Application d'un champ électrique continu pour améliorer la séparation liquide-solide de suspensions colloi͏̈dales

par Olivier Larue

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels

Sous la direction de Eugène Vorobiev.

Soutenue en 2003

à Compiègne .


  • Résumé

    Les électrotechnologies d'électrocoagulation, de déshydratation électroosmotique et d'électrofiltration ont été étudiées en utilisant un champ électrique continu. Ce travail de thèse montre qu'elles améliorent la séparation liquide-solide de suspensions colloi͏̈dales lorsqu'elles sont associées aux procédés mécaniques de décantation et de filtration. Il présente également de& méthodes pour réduire leur consommation électrique. Il est établi que l'électrocoagulation constitue une alternative à la coagulation chimique classique pour l'épuration d'eaux charge����es en colloi͏̈des grâce aux propriétés des flocs obtenus. Plus larges et denses; ils sont, par conséquent, plus aptes à filtrer et à sédimenter. Un nouveau procédé d'électroosmose sous compression mécanique a été expérimenté sur un filtrepresse de laboratoire pour déshydrater des suspensions salines. Il a permis un gain de siccité sur de la silice de 15 % comparé à une déshydratation mécanique classique. Ce travail a prouvé que les gaz d'électrolyse et de sédimentation des particules influencent la cinétique d'électrofiltration. Un modèle de cinétique d'électrofiltration a été élaboré pour les prendre en compte, en complément des effets d'électroosmose et d'électrophorèse. Il est également montré, en électrofiltration, que les réactions d'électrolyse de l'eau aux électrodes induisent des variations de pH qui peuvent provoquer une agrégation des particules dans le gâteau de filtration. Cet effet, qui a fortement augmenté la perméabilité du gâteau, représente un moyen efficace pour accélérer la filtration d'une suspension colloi͏̈dale.

  • Titre traduit

    Application of a continuous electric field to improve the liquid-solid separation of colloidal suspensions


  • Résumé

    The electrotechnologies of electrocoagulation, electroosmotic dewatering and electrofiltration were studied using a continuous electric field. This investigation shows that they improve the liquid-solid separation of colloidal suspensions when they are combined with mechanical processes of decantation and filtration. It also presents methods to reduce their electrical consumption. It has been shown that electrocoagulation constitutes an alternative to traditional chemical coagulation for the purification of water containing colloids thanks to flocs properties. Larger and dense; they are, consequently, more suited to filter and decant. A new electroosmosis process under mechanical compression was tested on a laboratory filter-press to dehydrate saline suspensions. It allowed a 15 % gain of dryness on silica compared with a traditional mechanical dehydration. This work proved that the electrolytic gases and the particles sedimentation influence the electrofiltration kinetics. A model of electrofiltration kinetics was developed to take them into account, in complement of electroosmosis and electrophoresis effects. It is also shown, in electrofiltration, that the electrolysis reactions of water at the electrodes induce variations of pH which can cause an aggregation of the particles in the filter cake. This effect, which strongly increased the cake permeability, represents an useful means to accelerate filtration of a colloidal suspension.

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Informations

  • Détails : 194 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 194 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2003 LAR 1490
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