FR3016877A1 - Procede de traitement de l'eau - Google Patents

Procede de traitement de l'eau Download PDF

Info

Publication number
FR3016877A1
FR3016877A1 FR1400230A FR1400230A FR3016877A1 FR 3016877 A1 FR3016877 A1 FR 3016877A1 FR 1400230 A FR1400230 A FR 1400230A FR 1400230 A FR1400230 A FR 1400230A FR 3016877 A1 FR3016877 A1 FR 3016877A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
tannin
cationic starch
composition
starch
cationic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1400230A
Other languages
English (en)
Inventor
Alwyn Laura Crowther
Tamara Putois
Medhi Carre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roquette Freres SA
Original Assignee
Roquette Freres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roquette Freres SA filed Critical Roquette Freres SA
Priority to FR1400230A priority Critical patent/FR3016877A1/fr
Priority to PCT/FR2015/050200 priority patent/WO2015114254A1/fr
Publication of FR3016877A1 publication Critical patent/FR3016877A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5272Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using specific organic precipitants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/09Viscosity

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de traitement d'une solution aqueuse ayant des matières en suspension, contenant une étape de coagulation-floculation qui comprend : a) une étape d'addition de coagulants dans la solution aqueuse à traiter, suivie ; b) d'une étape d'agitation de la solution aqueuse ainsi additionnée ; c) d'une étape de séparation des solides coagulés par décantation ou flottation ; d) d'une étape de récupération d'une eau purifiée ; caractérisé en ce que les coagulants additionnés à l'étape a) comprennent au moins un tannin modifié ou non et une composition liquide amylacée contenant un amidon cationique solubilisé. L'invention porte également sur une composition liquide d'amidon cationique et de tannin apte à être utilisée dans le procédé.

Description

- 1 - L'invention a pour objet un procédé de traitement de l'eau, en particulier un procédé comprenant une étape de coagulation-floculation utilisant, conjointement avec au moins un tannin, une composition liquide amylacée d'amidon cationique solubilisé. Ce procédé est très utile pour le traitement d'effluents. L'invention a aussi pour objet une composition liquide comprenant à la fois un amidon cationique particulier solubilisé et au moins un tannin. Dans le domaine de l'eau, les procédés de traitement sont très divers : par exemple, avant d'être rejetées dans l'environnement, les eaux usées (ou effluents) ne sont pas traitées de manière identique selon la nature de l'eau. Il s'agit pour le traitement de ces effluents de respecter les règlementations en ce qui concerne l'eau rejetée à l'issue du traitement, la pureté de cette eau pouvant être plus ou moins importante selon les cas. Au contraire, en ce qui concerne l'eau potable, les réglementations nécessitent d'obtenir une eau de pureté très élevée à l'issue du procédé. Les eaux à traiter sont des solutions aqueuses qui comprennent des matières en suspension qu'il s'agit d'éliminer par traitement. En ce qui concerne les grosses particules, généralement supérieures à 1 mm, on peut les supprimer au cours d'une étape préliminaire en faisant passer la solution aqueuse à travers des grilles. Cette étape s'appelle également « étape de dégrillage ». On peut également éliminer les particules plus fines en suspension en les séparant de la solution aqueuse à traiter, par exemple par décantation ou par flottation. La décantation consiste à laisser reposer la solution dans une cuve à décantation, également appelée « décanteur », pour que les particules en suspension se déposent au fond de cette cuve. On récupère ainsi par surverse l'eau purifiée. La flottation a quant à elle pour principe de mélanger dans un flottateur la solution aqueuse avec de l'air, afin de récupérer les particules en surface. On récupère en sortie du flottateur l'eau ainsi traitée. Afin de séparer plus facilement et plus rapidement ces fines particules, on réalise préalablement une étape de coagulation et/ou de floculation. De manière schématique, ces étapes consistent en l'agglomération des particules en suspension, ces particules agglomérées plus grosses sont alors séparées plus facilement et plus rapidement par les traitements de séparation cités précédemment. - 2 - Pour réaliser la coagulation et la floculation, des agents coagulants et des agents floculants sont utilisés seuls ou en mélange. Ces agents peuvent être par exemple choisis parmi les sels de fer ou d'aluminium, les poly chlorure diallyldimethylammonium (polyDADMAC), les polyacrylamides anioniques ou cationiques et les amidons non ioniques, anioniques ou cationiques. Généralement, l'agent coagulant et l'agent floculant sont mélangés en deux étapes distinctes avec la solution aqueuse à traiter dans une cuve, appelée cuve de coagulation-floculation dans la présente demande. Cette cuve est généralement constituée d'un premier bassin dit « bassin de coagulation» et d'un second bassin dit « bassin de floculation », dans lesquels sont respectivement introduits le coagulant et le floculant. On explique généralement ces phénomènes de coagulation par une déstabilisation des particules, en particulier des colloïdes, et de floculation par l'agrégation de ces particules ainsi déstabilisées. Ensuite, la solution aqueuse comprenant les agglomérats de particules ou de colloïdes, appelés flocs, subit une étape de séparation : on récupère ainsi des boues constituées de flocs agglomérés et une eau purifiée. Toutefois, les agents coagulants et floculants peuvent être introduits simultanément comme décrit par exemple dans le document WO 2011/123970 Al où il s'agit d'un procédé de traitement d'une eau contaminée par des algues qui comprend une étape d'addition d'une composition de traitement comprenant un coagulant inorganique métallique et un polymère cationique, qui peut être un amidon cationique soluble dans l'eau, un mélange soluble dans l'eau d'amidon et de gomme cationique ou un tannin modifié soluble dans l'eau. Un des problèmes de ce procédé est que l'utilisation de coagulant inorganique métallique génère des quantités de boues importantes qu'il faut retraiter, ce qui génère un coût supplémentaire pour l'exploitant. De plus, suite à la publication de plusieurs études portant sur le risque sur la santé de certains coagulants, notamment les sels d'aluminium, ces coagulants ont une mauvaise image auprès des pouvoirs publics et des consommateurs.
Bien que généralement très efficaces, les tanins sont en outre des produits dont le coût reste encore aujourd'hui élevé. Ceci est en partie dû à des procédés d'extraction qui sont coûteux et difficiles. - 3 - La coagulation et la floculation étant deux phénomènes qui ne peuvent pas toujours être clairement distingués, ces étapes sont regroupées sous le terme d'étape de « coagulation-floculation » pour la présente invention. Comme autre type de solution aqueuse à traiter, on peut citer les émulsions telles que les peintures ou les sauces de couchage de papier. On parle alors généralement de « procédé de cassage d'émulsion » dans lesquels il s'agit de déstabiliser l'émulsion en faisant coalescer la phase huile par l'ajout d'un coagulant et/ou d'un floculant. Celui-ci peut être par exemple de l'amidon cationique comme décrit dans le brevet US 4088600.
