Pourquoi les eaux contaminées au glycol sont un problème de DAF, et non de décantation
L'éthylène glycol et le propylène glycol entraînés par les vidanges de liquides de refroidissement moteur, les eaux de process polyester PET et les lavages de dégivrage produisent un effluent que les séparateurs API conventionnels et les clarificateurs lamellaires ne peuvent pas traiter jusqu'à la conformité. Le glycol abaisse la tension superficielle et se stabilise sous forme de gouttelettes émulsionnées inférieures à 100 µm, la phase dispersée résistant à la décantation selon la loi de Stokes même après 60–90 minutes de temps de séjour. Les données de terrain issues des purges de tours de refroidissement de raffinerie montrent que les fractions de glycol libre portent régulièrement la DCO influente au-delà de 1 000 mg/L et la DBO₅ au-delà de 400 mg/L — bien au-delà du seuil typique de 500 mg/L de DCO des égouts industriels, et préjudiciables aux membranes d'osmose inverse aval par colmatage et chute de flux.
La flottation à microbulles est la réponse industrielle documentée à cette fenêtre colloïdale. La revue systématique TecnoLógicas 2015–2021 de la flottation à air dissous (DAF) confirme que la flottation à microbulles est la voie industrielle dominante d'élimination des contaminants colloïdaux et huileux inférieurs à 100 µm, dans les secteurs agricole, municipal et industriel. Pour le glycol spécifiquement, le DAF doit être traité comme un capteur d'huiles libres et de glycol libre en amont d'un polissage biologique ou membranaire, et non comme une étape finale de finition. Une cellule DAF correctement configurée abaisse les huiles et le glycol libre de 80–95 % et protège le MBBR, le MBR (bioréacteur à membrane) ou l'osmose inverse qui suit contre une surcharge organique.
Enveloppe de paramètres DAF de référence pour les flux glycolés
Les paramètres pilotes DAF glycol doivent s'appuyer sur l'enveloppe du tableau 1. Ces valeurs proviennent des travaux d'optimisation huile-eau de la Durban University of Technology (DUT) et de la revue TecnoLógicas, transposés au comportement physique du glycol (tension interfaciale plus faible, viscosité plus élevée que l'huile minérale). Les microbulles dans la bande 40–60 µm sont suffisamment petites pour s'attacher aux gouttelettes glycol/huile inférieures à 100 µm — les bulles de plus de ~80 µm remontent trop vite et offrent une faible efficacité de collision avec les contaminants colloïdaux (revue TecnoLógicas, 2015–2021).
| Paramètre | Plage recommandée pour flux glycolés | Optimum documenté | Source |
|---|---|---|---|
| Taille des microbulles | 40–60 µm | ~50 µm | Revue TecnoLógicas 2015–2021 |
| Pression du saturateur | 300–500 kPa | 350 kPa (continu) ; 400 kPa, défaut industriel typique | Étude jarre/OFAT huile-eau DUT |
| Taux de recirculation air-eau | 5–15 % | 10 % | Étude jarre/OFAT huile-eau DUT |
| Temps de séjour de flottation (hydraulique) | 5–15 min | 15 min | Étude jarre/OFAT huile-eau DUT |
| Dose de coagulant (PAC ou PAM cationique) | 30–50 mg/L | 30–45 mg/L (BBD) ; 50 mg/L (OFAT) | Travaux BBD et OFAT DUT |
| pH de fonctionnement | 4–7 | 5.0 | Étude jarre/OFAT huile-eau DUT |
| Abattement attendu (huile et glycol libre) | 70–95 % | 85 % de traitabilité à l'optimum BBD | Étude BBD DUT |
Trois des six facteurs ci-dessus — pH, taux de recirculation et pression du saturateur — sont les variables dominantes d'un test en jarre DAF ; la dose de coagulant interagit avec le pH. Le plan Box-Behnken (BBD) de la DUT a donné 85 % de traitabilité à une dose de coagulant plus faible (30–45 mg/L) et une pression modérée (300–425 kPa) par rapport à l'optimum unifactoriel OFAT, ce qui constitue la bonne bande pour le glycol, les gouttelettes de glycol déstabilisées n'ayant pas besoin d'une chimie agressive pour flotter une fois le pH à 5. Les pilotes de terrain Zhongsheng sur eaux usées polyester PET (2025-09) confirment que le point 350–400 kPa / 10 % de recirculation / pH 5 est le point de fonctionnement pour les flux dont la DCO se situe entre 800 et 2 000 mg/L.
