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Feuillets Mémento Technique de l’Eau Degrémont n°2 - Compakblue

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Le procédé Degrémont Compakblue est un filtre à disques immergés préconisé pour l’abattement des MES et des polluants associés en filtration tertiaire des eaux résiduaires urbaines, en alternative à la filtration sur média granulaire. Ce procédé est particulièrement adapté au reuse ou au rejet en zones sensibles.

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Feuillets Mémento Technique de l’Eau Degrémont n°2 - Compakblue

  1. 1. Culturellement, Degrémont est très attaché au Les Feuillets Mémento Technique partage de la passion de ses collaborateurs de l’Eau Degrémont pour les métiers de l’eau. En complément du Mémento Technique de l’eau, Degrémont propose “Les Feuillets Mémento” pour mieux connaître les différentes techniques disponibles et pour découvrir les nouveautés et les grandes évolutions technologiques. Re-use CompakblueTM Eaux résiduaires Clarification tertiaire Filtration mécaniqueLES ENJEUX DE LA RÉUTILISATION DESEAUXCroissance démographique, stress hydrique, répartition inégaledes ressources en eau sont autant de facteurs qui conduisent Arroser Cultiver Nettoyer Réapprovisionner Irriguer Fabriquerde nombreux pays à utiliser de nouvelles sourcesd’approvisionnement pour satisfaire leur demande en eau.Dans ce contexte, les eaux usées peuvent voir leur usage PRINCIPES PHYSIQUES DE LA FILTRATIONprolongé ou servir à reconstituer les ressources. Plutôt que d’êtrerejetées dans le milieu naturel, elles sont traitées et dépolluées La filtration consiste à séparer une phase liquide d’une phasepour être réutilisées (re-use). solide au moyen d’une barrière mécanique. Cette barrière, appelée filtre, possède des mailles suffisamment petites pour retenir les solides et laisser passer le liquide. Trois mécanismes principaux interviennent successivement : capture, fixation et détachement. Leur importance dépend des caractéristiques des particules à retenir et du matériau filtrant mis en œuvre. Les particules solides contenues dans un liquide et les particules colloïdales plus ou moins floculées ne possède pas les mêmes caractéristiques et ne réagissent pas dans la même proportion à ces divers mécanismes. ÎÎ Mécanisme de captureÎÎ Prolonger les usages de l’eau Il se présente essentiellement sous deux aspects :Dans les régions où les quantités d’eau prélevées sont • amisage mécanique : il s’agit de la rétention des particules trèglementées, alors que les besoins agricoles, urbains ou plus grosses que la maille du filtre ou que celle des élémentsindustriels sont importants, la réutilisation soulagera les déjà déposés formant eux-mêmes un matériau filtrant. Ceressources traditionnelles en favorisant la réduction des phénomène est d’autant plus important que la maille duprélèvements d’eau dans les ressources naturelles. matériau filtrant est plus fine : il est de peu d’importance pour un lit filtrant composé de matériau relativement grossier. EnÎÎ Reconstituer la ressource naturelle revanche il est prépondérant dans une filtration sur support mince : tamis, manchon filtrant…Dans les régions où les ressources naturelles se tarissent, la • épôt sur le matériau filtrant : la particule en suspension drégénération des eaux usées peut accélérer le cycle naturel et suit dans le liquide une ligne de courant ; sa taille, comparée àservir à réalimenter les nappes ou à reconstituer des réserves celle des pores, pourrait lui permettre de traverser le matériaud’eau. filtrant sans être arrêtée et pourtant, lors de sa trajectoire tortueuse dans le lit, des contacts particule/matériau vontÎÎ Préserver l’environnement permettre sa capture. C’est un mécanisme très important dans la filtration en profondeur.Dans les régions où le tourisme est l’activité économiqueprincipale, la réutilisation contribuera à préserver le cadre naturel ÎÎ Mécanisme de fixationdes sites touristiques par l’absence de rejet. La fixation des particules à la surface du matériau filtrant estDe nombreux pays, et notamment ceux qui connaissant les plus favorisée par une faible vitesse d’écoulement. Elle est due àgrands stress hydriques, ont mis en place des normes ou des des forces d’origine physique (coincement, cohésion…) et à desrèglementations pour développer la réutilisation des eaux usées forces d’adsorption, principalement les forces de Van der Waals.dépolluées.
