À quoi sert une chambre à sable ?
Le sable qui pénètre dans une usine de traitement des eaux usées peut sembler inoffensif, mais il peut causer des problèmes une fois qu'il se dépose à l'intérieur des réservoirs, des tuyaux et des équipements. Un dessableur élimine cette matière dès le début du processus de traitement, avant qu'elle n'atteigne des équipements plus difficiles ou plus coûteux à entretenir.
Les dessableurs sont utilisés lors du traitement préliminaire, généralement après le criblage. Ils séparent les particules inorganiques denses, telles que le sable, les petites pierres et les cendres, des eaux usées. La plupart des solides organiques plus légers restent en suspension et passent à l'étape de traitement suivante.
Le grain est traditionnellement défini comme des particules d'une taille supérieure à environ 0,2 mm et d'une densité spécifique supérieure à 2,65. Il s’agit d’une référence de conception commune et non d’une limite qui s’applique à chaque système de dessablage. Les équipements modernes peuvent également cibler des particules plus petites.
Pourquoi l'élimination des grains est importante
La principale raison de l'installation d'un dessableur est d'empêcher l'accumulation de matériaux abrasifs dans les unités de traitement en aval.
Pompes et équipements mécaniques :Le sable peut accélérer l'usure des roues, des roulements et d'autres composants exposés aux particules abrasives.
Pipelines :Les dépôts de gravier peuvent restreindre l'écoulement et contribuer aux blocages, en particulier dans les sections où la vitesse d'écoulement est faible.
Bassins de sédimentation :Le sable déposé peut interférer avec les mécanismes de collecte des boues et augmenter les besoins d'entretien.
Cuves de traitement biologique :Lorsque les graviers pénètrent dans les réservoirs biologiques, ils peuvent s’accumuler au fond, réduisant ainsi le volume de traitement efficace et interférant avec les équipements d’aération ou de mélange.
Traitement des boues :Les graviers peuvent occuper un volume utile dans les digesteurs et augmenter l’usure des équipements de traitement et de déshydratation des boues.
Ces problèmes ne se développent pas au même rythme dans chaque usine. L’impact dépend de la quantité et des caractéristiques des graviers entrants, du processus de traitement et de l’efficacité avec laquelle les matériaux collectés sont éliminés.
Trois types courants de chambres à sable
Les dessableurs à flux horizontal, aérés et de type vortex éliminent tous les particules inorganiques denses, mais ils utilisent des modèles d'écoulement différents pour réaliser la séparation.
1. Chambre dessableuse à flux horizontal
Un dessableur à flux horizontal est essentiellement un canal de décantation. Les eaux usées traversent le canal à une vitesse contrôlée, permettant aux particules les plus lourdes de se déposer au fond tandis que la plupart des solides organiques plus légers restent dans le flux.
Une unité typique comprend une entrée, une sortie, un canal de décantation, des structures de contrôle de débit et une zone de collecte des sables. Selon leur taille et leur conception, les graviers collectés peuvent être enlevés manuellement ou par un équipement mécanique.
Le principal avantage est sa construction simple. Le défi consiste à maintenir des conditions d’écoulement appropriées à mesure que le débit des eaux usées change. Une vitesse excessive peut transporter des particules à travers le canal ; une vitesse insuffisante peut entraîner le dépôt de solides organiques indésirables.
2. Chambre à sable aérée
Une chambre à sable aérée utilise des diffuseurs d'air le long d'un côté du réservoir pour créer un modèle d'écoulement en spirale ou roulant.
Cette circulation aide les grains denses à se déposer tout en gardant en suspension une plus grande quantité de matière organique plus légère. Le mouvement provoque également le frottement des particules de gravier les unes contre les autres, aidant ainsi à éliminer une partie de la matière organique attachée.
La graisse et les matières flottantes peuvent également être éliminées lorsqu'un équipement d'écrémage approprié est fourni.
Les chambres aérées offrent un contrôle de la circulation grâce à l'ajustement de l'alimentation en air. Ils nécessitent cependant des ventilateurs ou une autre source d’air appropriée, ainsi que l’énergie et l’entretien associés.
3. Chambre à sable de type vortex
Une chambre à sable de type vortex utilise un flux rotatif dans un réservoir circulaire. Les eaux usées entrent généralement tangentiellement, établissant la circulation nécessaire pour séparer les graviers des matériaux plus légers.
Selon la conception, une turbine ou un autre mécanisme induisant le débit permet de maintenir le mouvement requis. Les particules denses se déposent dans une trémie à sable, tandis que les matières organiques plus légères ont tendance à rester en suspension et à partir avec les eaux usées.
Les graviers collectés peuvent être éliminés par une pompe à sable ou un système pneumatique. Certaines unités incluent également le lavage des sables pour réduire la quantité de matière organique dans les sables collectés.
Les chambres à vortex peuvent s'intégrer dans une disposition relativement compacte. Leurs performances dépendent de la géométrie de la chambre, de la plage de débit, de la taille des particules cibles et de la conception de l'équipement de séparation et de dessablage. La sélection doit donc être basée sur les données techniques du fabricant plutôt que sur un ensemble générique de dimensions.
Quel type choisir ?
La décision dépend du débit de l'usine, des caractéristiques des affluents, de l'espace disponible, du dessablage requis et des modalités de maintenance.
Une chambre à flux horizontal peut convenir à une usine dans laquelle un agencement simple de canaux est pratique et où le débit peut être contrôlé de manière fiable. Une chambre aérée mérite d’être envisagée lorsque la circulation en spirale et la séparation des graviers des matières organiques sont importantes. Une unité vortex peut être une bonne option lorsque l’espace est limité et qu’un système emballé approprié est disponible.
La comparaison doit inclure plus que le coût initial de l’équipement. Tenez compte de la consommation d'énergie, du retrait et de l'élimination des sables, de l'accès pour la maintenance et des conséquences du passage des sables dans les unités en aval.
Une dessableuse ne représente qu'une petite partie du processus de traitement global, mais un mauvais dessablage peut créer des problèmes de maintenance dans toute l'usine. Choisir un type approprié et fournir un moyen efficace de collecter et d'éliminer les matériaux déposés sont tout aussi importants que la chambre elle-même.