Le traitement qui y est appliqué comprend les opérations suivantes :
- — addition de produits chimiques : polychlorure d’aluminium (P.A.C.) et, si nécessaire, en fonction de la qualité de l’eau brute : du charbon actif en poudre, de l’acide sulfurique ou de la soude,
- — floculation/clarification,
- — filtration sur filtres à sables (lavés à contre-courant),
- — ozonation,
- — désinfection par le chlore.
Les boues produites contiennent des hydroxydes métalliques et de fines particules colloïdales. Jusqu'à une époque récente, une partie des boues produites, épaissies à environ 6 % de matière sèche (M.S.), était filtrée dans une installation ancienne comportant deux filtres-presses mécanisés de 200 m² chacun, ayant un rendement de 2,5 kg/m²/h. Cette installation nécessitait une main-d'œuvre importante, d'une part pour surveiller les opérations de déblatissage (extraction des gâteaux pressés) et d’autre part pour assurer le lavage périodique des toiles, opérations qui entraînaient une perte de temps considérable. C’est pour réduire le temps de présence du personnel tout en permettant une utilisation soutenue que la décision a été prise d’installer un filtre automatique rotatif d’une surface de filtration de 10 m², ce qui permet d’obtenir des gâteaux d'une haute teneur en solides.
[Photo : Le filtre rotatif installé à l'usine de Neuilly-sur-Marne/Noisy-le-Grand]
Ceux-ci peuvent être manipulés facilement après déblatissage automatique, pour être envoyés par camions en décharge.
À cet effet, une série d’essais a été réalisée sur le site avec un filtre pilote de 2 m², sur des boues conditionnées avec du lait de chaux (à raison de 20 à 30 % de CaO dans les matières sèches), boues qui présentaient une concentration moyenne de 70 g/l de M.S. Les résultats ont montré qu’on pouvait obtenir un rendement de 45 kg/m²/h (exprimé en M.S. sans la chaux) et une siccité supérieure à 45 %, ce qui dépassait le minimum prescrit, compris entre 35 et 38 kg/m²/h de M.S. pour une siccité de 40 à 45 %. Compte tenu de ces résultats et dans la mesure où l’ensemble de l’usine est très automatisé, le Syndicat et la C.G.E., qui désiraient disposer en aval d'un équipement moderne performant et aussi automatique que le reste de l’installation, ont donc choisi d’installer un filtre automatique rotatif Choquenet, du type Falc qui répondait à ces critères de choix, malgré sa surface filtrante de 10 m².
Les résultats industriels contrôlés après sa mise en service ont confirmé les valeurs obtenues aux essais, avec un rendement de 37 kg/m²/h et une siccité supérieure à 40 % (soit une capacité par filtre de 8 500 à 8 800 kg de M.S. par 24 h). Ces performances se sont maintenues grâce à la filtration en couche mince qui permet d’assurer une siccité constante du gâteau (même lors de variations de filtrabilité) et au lavage de la toile, lequel est effectué pendant la phase de déblatissage après chaque phase de filtration.
LE FILTRE FALC
Ce filtre automatique sous pression est un appareil qui réunit les caractéristiques générales du filtre-presse : c’est un séparateur solide/liquide. La figure 1 montre le principe de cet appareil : une toile filtrante sans fin s’enroule autour d’un tambour ; quatre chambres filtrantes cintrées séparées disposées autour du tambour sont mobiles radialement dans l’espace compris entre le tambour (entouré de sa toile filtrante) et une enveloppe extérieure fixe, par l’action d’une vessie gonflable placée entre l’enveloppe et la surface externe de la chambre.
Le cycle de filtration comporte les phases suivantes
Filtration
Le tambour est à l’arrêt ; en gonflant les vessies, on applique les quatre chambres
de manière étanche contre la toile filtrante supportée par le tambour. La boue entre dans le tambour par un joint tournant et est amenée à la périphérie du tambour par quatre tuyauteries munies de vannes d'isolement. Sous la pression de 7 bars produite par la boue à filtrer, la toile est plaquée dans le fond de la chambre où le filtrat est évacué par des cannelures ; les solides, arrêtés par la toile, forment quatre gâteaux pressés entre la toile et le tambour.
Compression
Chacune des chambres est constituée d’une tôle en acier et d’une membrane en caoutchouc cannelée qui en forme le fond. En injectant de l’air comprimé entre la tôle et cette membrane, on repousse celle-ci vers le tambour et on comprime le gâteau.
Purge
On chasse à l’air comprimé le filtrat qui est resté derrière la toile et dans les tuyauteries d’évacuation.
Ouverture
En dégonflant les quatre vessies, les chambres rappelées par des ressorts s’écartent du tambour en dégageant le passage des gâteaux.
Evacuation
Les gâteaux, emprisonnés entre la toile filtrante et le tambour, sont automatiquement évacués lorsqu’on fait tourner le tambour et la toile qui l’entoure. Ils tombent sur un transporteur placé sous le tambour, parallèlement à son axe.
Lavage
Lors de la rotation du tambour, la toile défile dans un bac de lavage muni de rampes et de buses qui pulvérisent l’eau sous haute pression et la débarrassent de toute trace de boue.
[Photo : Fig. 1 : Filtre Falc.]
Fermeture
Après avoir effectué un tour complet, le tambour s’arrête et le cycle recommence par le gonflage des vessies.
L’appareil fonctionne en suivant des cycles successifs
Un cycle se déroule en deux phases qui comprennent les opérations suivantes :
- — tambour à l’arrêt : fermeture par gonflage des vessies, ouverture des vannes d’arrivée de boue, mise en route de la pompe à boue et filtration, compression des gâteaux, purge des circuits de filtrat, ouverture des chambres de filtration ;
- — tambour tournant : décharge des gâteaux, lavage de la toile.
Commandées à partir d’une armoire électrique ou d’un automate programmable, ces opérations se déroulent de façon entièrement automatique.
À l’usine de Neuilly-sur-Marne, le cycle complet est d’environ 6 minutes avec un temps de filtration de 3 minutes.
L’appareil, compact, est posé sur un massif de béton, ce qui réduit le génie civil au strict minimum (figure 2). Les gâteaux, minces et cassés en petits éléments, sont transportés jusqu’aux camions sur des tapis transporteurs de petite largeur.
Ce filtre automatique est employé pour la filtration des liquides chargés dans tous les domaines d’utilisation des filtres sous pression, lorsque l’on désire obtenir un rendement et une siccité élevés sans avoir à laver le gâteau, que les boues résultent du traitement des eaux résiduaires urbaines et industrielles ou du traitement des eaux potables, du lavage de minerais, des traitements biologiques, etc.
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