Pourquoi le DAF seul ne traite pas l'ammoniac
Un système de flottation à air dissous de la série ZSQ n'oxyde pas l'azote ammoniacal. Le DAF (flottation à air dissous) est un procédé de séparation physique : l'eau saturée est dépressurisée dans une cellule de flottation, libérant des microbulles de 10–100 µm qui s'attachent aux huiles libres, aux FOG (graisses, huiles et matières grasses), aux goudrons et aux matières en suspension pour les faire remonter en surface sous forme de couche de flottat, tandis que l'eau clarifiée s'évacue par le bas. L'azote ammoniacal (NH3/NH4+) est entièrement soluble dans la fenêtre de pH 6,5–8,5 typique de la plupart des drains d'usine et traverse la cellule DAF sans modification ; les taux de récupération des espèces dissoutes sont généralement inférieurs à 5 % lors des essais en bocal sur des eaux usées de raffinerie (selon l'étude OFAT/DAF en jar-tester, doi.org/10.51415/10321/3182, 2025-11).
La conséquence pratique est que le DAF s'inscrit dans la filière comme clarificateur de protection autour de l'étape aval d'élimination de l'ammoniac, et non à sa place. Les FOG et goudrons non traités enrobent le biofilm nitrifiant des étages MBBR ou MBR (bioréacteur à membrane), réduisent le transfert d'oxygène et déclenchent un foisonnement des boues — un mode de défaillance qui apparaît généralement dans les 7 à 14 jours suivant une perturbation de l'alimentation lorsqu'aucune clarification n'est installée en amont du bioréacteur. En débarrassant les supports en amont, le DAF permet à la nitrification ou à la chloration au point de rupture de se concentrer sur l'ammoniac lui-même. La configuration de référence 2026 pour un drain ammoniacal est Acid–Coagulation–DAF (prétraitement) à une pression de saturation de 5–7 bar, un recyclage de 20–50 % et des microbulles de 10–100 µm, suivie d'une nitrification ou d'une chloration au point de rupture pour le rejet ou la réutilisation en tour de refroidissement.
Caractéristiques du drain ammoniacal qui déterminent le dimensionnement du DAF
Les drains chargés en ammoniac issus de quatre catégories de sources courantes couvrent une large plage, et chaque fenêtre impose des paramètres DAF différents. Les fonds de stripper d'eaux acides de raffinerie tournent généralement à 50–500 mg/L de NH3-N ; le lixiviat de décharge à 200–2 000 mg/L ; la purge de coker à 100–1 000 mg/L ; et les condensats d'usine d'engrais à 500–5 000 mg/L. Les co-contaminants — la charge réelle du DAF — se situent généralement à 50–2 000 mg/L de FOG et 200–1 500 mg/L de MES, les phénols, sulfures et goudrons venant s'ajouter à la fraction flottante et colloïdale. Dimensionner le DAF sur la seule teneur en ammoniac est l'une des erreurs de dimensionnement les plus fréquentes dans les travaux de modernisation de 2026 (données de terrain Zhongsheng, 2026).
La température influe sur la solubilité de l'air, car la solubilité de l'air dans l'eau selon la loi de Henry passe d'environ 21 mg/L à 20 °C à environ 14 mg/L à 60 °C. De nombreux drains ammoniacaux arrivent à 40–70 °C directement depuis un condenseur de reflux de stripper ou un bac de stockage de lixiviat chaud, ce qui comprime la marge de saturation en air et pousse les concepteurs vers le haut de la plage de saturation 5–7 bar pour compenser. La variabilité est le troisième facteur : les charges de pointe de raffinerie dues aux incidents de dessaleur, les livraisons discontinues de lixiviat de décharge et les cycles de décokage peuvent faire varier les MES d'un facteur 3 à 5 en une heure. Un bassin d'égalisation dimensionné pour 6 à 12 heures de débit moyen, avec agitation mécanique et pompe de boucle de rétention, constitue le tampon standard en amont de tout DAF sur ce type d'alimentation (données de terrain Zhongsheng, 2026).