Pour mesurer l'efficacité de cette étape de coagulation-floculation, on peut mesurer la Demande Chimique en Oxygène (DCO) de l'eau purifiée, qui est une mesure indirecte de la concentration en matières organiques ou minérales, dissoutes ou en suspension dans cette eau : on mesure la quantité d'oxygène nécessaire à l'oxydation chimique totale de ces matières. La mesure de la quantité de carbone organique dissous dans l'eau traitée peut également être réalisée. De manière alternative, on peut mesurer également le niveau de trouble de la solution aqueuse, ou encore turbidité, avant et après cette étape de coagulation-floculation. Cette turbidité est mesurée par un néphélomètre (encore appelé turbidimètre) et on la mesure en Unité de Turbidité Néphélométrique (UTN ou en langue anglaise NTU pour Nephelometric Turbidity Unit). On détermine ainsi la réduction de la turbidité que l'on peut exprimer en un pourcentage. Un autre moyen est également de mesurer l'absorbance de la solution aqueuse traitée à une longueur d'onde donnée pour estimer un abattement de couleur. Il existe encore à l'heure actuelle le besoin de nouveaux procédés de traitement d'eau. En particulier, il est d'intérêt que ce procédé puisse être réalisé en utilisant un temps de traitement rapide, en utilisant une faible quantité de produits chimiques, et ceci sans modifier les installations classiquement utilisées pour ces traitements. Il doit pouvoir permettre de réduire fortement la turbidité de l'eau traitée. Il doit également générer de faibles quantités de boues. - 4 - C'est ce que la Demanderesse a pu mettre en oeuvre en réalisant des travaux portant sur les procédés de traitement de l'eau. En effet, la Demanderesse a trouvé qu'un procédé de traitement d'eau utilisant comme coagulant un amidon cationique associé avec un tannin permettait de réduire de manière particulièrement intéressante la turbidité de nombreux effluents en comparaison avec les procédés utilisant ces coagulants seuls, ou encore de proposer une solution présentant un compromis coût/performance particulièrement avantageux. Ce procédé s'est montré particulièrement intéressant par exemple lorsqu'il s'agit de casser une émulsion.
En particulier, l'invention a pour objet un procédé de traitement d'une solution aqueuse ayant des matières en suspension, contenant une étape de coagulation-floculation qui comprend : a) une étape d'addition de coagulants dans la solution aqueuse à traiter, suivie ; b) d'une étape d'agitation de la solution aqueuse ainsi additionnée ; c) d'une étape de séparation des solides coagulés par décantation ou flottation ; d) d'une étape de récupération d'une eau purifiée ; caractérisé en ce que les coagulants additionnés à l'étape a) comprennent au moins un tannin modifié ou non et une composition liquide amylacée contenant un amidon cationique solubilisé. Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour le traitement de tout type de solution aqueuse mais est particulièrement utile pour le traitement d'effluent. Cet effluent peut être de tout type, par exemple un effluent de raffinerie, un effluent de laiterie, un effluent d'abattoir, un effluent de fabrique d'encre, de formulateur d'encre ou d'utilisateur d'encre, un effluent de brasserie, un effluent d'usine de peinture, de formulateur de peinture ou d'utilisateur de peinture, un effluent de papeterie, un effluent d'industrie textile en particulier un effluent issue d'une teinturerie ou un effluent de blanchisserie.
Selon une variante, le procédé selon l'invention n'est pas un procédé de potabilisation. La solution aqueuse peut également être une émulsion. Le procédé selon l'invention est particulièrement efficace pour séparer une phase organique d'une phase aqueuse - 5 - et donc pour traiter et casser une émulsion. Elle peut être par exemple une émulsion de peinture, une émulsion de sauce de couchage, un fluide de coupe, encore appelé « huile de coupe », ou une émulsion d'encre. L'émulsion peut présenter des phases eau dans huile, des phases huile dans eau, des phases eau dans huile dans eau ou des phases huile dans eau dans huile. Un procédé de cassage d'émulsion est décrit dans les exemples ci-après. La solution aqueuse comprenant des matières en suspension à traiter peut présenter une turbidité très élevée, qui peut être supérieure ou égale à 50 UTN, par exemple supérieure à 100 UTN, voire supérieure à 500 UTN, notamment supérieure à 1200 UTN. Selon une première variante du procédé selon l'invention, le tannin et la composition liquide amylacée sont additionnés séparément à l'étape a). Avantageusement, le délai entre l'introduction du tannin et l'introduction de la composition amylacée liquide lors de l'étape a) est inférieur à 120 secondes, par exemple inférieur à 90 secondes, avantageusement inférieur à 60 secondes. Selon le procédé de l'invention, l'ordre d'introduction du tannin et de la composition amylacée liquide n'a pas d'importance.
Selon une seconde variante du procédé selon l'invention, le tannin et la composition liquide amylacée sont additionnés simultanément à l'étape a). Selon cette variante, le tannin et la composition liquide amylacée peuvent être additionnés à l'étape a) par l'intermédiaire d'une composition liquide M comprenant à la fois l'amidon cationique solubilisé et le tannin, ce qui permet de simplifier le procédé et de nécessiter une seule unité de dosage pour introduire les deux coagulants dans l'étape a) du procédé. La quantité totale d'amidon cationique et de tannin dans la solution aqueuse à traiter, c'est-à dire la quantité de ces deux coagulants, peut aller de 1 à 500 mg/L d'eau à traiter. Cette quantité est notamment adaptée à la turbidité de l'eau initiale et peut être de 5 à 350 mg/L, avantageusement de 8 à 250 mg/L, préférentiellement de 10 à 200 mg/L, tout préférentiellement de 12 à 190 mg/L. Lorsque plusieurs tannins et/ou plusieurs amidons cationiques sont ajoutés lors de l'étape a), il est précisé que les quantités de tannin sont les quantités totales en ces - 6 - différents tannins et que les quantités d'amidon cationique sont les quantités totales en ces différents amidons cationiques. Il est également précisé que les quantités massiques de chacun des coagulants s'entendent en masse sèche.
Le tannin peut être additionné lors de l'étape a) sous la forme d'une solution liquide, présentant par exemple une concentration allant de 0,01 à 60 g/L. Le tannin utilisé dans le procédé de l'invention peut être modifié ou non modifié. De préférence, le tannin est un tannin modifié, tout préférentiellement un tannin 10 cationique. Par tannin non modifié, on entend selon la présente invention des composés phénoliques ayant une masse molaire allant de 300 à 20000 Da, de préférence de 500 à 3000 Da. De préférence, ces tannins non modifiés sont hydrosolubles. Parmi les tannins, on peut citer les produits de l'estérification des fonctions hydroxyles 15 du glucose ou d'un polyol dérivé du glucose par des acides tels que l'acide gallique, l'acide cinnamique et de manière plus générale les acides polyphénoliques. Plus particulièrement, on peut citer les tannins galliques pouvant provenir des plantes de la famille des fagacées éricacées, géraniacées, acéracées, les tannins ellagiques issus de la réaction du glucose avec l'acide hexahydroxydiphénique, pouvant être issu de la 20 noix de galle du chêne, le tannin dihydroellagique issu de l'oxydation du tannin ellagique, les tannins oligomères, formés d'acide gallique, d'acide ellagique et de 2000 à 5000 oses par exemple la rugosine de la reine-des-prés , et l'hamamelitannin de l'hamamélis. Il peut également s'agir de tannins complexes qui sont construits par une unité gallotannin ou ellagitannin comportant une liaison à une catéchine. 