Présentation
Auteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur à l'Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) - Directeur du Centre de Recherche sur la Valorisation des Minerais (CRVM) - Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) - CNRS UMR 75-69 (ENSG-INPL)
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El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au CRVM, LEM - CNRS UMR 75-69 (ENSG-INPL)
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Jean-Luc BERSILLON : Doctor of Philosophy - Professeur à l'INPL - LEM UMR 75-69 (ENSG-INPL)
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Le choix d’un équipement et d’un procédé de séparation solide/liquide par décantation, tient compte de plusieurs considérations, notamment de la concentration de la suspension (suspension diluée, suspension concentrée), de la dimension et de la nature des particules (particules grenues, floculées...), de la fonction recherchée (clarification, épaississage), des débits à traiter.
Avant de lire ce texte, le lecteur est invité à prendre connaissance de l’article J 3450 Décantation. Aspects théoriques.
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1. Équipements
Bien qu'il s'agisse fondamentalement d'équipements voisins adaptés à une fonction précise, il paraît nécessaire de distinguer les décanteurs de matières en suspension, ultrafines et diluées, dont la concentration s'exprime en mg/L, et les décanteurs de matières d'origine essentiellement minérale, dont la concentration s'exprime en g/L. Dans les deux cas, les équipements font appel à la sédimentation des solides dans l'eau.
1.1 Décanteurs d'ultrafines en suspensions diluées
Ces appareils sont utilisés principalement dans le traitement des eaux usées, domestiques ou industrielles, et des eaux potables, dont les composés sont :
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des matières minérales (sables, limons, argiles...) ou organiques (acides humiques ou fulviques résultant de la matière orga-nique, micro-organismes). Ces substances sont responsables de la turbidité et de la couleur, et leur dimension est supérieure au micromètre ;
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des matières colloïdales de même origine que les précédentes, mais d'une taille inférieure au micromètre. Elles sont également génératrices de turbidité et de couleur ;
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des matières dissoutes, de dimensions inférieures à quelques nanomètres et qui nécessitent un traitement spécifique suivant leurs espèces (oxydation, précipitation, coagulation-floculation).
Un décanteur - clarificateur est généralement caractérisé par le temps de séjour des boues et leur concentration limite. Le temps de séjour est obtenu en faisant le bilan matière du décanteur. Si Md désigne le débit massique des particules décantables dans l'appareil, qui rentrent à une concentration C0, le flux Md étant un invariant dans le système, seule la concentration de ces particules va changer dans le procédé. En effet, dans la surverse du décanteur, la concentration des particules est en principe nulle ; par contre Md est entièrement concentré dans la sous-verse (ou boues). Ainsi, si Qb désigne le débit volumique de la sous-verse, la concentration des boues Cb est simplement égale au rapport du débit massique sur le débit volumique, soit :
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