Avertissement
au visiteur!
Les informations contenues dans
ces pages se veulent aussi exactes que
possible et vous sont proposées en toute bonne foi. Cependant leur
caractère très général fait qu'elles peuvent être inappropriées dans une
situation particulière. Aussi toute application choix ou décision, qui
en
découlerait, doit impérativement être validé par un
expert compétent.
Séparation eau-huiles
Sommaire de la page:
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.
Son volume doit être suffisant pour permettre la décantation de la plus grosse partie de l'huile, celle-ci s'accumule en partie haute et son élimination est faite selon le besoin par un système de pompage mobile.
Il est constitué d'un bassin rectangulaire,
souvent maçonné mais parfois aussi métallique, dans lequel l'effluent
circule à une vitesse de 15 mm/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.
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. Si les plaques sont faites
d'un matériau oléophile (polypropylène pr exemple) la coalescence des
goutelettes est favorisée.
Cette technique permet de diminuer le temps de séjour dans le bassin nécessaire à l'effluent, et donc son volume.
L'inclinaison des plaques permet l'écoulement
des matières huileuses vers le haut, et les matières solides denses
vers le bas.
Ce type de séparateur est assez sensible à l'encrassement. Les particules solides tendant à s'accumuler dans les tubes.
Vitesse de décantation
Vitesse d'une sphère en régime
de Stokes:
avec:
U: vitesse de la particule (m/sec)
ρp: masse volumique de la particule (kg/m3)
ρf: masse volumique du fluide (kg/m3)
Dp: diamètre de la particule (m)
μ: viscosité dynamique du liquide (Pa.sec)
g: accélération due à la force de pesanteur (9,81 m/sec²)
U: vitesse de la particule (m/sec)
ρp: masse volumique de la particule (kg/m3)
ρf: masse volumique du fluide (kg/m3)
Dp: diamètre de la particule (m)
μ: viscosité dynamique du liquide (Pa.sec)
g: accélération due à la force de pesanteur (9,81 m/sec²)
- 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 de rétention et de captation
Si la présence d'huile est très faible ou seulement accidentelle, un simple dispositif fonctionnant selon le principe d'une garde hydraulique est nécessaire et peut être suffisante.Son volume doit être suffisant pour permettre la décantation de la plus grosse partie de l'huile, celle-ci s'accumule en partie haute et son élimination est faite selon le besoin par un système de pompage mobile.
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 (API Manual on Disposal of Refinery Wastes, Chapters 5 and 6 Oil-Water Separator Process Design and Construction Details (API publication 1630, 1979). Il est adapté à la séparation de matières huileuses surnageant et de matières solides sédimentant.Il est constitué d'un bassin rectangulaire,
souvent maçonné mais parfois aussi métallique, dans lequel l'effluent
circule à une vitesse de 15 mm/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. Si les plaques sont faites
d'un matériau oléophile (polypropylène pr exemple) la coalescence des
goutelettes est favorisée.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.L'inclinaison des plaques permet l'écoulement
des matières huileuses vers le haut, et les matières solides denses
vers le bas.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.
Les ondulations permettent de rassembler plus efficacement les gouttelettes pour mieux les coalescer.
Séparateurs à tubes verticaux (Vertical tube coalescing VTC)
Utilise un assemblage de tubes perforés disposés verticalement. Le flux à épurer passe à l'intérieur des tubes, l'huile s'accroche à la paroi, et coalesce formant de grosses gouttes qui cheminent vers le haut. Le solides présents cheminent vers le bas s'ils sont plus denses. Les tubes sont souvent fait de polypropylène qui par ses propriétés oléophiles favorise la coalescence des goutelettes d'huile.Ce type de séparateur est assez sensible à l'encrassement. Les particules solides tendant à s'accumuler dans les tubes.
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.
Votre avis est précieux pour améliorer ce site.
Avez-vous trouvé cette page utile?