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Vers une nouvelle génération de filtres presses

30 mai 2003 Paru dans le N°262 à la page 62 ( mots)
Rédigé par : Pascal SARTORI

Il existe aujourd'hui de nombreux systèmes de séparation solide-liquide. L?un des systèmes les plus éprouvés, à la fois robuste et fiable, est la technique de séparation et déshydratation des boues par filtres presses. Les avantages les plus caractéristiques de la technique filtres presses sont les suivants : une haute siccité de gâteaux, un faible coût énergétique et une fiabilité à toute épreuve. Ces systèmes de filtration de conception ancienne ont été repensés pour répondre à de nouveaux impératifs économiques, entre autre la non intervention humaine lors des cycles de filtration et débâtissage.

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À l'origine, les filtres presse étaient équipés de lourds plateaux en fonte. L’opération dite de déchargement, c’est-à-dire l’ouverture des plateaux, nécessitait la plupart du temps la présence de deux à trois personnes. Cette opération, longue et fastidieuse, consistait à déplacer un à un les plateaux et à « gratter » les toiles pour en faire tomber les gâteaux. Par la suite, avec l'arri-

[Photo : Pour une meilleure rigidité, il a été ajouté au pied du châssis et de chaque côté, deux longerons de renforts qui assurent une parfaite rigidité de l'ensemble.]

Pour la manœuvre des plateaux en matières plastiques, il a été mis en place des systèmes d’entraînement motorisés par chaîne et crochet, mais ces techniques, encore employées aujourd’hui, comportent plusieurs inconvénients.

Plusieurs inconvénients

Avec deux points d’entraînement, il est pratiquement impossible de garantir un déplacement parfaitement unilatéral des plateaux. L’expérience prouve que, souvent, les deux crochets d’entraînement ne fonctionnent pas de façon totalement synchronisée. Les plateaux se mettent alors en porte-à-faux, ce qui entraîne des usures, des casses et une mauvaise étanchéité lors de la fermeture. Ces problèmes nécessitent la plupart du temps l'intervention d’un opérateur. Si, lors de la fermeture, les plateaux ne sont pas parfaitement perpendiculaires aux longerons, il est à craindre que le vérin hydraulique continue son “travail” provoquant un voilage de châssis, voire des casses.

La technique des plateaux par anses latérales implique des encombrements conséquents. En effet, lors du déchargement, l’espace entre chaque plaque est au minimum égal à l’épaisseur du gâteau, ce qui implique des déplacements importants des plateaux et donc des usures prématurées. Il n’est pas rare, sur les filtres comportant un grand nombre de plateaux, que les opérateurs soient appelés à déplacer des “paquets de plaques” pour faciliter le déchargement. Par ailleurs, la grande longueur du châssis implique une course importante du vérin, engendrant des efforts mécaniques, des risques d'incidents et de l'usure.

[Photo : Le système de guidage et d’entraînement est totalement isolé de la zone humide. Système de lavage intégral des plateaux par portique coulissant.]

Le fait que les plateaux soient suspendus à mi-hauteur par les anses provoque souvent des mouvements de balancement, spécialement lors du déchargement des gâteaux colmatants. Ce phénomène provoque un mauvais déchargement et nécessite encore une intervention humaine.

Lorsque les gâteaux sont caractérisés par une forte adhérence, il est fréquent que les plateaux restent collés les uns aux autres. Le plateau moteur entraînant les suivants avec lui, le déchargement est à nouveau perturbé. De plus, les longerons supports plateaux sont très proches de la zone humide. Ils sont sollicités de façon mécanique lors des phases d’ouverture et de fermeture du filtre, de plus ils sont soumis à l'usure par les translations régulières des plateaux.

Lors de phases de remplissage ou de défaissage, il y a souvent des projections de liquide ou de boues qui provoquent de la corrosion. Dans le cadre d’un bon fonctionnement, ces longerons doivent donc être l’objet d'inspections et d’entretien permanent.

Enfin, l’accès aux plateaux est parfois entravé par la présence de longerons. Ces derniers constituent un obstacle permanent, tant pour les opérations de nettoyage que pour les opérations de maintenance, lors du changement de toile par exemple.

L’ensemble de ces problèmes provoque donc des usures mécaniques importantes et surtout des interventions humaines qui entraînent des usures, des casses et une mauvaise étanchéité lors de la fermeture.