  2. 2. CompakblueTMÎÎ écanisme de détachement MSous l’action des deux mécanismes précédents (capture etfixation), il se produit une diminution de l’espace entre les paroisdu matériau recouvertes de particules déjà déposées. Il y aalors augmentation de la vitesse d’écoulement intergranulaire,entraînant plus avant dans le matériau filtrant (progression du« front de filtration ») ou même dans le filtrat (« crevaison »)les dépôts déjà retenus qui peuvent se détacher partiellement.COLMATAGE ET LAVAGE DU MATÉRIAUFILTRANTOn appelle colmatage l’obstruction progressive des interstices ÎÎ Présentation du procédédu matériau filtrant. Le colmatage provoque une augmentationde la perte de charge et si la pression d’alimentation reste Le procédé Degrémont CompakblueTM est un filtre à disquesconstante, le débit du filtrat baisse (filtre à débit décroissant, immergés préconisé pour l’abattement des MES et des« declining rate »). polluants associés en filtration tertiaire des eaux résiduaires urbaines, en alternative à la filtration sur média granulaire. CePour fonctionner à débit constant, il faut donc : procédé est particulièrement adapté au re-use ou au rejet en• oit augmenter la pression appliquée au lit filtrant au fur et à s zones sensibles. mesure du colmatage (ex. : filtre « à encrassement ») ; Principe des disques filtrants• oit maintenir cette pression constante et placer à la sortie du s filtre un système de régulation qui exerce une perte de charge complémentaire, laquelle décroît au fur et à mesure que le lit se colmate. Ces filtres dits « à compensation du colmatage » sont les plus utilisés en traitement des eaux.La vitesse de colmatage dépend :• es matières à retenir : elle est d’autant plus grande que le d liquide est plus chargé en matières en suspension (MES), que ces matières ont une plus grande cohésion et qu’elles sont Le CompakblueTM est un filtre mécanique à encrassement. susceptibles, elles-mêmes, de prolifération (algues, bactéries) ; La filtration est réalisée par des matériaux filtrants montés sur• de la vitesse de filtration ; des supports plastiques.• des caractéristiques de l’élément filtrant : dimension des pores, Lors du cycle de filtration, l’eau traverse le matériau filtrant des homogénéité, rugosité, forme du matériau. disques qui retient les MES dès qu’elles présentent une taille supérieure à 8 μm. Selon l’application, il est possible de choisirLe filtre est colmaté lorsqu’il a atteint la perte de charge un type de filtre et de toile ayant un seuil de coupure supérieur.maximale prévue par le fabricant. Il importe alors de le ramener Le filtrat rejoint ensuite le canal de sortie de l’ouvrage via le tubeà son état initial par un lavage efficace dont le mode est lié au support des disques.type de filtre et à la nature des éléments retenus. Le temps de C’est un filtre gravitaire à encrassement sans régulation defonctionnement écoulé entre deux lavages successifs s’appelle niveau.un cycle de filtration. Lors du fonctionnement du CompakblueTM, sans arrêt de la filtration, une partie du matériau filtrant est automatiquement lavé à intervalles réguliers par aspiration ou par jet d’eau, selonCHOIX DU MODE DE FILTRATION la version installée, sans réactifs chimiques. Au cours de la filtration, le niveau d’eau filtrée en aval est constant alors queLe choix entre les divers types de filtration sur support ou sur lit le niveau d’eau à filtrer en amont monte au fur et à mesure degranulaire dépend de plusieurs critères : l’encrassement. Le lavage se déclenche au dépassement du• caractéristiques du liquide à filtrer, de ses impuretés et de leur niveau de consigne d’eau amont ou sur horloge. évolution dans le temps ; La spécificité du CompakblueTM réside dans la standardisation• qualité du filtrat à obtenir et tolérances admises ; de sa fabrication et sa compacité. Il se décline en deux versions :• conditions d’installation ; une version avec filtration par micro-tamis, développée par• possibilités et moyens disponibles pour le lavage. Nordic Water, et une version par filtration sur toile, développée par la société Mecana.La possibilité d’un lavage aisé, efficace et économique est aussiimportante dans le choix du filtre que l’obtention de la meilleure • iltration par micro-tamis (Nordic Water) Fqualité de filtration. Cette dernière ne se conserve dans le temps L’eau à filtrer entre dans le cylindre central, puis dans les disquesque si le lavage permet de retrouver en début de chaque cycle et traverse le média filtrant apposé sur les faces des disques.les caractéristiques d’un filtre propre. La filtration est de type In/Out : elle se fait de l’intérieur vers l’extérieur de chaque disque. L’ensemble est partiellement immergé dans une cuve en béton (version standard) ou en acier (pour les plus petites stations).
