Techniques de filtration

La base éprouvée pour un traitement de l'eau fiable

La filtration est une technique de séparation polyvalente et robuste qui débarrasse les flux d'eau des matières en suspension, des fines particules et des polluants spécifiques. Grâce au choix approprié entre filtres mécaniques, filtres à sable ou filtres à charbon actif, la filtration constitue un maillon important dans le traitement de l'eau industriel. Elle protège les procédés en aval, augmente la fiabilité opérationnelle des installations et soutient la réutilisation efficace de l'eau, une purification plus poussée ou un rejet en toute sécurité.

Qu’est-ce que c’est?

Pourquoi la filtration?

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Qu'est-ce que la filtration et comment cela fonctionne-t-il ?

La filtration est une technique couramment utilisée pour éliminer les substances indésirables de l'eau. L'eau est dirigée à travers un milieu filtrant qui retient ou fixe la pollution.

Le fonctionnement d'un filtre dépend du matériau filtrant choisi. Dans les filtres classiques, les particules sont physiquement retenues, tandis qu'un filtre à charbon actif lie certaines substances principalement par adsorption. Ainsi, la filtration peut être utilisée aussi bien comme prétraitement, comme post-traitement que comme élément d'une installation complète de traitement de l'eau.

En choisissant la technique de filtration appropriée, l'eau est adaptée à la qualité requise pour la réutilisation, le rejet ou un traitement ultérieur.

Quand opte-t-on pour la filtration ?

Une installation de filtration est souvent le moyen le plus robuste et le plus rentable pour protéger votre eau de process et polir vos eaux usées sans gestion complexe de produits chimiques.

La filtration est mise en œuvre lorsque l'eau contient des matières en suspension, des particules ou des polluants spécifiques qui altèrent la qualité de l'eau ou risquent de perturber un traitement ultérieur. C'est souvent une étape importante dans le prétraitement de l'eau de process, des eaux usées ou des eaux de pluie. Par rapport à d'autres techniques de séparation, cette technologie consomme peu d'énergie et de produits chimiques.

Vous optez pour la filtration lorsque vous :

souhaitez éliminer des matières en suspension ou des fines particules de l'eau ;
voulez protéger des tuyauteries, des pompes, des membranes ou d'autres installations ;
souhaitez réduire la charge d'une étape de purification ultérieure ;
voulez atténuer les odeurs, la couleur, le goût ou des composants organiques ;
souhaitez rendre l'eau propre à la réutilisation, au rejet ou à un traitement ultérieur.

Un large spectre de techniques de filtration

En fonction de la qualité de l'eau et de l'application, PCA Water peut fournir différentes techniques de filtration.

Filtres mécaniques

Un filtre mécanique est une technique de filtration par laquelle les particules solides sont éliminées de l'eau sur la base de leur taille. Le principe est comparable à un tamis : l'eau s'écoule à travers un milieu filtrant doté de fines ouvertures, les particules plus grossières et les matières en suspension étant retenues tandis que l'eau filtrée est laissée passer.

Selon l'application, la filtration peut varier d'une élimination de particules relativement grossières à de très petites tailles de pores.

L' Ultrafiltration (UF) en est un exemple et utilise des membranes avec de très petits pores pour séparer également les fines particules en suspension, les colloïdes et les micro-organismes.

Selon l'application, il est possible d'opter pour une solution de filtration manuelle ou automatique.

Dans le cas d'un filtre manuel, l'élément filtrant est périodiquement remplacé ou nettoyé par un opérateur. Cette solution convient aux applications présentant une pollution limitée, des débits plus faibles ou aux installations où la maintenance peut être planifiée facilement.

Dans le cas d'un filtre automatique, la pollution accumulée est éliminée automatiquement sans interruption du procédé. Cela se fait par exemple par contre-lavage, raclage ou via un système de filtration autonettoyant. Les filtres automatiques réduisent les temps d'arrêt, garantissent une capacité de filtration constante et conviennent particulièrement aux processus industriels continus ou aux flux d'eau ayant une charge polluante plus élevée.

Filtre à sable

Un filtre à sable utilise un lit filtrant composé de différents types de sable filtrant. Grâce aux interstices restreints entre les grains de sable fins, les matières en suspension, les particules de boue et d'autres particules sont retenues mécaniquement tandis que l'eau s'écoule à travers le filtre.