25 Un autre type de tannin utile à l'invention peut être les tannins condensés également nommés tannins catéchiques ou proanthocyanidols, qui comprennent des polymères de flavones-3-ol et/ou d'anthocyanidols. A titre d'exemple, on peut citer les procyanidols issus généralement de fruits tels que le catéchol, l'épicatéchol, le gallocatéchol et l'épigallocatéchol. Les procyanidols de type B comprennent une seule 30 liaison interflavanique (en C4 et C8) et les procyanidols de type A comprennent deux liaisons flavanique (en C4 et C8 et C2 et C1). Ces tannins, en particulier les proanthocyanidols, peuvent être issus du marron d'Inde et de la cannelle, les anthocyanidols (généralement issus du cyprès) peuvent être par exemple le - 7 - delphinidol et le cyanidol. La plupart des tannins condensés sont des anthocyanidols ou des proanthocyanidols. Le tannin utile à l'invention peut également être un tannin modifié. Par tannin modifié, on entend un polymère comprenant dans son squelette polymérique au moins une unité issue d'un tannin. Selon une première variante, le tannin modifié peut être un copolymère d'un tannin et d'un monomère cationique. Selon une autre variante, le tannin modifié peut être un copolymère d'un tannin, d'un monomère cationique et d'un monomère additionnel, qui peut être un monomère anionique ou un monomère non ionique. De tels tanins sont décrits par exemple dans le brevet US 5,614,103. Le monomère cationique peut être choisi parmi les monomères portant une liaison insaturée éthylénique de type ammonium quaternaire, phosphonium ou sulfonium, de préférence de type ammonium quaternaire. Ces monomères peuvent être en particulier des sels ammonium de (méth)acrylamide de dialkylaminoalkyle, des sels ammonium de (méth)acrylates de dialkylaminoalkyle ou des sels ammonium de diallyle dialkyle. Des exemples de ces monomères sont le méthacrylate de méthylaminoéthyle, le méthacrylate de N,N-diméthylaminoéthyle, le chlorure d'acryloyloxyéthyltriméthylammonium (AETAC), le chlorure de méthacryloyloxyéthyltriméthylammonium (METAC), le méthosulfate d'acryloyloxyéthyltriméthylammonium (AETAMS), le méthosulfate de méthacryloyloxyéthyltriméthylammonium (METAMS) et le chlorure d'acryloyloxyéthyldiéthylméthyl ammonium. Le monomère anionique peut être choisi parmi les monomères portant une liaison insaturée éthylénique de type acide carboxylique ou acide sulfonique. Ces monomères peuvent être l'acide (méth)acrylique, l'acide itaconique, l'acide maléique, l'acide styrène sulfonique, l'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), l'acide 3-allyloxy-2-hydroxypropane sulfonique ou un de leurs sels. Le monomère non ionique peut être, quant à lui, choisi parmi les monomères non ioniques portant une liaison insaturée éthylénique, comme par exemple, le (méth)acrylamide, le N-methylolacrylamide, le N,N-dimethyl-acrylamide, les esters vinyliques tels que l'acétate ou le propionate de vinyle, les esters (méth)acryliques tels que les (méth)acrylates d'alkyle, les (méth)acrylates d'alkyle hydroxylés, l'éther d'allyle et glycidyle, les éthers d'allyle éthoxylés de polyéthylène glycol ou de polypropylène glycol et les acrylates propoxylés. - 8 - Le tannin modifié utile à l'invention peut notamment être obtenu par copolymérisation de 10 à 80% en masse de tannin, de 20 à 90% en masse de monomère cationique, de 0 à 30% en masse de monomère non ionique et de 0 à 20% en masse de monomère anionique, la somme des monomères faisant 100%.
Des exemples typiques de tannins modifiés pouvant être utilisés selon l'invention sont des copolymères de tannin et de monomère cationique dans lesquels les proportions de monomère cationique vont de 50 à 90% en masse, le reste étant constitué de tannin. Le tannin modifié peut être préparé en mélangeant les différents monomères avec le tannin et en initiant la polymérisation à l'aide d'un initiateur radicalaire, en utilisant par exemple les techniques de polymérisation en solution ou en émulsion. Des composés azo, persulfates, peroxydes peuvent être utilisés comme initiateur. Ces initiateurs peuvent être également utilisés en fin de réaction afin de polymériser le monomère résiduel. On peut également utiliser un agent de transfert de chaîne afin de réguler le poids moléculaire du tannin modifié. La masse molaire moyenne en poids peut varier largement et aller de 500 à 2.000.000 g/mol, par exemple de 5.000 à 200.000 g/mol. Le polymère peut être séparé par précipitation ou on peut également utiliser directement la solution aqueuse obtenue à l'issue de la polymérisation. La température de réaction peut varier largement et peut aller en particulier de 20 à 100°C, avantageusement de 40 à 70°C. Le pH peut également varier largement et peut être compris entre 2 et 8. Un premier exemple de tannin modifié est un copolymère de tannin et de chlorure d'acryloyloxyéthyltriméthylammonium (AETAC). Un autre exemple de tannin modifié porte sur un copolymère de tannin et de chlorure d'acryloyloxyéthyltriméthyl ammonium (METAC). Un autre exemple de tannin modifié est un copolymère cationique de tannin et de méthacrylate de N,N-diméthylaminoéthyle. On peut réaliser ce copolymère par un procédé comprenant une étape de polymérisation du méthacrylate de N,Ndiméthylaminoéthyle suivie d'une étape de cationisation du polyméthacrylate à l'aide d'acide chlorhydrique, suivie d'une étape de copolymérisation du polyméthacrylate cationisé avec le tannin. Selon une variante préférée, le tannin modifié est obtenu par réaction d'un tannin, d'une amine et d'un aldéhyde comme ceux décrits dans le brevet US 4,558,080. Selon ce dernier, les constituants réagissent à pH acide selon un ratio molaire amine / - 9 - tannin allant d'environ 1,5 : 1 à 3 : 1. Ces tannins modifiés peuvent être de type tannin/mélamine/formaldéhyde ou tannin/monoéthanolamine/ formaldéhyde. De préférence, le tannin modifié est un tannin cationique. Le niveau de cationicité peut être mesuré de plusieurs façons, par exemple par mesure d'ionicité par titration à l'aide de polyéthylènesulfonate de sodium et un détecteur de flux de type Streaming Current Detector (SCD). De préférence, l'ionicité du tannin cationique va de 100 à 5000, tout préférentiellement de 500 à 3500 peq par gramme de tannin.
Selon le procédé de l'invention, le ratio massique amidon cationique / tannin va avantageusement de 5/95 à 44/56, préférentiellement de 10/90 à 40/60, tout préférentiellement de 15/85 à 30/70. La Demanderesse a en effet constaté que l'étape de coagulation-floculation est particulièrement efficace lorsque ces agents coagulants sont introduits dans les ratios ci-dessus. La composition liquide amylacée d'amidon cationique introduite à l'étape a) présente avantageusement une concentration en amidon cationique allant de 0,01 à 50 g/L. Le liquide de la composition peut être tout solvant de l'amidon cationique et est préférentiellement de l'eau.
La composition liquide amylacée utile à l'invention comprend un amidon cationique solubilisé. L'amidon cationique utilisé dans le cadre de l'invention peut être obtenu à partir de tout type d'amidon natif d'origine naturelle ou hybride, y compris d'amidon issu d'organismes végétaux ayant subi des mutations ou manipulations génétiques.
Lesdits amidons peuvent notamment être issus de pomme de terre, de pomme de terre à haute teneur en amylopectine (pomme de terre waxy), de blé, de blé à haute teneur en amylopectine (blé waxy), de maïs, de maïs à haute teneur en amylopectine (maïs waxy), de maïs à haute teneur en amylose, de riz, de pois, d'orge ou de manioc, des coupes ou fractions qui peuvent en être faites, et les mélanges quelconques d'au moins deux quelconques des produits susmentionnés. L'amidon cationique utilisé dans le procédé de l'invention peut avantageusement être obtenu à partir d'un amidon de pois, de blé, de maïs ou d'une fécule de pomme de terre. Selon une première variante préférée, il s'agit d'une fécule de pomme de terre. Selon une seconde variante préférée, il s'agit d'un amidon waxy, celui-ci pouvant - 10 - notamment être issu de maïs waxy, de pomme de terre waxy, de blé waxy, d'orge waxy, tout préférentiellement issu de maïs waxy. Les amidons waxy présentent l'avantage d'avoir une capacité à moins rétrograder que les autres amidons. La sélection de cet amidon natif a notamment une influence sur la masse moléculaire finale ainsi que sur son taux de branchement, liée à la teneur en amylose et en amylopectine. La réaction de cationisation peut être effectuée selon l'une des méthodes bien connues de l'homme du métier, à l'aide de réactifs cationiques tels que décrits par exemple dans « Starch Chemistry and Technology » - Vol. Il - Chapter XVI - R.L.
