactions entre des microbulles d’air et les particules solides ou liquides présentes dans l’eau à traiter. Contrairement à une idée répandue, ce n’est pas uniquement la flottabilité intrinsèque des matières qui détermine leur ascension, mais bien la formation d’agrégats légers et mobiles, capables de vaincre la résistance de l’eau.

Le principe repose sur l’injection d’air comprimé, préalablement dissous dans l’eau, sous forme de fines bulles – généralement de diamètre inférieur à 1 mm. Cette finesse est essentielle. Des bulles plus grosses présenteraient une portance insuffisante et une ascension trop rapide, empêchant une agglomération efficace des particules. L’optimisation de la taille des bulles nécessite un contrôle précis de la pression et du débit d’air, ainsi que de la géométrie de l’injecteur.

Plusieurs mécanismes contribuent à la formation des agrégats flottants :

• L’adsorption: Les microbulles se fixent à la surface des particules solides ou des gouttelettes de matières grasses présentes dans l’eau. Cette adhésion est favorisée par des forces intermoléculaires, notamment la tension superficielle et les forces de Van der Waals. La nature hydrophobe des particules à flotter joue un rôle crucial dans l’efficacité de ce processus.

• L’entraînement: Les bulles en ascension créent un mouvement de convection dans l’eau. Ce courant transporte les particules plus petites, qui, même non directement attachées à des bulles, sont entraînées vers la surface dans le sillage des agrégats en formation. Ce phénomène est particulièrement important pour la capture des particules fines et colloïdales.

• La coalescence: Les bulles peuvent fusionner entre elles pour former des bulles plus grandes, augmentant ainsi la portance et la vitesse d’ascension de l’agrégat. Cependant, un contrôle rigoureux est nécessaire pour éviter la formation de trop grosses bulles qui compromettraient l’efficacité du processus.

Une fois les agrégats formés, ils remontent à la surface, formant une couche de matières flottantes, appelée “écume” ou “natte”. Cette écume est ensuite facilement récupérée, par raclage mécanique par exemple, séparant efficacement les matières solides et liquides du reste de l’eau traitée.

La flottation assistée est donc une technologie performante et polyvalente dans le traitement des eaux usées. Son efficacité dépend de nombreux paramètres, notamment la qualité de l’eau brute, le type de particules à éliminer, la taille des bulles d’air et la conception de l’installation. Une optimisation minutieuse de ces paramètres permet d’obtenir des taux de séparation élevés, améliorant ainsi la qualité de l’effluent et contribuant à la protection de l’environnement. L’avenir de la flottation réside dans le développement de techniques toujours plus précises et efficientes, pour un traitement de l’eau plus durable et performant.