Pour combiner une filtration optimale avec une perte de charge limitée, le lit filtrant est généralement composé de plusieurs couches de granulométries différentes. Pendant le processus de filtration, les matières en suspension s'accumulent progressivement dans le lit filtrant.

Pour maintenir les performances de filtration, l'installation est nettoyée périodiquement par un contre-lavage. Pour ce faire, de l'eau (éventuellement combinée avec de l'air) est envoyée en sens inverse à travers le filtre, de sorte que la pollution accumulée se détache et soit évacuée.

Filtre à charbon actif

Le fonctionnement d'un filtre à charbon actif est basé sur l'adsorption : les substances dissoutes se fixent sur la surface poreuse du charbon actif.

Pour un fonctionnement efficace, il est essentiel que l'eau à traiter soit préalablement suffisamment exempte de matières en suspension et de particules de boue. Lorsque l'eau contient encore trop de particules, le charbon actif se colmatera plus rapidement. Cela conduit à une différence de pression plus élevée, à une formation de canaux et à une forte réduction de la capacité d'adsorption. C'est pourquoi la filtration sur charbon actif est généralement précédée d'une étape de filtration mécanique, telle qu'un filtre à sable ou à cartouche.

Au fil du temps, le charbon actif se sature et la capacité d'absorption diminue. Le charbon actif doit alors être remplacé ou réactivé.

Dans quels domaines d'application les techniques de filtration sont-elles utilisées ?

Traitement de l'eau industriel

Les filtres à cartouche et les filtres à sable sont utilisés dans le traitement de l'eau industriel comme préfiltre pour les installations à membranes ou pour la protection des installations dans la suite du processus de purification.

Eau potable

Au sein du secteur de l'eau potable, les filtres à charbon actif jouent un rôle important dans l'élimination des substances organiques indésirables et la suppression des odeurs et des saveurs.

Polissage au charbon actif

En traitement de l'eau industriel, le charbon actif est souvent appliqué comme étape de finition (polissage) après une purification biologique ou physico-chimique, afin de réduire davantage la charge organique résiduelle.

FAQ : questions fréquemment posées sur les techniques de filtration

Un filtre à charbon actif doit-il également être lavé à contre-courant ?

Oui. Un filtre à charbon actif est périodiquement lavé à contre-courant afin de maintenir un bon fonctionnement du lit filtrant. Pendant ce rinçage, le lit filtrant est à nouveau réparti de manière homogène et les chemins de court-circuit sont évités, de sorte que l'eau continue de s'écouler uniformément à travers le charbon actif. Cependant, le contre-lavage ne sert pas à régénérer le charbon actif ni à éliminer la pollution adsorbé. Au fil du temps, le charbon actif se sature et sa capacité d'adsorption diminue. Dans ce cas, le charbon actif doit être remplacé ou réactivé en externe dans une installation spécialisée.

Quels sont les différents types de filtres mécaniques existants ?

l existe différents types de filtres mécaniques, selon l'application, le niveau de filtration souhaité et la nature de la pollution dans l'eau. Les filtres mécaniques les plus couramment utilisés comprennent notamment les filtres à cartouche, les filtres à poche, les filtres à bougies, les filtres à sable, les filtres à tambour, les filtres à tamis ou à panier, et les filtres autonettoyants.

Comment déterminer le seuil filtration de mon filtre ?

La taille de passage ou la valeur en microns d'un filtre est déterminée sur la base de la taille des particules qui doivent être éliminées de l'eau. Plus la taille des pores est petite, plus les particules fines sont retenues. Cependant, un filtre plus fin provoque également plus rapidement une perte de charge ou un colmatage. Lors du choix de la valeur en microns appropriée, PCA Water prend en compte, entre autres :

la taille des particules de la pollution ;
la quantité de matières en suspension dans l'eau ;
le niveau de filtration souhaité ;
le débit à travers l'installation ;
le risque de colmatage ;
la sensibilité des pompes, des membranes ou d'autres installations en aval. En pratique, la valeur en microns est souvent déterminée sur la base d'une analyse de l'eau, de l'expérience pratique et des exigences du processus ultérieur. Ainsi, un équilibre est recherché entre une filtration suffisamment fine et un fonctionnement fiable de l'installation. PCA Water vous aide à sélectionner la finesse de filtration appropriée, adaptée à votre qualité d'eau et à votre application.

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