WHISTLER and E.F. PASCHALL - Academic Press (1967). L'amidon est introduit dans un réacteur en présence de ces réactifs. L'amidon utilisé lors de la réaction de cationisation peut se présenter sous une forme granulaire, par exemple lorsqu'il est utilisé à l'état natif. La réaction peut être conduite en phase lait, l'amidon granulaire en suspension dans un solvant étant cationisé en utilisant les conditions de température, de temps et de catalyse bien connues de l'homme de l'art. A la fin de la réaction, on peut récupérer l'amidon ainsi cationisé par filtration, cet amidon cationique pouvant être ensuite lavé puis séché. D'une façon alternative, la réaction peut être conduite en phase sèche, c'est-à-dire en présence de quantités d'eau ajoutées à l'amidon considérées comme faibles, par exemple dans des quantités d'eau inférieures à 20% de la masse d'amidon introduit pour la réaction de cationisation, de préférence inférieures à 10%. De préférence, la réaction de cationisation est effectuée avec des réactifs azotés à base d'amines tertiaires ou de sels d'ammonium quaternaires. Parmi ces réactifs, on préfère utiliser les chlorhydrates de 2-dialkylaminochloréthane tels que le chlorhydrate de 2-diéthylaminochloréthane ou les halogénures de glycidyl-triméthylammonium et leurs halohydrines, tels que le chlorure de N-(3-chloro-2-hydroxypropyI)- triméthylammonium, ce dernier réactif étant préféré. On procède à cette réaction en milieu alcalin, à un pH supérieur à 8, voire 10, le pH pouvant être ajusté par exemple par de la soude. Les taux de réactif mis en oeuvre sont choisis de telle sorte que les amidons cationiques résultants présentent le degré de substitution (DS) de cationicité désiré, le DS étant le nombre moyen de groupements OH compris sur l'anhydroglucose de l'amidon qui ont été substitués par un groupement cationique.
L'amidon cationique peut être soluble à température ambiante dans l'eau. Par soluble à température ambiante, on entend selon l'invention que, lorsque l'amidon cationique est introduit à 10% en masse dans de l'eau à 25°C et est placé sous agitation pendant 1 heure, la solution d'amidon ainsi obtenue présente une viscosité Brookfield supérieure ou égale à 100 mPa.s. Selon une première variante, l'amidon soluble à température ambiante dans l'eau est un amidon granulaire cationique présentant un degré de substitution cationique (DS) supérieur ou égal à 0,10. Selon une seconde variante, il s'agit d'un amidon cationique prégélatinisé. On peut réaliser ce traitement de prégélatinisation de l'amidon cationique par exemple sur tambour sécheur. Pour réaliser la composition amylacée utile à l'invention, on peut solubiliser tout type d'amidon cationique dans un solvant, la composition amylacée liquide étant généralement une composition aqueuse.
Pour fabriquer la composition amylacée liquide utile à l'invention, on peut rendre soluble l'amidon cationique dans le solvant par une étape de cuisson. On réalise généralement cette cuisson dans de l'eau en mettant en suspension de l'amidon cationique et formant ainsi un lait d'amidon. La température de cuisson est par exemple dans la gamme de température allant de 40 à 95°C, avantageusement de 60 à 90°C. La durée de cuisson peut aller de 5 minutes à 60 minutes. La quantité massique en amidon cationique dans ce lait peut être comprise dans la gamme comprise entre 10 et 50%, par exemple entre 20 et 40%. Selon une variante, on prépare ladite composition amylacée en utilisant un amidon cationique soluble à température ambiante et en le mettant en solution dans l'eau, de préférence sous agitation. Cette variante est avantageuse car l'amidon est ainsi aisément solubilisé dans la composition liquide, sans cuisson. La composition amylacée utile à l'invention peut ainsi aisément être mise en oeuvre sur le site réalisant le procédé de traitement. L'amidon cationique peut présenter un degré de substitution cationique (DS) supérieur ou égal à 0,03, avantageusement allant de 0,035 à 0,2. Selon une variante avantageuse de l'invention, on utilise une composition amylacée liquide d'amidon cationique exempte d'agent conservateur. Lorsque l'amidon cationique est sous forme liquide, on peut observer une dégradation lors de son stockage et du transport du produit. Pour limiter ce phénomène, on doit - 12 - généralement ajouter un agent biocide, qui peut être choisi parmi les phtalates, par exemple un de ceux commercialisés par Dow Chemical Company sous la marque VINYZENETM. Or, bien que la concentration en agent biocide nécessaire à la conservation de l'amidon sous forme de solution liquide soit faible, ces agents biocides peuvent constituer des constituants non désirés pour le traitement d'une eau et tout particulièrement pour l'obtention d'une eau potable. Le fait que l'amidon soit stocké et transporté sous forme solide limite les problèmes de dégradation. Ceci permet de s'affranchir de l'ajout d'un agent conservateur, ceci pouvant être particulièrement intéressant dans un procédé de traitement de l'eau.
Ainsi, selon une variante du procédé, on prépare une solution d'amidon cationique exempte d'agent conservateur dans un délai inférieur à vingt-quatre heures avant l'étape d'addition a) à partir d'un amidon cationique sous forme solide, par exemple sous la forme d'une poudre.
Bien que d'autres agents coagulants ou floculants puissent être utilisés lors de l'étape de coagulation-floculation, cette dernière peut être réalisée sans autre agent coagulant supplémentaire, en particulier sans polyacrylamide et sans sel métallique. Bien que d'autres agents coagulants ou floculants puissent être utilisés lors du procédé de traitement de l'eau, celui-ci peut être réalisé sans autre agent coagulant supplémentaire, en particulier sans polyacrylamide et sans sel métallique. De préférence, l'amidon cationique présente une viscosité, lorsqu'il est sous la forme d'une composition aqueuse, supérieure ou égale à 100 mPa.s et inférieure à 1000 mPa.s dans les conditions du test A décrit ci-dessous.
Le test A consiste à mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de l'amidon cationique lorsqu'il est sous forme solubilisée dans une composition aqueuse à 10% de matière sèche. En d'autres termes, la composition aqueuse utile au test A est une composition constituée en masse de 10% d'amidon cationique solubilisé et 90% d'eau. Ainsi, pour réaliser le test A sur une composition aqueuse comprenant un amidon cationique solubilisé, il suffit de quantifier, par toute méthode classique à la portée de l'homme de l'art, la matière sèche en amidon cationique de ladite composition aqueuse et, selon le cas, à la diluer avec de l'eau distillée ou à la concentrer par tout moyen approprié non susceptible de modifier significativement l'amidon cationique qu'elle contient, et ce de façon à ajuster la matière sèche en amidon cationique de - 13 - ladite composition à une valeur de 10 %. En suite de quoi, on mesure de manière connue en soi, la viscosité de la composition résultante. Pour concentrer la composition sans modifier la matière amylacée la comprenant, on peut par exemple utiliser un évaporateur rotatif.