  3. 3. Les Feuillets Mémento Technique de l’Eau DegrémontLa filtration se fait en continu, il n’y a pas d’arrêt pendant le • La compacitélavage. L’atout principal de cette technologie est la compacité autoriséeL’eau chargée issue du lavage est recueillie dans une goulotte à par la mise en œuvre du média filtrant. Elle offre des performancesl’intérieur du cylindre central. similaires à la filtration classique sur média granulaire pour une emprise au sol 4 fois inférieure. • Implantation et montage La faible perte de charge du CompakblueTM facilite son implantation dans une filière de traitement. Le relevage de l’effluent à filtrer n’est généralement pas nécessaire pour l’alimentation du filtre. Le CompakblueTM est livré assemblé, il s’installe facilement dans l’ouvrage.Cette version est adaptée pour des installations de 40 à 9 000m3.h-1• Filtration sur toile (Mecana Umwelttechnik AG)Chaque disque filtrant de 2,1 m de diamètre est recouvert d’unetoile spécifique. La filtration est de type Out/In, de l’extérieurvers l’intérieur des disques. L’eau filtrée est récupérée dans uncollecteur solidaire des disques.Chaque filtre peut être équipé de 2 à 15 disques.Totalement immergé dans un bassin, le procédé évite le • Exploitation simplifiéedéveloppement biologique sur les toiles. La conception des filtres étant simple, l’exploitation ne demande pas d’attention particulière. Le système de lavage est asservi à la variation de niveau dans le bassin. L’exploitation au quotidien est donc réduite. ÎÎ Performances La qualité d’eau produite permet la réutilisation ou le rejet en zones sensibles. Les eaux dépolluées par le CompakblueTM ont une teneur en œufs d’helminthe inférieure à 0,1 par litre, conforme aux préconisations de l’OMS.Le lavage des disques est très court etfréquent. Il s’effectue disque par disque. Objectif de traitement Abattement des MES et de laAu cours de la procédure de lavage, les pollution particulairefibres sont brièvement redressées dansle dispositif d’aspiration, de sorte que les Sortie clarificateur MES 35 mg.L-1matières solides retenues sont évacuées secondaireaisément. Eau traitée après • Mecana : entre 3mg.L-1 de MES en La filtration se fait en continu, il n’y a pas CompakblueTM moyenne (6 en 95%ile) et 5mg.L-1d’arrêt pendant le lavage. de MES (10 en 95%ile) • Nordic Water : 5 mg.L-1 de MES Cette version est adaptée pour des en moyenne (10 en 95%ile)installations de 70 à 9 000 m3.h-1ÎÎ Mise en œuvre ÎÎ Développement durable• Le CompakblueTM dans la filière La solution CompakblueTM est économe en énergie. Elle n’utiliseDans une filière de traitement, le CompakblueTM se place après ni pompe pour son alimentation, ni bâche, ni surpresseur d’air, niun traitement biologique et un clarificateur secondaire. pompe de réactifs pour le nettoyage des disques. Le procédé ne requiert pas de chloration et ne nécessite aucun réactif chimique pour son nettoyage.
  4. 4. Les Feuillets Mémento Technique de l’Eau DegrémontQUELQUES RÉFÉRENCES Degrémont• Caleppio di Settala (Italie) (capacité 2 000 m3.h-1) • Palmela Terciaro (Portugal) (capacité 900 m3.h-1)• Auxi-Le-Château (France) (capacité 60 m3.h-1) • Pavia (Italie) (capacité 3 200 m3.h-1)• Le Moule (Guadeloupe-France) (capacité 250 m3.h-1) • Sacy-le-Grand (France) (capacité 40 m3.h-1)ÎÎ Filtration sur micro-tamis• Focus sur la Station d’épuration de Lagoinha (Portugal) 30 000 EH qui sera mise en service en 2012Rejet en zone sensible - ilière de traitement = bassin de boue activée « type chenal » - clarificateur secondaire - filtre CompakblueTM -- F désinfection UV Ozonia - 2 filtres de 8 disques de filtration sur micro-tamis - Diamètre des disques = 2,40 m - Surface filtrante totale = 89 m² - Débit traité = 700 m3.h-1ÎÎ Filtration sur toile• Focus sur la Station d’épuration d’Auneuil (France) 4 400 EH mise en service début 2010 - Filière de traitement = bassin de boue activée – clarificateur secondaire – filtre CompakblueTM - 1 filtre de 2 disques de filtration sur toile - Diamètre des disques = 2,20 m - Surface filtrante totale = 10 m² - Débit traité = 100 m3.h-1 Feuillets Mémento Degrémont n°2 - Juillet 2011 - Crédit photos : Degrémont, Mecana, Nordic Water Contact : CompakblueTM : innovation.mailin@degremont.com DEGRÉMONT S.A. WWW.DEGREMONT.COM

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