Configuration A : Acid–Coagulation–DAF (précoagulation)
La configuration privilégiée en 2026 pour un drain chargé en ammoniac enchaîne d'abord l'ajustement du pH, puis la coagulation, puis le DAF. Plus précisément : ajustez le pH à 6,5–7,5 avec de l'acide sulfurique ou chlorhydrique (si les têtes de stripper d'eaux acides ne se situent pas déjà dans cette bande), dosez le coagulant — généralement du chlorure de polyaluminium (PAC) à 50–150 mg/L ou de l'alun liquide à 100–200 mg/L — via un système de dosage chimique automatique, puis ajoutez un floculant polyacrylamide anionique à 1–5 mg/L, laissez mûrir le voile de floc pendant 2 à 4 minutes, et envoyez le flux vers un système de flottation à air dissous de la série ZSQ fonctionnant à 5–7 bar de saturation et 20–50 % de recyclage. L'AIRA-DAF fonctionne parce que les FOG déstabilisés et les solides colloïdaux sont remontés en surface avant d'atteindre le biofilm de nitrification, où ils enroberaient autrement les supports et réduiraient les taux de nitrification.
Les abattements attendus sur une filière Acid–Coagulation–DAF correctement réglée sont de 85–95 % pour les FOG, 80–95 % pour les MES, et les huiles & graisses à <10 mg/L dans l'effluent clarifié — largement sous le plafond de 15 mg/L généralement exigé pour les alimentations MBR ou MBBR en aval. L'azote ammoniacal traverse à une concentration proche de l'alimentation, ce qui est voulu : l'étage DAF est le protecteur, et la nitrification ou la chloration au point de rupture en aval traite la charge NH3/NH4+ elle-même. L'étude pilote de raffinerie citée plus haut a comparé le même matériel DAF dans deux configurations et a indiqué que l'option précoagulation « a permis une meilleure récupération d'eau et d'huile, et que cette étape était donc économiquement viable » (doi.org/10.51415/10321/3182, 2025-11), la méthodologie des surfaces de réponse donnant une récupération huile-eau supérieure à la référence un facteur à la fois (OFAT).
Configuration B : Acid–DAF–Coagulation (post-coagulation)
La configuration B utilise l'ajustement du pH, puis le DAF comme flottation primaire, puis l'ajout de coagulant/floculant suivi d'un clarificateur secondaire ou d'un filtre à sable. Elle se maintient en 2026 principalement sur les flux chauds — alimentations au-dessus de 55–60 °C où la cinétique d'hydrolyse du coagulant et la résistance des flocs se dégradent nettement — et sur les sites où le flottat est vendu ou valorisé comme produit distinct (récupération de suif dans les usines d'huiles alimentaires, goudrons pour mélange de combustibles hors site). Un encombrement DAF réduit et une dose de polymère inférieure de 30–50 % en sont les principaux atouts.
Le compromis est réel. Sans voile de floc coagulé en amont de la cellule, l'entraînement de fines matières en suspension par le DAF est généralement 1,5 à 3 fois plus élevé qu'en configuration A, et cet entraînement atteint l'étage de nitrification sous forme d'une charge MES continue de 80–200 mg/L — suffisante pour augmenter les taux de colmatage du MBR et imposer des cycles de nettoyage chimique plus fréquents. La même étude pilote de raffinerie a noté que la configuration post-traitement « obtenait de moins bons résultats que l'option précoagulation en récupération d'huile et d'eau » (doi.org/10.51415/10321/3182, 2025-11). Pour un drain chargé en ammoniac en particulier, considérez la configuration B comme un recours lorsque la température ou l'économie de valorisation du flottat l'imposent, et non comme un choix par défaut.
Tableau des paramètres DAF 2026 pour les flux ammoniacaux
Le tableau suivant constitue un point de départ de fiche technique pour les drains chargés en ammoniac en 2026. Les valeurs sont tirées de données d'exploitation de raffinerie et de lixiviat ainsi que de l'étude pilote citée plus haut ; il s'agit de plages conservatrices, et non de garanties ponctuelles.