Acid-DAF-coagulation vs coag-DAF-acid : quelle configuration pour le glycol ?
L'étude DUT a documenté deux configurations de filière qui se comportent différemment sur le glycol. L'Acid-DAF-coagulation (acidification et flottation à microbulles d'abord, dosage de coagulant en aval comme étape de polissage) est la configuration que les données soutiennent pour le glycol émulsionné. L'émulsion déstabilisée est flottée avant le pontage polymère, de sorte que la collision bulle-gouttelette se produit sur une surface propre et que le glycol libre rejoint la couche de flottat plutôt que d'être restabilisé par un polymère en surdosage.
La coag-DAF-acid (coagulant dosé en amont, cellule DAF, puis acidification) convient aux huiles flottantes libres déjà coalescées, mais donne de moins bons résultats sur le glycol étroitement émulsionné, car le polymère enrobe la gouttelette avant que la bulle n'ait le temps de s'y attacher. Sur les eaux usées huileuses de raffinerie, le pilote continu DUT a atteint 85 % de traitabilité sous la configuration Acid-Coagulation-DAF — le même schéma que Zhongsheng a observé sur les flux PET et fluides de refroidissement glycol. Recommandation pratique : orientez les vidanges de liquides de refroidissement à l'éthylène glycol/propylène glycol et les eaux de process PET vers une filière acid-DAF-coagulation, et réservez la coag-DAF-acid au déshuilage léger d'huiles libres lorsque la taille des gouttelettes dépasse déjà ~150 µm.
| Configuration | Séquence | Flux le mieux adapté | Traitabilité documentée | Notes pour le glycol |
|---|---|---|---|---|
| Acid-DAF-Coagulation | Ajustement du pH → DAF → polissage coagulant | Glycol émulsionné, eaux usées huileuses de raffinerie, eaux de process PET | Jusqu'à 85 % (pilote continu DUT) | Émulsion déstabilisée flottée avant pontage polymère ; filière préférée |
| Coag-DAF-Acid | Coagulant → DAF → ajustement du pH | Huiles flottantes libres, déshuilage léger | Plus faible sur alimentations émulsionnées | Risque de surenrobage polymère des gouttelettes de glycol inférieures à 100 µm ; non recommandé pour les fluides de refroidissement glycol |
Association coagulant-floculant pour influent chargé en glycol
Les flux glycolés répondent bien à un programme à deux chimies, composé d'un coagulant métallique hydrolysable pour la neutralisation de charge et d'un floculant cationique à faible dose pour pontage des gouttelettes déstabilisées vers l'essaim de bulles ascendantes. Le polychlorure d'aluminium (PAC) à 30–50 mg/L est le cheval de bataille dans la fenêtre de pH 5–7 ; le polyacrylamide cationique (PAM) à 1–3 mg/L est l'adjuvant de pontage. Un système de dosage chimique automatique Zhongsheng maintenant les deux réactifs sur une consigne asservie au débit maintient la dose sur cible lorsque les à-coups de glycol issus des vidanges discontinues arrivent.
Pour le glycol à forte charge (DCO supérieure à 5 000 mg/L, fréquent dans les eaux de lavage d'oligomères polyester et les ruissellements concentrés de dégivrage), ajoutez une étape de pré-oxydation pour casser le glycol en organiques à chaîne plus courte avant le DAF. Le Fenton à des rapports H₂O₂/Fe²+ proches de 2:1 ou l'ozone à 20–50 mg/L ont été intégrés au DAF dans les travaux ozone-élevage de WIT Press, où l'ozone était dosé en amont du saturateur pour abaisser la DCO et réduire l'inhibition bulle-gouttelette. Quelle que soit la chimie retenue, réalisez un test en jarre qui reproduit la fenêtre de flottation de 5–15 min de l'étude DUT — l'enveloppe OFAT est un point de départ, pas une garantie sur votre influent spécifique.
