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Séparation eau-hydrocarbures

Contrairement aux opérations de procédé dont la qualité des flux traités est généralement bien maîtrisés en amont, le traitement des effluents d'une usine ou d'un atelier doit faire face à des flux de qualité très variables. La présence de matières solides en suspension en particulier est fréquente. C'est pourquoi la première étape de traitement doit être une décantation permettant d'extraire aussi bien  les matières solides que les huiles et graisses.
La vitesse de décantation de particules solides ou de gouttelettes d'huiles dans l'eau suit la loi de Stokes; elle est proportionnelle à:
 - la différence de masse volumique entre le milieu continu et les particules à séparer
 - le carré du diamètre des particules
En pratique, pour des particules de moins de 30µm de diamètre la vitesse devient si faible que de nombreux phénomènes parasites viennent contrarier la décantation (vibrations, convection thermique, ...) qui devient inapplicable.

Bassin API

Il doit son nom à l'American Petroleum Institute qui a standardisé sa conception dans les années 1950 pour le traitement des effluents de raffineries. Il est adapté à la séparation de matières huileuses surnageant et de matières solides sédimentant.
Principe du bassin APIIl est constitué d'un bassin rectangulaire, souvent maçonné mais parfois aussi métallique, dans lequel l'effluent circule à une vitesse de 15mm/sec environ. La matière huileuse surnageant est prélevée au moyen d'un tube fendu et disposé sur toute la largeur du bassin sur le coté opposé à l'alimentation. Les matières solides s'accumulant au fond sont raclées et éliminées par un sas.
Cette conception ne permet d'éliminer que des gouttelettes d'huile supérieures à 100µm.
Ce bassin souvent installé en extérieur à l'air libre voit son fonctionnement facilement perturbé par la pluie ou le vent qui crée des turbulences contrariant la décantation. La phase huileuse recueillie reste fortement chargée en eau.

Séparateurs à plaques

Pour augmenter l'efficacité et réduire l'encombrement du bassin API les séparateurs à plaques ont été développés à partir des années 1960.
En faisant passer l'effluent à traiter entre des plaques faiblement espacées, les gouttelettes sont rassemblées et coalescées sur leur face inférieure. En grossissant, leur vitesse de décantation augmente rapidement comme l'exprime la loi de Stokes. Cette technique permet de diminuer le temps de séjour dans le bassin nécessaire à l'effluent, et donc son volume.

Séparateur PPI (Parallel Plate Interceptor)

L'effluent à traiter est dirigé vers un empilement de plaques plates, parallèles, orientées à 45 degrés. Empilement de plaques parallèles pour bassin PPIL'inclinaison des plaques permet l'écoulement des matières huileuses vers le haut, et les matières solides denses vers le bas.
Principe du bassin PPI

Séparateur CPI (Corrugated Plate Interceptor)

Une autre perfectionnement des séparateurs à plaques est obtenu en utilisant des plaques ondulées qui peuvent être métalliques ou en matières plastiques.

Plaques ondulées pour bassin CPILes ondulations permettent de rassembler plus efficacement les gouttelettes pour mieux les coalescer.


Tambour oléophile

Le récupérateur par tambour oléophile est un dispositif de récupération continu et sélectif des hydrocarbures présents à la surface des bassins de décantation d'eau huileuse.
Il est constitué d'un cylindre revêtu d'un matériau oléophile.
En rotation continue à la surface de l'eau, il retient sélectivement les hydrocarbures qui sont ensuite éliminés par un racleur fixe.
La teneur en eau de l'huile récupérée est très faible, rendant inutile sa déshydratation par chauffage ou centrifugation.




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