[Photo : Avec deux points d’entraînement, il est pratiquement impossible de garantir un déplacement parfaitement unilatéral des plateaux.]
[Photo : Les plateaux se mettent alors en porte à faux ce qui entraîne des usures, des casses et une mauvaise étanchéité lors de la fermeture.]
[Photo : Le châssis du filtre est composé de deux IPN en partie supérieure sur lesquels sont suspendus les plateaux.]

présent sur le filtre presse en tant que solution de filtration automatique.

De nombreux exploitants considèrent que le filtre presse constitue une excellente technologie pour la déshydratation, mais que trop d'interventions humaines, souvent onéreuses, augmentent substantiellement le coût d’exploitation de ces machines.

Forts de ces constatations, nous avons mis au point dès 1980 une technique qui supprime l'ensemble de ces problèmes.

Une nouvelle technologie

Cette technologie conserve le principe de la filtration et déshydratation sous pression. Mais nous avons repensé l'environnement de la mécanique et l'environnement périphérique des filtres. L’une des principales innovations est la technique des plateaux suspendus.

Le châssis du filtre est composé de deux IPN en partie supérieure sur lesquels sont suspendus les plateaux. Et, pour une meilleure rigidité, il a été ajouté au pied du châssis et de chaque côté, deux longerons de renforts qui assurent une parfaite rigidité de l'ensemble. Ces derniers sont localisés hors de la zone humide et ne sont sollicités qu’en phase de compression lors de la fermeture. Ce châssis compact est équipé de plateaux suspendus sur roulement motorisé. L’ensemble plateaux et motorisation coulisse dans les deux IPN de la partie supérieure du châssis. Il n'y a que très peu de frottement, une simple poussée permettant de faire déplacer les plateaux. Ces plateaux sont entraînés lors de l'ouverture et de la fermeture par un système de crochets individuels sur chaîne. Chaque plateau est parfaitement indépendant et dissocié de l'ensemble.

Ce système comporte plusieurs avantages : le système de guidage et d’entraînement est totalement isolé de la zone humide. Il n'y a aucun contact, ce qui constitue un réel avantage, spécialement si le produit filtré est corrosif ou agressif. Ceci réduit les maintenances et sécurise les phases de déchargement. L’entraînement individuel des plateaux permet de supprimer l'effet “accordéon” et donc de réduire les encombrements de châssis de façon importante (environ 1/3). Du fait de la translation latérale, il n'y pas de modification du centre de gravité, ce qui évite les problèmes de balancement des plateaux et donc de mauvais déchargement des gâteaux. L’accrochement mono-point évite les problèmes de synchronisation de l’entraînement des plateaux. Lors de l'ouverture, le déchargement du gâteau de façon individuelle est parfait. Lors de la fermeture, le positionnement est rigoureux et l’étanchéité irréprochable. L’entraînement par chaîne et crochet des plateaux en seul point assure une grande rapidité de déchargement. À titre d’exemple, un filtre de 120 plats de 1000 x 1000 met moins de 3 minutes pour décharger.

[Photo : L’accès est total sur les deux côtés de l'appareil ce qui facilite grandement les opérations de changement de toile et permet un accès total lors du contrôle de ces dernières.]

Enfin, le lavage intégral et individuel peut être assuré grâce à un système de translation qui remonte de bas en haut d’un plateau unique, ce qui permet des pressions de lavage supérieures à 400 bar, assurant un nettoyage parfait des toiles.

Combiner automatisme et fiabilité

L’ensemble des systèmes disponibles sur le marché à ce jour combinent trop souvent des avantages doublés d’inconvénients importants. Lorsqu’il y a automatisation, l’absence d’intervention humaine entraîne souvent d’autres types d’inconvénients indirects tels que des dépenses importantes en énergie, floculation et maintenance.

Les systèmes de décantation uniques demandent de grandes surfaces et des temps de cycle très longs.

La technologie de ce type de filtres-presses moderne conserve les performances reconnues du principe, notamment la siccité des gâteaux. En ajoutant les fonctions d’automatismes et la fiabilité qui faisaient défaut sur ces appareils, on obtient aujourd'hui des machines économiques et performantes que les utilisateurs dans le domaine de l’épuration des eaux urbaines comme dans celui des process industriels sont en droit d’attendre.

[Photo : Filtre presse 100 x 100 x 170 plateaux. Système de pression par vérin hydraulique avec vidange à l'air des canaux d'alimentation avant déblatissage.]
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