Un avantage est que cet amidon peut être aisément mis sous forme de composition aqueuse concentrée en amidon cationique tout en restant liquide, ce qui facilite son transport mais également sa manipulation lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La viscosité de l'amidon cationique est directement liée à l'amidon cationique utilisé et au procédé de préparation de la composition amylacée. En ce qui concerne l'amidon cationique, sa viscosité dépend de 3 caractéristiques principales, dans un ordre d'importance décroissant : sa masse moléculaire, son taux de branchement et son degré de substitution cationique (DS). Ces caractéristiques sont aisément sélectionnées par l'homme de l'art en choisissant la source botanique de l'amidon natif et les conditions de préparation de cet amidon cationique. Pour cet amidon cationique qui présente une viscosité Brookfield, mesurée selon le test A, supérieure ou égale à 100 mPa.s et inférieure à 1000 mPa.s, il est généralement nécessaire de réaliser également une étape de réduction de la masse molaire de l'amidon en plus d'une étape de cationisation de l'amidon comme décrite précédemment. Ces deux étapes de réduction de masse molaire et de cationisation peuvent se faire dans n'importe quel ordre. Ainsi, l'amidon cationique utile à l'invention peut être obtenu dans un procédé comprenant une première étape de cationisation suivie d'une seconde étape de réduction de la masse molaire de l'amidon cationique obtenu à la première étape. Alternativement, l'amidon cationique utile à l'invention peut être obtenu dans un procédé comprenant une première étape de réduction de la masse molaire de l'amidon suivie d'une seconde étape de cationisation de l'amidon de masse réduite obtenu à la première étape. On peut également utiliser un procédé dans lequel l'étape de cationisation et l'étape de réduction de la masse molaire de l'amidon se font simultanément. L'étape de réduction de la masse molaire de l'amidon peut être effectuée par tout moyen, en particulier chimique, enzymatique et/ou physique, connu de l'homme de - 14 - l'art et apte à permettre l'obtention directement ou non l'amidon cationique présentant la viscosité adéquate selon le test A. Cette étape peut être réalisée en phase solvant ou en phase sèche. Cette étape peut être menée de manière continue ou discontinue, en une ou plusieurs sous-étapes, selon une multitude de variantes quant à la nature botanique de l'amidon, la quantité ou la forme de présentation du moyen de modification, la température du milieu réactionnel, le temps de réaction, la teneur en eau ou encore la cationicité de l'amidon (matière déjà cationisée ou non encore cationisée). Il peut s'agir en particulier d'un traitement de fluidification par voie chimique, en milieu 10 aqueux ou en phase sèche, comme ceux mentionnés ou décrits dans le brevet EP902037 au nom de la Demanderesse. Il peut s'agir également, de manière avantageuse, d'un traitement de fluidification enzymatique (également dénommé conversion ou liquéfaction enzymatique), celui-ci pouvant être conduit, par exemple, selon les enseignements du brevet FR 2.149.640 15 au nom de la Demanderesse. Ces moyens enzymatiques incluent des enzymes, thermostables ou non, de type alpha-amylase d'origine bactérienne, fongique ou autres. Il peut s'agir également, d'une autre manière avantageuse, d'un traitement permettant de convertir efficacement la matière amylacée cationique, dans un milieu aqueux, au 20 moyen d'enzymes choisies dans le groupe comprenant les enzymes de branchement (EC 2.4.1.18) et les cyclodextrines glycosyltransférases ou " CGTases " (EC 2.4.1.19). Les enzymes de branchement peuvent notamment consister en des enzymes de branchement de l'amidon ou du glycogène, isolées d'algues ou de bactéries, telles que celles dont l'usage est décrit au niveau des brevets WO 00/18893 et WO 25 00/66633 au nom de la Demanderesse. La Société Demanderesse a observé que les amidons cationiques traités, avant, pendant ou après cationisation, par une enzyme de branchement présentaient, d'une manière générale, une stabilité au stockage encore améliorée en regard de celles traitées par une alpha amylase. Sans vouloir être liée par une quelconque théorie, la 30 Demanderesse pense que ce remarquable résultat est dû, au moins en partie, au fait qu'un traitement par enzyme de branchement permet d'obtenir des matières amylacées hydrolysées plus homogènes, i.e notamment dont les saccharides constitutifs résultants ont des masses moléculaires se répartissant sur une courbe de Gauss globalement plus régulière, plus symétrique et plus étroite que celle obtenue - 15 - avec une alpha amylase. De préférence, le traitement par enzyme de branchement est effectué après l'étape de cationisation et il est d'ailleurs remarquable et surprenant que la présence de groupements cationiques, de taille relativement importante, ne perturbe pas l'action de transfert de chaînes oligo- ou polysaccharidiques de telles enzymes. L'usage d'enzymes thermostables permet, si on le souhaite, la pratique de liquéfactions enzymatiques à des températures de l'ordre de 90 - 100°C, conditions particulièrement avantageuses pour l'obtention de compositions amylacées liquides présentant une bonne stabilité de la viscosité dans le temps.
Le traitement de modification peut également, à titre d'exemples non limitatifs, faire appel à une fluidification associant voie acide et enzymatique. L'ensemble des moyens précités sont appliqués à l'amidon, déjà cationisé ou non, permettant d'obtenir la viscosité préférée de l'amidon cationique. Selon un mode de réalisation préféré, on réalise dans une première étape une cationisation de l'amidon, par exemple en phase lait ou phase sèche, suivie d'une seconde étape de réduction de la masse moléculaire obtenu lors de la première étape par conversion enzymatique, cette seconde étape pouvant être réalisée en phase solvant, préférentiellement dans l'eau. Selon ce mode préféré, on peut obtenir directement une composition amylacée liquide utile à l'invention.
L'homme du métier saura ajuster les conditions de réaction des étapes de réduction de la masse molaire et de cationisation de l'amidon afin d'obtenir des amidons cationiques permettant d'obtenir la composition amylacée liquide utile à l'invention. En effet, il est nécessaire que, lors de son procédé de fabrication, le poids moléculaire de l'amidon ne soit pas réduit de manière trop importante ou, au contraire, de manière insuffisante : en d'autres termes, il est nécessaire que la masse moléculaire de l'amidon cationique soit réduite de manière à ce qu'il présente la viscosité adéquate, c'est-à dire une viscosité supérieure ou égale à 100 mPa.s et inférieure à 1000 mPa.s selon le test A. La Demanderesse commercialise des compositions amylacées liquides aqueuses comprenant de tels amidons. De préférence, la viscosité de l'amidon cationique, mesurée selon le test A, est comprise entre 100 et 950 mPa.s, tout préférentiellement de 300 à 800 mPa.s. - 16 - Selon une des variantes du procédé objet de l'invention, le tannin et l'amidon cationique sont introduits simultanément par l'intermédiaire d'une composition M comprenant ces deux constituants. Ainsi, la composition amylacée liquide comprenant l'amidon cationique peut également comprendre un ou plusieurs tannins.
Un autre objet de l'invention porte ainsi sur une composition liquide, qui peut être utile au procédé de traitement selon l'invention. De préférence, la composition liquide est une composition liquide aqueuse. La composition liquide selon l'invention comprend au moins un tannin tel que défini précédemment ainsi qu'au moins un amidon cationique solubilisé présentant la viscosité mesurée selon le test A supérieure ou égale à 100 mPa.s et inférieure à 1000 mPa.s. De préférence, la viscosité de l'amidon cationique, mesurée selon le test A, est comprise entre 100 et 950 mPa.s, préférentiellement de 300 à 800 mPa.s.
