La technique du prétraitement est basée sur le principe simple de la séparation gravitaire, par différence de densité entre l’eau et les matières en suspension que l’on veut retenir.
Les installations classiques actuelles se composent d’un débourbeur pour les matières lourdes, dont le volume est fonction de la production de boues, et d’un séparateur qui retient les matières légères (graisses et hydrocarbures). La plupart de ces installations sont basées sur la norme DIN 1999 allemande. Or, il existe une contradiction entre celle-ci et les conditions de rejet édictées par la législation française, la première imposant au constructeur des dimensions minimum et des résultats en pourcentage de séparation par rapport à un mélange de base, alors que la deuxième exige un résultat dans l’absolu, sans indiquer les mélanges-tests permettant de vérifier l’efficacité des séparateurs.
Ces considérations mettent en évidence les points faibles de la législation française, ainsi que l’absence de normalisation. Il en résulte les interprétations les plus diverses, laissant ainsi le champ libre aux fabrications les plus hétéroclites qui, si les utilisateurs n’y prennent garde, ne les garantissent aucunement aux points de vue de l’efficacité et de la fiabilité.
Afin d’éviter la construction d’ouvrages disproportionnés et qui ne peuvent répondre aux conditions de rejet dans l’absolu, il faut que les rapports entre clients et constructeurs soient très étroits et que leurs recherches, pour aboutir à des solutions fiables et économiques, soient basées sur une connaissance parfaite des conditions d’implantation. Il devient donc impératif de « classer » les risques de pollution et de concevoir des installations qui soient compatibles avec les risques encourus.
En résumé, même si la réglementation est identique, il ne faut pas envisager de solutions analogues entre le prétraitement des eaux d’un dépôt d’hydrocarbures et de celles d’un parking de supermarché, par exemple.
Ces constatations ont suscité l’apparition de techniques nouvelles de séparation qui se basent notamment sur le principe de la coalescence pour accélérer la séparation gravitaire, tout en réduisant le volume des installations.
Schématiquement, la coalescence est le phénomène qui permet aux gouttelettes d’huile dont la force ascensionnelle n’est pas suffisante de s’agglomérer soit à l’intérieur d’un tambour filtrant, soit dans les séparateurs lamellaires au verso des plaques, pour former des gouttelettes d’un diamètre supérieur dont le pouvoir de séparation est ainsi accru (fig. 1).
[Photo : Illustration schématique du phénomène de coalescence. (Figure 1)]
L’amélioration des performances des décanteurs, tout en réduisant l’encombrement des appareils, nous amène à constater que plus les appareils deviennent performants, plus la réutilisation de l’eau devient possible au fur et à mesure que les techniques de recyclage s’affinent. Ces techniques sont particulièrement utilisées dans les installations de lavage de véhicules que l’on rencontre souvent dans les garages de l’armée, dépôts d’autobus, aéroports, etc.
La solution qui s’est dégagée consiste à pratiquer un traitement en trois phases dans un ensemble monobloc (fig. 2) :
- la première utilise un débourbeur et un séparateur traditionnels ;
- la seconde comporte un tambour filtrant à deux étages, ce qui permet d’assurer la coalescence et la séparation des dernières traces d’hydrocarbures ;
- une troisième cellule sert de bâche de pompage avec, dans sa partie supérieure, des pompes et un surpresseur assurant le recyclage.
[Figure : Fig. 2. Installation d’un filtre coalesceur avec système de recyclage « HYDROFILTRE ».]
1 - déboureur
2 - séparateur à hydrocarbures
3 - filtre coalesceur à deux étages
4 - fosse de relevage
5 - pompe de recyclage des eaux
6 - armoire de commande
7 - ballon surpresseur
8 - colonne de nettoyage
9 - obturateur automatique
Ces ensembles présentent un rapport qualité/prix très intéressant ; de plus ils permettent d’amortir les installations sur une courte période de quatre ou cinq ans, du fait de l’économie de consommation d’eau de lavage (de l'ordre de 80 %).
Dans le cas du prétraitement des eaux de ruissellement (en provenance de grandes surfaces, zones industrielles, parkings, aires de circulation, etc.) il convient, du fait des débits très importants rencontrés, d'utiliser soit les techniques de by-pass (qui consistent à envoyer les premiers flots les plus chargés en hydrocarbures vers l'installation de séparation), soit des bassins d’orages équipés de régulateurs de débit. Dans les deux cas, la mise en place de séparateurs à grand débit est nécessaire ; les techniques nouvelles de séparateurs lamellaires deviennent donc très intéressantes.
Les séparateurs lamellaires utilisent également le principe de la coalescence, car la multiplication des lames dans le volume actif permet aux gouttelettes d’huile de parcourir une distance beaucoup plus courte avant d’être « piégées » ; dès qu’elles adhèrent au verso des tôles inclinées, leur cheminement très lent leur permet de se regrouper et de remonter par glissement vers la surface où elles seront définitivement captées.
Les séparateurs lamellaires ne peuvent être conçus sur un modèle unique, car les éléments entrant dans leur conception, tels que le nombre de lames, leur inclinaison, leurs dimensions ainsi que le matériau (inox, PVC) dans lequel elles seront exécutées, sont en étroite relation avec le diamètre des particules d’hydrocarbures à séparer.
La réalisation « sur mesure » est donc rendue nécessaire par ces paramètres, en tenant compte également des débits, densités et matières en suspension.
[Photo : Fig. 3. Mise en place d’un décanteur lamellaire.]
Les principaux avantages des séparateurs lamellaires sont de deux ordres :
– conception plus compacte, permettant de réduire les dimensions (à taille équivalente, par rapport à des séparateurs statiques ordinaires : de 1/2 à 1/8) ;
– très grande efficacité de séparation due au principe de la coalescence.
[Photo : Fig. 4. Un décanteur lamellaire de 15 m³ et 350 m³/h.]
L’avenir de l'utilisation des filtres et séparateurs lamellaires coalesceurs peut se situer dans de nombreux domaines parmi lesquels se trouvent le prétraitement de certains types d’effluents industriels, ainsi que le traitement des eaux pluviales de ruissellement, particulièrement soumises à des rejets d’hydrocarbures de tous genres.
Leur efficacité et leur faible encombrement permettront de mieux cerner également les problèmes économiques.