| Paramètre | Plage de référence 2026 (flux ammoniacaux) | Remarques |
|---|---|---|
| Pression de saturation | 5–7 bar (standard) ; 4–5 bar pour les flux chauds >55 °C | Descendre à 4–5 bar lorsque la température d'alimentation est élevée afin de préserver la marge de solubilité de l'air |
| Taux de recyclage | 20–50 % du débit aller | Viser le haut de plage pour les enveloppes à FOG ou MES élevés |
| Charge hydraulique (surface de cellule) | 5–25 m/h | Bas de plage (<10 m/h) pour les FOG émulsionnés ; haut de plage pour les flux clarifiés à faible MES |
| Taille des microbulles | 10–100 µm, cible 40–80 µm | Les bulles plus petites remontent plus lentement et s'attachent aux gouttelettes FOG plus fines |
| Temps de contact / flottation | 3–5 minutes | Adapter le débit de débordement de surface du racloir au taux d'évacuation du flottat |
| Vitesse du racloir | 0,5–2 tr/min | Plus lent pour les voiles de flottat plus épais afin d'éviter l'entraînement d'eau |
| Rapport air/solides (A/S) | 0,01–0,05 kg d'air / kg MES | Aux MES typiques d'un drain ammoniacal (200–1 500 mg/L), une saturation à 5–7 bar fournit la masse d'air nécessaire |
| Teneur en solides du flottat | 3–6 % de matières sèches typiques | Supérieure au flottat de clarification gravitaire, ce qui facilite la gestion des boues en aval |
Faire fonctionner un système de flottation à air dissous de la série ZSQ hors des plages de pression de saturation et de taux de recyclage ci-dessus est la cause la plus fréquente d'une mauvaise qualité de flottat sur les drains ammoniacaux. Si le nombre de bulles tombe sous 8 000–10 000 bulles par mL au cœur de la zone de contact, suspectez une couronne de buses bouchée, une perte de charge sur le réservoir de saturation, ou une pompe de recyclage fonctionnant en dessous de sa plaque signalétique.
Orientation du drain ammoniacal après DAF : réutilisation vs rejet
L'orientation de l'effluent DAF dépend du point d'arrivée requis plutôt que de la méthode de prétraitement. Les quatre filières réalistes en 2026 sont :
- Rejet à l'égout : effluent DAF → bassin d'égalisation (TRH 6–12 h) → système MBR (bioréacteur à membrane) intégré de traitement des eaux usées pour nitrification/dénitrification → UV ou chloration → exutoire. Convient aux flux <500 mg/L de NH3-N lorsque la station d'épuration réceptrice est dimensionnée pour absorber la charge.
- Réutilisation en circuit fermé de tour de refroidissement : effluent DAF → chloration au point de rupture à un rapport massique Cl:NH3-N d'environ 8:1 pour convertir le NH3 en N2 → polissage DAF secondaire pour les MES résiduelles → appoint de tour de refroidissement. Convient aux raffineries et usines de coker cherchant à réduire le prélèvement d'eau douce.
- Rejet liquide zéro (ZLD) : effluent DAF → osmose inverse ou évaporateur/cristalliseur. Intensif en énergie ; réservé aux condensats d'engrais à fort NH3 lorsque le rejet n'est pas une option.
- Hybride nitrification + polissage au point de rupture : effluent DAF → nitrification partielle jusqu'à ~20–30 mg/L de NH3-N → chloration au point de rupture sur le résiduel. Coût chimique inférieur à une chloration au point de rupture complète sur l'effluent DAF brut.
Pour toute filière de réutilisation ou de rejet impliquant une étape de désinfection résiduelle, un générateur de dioxyde de chlore de la série ZS dans la plage de capacité de 50 g/h à 20 000 g/h constitue une option complémentaire à la chloration au point de rupture, notamment lorsque le contrôle du biofilm dans la boucle de tour de refroidissement est prioritaire. Le cadrage du DAF comme clarificateur de prétraitement pour l'élimination aval de l'ammoniac est cohérent sur les quatre filières (données de terrain Zhongsheng, 2026).
Questions fréquentes
Le DAF élimine-t-il l'ammoniac des eaux usées ? Non. Le DAF est un procédé de séparation physique qui élimine les FOG, les huiles, les goudrons et les matières en suspension sur des microbulles de 10–100 µm ; l'azote ammoniacal soluble (NH3/NH4+) traverse à une concentration proche de l'alimentation. Utilisez le DAF comme clarificateur en amont de la nitrification ou de la chloration au point de rupture.
Quelle configuration DAF est la meilleure pour un drain chargé en ammoniac en 2026 ? Acid–Coagulation–DAF (précoagulation) est la configuration par défaut 2026 — pH 6,5–7,5, PAC 50–150 mg/L, polyacrylamide anionique 1–5 mg/L, puis DAF à 5–7 bar de saturation et 20–50 % de recyclage. L'étude pilote doi.org/10.51415/10321/3182 (2025-11) a montré une meilleure récupération huile-eau pour cet ordre par rapport à la post-coagulation.
Quelle pression de saturation et quel taux de recyclage faut-il utiliser pour un drain ammoniacal chaud (50–70 °C) ? Descendez la pression de saturation à 4–5