Avantageusement, le ratio massique amidon cationique / tannin va de 6/94 à 44/56, préférentiellement de 10/90 à 40/60, tout préférentiellement de 15/85 à 30/70. Avantageusement, le tannin est un tannin modifié, préférentiellement un tannin cationique.
La composition liquide peut prendre la forme d'une composition liquide concentrée, c'est-à-dire que la matière sèche de ladite composition va de 10 à 80%, préférentiellement de 15 à 40%. Un avantage de cette composition est qu'elle est liquide à 25°C, tout en présentant une matière sèche élevée. Ceci lui permet d'être aisément transportée et/ou stockée avant utilisation. Elle peut être directement introduite dans des installations de traitement d'eau ou de boues, cette introduction étant généralement réalisée à l'aide de doseurs. Cependant, certains doseurs ne permettent pas un dosage optimal lorsque la matière sèche est élevée, il est donc parfois difficile d'utiliser directement la composition selon l'invention dans lesdites installations. Du fait de sa forme liquide, la dilution de cette composition à matière sèche élevée se fait très aisément par simple mélange avec de l'eau. On peut ainsi former aisément la composition liquide M après dilution préalable de cette composition liquide concentrée, étant rappelé que ladite composition liquide M peut selon une variante du procédé de traitement de l'invention, être additionnée lors de l'étape a) de l'étape coagulation-floculation. - 17 - Les variantes préférées décrites précédemment, qui portent sur l'amidon cationique et le tannin utiles au procédé, et qui détaillent les caractéristiques de ces deux coagulants ainsi que leurs proportions relatives préférées, sont applicables à la composition selon l'invention. Ainsi, la matière sèche de la composition amylacée selon l'invention peut être constituée exclusivement ou quasi exclusivement d'au moins un tannin et d'au moins un amidon cationique présentant la viscosité adéquate ; elle peut également contenir un ou plusieurs autres composants comme, par exemple, un agent biocide ou d'autres constituants. Bien que d'autres agents coagulants ou floculants puissent être compris dans la composition selon l'invention, cette demiere est avantageusement essentiellement exempte, voire exempte, de polyacrylamide et de sel métallique. La composition est, de manière plus générale, préférentiellement essentiellement exempte, voire exempte, d'autres agents coagulant et floculant supplémentaires. Par composition essentiellement exempte d'un constituant, on entend des quantités inférieures à 5% de la totalité de la matière sèche de la composition.
L'étape de coagulation-floculation du procédé selon l'invention peut être réalisée de manière classique. L'eau ou solution aqueuse à traiter peut éventuellement subir un prétraitement d'ajustement de son pH.
Durant les premières étapes a) et b) de l'étape de coagulation-floculation, on coagule les particules pour ensuite former les flocs. Ces étapes a) et b) peuvent être mises en oeuvre dans une cuve de coagulation-floculation. Cette cuve peut comprendre un premier bassin dit « bassin de coagulation » et un second bassin dit « bassin de floculation », où la vitesse d'agitation est plus importante dans le premier que dans le second. Avantageusement, la composition d'amidon et le tannin sont introduits dans le bassin de coagulation. Dans le cas d'un procédé continu, la solution aqueuse à traiter est introduite dans ladite cuve par l'intermédiaire d'une pompe, ce qui permet de régler ainsi le débit - 18 - d'introduction. La durée de l'étape de coagulation-floculation dépend alors de ce débit et du volume des cuves utilisées. Le tannin et l'amidon utiles à l'invention peuvent être mélangés à la solution aqueuse à traiter soit préalablement à l'introduction de cette solution dans la cuve de coagulation-floculation, soit directement dans la cuve par une seconde entrée prévue à cet effet. La durée de cette étape de coagulation- floculation dépend directement du volume de la cuve et du débit choisi. Selon l'invention, le procédé peut être continu ou discontinu. Ainsi, dans le cas où il s'agit d'un procédé continu, les durées des étapes b) et c) sont respectivement le temps de séjour moyen de la solution aqueuse à traiter dans la cuve de coagulation- floculation et dans le décanteur. La durée de l'étape d'agitation b) peut être supérieure ou égale à 0,5 minutes ou plus, préférentiellement allant de 1 à 30 minutes, tout préférentiellement allant de 1,5 à 15 minutes.
Cette étape d'agitation peut comprendre une sous-étape de coagulation et/ou une sous-étape de floculation. L'étape de coagulation, pendant laquelle l'agitation est rapide, a une durée qui va généralement de 0,5 à 10 minutes, notamment de 1 à 5 minutes. L'étape de floculation, pendant laquelle l'agitation est lente, a une durée qui va généralement de 1 à 30 minutes, notamment de 5 à 15 minutes.
L'étape de séparation c) peut être une étape de décantation. Cette étape de décantation a préférentiellement une durée allant de 0,25 à 1000 minutes, préférentiellement de 1 à 120 minutes, tout préférentiellement de 3 à 90 minutes, par exemple de 5 à 60 minutes.
Pour éliminer les flocs et ainsi pouvoir récupérer l'eau traitée et réaliser l'étape de séparation c), on peut utiliser au choix une technique de décantation ou de flottation. Ces techniques, bien connues de l'homme du métier, pourront être mises en oeuvre dans des installations standard de traitement de l'eau.
Lorsque cette étape de séparation est réalisée par décantation, on peut introduire également dans la cuve de coagulation-floculation un agent susceptible de lester les flocs formés, tels que du sable micrométrique. Ces flocs lestés sont transférés avec la solution aqueuse dans le décanteur, ce qui permet d'améliorer la vitesse de séparation dans l'étape ultérieure de décantation. - 19 - Le décanteur peut être un décanteur statique ou un décanteur lamellaire. Le décanteur peut être équipé de racleur de fond pour une meilleure captation des boues décantées. Le décanteur statique est le décanteur le plus classique : il est constitué d'une simple cuve dans laquelle les particules coagulées se déposent au fond de la cuve pour former des boues et on récupère l'eau purifiée ayant subi la décantation par surverse. Les décanteurs lamellaires permettent également d'accélérer la décantation des particules coagulées en comparaison avec les décanteurs statiques.
On récupère la solution aqueuse purifiée à l'issue de l'étape d). La turbidité de la solution aqueuse purifiée ainsi obtenue à l'issue de l'étape d) a une turbidité plus faible que la solution aqueuse comprenant les matières en suspension ayant été traitée par l'étape de coagulation-floculation. Cette turbidité est généralement supérieure ou égale à 2 UTN, notamment supérieure à 3 UTN, par exemple supérieure à 4 UTN et particulièrement comprise entre 5 et 50 UTN. Le procédé selon l'invention permet de diminuer fortement la turbidité. Selon le procédé de l'invention, la réduction de la turbidité peut être supérieure à 50%, avantageusement supérieure à 75%, tout préférentiellement supérieure à 80%. Il faut noter toutefois que la réduction de la turbidité dépend de la turbidité initiale : en utilisant le procédé pour une eau de turbidité faible, la réduction ne sera pas, bien évidemment, aussi importante que pour une eau ayant une turbidité plus élevée. Elle dépend également du type de solution aqueuse à traiter. La turbidité peut être mesurée en utilisant un appareil WTW Turb 555IR vendu par la 25 société WTW. A la suite de cette étape de coagulation-floculation, on peut avantageusement réaliser une étape de purification ultérieure. 30 Des modes de réalisation vont maintenant être détaillés dans les exemples qui suivent. Il est précisé que ces exemples illustratifs ne limitent d'aucune façon la portée de la présente invention. Exemples - 2 0 - Exemple 1 : Procédé de cassage d'émulsion - Etude de la viscosité de l'amidon cationique et du ratio amidon cationique/tannin Cet exemple décrit un traitement de coagulation-floculation d'un effluent issu de papeterie, qui est une émulsion de sauce de couchage diluée. Cet effluent présente une turbidité supérieure à 2000 UTN. L'objectif est d'étudier l'influence du ratio massique des coagulants dans le mélange de tannin et d'amidon cationique sur la turbidité du surnageant obtenu après traitement.
