Les filtres-presses à membranes automatiques permettent de travailler 24h/24. De plus ce type de filtre permet une augmentation importante de la productivité et une diminution du temps de cycle de 20 à 50 %. On constate également une amélioration de la siccité de 10 à 15 % et un excellent décollage des gâteaux. Demain, la quasi-totalité des filtres presses effectueront leurs cycles seuls, sans présence d'opérateur pour débâtir. Explications.
,Faure Equipements
Les filtres-presses permettent la déshydratation mécanique des boues de stations d’épuration industrielles et urbaines. Mais leurs domaines d’application sont très étendus puisqu’ils s’intègrent également dans des process industriels afin de donner de la valeur ajoutée à certains produits, notamment en chimie, pharmacie, céramique, etc. De toutes les machines de déshydratation mécanique, les filtres-presses offrent les performances les plus élevées avec 30 % de siccité minimum, garantie directement en sortie.
En permettant de réduire de façon importante le volume des boues, ils facilitent le stockage long en “tas” ainsi que le transport, les gâteaux de filtre-presse se présentant sous forme solide et non pâteuse. Depuis plus de 20 ans, Faure Equipements propose des filtres-presses automatiques afin de répondre à la demande des exploitants en terme d’accroissement de la productivité (travail 24h/24), de diminution des coûts d’investissement, d’exploitation et d’intégration des filtres-presses dans des process automatiques continus. À la demande de plus en plus pressante des utilisateurs et compte tenu des importantes avancées technologiques apportées en partenariat avec certains de nos fournisseurs (plateaux, toiles…), nous prônons une généralisation des filtres-presses automatiques.
Généraliser les filtres-presses automatiques
Un filtre-presse automatique se doit d’enchaîner les cycles les uns après les autres sans la présence d’un opérateur, notamment pour les phases de débitissage. Un système d’autocontrôle, breveté, permet de s’assurer de la chute des gâteaux avant de relancer un nouveau cycle. Nous sommes aujourd’hui en mesure de proposer des installations complètes clé en main de déshydratation mécaniques sur filtre-presse entièrement automatisé, quel que soit le type de boue organique ou minéral. Une installation de déshydratation
L’automatisation par filtre-presse doit bien entendu mettre en œuvre un filtre-presse automatique mais également posséder une ligne de conditionnement des boues optimisée, ainsi que des pompes d’alimentation sélectionnées et parfaitement dimensionnées.
Les boues à déshydrater doivent souvent subir un conditionnement destiné à permettre la formation de flocs par coagulation/floculation afin d’améliorer leur filtrabilité. Les agents utilisés sont habituellement de type minéral (sel de fer, chaux) ou organique (polyélectrolytes). Pour les boues difficiles de type graisseux, des solutions de conditionnement existent utilisant, entre autres, des poudres de bois associées à des polyélectrolytes.
Nous avons au cours de ces dernières années fait appel à notre expérience et notre savoir-faire afin de prescrire et proposer des lignes complètes de conditionnement des boues optimisées. De cette façon et quel que soit le type de conditionnement, nous sommes en mesure de garantir la meilleure filtration et donc la qualité optimum des gâteaux.
Concernant les pompes d’alimentation qui sont pour la plupart de type volumétrique, nous proposons également des ensembles complets intégrant la régulation débit/pression. Pour alimenter ces filtres-presses, différents types de pompes sont mis en œuvre : des piston/membrane autorégulatrices, des pompes à rotors excentrés, à lobes et péristaltiques en fonction du type de boue à traiter. L’automatisme lié à ce type d’installation est également particulièrement soigné et permet de renvoyer à distance par des systèmes de supervision les différentes informations et défauts vers l’opérateur de maintenance. Dans la plupart des cas, la technologie à plateaux/membranes, bien adaptée, est utilisée pour les filtres-presses automatiques. En effet, cette technique permet d’obtenir le meilleur résultat possible en termes de siccité et de qualité du gâteau (homogénéité, excellent décollage) pour tout type de boue.
Fonctionnement des filtres-presses à membranes
Les filtres-presses à membranes sont systématiquement utilisés dans les métiers de la chimie et de l’agro-alimentaire. Désormais ce type de filtre s’est généralisé pour tout type de produit (carrières, urbain, boues industrielles de tous types). Ce type de filtre-presse est équipé de plateaux à membranes. Les faces externes de ces plateaux sont revêtues d’une membrane en matière plastique. Généralement les plateaux à membranes sont alternés à des plateaux chambrés. Après une filtration traditionnelle dans le filtre-presse (généralement à basse pression avec une pression maximale en fin de filtration de 7 à 10 bar), les membranes sont gonflées avec de l’eau sous pression (15 bar). Les gâteaux se voient donc appliquer sur toute leur surface par l’intermédiaire des membranes une pression qui les compacte. Le volume du gâteau diminue et un volume complémentaire de filtrat est extrait.
Pour la phase de compactage, une pompe est utilisée pour envoyer l’eau sous pression dans les plateaux à membranes afin de procéder au compactage. La pompe est de type centrifuge. Une vanne 3 voies réglables peut choisir la pression appropriée de compactage (maximum 15 bar). À la fin de chaque compactage, le volume d’eau situé derrière les membranes est aspiré et retourne dans une cuve de stockage. L’eau de compactage est utilisée en circuit fermé.
