Étude de la performance des filtres Vortisand en présence d’un balayage de surface

Résumé

En traitement des eaux, la filtration granulaire fait face à une contrainte majeure : le colmatage. Afin de réduire cette contrainte, les filtres granulaires Vortisand produit par Evoqua comportent un écoulement parallèle à la surface du filtre. Ce balayage permet de nettoyer la surface du filtre. Cependant, l’effet du balayage sur la réduction du colmatage et éventuellement sur l’efficacité des filtres dans l’abattement des particules est peu connu. Ce mémoire présente une étude de l’influence du balayage sur le colmatage et la performance des filtres Vortisand en abattement des particules. Deux paramètres ont été variés : la vitesse de balayage et la concentration des particules. À cet effet, un modèle réduit de filtre à sable avec balayage de surface a été conçu et construit. Les particules à filtrer consistaient en kaolin avec une taille médiane de 4,6 μm. Du sable de silice uniforme et d'un diamètre effectif de 158 μm a été utilisé comme média filtrant. Les essais ont été effectués avec deux concentrations différentes de kaolin (250 et 750 mg/L). La vitesse de balayage (VB) a été variée entre 0 et 30 cm/s. Des mesures de turbidité et de concentration des matières en suspension et du kaolin total ont été effectuées sur les filtrats. Le colmatage a été quantifié par le profil de capture du kaolin le long du filtre et la perte de charge durant la filtration. La granulométrie des particules retenues dans le filtre a été estimée. Les résultats ont montré que la rétention des particules est influencée par VB. Il a été constaté que l’effet du balayage sur la déposition dépendait de la concentration des particules. Les tailles des particules retenues dans le filtre sont aussi influencées par VB. Pour des valeurs de VB entre 7,5 à 15 cm/s pour une concentration de 250 ppm et entre 25 à 30 cm/s pour une concentration de 750 ppm, la déposition des particules s’est améliorée jusqu’à 20 %. Cependant, à ces vitesses, la perte de charge a augmenté. D’un autre côté, les VB élevées (au-delà de 30 cm/s) ont provoqué la diminution de la rétention des particules et des pertes de charge.

Date	19 janv. 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Duhaime (Directeur(-trice))