Produits utilisés : Tannin modifié de charge cationique. « A » : Composition aqueuse d'amidon cationique, base fécule de pomme de terre, présentant une viscosité de 430 mPa.s selon le test A et comprenant 1,2% d'azote fixé (exprimé en poids sec/sec), soit un degré de substitution de 0,16. « B » : Composition aqueuse d'amidon cationique, base fécule de pomme de terre, présentant une viscosité de 11000 mPa.s selon le test A et comprenant 1,2% d'azote fixé (exprimé en poids sec/sec), soit un degré de substitution de 0,16.
Protocole : On réalise des mélanges aqueux d'amidon cationique et de tannin selon le ratio massique repris dans le Tableau 1 ci-dessous, ces mélanges aqueux présentant une concentration massique en agent coagulant de 3,1 g/L. Puis on réalise le procédé de cassage d'émulsion en bécher de la manière suivante : a) on ajoute à l'effluent 100 milligrammes de matière sèche de coagulant par litre d'effluent , b) puis on agite (agitation magnétique) pendant 3 minutes ; c) puis on laisse décanter la solution pendant 10 minutes ; d) puis on récupère le surnageant.
Sa turbidité est alors mesurée en utilisant un appareil WTW Turb 555IR vendu par la société WTW. Les résultats obtenus sont répertoriés dans le Tableau 1. Tableau 1 Ratio amidon / Amidon « A » Amidon « B » - 21 - tannin Turbidité Réduction de turbidité en % par rapport à l'effluent initial Turbidité Réduction de turbidité en % par rapport à l'effluent initial (UTN) (UTN) 100/0 418 79,1 75/25 379 81,1 50/50 213 89,4 25/75 28,6 98,6 43,4 97,8 0/100 188 90,6 188 90,6 Les mélanges d'amidon cationique A et de tannin montrent qu'il est possible de proposer une solution présentant un compromis coût/performance particulièrement avantageux : en effet, l'amidon cationique est, par rapport au tannin, moins coûteux et l'association en mélange permet de présenter dans tous les cas une turbidité améliorée par rapport à l'amidon cationique. Ces mélanges sont particulièrement efficaces dans un ratio amidon cationique / tannin allant de 6/94 à 44/56, puisqu'ils présentent une efficacité qui est même supérieure à celle du tannin utilisé seul.
Les mélanges de tannin avec l'amidon B conduisent également à de très faibles turbidités sur les effluents. La turbidité du surnageant est plus faible qu'avec l'application de tannin seul. Toutefois, la turbidité est légèrement supérieure à celle obtenue avec l'amidon A. De plus, cet amidon cationique B présente une viscosité plus importante, ce qui rend sa mise en oeuvre plus difficile. Au contraire, l'amidon cationique A présente une viscosité moindre et est donc plus facilement manipulable. Cet amidon permet de former des compositions concentrées, qui restent liquides même lorsque la matière sèche en amidon cationique dans la composition est élevée. Ceci est particulièrement avantageux pour former des compositions aqueuses liquides selon l'invention, qui comprennent un tannin et cet amidon cationique solubilisé. Exemple 2 : Cassage d'émulsion - Optimisation du dosage Cet exemple s'appuie sur le même effluent issu de papeterie (sauce de couchage diluée) et illustre le gain économique apporté par l'utilisation d'un mélange amidon/tannin par rapport au tannin seul. - 22 - Le mélange de coagulants étudié est le mélange d'amidon cationique « A » et de tannin, utilisés dans l'exemple 1, qui est appliqué pour différents dosages, au ratio massique 25/75 (sec/sec) optimisé lors de l'essai de l'exemple 1.
Hormis ce qui concerne les dosages de coagulant, le protocole de cassage d'émulsion est le même que pour l'exemple 1. Les résultats sont synthétisés dans le tableau 2. Tableau 2 Dose de Dose du mélange amidon « A »/tannin (mg/L) Turbidité du Réduction de tannin surnageant (UTN) turbidité en % (mg/L) par rapport à l'effluent initial 100 - 188 90,6 - 100 28,6 98,6 - 50 116 94,2 - 25 174 91,3 L'utilisation du mélange d'amidon cationique « A » et de tannin (25/75) (sec/sec) à un dosage de 25 mg/L d'émulsion permet d'obtenir une turbidité similaire à l'application de tannin seul à 100 mg/L. Ainsi, l'utilisation de ce mélange permet de diviser la dose totale de coagulant appliquée par 4. La quantité de tannin étant de 75% dans le 15 mélange, la dose de tannin ajoutée dans l'émulsion est alors de 18,75 mg/L, soit une réduction de 81% de la dose en tannin, ce qui présente un avantage économique indéniable. Exemple 3 : Traitement d'un effluent de raffinerie 20 Cet exemple décrit un traitement de coagulation-floculation d'un effluent de raffinerie. Son but est de montrer l'efficacité de différents amidons étudiés en mélange avec un tannin en tant que coagulant. Solution A : solution utilisée aux exemples 1 & 2. 25 Solution C : Solution aqueuse de fécule de pomme de terre présentant un DS de 0,075.10 - 23 - Solution D : Solution aqueuse de fécule de pomme de terre présentant un DS de 0,32. Solution E : Solution aqueuse d'amidon maïs waxy fluidifié présentant un DS de 0,05. Les différents amidons cationiques sont repris dans le Tableau 3.
Le tannin utilisé est identique à celui utilisé dans les exemples 1 et 2. Le floculant supplémentaire est un floculant polymérique. Protocole : On réalise des mélanges aqueux d'amidon cationique et de tannin selon le ratio massique 25/75 (sec/sec) à une concentration d'agent coagulant de 0,55 g/L. Puis on réalise le procédé de traitement de l'effluent en Jar-test de la manière suivante : a) on ajoute à l'effluent 12 milligrammes de matière sèche de coagulant par litre d'effluent ; b) puis - on agite (agitation à 200 tpm) pendant 1 minute ; - suite à quoi on ajoute le floculant supplémentaire (0,78 mg/L d'effluent) en conservant l'agitation à 200 tpm pendant 10 secondes ; - puis la vitesse d'agitation est abaissée à 60 tpm pendant 5 minutes ; c) puis on laisse décanter la solution pendant 10 minutes ; d) puis on récupère le surnageant. Les turbidités mesurées pour chacun des surnageants sont répertoriés dans le Tableau 3.
Les résultats obtenus sont reportés dans le tableau 3. Tableau 3 Coagulant Caractéristiques de l'amidon utilisé Turbidité du surnageant (UTN) Réduction de la turbidité en % Aucun 183 - 24 - Tannin seul 6,4 96,5% Amidon/Tannin Solution C 5,4 97,0% 25/75 (sec/sec) Solution A 4,7 97,4% Solution D 5,4 97,0% Solution E 5,7 96,9% Quels que soient les amidons utilisés en mélange avec le tannin, les turbidités obtenues sont légèrement inférieures à l'application du tannin seul. Les amidons présentant des coûts inférieurs à ceux des tannins, le coût de traitement sera donc moindre.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'une solution aqueuse ayant des matières en suspension, contenant une étape de coagulation-floculation qui comprend : a) une étape d'addition de coagulants dans la solution aqueuse à traiter, suivie ; b) d'une étape d'agitation de la solution aqueuse ainsi additionnée ; c) d'une étape de séparation des solides coagulés par décantation ou flottation ; d) d'une étape de récupération d'une eau purifiée ; caractérisé en ce que les coagulants additionnés à l'étape a) comprennent au moins un tannin modifié ou non et une composition liquide amylacée contenant un amidon cationique solubilisé.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tannin et la composition amylacée liquide sont additionnés séparément à l'étape a).
