L’élimination des sables ne dépend pas seulement du fait de laisser le sable se déposer. La chambre doit fournir des conditions hydrauliques adaptées aux particules cibles tout en limitant la quantité de matière organique collectée avec elles.
Les dessableurs à flux horizontal et aérés y parviennent de différentes manières. Leurs paramètres de conception doivent être sélectionnés pour le processus particulier, plutôt que copiés à partir d'un seul ensemble de dimensions standard.
Les valeurs ci-dessous incluent des références préliminaires provenant de directives techniques couramment utilisées et des informations de conception originales. Ce ne sont pas des spécifications universelles. Confirmez les valeurs finales par rapport à la norme de conception applicable et à la documentation de l'équipement sélectionné.
Chambre dessableuse à flux horizontal
Dans une chambre à flux horizontal, les eaux usées se déplacent dans un canal à une vitesse contrôlée. La conception doit permettre aux particules de sable cibles de se déposer avant que l'eau n'atteigne la sortie.
Vitesse d'écoulement
La référence de conception originale donne une plage de vitesses de 0,15 à 0,30 m/s. D'autres directives techniques utilisent généralement environ 0,3 m/s comme vitesse cible, les plages de conception publiées variant en fonction de la méthode et de la taille des particules cibles.
Si la vitesse est trop élevée, des grains passeront à travers la chambre. S'il est trop bas, les solides organiques peuvent se déposer avec les graviers.
Le canal et la structure de contrôle du débit doivent donc être conçus pour maintenir des conditions appropriées sur toute la plage de débit attendue. Il ne faut pas supposer qu’une seule valeur de vitesse fonctionne aussi bien au débit minimum qu’au débit de pointe.
Temps de rétention hydraulique
La référence originale spécifie 30 à 60 secondes au débit maximum. D'autres conseils de conception utilisent généralement 45 à 90 secondes, avec environ 60 secondes comme référence typique.
Le temps de rétention approprié dépend de la taille des particules cibles, des caractéristiques de sédimentation, des dimensions des canaux et des conditions d'entrée et de sortie. Les courts-circuits peuvent réduire les performances de séparation réelles même lorsque le temps de rétention nominal semble adéquat.
Profondeur de l'eau et largeur du canal
La référence originale précise :
Profondeur d'eau effective allant jusqu'à 1,2 m, généralement 0,25 à 1,0 m.
Largeur minimale du canal de 0,6 m.
Ce sont des dimensions de référence et non des exigences pour chaque installation. Les dimensions finales doivent tenir compte du débit de conception, du nombre de canaux, des dispositions de contrôle du débit et de l'équipement de dessablage sélectionné.
Répartition de l'entrée et du débit
L'entrée doit répartir les eaux usées uniformément à travers le canal. Si nécessaire, des mesures de dissipation d'énergie et de redressement du flux peuvent réduire les turbulences et améliorer le flux d'approche.
Un écoulement irrégulier crée des zones où des particules peuvent être transportées à travers la chambre ou où des dépôts excessifs se forment. La section de sortie et de contrôle du débit doit également être prise en compte lors du calcul de la longueur de sédimentation effective.
Pente inférieure et collecte des graviers
La référence originale donne une pente inférieure de 0,01 à 0,02. La pente réelle dépend du système de collecte et de la manière dont les graviers sont éliminés.
Une trémie ou un bac de collecte doit diriger les matériaux déposés vers le point de retrait. Si un grattoir, un convoyeur ou un autre système mécanique est utilisé, la géométrie du fond doit correspondre aux exigences de l'équipement.
Chambre à sable aérée
Une chambre à sable aérée utilise de l'air pour produire un écoulement en spirale ou en roulement. La circulation aide les graviers à se déposer tout en gardant en suspension une grande partie des matières organiques plus légères.
Dimensions du réservoir et temps de rétention
La référence originale donne les indications dimensionnelles suivantes :
Profondeur d'eau effective : 2 à 3 m.
