Techniques physiques de traitement de l`eau
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Cours Techniques physiques de traitement de l’eau Notion de solubilité L’eau est le principal solvant existant et utilisé. Un solvant est un composé chimique qui en dissout un autre (exemple : l’eau dissout le sel ou le sucre). On pourra retenir que : - Les sels de sodium, de potassium et les nitrates sont solubles dans l’eau, Les chlorures sont solubles sauf pour le chlorure d’argent, Les carbonates et hydroxydes sont insolubles, sauf pour les composés avec le sodium et le potassium, Les sulfates sont solubles, sauf les sulfate de calcium et d’argent. En revanche, des traces de peinture ou de goudrons seront solubles dans les solvants organiques (exemple : acétone, white-spirit, essence,…). Ce qui se dissout dans le solvant s’appelle le soluté. Ce dernier pourra être ionique (apparition des ions tels que Cu2+) ou moléculaire (comme l’eau sucrée). Une solution aqueuse s’obtient en dissolvant un ou plusieurs solutés dans de l’eau. En quantité de matière, le solvant est toujours majoritaire (en excès) par rapport au soluté. Il existe toujours une limite à la dissolution d’un soluté dans un solvant. La solubilité fixe la concentration maximale d’une solution. Si on dépasse cette limite, il y a alors coexistence de 2 phases : l’une liquide, l’autre solide. La phase liquide constitue une solution dite saturée (en soluté). Dans ce cas, des traces de solides apparaissent alors généralement en surface et/ou sur les parois du récipient. Néanmoins, cette limite n’est pas fixe. La solubilité augmentera avec la température si la dissolution est endothermique. 1 Chapitre 2 : Pourquoi et comment recycler les ressources ? Cours La décantation La décantation est une opération de séparation mécanique, sous l'action de la gravitation, de plusieurs phases non-miscibles dont l'une au moins est liquide. On peut ainsi séparer soit plusieurs liquides non-miscibles de densités différentes, soit des solides insolubles en suspension dans un liquide : - Lorsque deux liquides ne sont pas miscibles, comme l'huile et l'eau, il suffit de laisser reposer le mélange pour que le liquide le plus dense (2) se place en dessous du liquide le moins dense (1), et qu'apparaisse une surface de séparation horizontale entre les deux liquides. - Si on laisse reposer une suspension solide dans une phase liquide, on observe que les particules sous l'action de la pesanteur et de la poussée d'Archimède, tendent à tomber vers le fond ou à remonter à la surface selon leur densité et leur taille. Cette décantation peut cependant être relativement lente pour les très fines particules (sensibles à l'agitation thermique) et les liquides particulièrement visqueux. Toutefois, il est possible d'agir sur plusieurs paramètres pour augmenter la vitesse de sédimentation : - le diamètre des particules, en utilisant des floculants (polymères qui emprisonnent les matières agglomérées), - la différence de densité, - la viscosité du fluide, qui diminue avec l'élévation de la température, - la surface de base du bac. Pour que la décantation soit efficace, il faut que la vitesse de sédimentation des particules soit supérieure à 8 m/h. Les temps de séjour augmentent lorsque la vitesse de décantation diminue, donc entre 5 et 8 m/h. Filtration La filtration est un procédé de séparation permettant de séparer les constituants d'un mélange qui possède une phase liquide et une phase solide au travers d'un milieu poreux. L'utilisation d'un filtre permet de retenir les particules du mélange hétérogène qui sont plus grosses que les trous du filtre (porosité). Le liquide ayant subi la filtration est nommé filtrat (ou perméat), tandis que la fraction retenue par le filtre est nommé résidu, rétentat ou gâteau. 2 Chapitre 2 : Pourquoi et comment recycler les ressources ?
