Qu’est-ce qu’un Filtre à Sable
Les équipements de filtration sur sable, comme leur nom l’indique, utilisent du sable fin pour filtrer l’eau.
La filtration de l’eau à l’aide de sable est une technique qui existe depuis longtemps et qui est utilisée dans diverses situations, depuis les petits purificateurs d’eau domestiques jusqu’aux installations de traitement des eaux usées à grande échelle.
Utilisations du matériel de filtre à Sable
Le matériel de filtration sur sable sert essentiellement à éliminer les solides en suspension (composants de la turbidité de l’eau) de l’eau et est largement utilisé dans la production d’eau du robinet (purification de l’eau) et le prétraitement pour l’épuration des eaux usées. Dans de nombreux cas où de grandes quantités d’eau sont nécessaires pour un usage industriel, il n’est pas rentable d’utiliser l’eau du robinet.
Dans ce cas, l’eau des nappes phréatiques ou des rivières est légalement collectée et utilisée dans des équipements de filtration sur sable pour éliminer les solides en suspension dans l’eau. L’industrie alimentaire, en particulier les fabricants de boissons, purifie souvent l’eau traitée par l’équipement de filtration sur sable avec de l’acide hypochloreux ou d’autres substances pour produire de l’eau potable en interne.
Principe de le filtre sur sable
Le matériel de filtration sur sable utilise du sable comme matériau filtrant, de sorte que la taille des grains de sable est un facteur très important pour déterminer la vitesse de filtration et la propreté de l’eau filtrée.
Pour obtenir la propreté souhaitée de l’eau, il est nécessaire de bien choisir le sable comme média filtrant. Lorsqu’une grande propreté de l’eau est requise, il est possible d’utiliser du sable dont la granulométrie est inférieure à 0,3 mm ou même plus fine, de l’ordre de 0,02 mm.
Lorsque cette finesse est atteinte, la perte de charge augmente et l’écoulement de l’eau devient lent, c’est pourquoi certains équipements appliquent une pression à l’eau afin d’augmenter la vitesse de filtration.
Types de Filtres à Sable
Il existe deux principaux types de filtres à sable : la filtration rapide et la filtration lente.
1. Filtration rapide
Si le matériau filtrant est plus grossier, la vitesse de filtration augmente et une grande quantité d’eau peut être filtrée sur une petite surface, mais la turbidité ne peut pas être éliminée si l’eau brute est filtrée telle quelle. C’est pourquoi un coagulant est ajouté à l’eau brute en tant que prétraitement pour coaguler et précipiter les fines matières en suspension, et l’eau surnageante est filtrée.
La procédure est la suivante.
- Introduire le coagulant (par exemple le chlorure de polyaluminium) dans l’eau brute et le mélanger à l’eau en remuant.
- Une agitation lente et continue entraîne la formation d’une masse importante (floc) qui précipite.
- Le surnageant est rapidement filtré à travers du sable grossier pour éliminer le floc fin restant.
La filtration rapide permet de traiter assez bien les eaux fortement polluées et d’atteindre une capacité de traitement horaire élevée, même lorsqu’il n’est pas possible d’affecter un terrain à une installation de filtration de grande taille. Elle convient au prétraitement des grandes stations d’épuration et à l’obtention de grandes quantités d’eau industrielle à partir de l’eau de rivière.
2. filtration lente
La filtration lente est une méthode dans laquelle l’eau passe lentement à travers une fine couche de sable et est filtrée à l’aide d’un film biologique formé à la surface des grains de sable, qui constituent le matériau filtrant. Le film biologique est semblable à de la gélatine et adhère non seulement aux substances responsables de la turbidité, mais aussi à une variété d’autres matières étrangères, de sorte que les matières étrangères plus petites que les espaces entre les grains de sable peuvent être éliminées.
Une partie des contaminants organiques (par exemple les bactéries nuisibles et les substances odorantes) sont décomposés et détoxifiés par les micro-organismes de la biomembrane. Les matières organiques solubles dans l’eau et l’ammoniac, qui ne peuvent pas être éliminés par la filtration rapide, sont également réduits par les micro-organismes, ce qui élimine la nécessité d’utiliser des produits chimiques pour le prétraitement. L’eau filtrée par la filtration lente est donc plus propre.
Les médias filtrants à filtration lente peuvent être nettoyés par lavage à contre-courant pour racler les saletés déposées sur la couche superficielle, mais cela risque de détruire la membrane biologique, d’où la nécessité d’un entretien planifié. En outre, les taux de filtration sont faibles et d’énormes unités de filtration sont nécessaires pour traiter de grands volumes d’eau.
Autres informations sur les équipements de filtre à Sable
1. entretien des systèmes de filtres à Sable
Les solides en suspension retirés de l’eau s’accumulent à l’intérieur du système de filtration et doivent être éliminés régulièrement. Cependant, le remplacement de tous les médias filtrants est à la fois inefficace sur le plan financier et en termes de temps. C’est pourquoi de nombreuses unités de filtration sur sable sont lavées à contre-courant, c’est-à-dire que l’eau s’écoule dans le sens inverse du flux d’eau pendant la filtration, afin que les médias filtrants internes puissent être nettoyés et réutilisés.
Comme les filtres à sable ne peuvent pas être utilisés pendant le lavage à contre-courant, il est courant d’installer deux réservoirs contenant des masses filtrantes et de les utiliser en alternance. Toutefois, le lavage à contre-courant ne permet pas à lui seul d’éliminer complètement les solides en suspension. Si une petite quantité de saletés retenues s’accumule dans le média filtrant, cela peut éventuellement entraîner des inconvénients tels que le colmatage du lit de filtration.
Lorsque les performances de filtration ne sont plus suffisantes, il est temps de procéder à un entretien. S’il n’est pas possible de vérifier l’état intérieur par une fenêtre d’inspection, le moment est déterminé par les conditions de fonctionnement.
2. avantages et inconvénients des systèmes de filtres à Sable
Avantages
Les avantages des systèmes de filtration à sable sont que les coûts d’exploitation sont faibles et que les pannes sont peu probables. Le matériau filtrant est du sable de quartz dur, de sorte qu’il y a peu de pertes dues à la friction entre les grains de sable pendant le fonctionnement normal et même pendant le lavage à contre-courant.
Normalement, le système est conçu pour maintenir des coûts d’énergie faibles en utilisant le principe du siphon et, à l’exception du coagulant dans la filtration rapide, aucun produit chimique n’a besoin d’être introduit. Le nombre réduit de pièces mobiles signifie que les pannes sont extrêmement rares.
Inconvénients
L’inconvénient est que la filtration sans pression (par gravité uniquement) entraîne un taux de traitement plus lent par unité de surface, ce qui signifie que l’équipement de filtration occupe une plus grande surface proportionnellement au volume d’eau traité. Si la productivité par unité de surface ou de temps est importante, il faudra peut-être choisir d’autres méthodes de filtration.