  3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tannin et la composition amylacée liquide sont additionnés simultanément à l'étape a).
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que le tannin et la composition amylacée liquide sont additionnés à l'étape a) par l'intermédiaire d'une composition liquide M comprenant à la fois l'amidon cationique solubilisé et le tannin.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le délai entre l'addition du tannin et l'addition de la composition amylacée liquide est inférieur à 120 secondes.
  6. 6 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé n'est pas un procédé de potabilisation.
  7. 7 Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il s'agit d'un procédé de traitement d'effluent.- 26 - 8 Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la solution aqueuse à traiter est une émulsion. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité totale d'amidon cationique et de tannin dans la solution aqueuse à traiter va de 1 à 500 mg/L d'eau à traiter, préférentiellement de 10 à 200 mg/L. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tannin est un tannin modifié, préférentiellement un tannin cationique. 11 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ratio massique amidon cationique / tannin va de 6/94 à 44/56, préférentiellement de 10/90 à 40/60, tout préférentiellement de 15/85 à 30/70. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit amidon cationique présente une viscosité, mesurée selon un test A, supérieure ou égale à 100 mPa.s et inférieure à 1000 mPa.s, ce test A consistant à mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de l'amidon cationique lorsqu'il est sous forme solubilisée dans une composition aqueuse à 10% de matière sèche. 13. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la viscosité de l'amidon cationique, mesurée selon le test A, est comprise entre 100 et 950 mPa.s, préférentiellement de 300 à 800 mPa.s. 14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la turbidité de l'eau purifiée obtenue à l'issue de l'étape d) est supérieure ou égale à 2 UTN. 15. Composition liquide comprenant un amidon cationique solubilisé et au moins un tannin, modifié ou non, caractérisée en ce que ledit amidon cationique présente une viscosité, mesurée selon un test A, supérieure ou égale à 100 mPa.s et inférieure à 1000 mPa.s, ce test A consistant à mesurer la viscosité Brookfield à 25°C de l'amidon- 27 - cationique lorsqu'il est sous forme solubilisée dans une composition aqueuse à 10% de matière sèche. 16. Composition selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la viscosité de l'amidon cationique, mesurée selon le test A, est comprise entre 100 et 950 mPa.s, préférentiellement comprise dans la gamme allant de 300 à 800 mPa.s. 17. Composition selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que le ratio massique amidon cationique / tannin va de 6/94 à 44/56, préférentiellement de 10/90 à 40/60, tout préférentiellement de 15/85 à 30/70. 18. Composition selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisée en ce que le tannin est un tannin modifié, préférentiellement un tannin cationique. 19. Composition selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisée en ce que la matière sèche de la composition va de 10 à 80%, préférentiellement de 15 à 40%.
FR1400230A 2014-01-29 2014-01-29 Procede de traitement de l'eau Withdrawn FR3016877A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1400230A FR3016877A1 (fr) 2014-01-29 2014-01-29 Procede de traitement de l'eau
PCT/FR2015/050200 WO2015114254A1 (fr) 2014-01-29 2015-01-29 Procédé de traitement de l'eau

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1400230A FR3016877A1 (fr) 2014-01-29 2014-01-29 Procede de traitement de l'eau

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3016877A1 true FR3016877A1 (fr) 2015-07-31

Family

ID=51830330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1400230A Withdrawn FR3016877A1 (fr) 2014-01-29 2014-01-29 Procede de traitement de l'eau

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3016877A1 (fr)
WO (1) WO2015114254A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110642357B (zh) * 2019-10-31 2021-01-26 内江师范学院 一种用于微藻捕捉的絮凝剂及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602533A (zh) * 2009-07-13 2009-12-16 西南化工研究设计院 一种控制蓝藻水华的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE787674A (fr) 1971-08-17 1973-02-19 Roquette Freres Moyens pour la liquefaction des amidons
US4088600A (en) 1976-11-30 1978-05-09 Chemed Corporation Demulsification using cationic starches of the quaternary ammonium type
US4558080A (en) 1984-01-24 1985-12-10 Dearborn Chemical Company Stable tannin based polymer compound
US5614103A (en) 1993-06-22 1997-03-25 Betzdearborn, Inc. Methods for detackifying paint spray booth water
FR2768432B1 (fr) 1997-09-12 2001-04-06 Roquette Freres Procede de transformation de matieres amylacees, matieres amylacees transformees ainsi obtenues et leurs utilisations, notamment dans la fabrication de papier, d'adhesifs ou de produits gelifies
FR2783838B1 (fr) 1998-09-25 2000-12-01 Roquette Freres Procede de preparation d'un melange d'enzymes de branchement de l'amidon extraites d'algues
FR2792941B1 (fr) 1999-04-30 2001-07-27 Roquette Freres Polymeres solubles de glucose branches et leur procede d'obtention
CN101602553A (zh) 2009-07-28 2009-12-16 刘波 一种处理工业废水的方法及其搅拌造粒池
US20130015143A1 (en) 2010-04-06 2013-01-17 Sijing Wang Non-destructive method for algae contaminated water treatment and algae harvest or removal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602533A (zh) * 2009-07-13 2009-12-16 西南化工研究设计院 一种控制蓝藻水华的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015114254A1 (fr) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2998290A1 (fr) Procede de potabilisation
Fang et al. Synthesis of lignin-base cationic flocculant and its application in removing anionic azo-dyes from simulated wastewater
EP2925681B1 (fr) Procede d'epaississement ou de deshydratation de boues
CA2412491C (fr) Utilisation papetiere et non papetiere d'une composition amylacee contenant une matiere amylacee cationique selectionnee
WO2014016529A1 (fr) Procede de potabilisation
FR2517314A1 (fr) Polymeres greffes d'ammonium quaternaire et ses applications
EP3256426B1 (fr) Procédé pour le traitement de suspensions de particules solides dans l'eau à l'aide de polymères amphotères
EP3102544B1 (fr) Procede d'epaississement ou de deshydratation de boues
WO2002010225A1 (fr) Polymeres cationiques de haut poids moleculaire, procede pour leur preparation, et leurs applications
EP2734477A1 (fr) Procede de potabilisation
FR3016877A1 (fr) Procede de traitement de l'eau
WO2010012694A1 (fr) Procede de traitement d'un liquide par flottation induite par des particules flottantes
EP3191412B1 (fr) Gestion active des lits fluidises de charbon actif
CA3102186A1 (fr) Controle de la sedimentation d'un derive minier
CA3102188A1 (fr) Controle de la rheologie d'un residu de minerai metallique
WO2001021532A1 (fr) Composition utile pour le conditionnement des boues issues du traitement de milieux aqueux et ses applications
FR3136232A1 (fr) Procede de traitement d'eau produite par floculation chimique a l'aide d'un tensioactif anionique et d'un polyelectrolyte cationique et utilisation de celui-ci
FR2981928A1 (fr) Procede de traitement d'une eau usee issue de la synthese d'un polymere vinylique halogene

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

ST Notification of lapse

Effective date: 20180928