Rapport largeur/profondeur : environ 1:1 à 2:1.
Rapport longueur/largeur : jusqu'à 5:1.
Ces proportions doivent être considérées comme des indications de conception préliminaires. Les références publiées utilisent différentes plages dimensionnelles, en fonction de la configuration du réservoir et de la méthode de conception.
La plage initiale de temps de rétention est de 1 à 3 minutes au débit maximum. Les directives de l'US EPA décrivent environ 2 à 5 minutes comme plage typique pour les dessableurs aérés, la valeur finale dépendant des performances de séparation requises et des conditions hydrauliques.
Le concepteur doit vérifier le temps de rétention au débit de conception spécifié et confirmer que la géométrie du réservoir assure une circulation adéquate.
Alimentation et circulation d'air
L'air est normalement introduit à travers des diffuseurs installés sur un côté du réservoir. Le flux de roulement qui en résulte aide à maintenir les solides plus légers en suspension tout en permettant aux grains plus denses de se déposer.
La référence originale spécifie une vitesse de vortex de 0,25 à 0,30 m/s et une vitesse d'écoulement horizontal de 0,06 à 0,12 m/s. Ces valeurs doivent être confirmées par rapport à la méthode de conception particulière avant utilisation. Les termes peuvent faire référence à différents composants de flux et ne doivent pas être traités comme interchangeables.
Le chiffre initial de l’apport d’air est de 0,2 m³ d’air par m³ d’eaux usées. Cela ne doit pas être utilisé comme valeur de conception générale sans vérifier la source d'origine et ses unités. Les directives techniques spécifient généralement l'aération en fonction de la longueur du réservoir ou déterminent l'alimentation requise en fonction de la géométrie du réservoir et des conditions de fonctionnement.
L'alimentation en air doit être réglable. Trop d'air peut réduire la capture des graviers, tandis qu'une aération insuffisante peut permettre à un excès de matière organique de se déposer avec les graviers.
Position du diffuseur
La référence originale place les diffuseurs d'air le long d'un côté du réservoir, à environ 0,6 à 0,9 m au-dessus du fond.
La position finale doit être coordonnée avec la profondeur du réservoir, la disposition de la trémie et la circulation requise. Les diffuseurs doivent créer le mouvement de roulement prévu sans interférer avec la collecte des grains.
Chicanes et disposition entrée/sortie
L'entrée doit introduire les eaux usées dans une direction qui supporte l'écoulement en spirale prévu. La sortie doit être positionnée de manière à réduire les courts-circuits et à limiter l'entraînement des grains.
Des chicanes peuvent être nécessaires lorsque la géométrie du réservoir produit une circulation inégale ou des zones mortes. Leur disposition doit être déterminée à partir de la conception hydraulique plutôt que ajoutée automatiquement à chaque réservoir.
Contrôle de la mousse
L'aération peut produire de la mousse, en fonction de la composition des eaux usées et des conditions d'exploitation. Lorsque la formation de mousse risque de causer des problèmes de fonctionnement, prévoir des mesures appropriées de contrôle ou d'élimination de la mousse.
Dessablage et contrôles de routine
Les grains déposés doivent être retirés avant qu'ils ne s'accumulent suffisamment pour interférer avec le fonctionnement de la chambre. Selon la conception, l'élimination peut utiliser un nettoyage manuel, des convoyeurs mécaniques, des pompes à sable ou des systèmes de transport aérien.
Lors des inspections de routine, les opérateurs doivent rechercher :
Accumulation excessive de gravier dans la zone de collecte.
Conduites d'évacuation des sables ou points de collecte bloqués.
Débit irrégulier ou signes de court-circuit.
Usure anormale des composants mécaniques.
Problèmes d'alimentation en air ou de diffuseurs dans les chambres aérées.
Lorsqu'un système de lavage des sables est installé, le système de lavage doit également être vérifié pour garantir qu'il élimine les résidus organiques prévus.