Les avantages des filtres-presses à membranes
L’intérêt premier du filtre-presse à membranes est l’augmentation importante de la productivité (diminution du temps de cycle de 20 à 50 %). On constate également une meilleure siccité (+10 à +15 %) et un excellent décollage des gâteaux.
Principe des filtres-presses automatiques
Le système de secouage des plateaux permet de faire tomber les gâteaux qui ne se sont pas débattus naturellement. Cette solution simple et peu onéreuse n’endommage pas les toiles filtrantes, aucune action directe n’étant faite sur celles-ci.
Il est possible de régler le nombre de tours de l’arbre à came ainsi que sa vitesse en fonction de la nature des gâteaux. L’autocontrôle est réalisé par pesée du pack complet de plateaux ou plateau par plateau selon le type de filtre-presse. Le tarage est fait à vide. Si on détecte un dépassement de la tare, on en déduit la présence d’un gâteau non débattu.
Nous proposons deux gammes de filtres-presses automatiques. La première gamme est tout spécialement dédiée aux produits pour lesquels la phase de filtration est extrêmement rapide : de 5 à 30 minutes. Le nombre de cycles journaliers étant de ce fait très important (10 à 40), il est impératif de réduire la durée du débâtissage afin de rendre l’installation plus productive. Pour cela, nous avons mis au point un système de débâtissage de l’ensemble des gâteaux lors d’une seule phase qui consiste à tirer les plateaux attachés les uns aux autres par des élingues au sommier mobile lors du retour du vérin.
Lorsque le filtre-presse est ouvert et que l’ensemble des plateaux est écarté, nous procédons au secouage des plateaux par l’intermédiaire d’un arbre muni de cames. Les plateaux sont alors successivement soulevés d’un côté par leurs bras et retombent sur le tirant en provoquant une succession de chocs qui se transmettent aux gâteaux et permettent leur décollage.
Nous pouvons régler le nombre de tours de l’arbre à cames ainsi que sa vitesse en fonction de la nature des gâteaux. L’autocontrôle est réalisé par pesée du pack complet de plateaux. Le tarage est fait à vide. Si l’on détecte un dépassement de la tare, on en déduit la présence d’un gâteau non débâti. Le cycle de secouage est alors relancé jusqu’à la chute complète des gâteaux.
La deuxième gamme concerne des filtres-presses munis de débâtissage plateau par plateau, pouvant travailler sur tout type de boue.
Le système de secouage des plateaux est embarqué sur un chariot en acier inoxydable, lui-même solidaire du système de débâtissage par doigts. Lors du transfert d’un plateau par le système de débâtissage, nous arrêtons le plateau à mi-chemin entre les deux packs de plateaux. Une came entraînée par un moteur électrique soulève alors l’un des deux bras du plateau et le laisse retomber sur le tirant afin de produire le choc nécessaire à la chute des gâteaux récalcitrants. Le contrôle de la chute des gâteaux est réalisé après chaque secouage sur le plateau. Si la tare est retrouvée, le débâtissage peut se poursuivre. Si la tare n’est pas atteinte, cela signifie que tout ou partie d’un gâteau est resté accroché dans le plateau. Le secouage est alors relancé.
Si le système de contrôle détecte toujours la présence de gâteaux après plusieurs cycles de secouage, un défaut est alors transmis à l’opérateur de maintenance et la machine est mise à l’arrêt jusqu’à son intervention.
Afin de renouveler perpétuellement les cycles en automatique, ces équipements ont besoin de maintenance préventive simple et régulière. Les toiles doivent être lavées régulièrement afin de conserver leur paramètre de filtration et une surface lisse pour faciliter le décollage des gâteaux.
Pour cela, les filtres-presses sont équipés de laveurs automatiques des toiles à l’eau haute pression et à l’eau acidulée.
Conclusion
Nous pouvons dire que les filtres-presses automatiques se généralisent pour tout type d’application : boues industrielles, boues urbaines, boues d’eau potable. Les dernières installations utilisant des filtres-presses automatiques ainsi que celles qui sont en cours de réalisation concernent des boues d’eau potable, des boues urbaines et notamment une station de 150 000 EH, des boues biologiques provenant d’une industrie chimique, des boues issues du traitement du verre, des boues organiques issues de la production de papier (300 m³ de gâteaux par jour), d’autres minérales issues de la production de béton et céramique. Cette technique est parfaitement maîtrisée.
Le dimensionnement pouvant désormais être réalisé en 24 h/24, 7 jours sur 7, la taille et le coût d’investissement des filtres-presses est revue à la baisse, ainsi que les coûts d’exploitation.
Faure Equipements a triplé le chiffre d’affaires que représentaient les filtres-presses automatiques. L’offre représente aujourd’hui plus d’un filtre-presse sur deux. Demain, la quasi-totalité des filtres-presses que nous produirons effectueront leurs cycles seuls, sans présence d’opérateur pour débâtir.