Couplage du DAF au polissage pour réutilisation vs rejet conforme
L'effluent DAF nécessite une étape aval pour satisfaire soit l'enveloppe de qualité d'eau de réutilisation, soit le seuil de rejet. Le choix du polissage dépend de l'application finale, et la décision se prend de préférence sur la DCO et le SDI plutôt que sur le seul débit.
- Réutilisation (appoint de tour de refroidissement en boucle fermée) : DAF → MBBR ou MBR pour réduction résiduelle glycol/DCO → filtration sur charbon → appoint de tour de refroidissement. Le MBR (bioréacteur à membrane) est le bon choix lorsque l'indice de densité des silts (SDI) de l'effluent DAF reste supérieur à ~3, car l'étape membranaire capte aussi la biomasse et tout voile d'huile non flotté qui colmaterait les lits de charbon aval.
- Rejet conforme (égout industriel) : DAF → polissage biologique (WSZ, SBR ou MBBR) → désinfection pour ramener la DCO sous le seuil typique de 500 mg/L des égouts de raffinerie/industriels et la DBO₅ sous 250 mg/L.
- Glycol à forte charge (DCO supérieure à 10 000 mg/L) : orientez vers des filières de type ZLD avec évaporation/cristallisation après réduction biologique, le DAF seul ne pouvant pas atteindre la cible de DCO.
Le flux de flottat d'une cellule DAF glycol est volumineux — typiquement 2–5 % du débit influent sous forme de boues humides — et bénéficie d'un filtre-presse aval pour la déshydratation avant élimination. Le contexte antérieur sur Comment fonctionne un clarificateur DAF ? Flux de process industriel, physique des microbulles et abattement MES de 95 %+ expliqués couvre plus en détail le volet gestion des boues. Pour une comparaison sur un autre flux huileux, voir la Configuration DAF pour dilué de stripper de solvants : guide 2026 réutilisation et rejet ; pour un cas textile à DCO élevée où le MBR est le polissage de choix, la Configuration MBR pour vidange de bain de teinture réactive : guide 2026 réutilisation et rejet documente la filière aval.
Foire aux questions
Quels sont la taille des bulles, le taux de recirculation et la pression de saturateur optimaux pour un DAF glycol ?
Travaillez avec une taille de microbulles de 40–60 µm, un taux de recirculation air-eau de 8–12 % (optimum 10 %) et une pression de saturateur de 350–400 kPa. L'étude OFAT DUT a rapporté pH 5, 10 % A/E, 350 kPa, 15 min de flottation et 50 mg/L de coagulant comme optimum unifactoriel pour eaux usées huileuses de raffinerie, avec 85 % de traitabilité au point BBD de 30–45 mg/L de coagulant et 300–425 kPa.
Le coagulant doit-il être dosé avant ou après la cellule DAF sur les flux glycolés ?
L'Acid-DAF-coagulation (ajustement du pH et flottation d'abord, polissage coagulant en aval) est la filière préférée pour le glycol émulsionné et les eaux de process PET. Le pilote continu DUT a atteint 85 % de traitabilité sous cette configuration ; la coag-DAF-acid est réservée aux huiles flottantes libres au-dessus de ~150 µm, lorsque l'émulsion est déjà lâche.
Un DAF seul peut-il respecter les limites d'appoint de tour de refroidissement ou de rejet raffinerie sur les eaux glycolées ?
Le DAF atteint rarement ces limites à lui seul. S'il élimine de façon fiable 80–95 % des huiles libres et du glycol libre, la DCO et la DBO₅ résiduelles dépassent encore le seuil typique de 500 mg/L de DCO des égouts industriels et colmateront les membranes d'osmose inverse à tout taux de conversion significatif. Orientez l'effluent DAF vers un MBBR/MBR pour la réutilisation ou vers un polissage biologique plus désinfection pour le rejet, et envisagez des filières ZLD pour une DCO supérieure à ~10 000 mg/L.
