La filtration hors filtration tangentielle

1. La filtration(hors filtration tangentielle) Les principaux modes de filtration (rappel) M�canismes de capture Filtration avec g�teau (rappel) Filtration clarifiante Filtration sur lit �pais

2. 1. Les principaux modes de filtration Le tamisage Liquide peu charg� Particules grossi�res dont la taille est sup�rieure � la taille du m�dia filtrant Op�ration de d�grillage, filtre de s�curit� La filtration avec g�teau Liquide charg�, ou filtration avec ajout d�adjuvant de filtration Le m�dia n�a pas d�importance: c�est le g�teau qui assure la r�tention des particules Filtration sous vide, sous pression, centrifuge La clarification Liquide peu charg� mais particules tr�s fines Le choix du m�dia est capital et assure la r�tention des particules La r�tention se fait en surface ou en profondeur dans la porosit� du m�dia filtrant La filtration sur lit �pais Liquide peu charg�, gros d�bit (application principale est le traitement des eaux) Le m�dia est un lit poreux, g�n�ralement du sable. Divers m�canismes assurent la r�tention des particules: tamisage, s�dimentation, adsorption, coagulation, �

3. 2. M�canismes de capture Tamisage La taille de la particule est plus importante que la taille des pores du m�dia filtrant S�dimentation Les particules quittent les lignes de flux de par leur poids et se d�posent dans le milieu poreux Nombre caract�ristique Interception Les particules sont capt�es par le milieu filtrant lors de leur passage � proximit�

4. 2. M�canismes de capture Impact inertiel (rebondissement) Les particules quittent leurs trajectoires, emport�es par leur taille et leur poids Nombre caract�ristique Diffusion Les diff�rences de concentration au sein du milieu poreux induisent un mouvement des particules par diffusion La diffusion est applicable pour des particules de taille inf�rieure � 1 �m Nombre caract�ristique Interaction hydrodynamique Des effets de turbulence au sein du milieu poreux peuvent jouer sur la particule (rotation, migration) Pour larges particules ou vitesse �lev�e Nombre caract�ristique

5. 2. M�canismes de capture Attraction/r�pulsion �lectrostatique Suivant la charge des particules � retenir, le milieu filtrant peut �tre s�lectionn� pour favoriser la r�tention des particules. R�pulsion double couche �lectrique Th�orie DVLO (Deryagin, Landau, Verwey, Overbeek) Application pour les particules collo�dales Forces de van der Waals et de London Ces forces peuvent �tre attractives ou r�pulsives suivant la nature chimique des particules et du milieu filtrant

6. 3. Filtration avec g�teau 3.1. �tablissement de la relation 3.2. Filtration � pression constante 3.3. Filtration de g�teau compressible 3.4. Filtration � d�bit constant 3.5. Filtration � d�bit et pression variables

7. 4. Filtration clarifianteLoi d�obturation pure - Complete Bloking Effet de surface Obturation progressive des pores engendre une diminution de la surface

8. 4. Filtration clarifianteLoi interm�diaire � Intermediate Bloking Effet de surface Obturation �statistique� des pores entra�ne une diminution de la surface

9. 4. Filtration clarifianteLoi standard � Standard Bloking Effet en profondeur: particules de taille inf�rieure aux pores Obturation progressive des pores: d�p�t � la surface, diminution de la porosit�, �

10. 4. Filtration clarifianteG�n�ralisation des lois A pression constante A d�bit constant

11. 4. Filtration clarifiante - G�n�ralisation des lois � Pression constante

12. 4. Filtration clarifiante - G�n�ralisation des lois � D�bit constant

13. 4. Filtration clarifiante � M�dia filtrant Mat�riau Feutre, carton, laine de verre, acier (inox) M�dia bobin�: coton, polym�re, � Polym�re non bobin� Caract�ristiques Seuil de r�tention des particules Seuil de r�tention nominal Seuil de r�tention absolu caract�ris� par b-ratio Capacit� de r�tention, �paisseur du m�dia filtrant, asym�trie D�bit de filtration Potentiel z�ta Dispositions Cartouche La filtration se fait g�n�ralement de l�ext�rieur vers l�int�rieur. Un nettoyage peut se faire � contre-courant Filtre plan: filtre presse, disques empil�s

14. 5. La filtration sur lit �pais Principe Percolation d�eau au travers d�un milieu poreux �pais Mat�riaux (0.3 � 2 mm): sable, graviers (drainage), anthracite, z�olites, � Utilisation Traitement d�eau potable Clarification d�eau (exemple: piscine) Traitement final en eaux us�es Floculation Une floculation est utilis�e avant filtration lorsque de fines particules doivent �tre retenues. Une utilisation particuli�re de ce type de filtre est la possibilit� d�ajouter le floculant juste avant la filtration. Le milieu poreux permet de favoriser la floculation (contact, concentration plus �lev�e)

15. 5. La filtration sur lit �pais Complexe Bas�e sur 3 lois Bilan massique Efficacit� de r�tention de particules Variation de l avec l�encrassement Chute de pression Kozeny-Carman Ou plus g�n�ralement

16. 5. La filtration sur lit �pais � filtre discontinu Description A. Arriv�e d'eau brute B. D�part d'eau filtr�e C. Sortie d'eau de lavage D. Entr�e d'eau de lavage E. Vidange F. Purge d'air G. Entr�e d'air comprim� Fonctionnement Filtration (10 � 15 m3/m2 h) Nettoyage A contre-courant avec eau/air Quand pression trop �lev�e ou dur�e ou breakthrough

17. 5. La filtration sur lit �pais � filtre continu 1. OverFlow 2. Filter Influent 3. Coarse Media 4. Fine Media 5. Filtrate Nozzles 6. Filtrate Chamber 7. Level Controller 8. Filter Reject 9. Washbox 10. Counter-Current Washer 11. Airlift 12. Central Feed Chamber 13. Actuated Valve

18. 5. La filtration sur lit �pais � filtre continu Filtre continu Filtration de bas en haut Syst�me air-lift pour r�cup�rer le sable sale