Le décanteur-déshuileur industriel

Notre étude va se concentrer sur le dimensionnement d'un séparateur d'hydrocarbures pour traiter les eaux pluviales du deuxième bassin versant du campus, celui-ci étant situé sur la commune de Labège. Sur cette partie du site INPT, aucun traitement n'est actuellement mis en place pour dépolluer les eaux de ruissellement.

Le manque de place dans la partie basse du bassin versant nous pousse à nous orienter sur une solution plus compacte que le bassin de rétention pour le traitement des eaux pluviales. On choisit donc de dimensionner un séparateur industriel d'hydrocarbures en premier lieu, ce qui nous semble la solution la plus envisageable en pratique.

 

 

1) Présentation

 

Le principe de fonctionnement de cet équipement est relativement simple. On peut le résumer à l'aide du schéma suivant :

 

 

Les eaux pluviales arrivent en entrée d'un premier compartiment, le débourbeur. Dans cette partie de l'installation, une simple décantation permet d'éliminer une partie importante des matières en suspension. Le volume d'eaux pluviales passe ensuite progressivement à travers un filtre coalesceur jusque dans un deuxième compartiment, le déshuileur. Ce filtre sert à former un film d'hydrocarbures homogène afin de faciliter son élimination dans le déshuileur. Les hydrocarbures étant moins denses que l'eau, ces derniers se placent à la surface alors que le reste des eaux pluviales est rejeté dans le milieu naturel.
 

 

2) Méthode de dimensionnement

Nous allons baser notre calcul de dimensionnement de cet équipement sur une méthode connue, que nous présentons ci-dessous :

 

 

a) Formulation générale de la taille nominale

 

Pour commencer, nous déterminons la taille nominale du séparateur d'hydrocarbures.

 

Pour cela, on applique la formule suivante : TN = (QR + fx . QS) . Fd (1)

  • Dans cette formule, QR représente le débit maximal des eaux de pluie en entrée du séparateur, que l'on va exprimer en L/s.

    Nous allons calculer ce débit à l'aide de la formule suivante : QR = Ψ · i · A

    - Ici, Ψ représente le coefficient de ruissellement du bassin versant. Les eaux pluviales que nous allons récolter et traiter sont majoritairement issues des surfaces imperméabilisées du bassin-versant. Nous développerons le calcul du coefficient Ψ dans la partie du dimensionnement du décanteur-déshuileur.

    - A représente la surface totale sur laquelle nous allons récupérer les eaux pluviales.

    - Enfin, i représente l'intensité pluviométrique dont nous allons développer le calcul ultérieurement.

  • Dans la formule (1), QS représente le débit maximum des eaux usées de production (eaux servant au lessivage d'usine, station service...) en entrée du séparateur. Comme nous allons dimensionner un séparateur d'hydrocarbures pour traiter les eaux pluviales issues des aires de stationnement et de chaussées du bassin-versant, l'effluent en entrée de l'installation sera donc de type b, c'est à dire issu de zones découvertes contaminées par des hydrocarbures.

 

Catégorie Type de déversement d'effluents
a Eaux pluviales issues des sites d'activité de production comme le lavage de véhicule, les stations-services couvertes ou encore les garages automobiles.
b

Eaux pluviales issues de zones imperméables comme des aires de stationnement ou des stations-services découverte

  • Cette caractéristique de l'effluent nous permet de prendre un facteur fx égal à 0.
  • En effet, ce facteur fx, relatif à l'entrave selon la nature du déversement, prend en compte des conditions défavorables à la séparation. Notre effluent étant uniquement pollué par les hydrocarbures issus des moyens de transport, on peut négliger ce facteur. Si l'effluent à traiter est de type a, il faut prendre le coefficient fx égal à 2.

 

b) Formulation simplifiée avec les hypothèses

 

On peut alors simplifier la formule (1) et écrire TN = QR.Fd (2)

Il ne reste plus qu'à déterminer Fd pour obtenir la taille nominale de notre installation.
Pour déterminer ce coefficient, nous devons savoir quel est le type de séparateur d'hydrocarbures devant être installé sur le campus. Il en existe deux classes :

 

  • La classe I, autorisant un rejet maximal en hydrocarbures de 5mg/L en sortie de l'installation, dont la technique type est la séparation par coalescence.
  • La classe II, autorisant un rejet maximal en hydrocarbures de 100mg/L, dont la technique type est la séparation par gravité.

 

Or, dans le cas du campus INP Toulouse-Labège, les eaux pluviales à traiter seront issues d'aires de stationnement découvertes. De plus, le rejet de ces eaux pluviales, après traitement, se fera directement dans le milieu naturel et non dans le réseau public. Ces deux caractéristiques de l'effluent incite à choisir, conformément à la norme NF EN 858-2, un séparateur de type S-I-P :

  • S est le symbole du débourbeur
  • I représente la classe de l'installation, avec un rejet maximal de 5 mg/L
  • P identifie la colonne d'échantillonnage présente sur l'ensemble des séparateur d'hydrocarbures.

On peut alors déterminer le coefficient Fd en fonction du type d'installation que l'on a choisi. Ce coefficient prend en compte la nature des hydrocarbures présents dans les effluents en entrée du séparateur. On résume les valeurs de Fd dans le tableau ci-dessous.

Famille d'hydrocarbures Fd
S-I-P (a) S-II-P S-I-P (b) et S-II-P (b)
Essence et gazole 1 1 1
Huile lubrifiante 1.5 2 1
Essence de térébenthine 1.5 2 1
Huile de paraffine 2 3 1

 

D'après ce tableau, le coefficient Fd est égal à 1 pour le type d'installation S-I-P choisi pour un effluent de type b, et ce, quelque soit la famille d'hydrocarbures concernée. La formule est donc simplifiée au maximum et se limite au calcul de QR pour déterminer la taille nominale TN. Le calcul est développé dans la partie du dimensionnement du décanteur-déshuileur.

 

c) Calcul du volume du débourbeur associé

On calcule alors le volume V du débourbeur associé en fonction de la taille nominale calculé précédemment.

Pour commencer, la norme NF EN 858-2 recommande certaines tailles nominales que l'on liste ci-contre, en mètres cubes. 1, 3, 5, 6, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 300, 400 et 500.

Le principe de ces tailles nominales recommandées est très simple. Le calcul expliqué précédemment va fournir une valeur de la taille nominale très précise (Par exemple, TN = 248 m3). La norme incite alors de choisir la taille nominale recommandée immédiatement supérieure (Pour l'exemple, on choisira TN = 300 m3).
Dès lors que l'on a déterminé la taille nominale recommandée de l'installation, on peut déterminer le volume du débourbeur associé.

Quantité de boues Domaine d'utilisation Volume du débourbeur associé (en litres)
Aucune Condensats Pas de débourbeur nécéssaire
Faible Aires de stationnement 100.TN/Fd
Moyenne Station-services, aire de lavage manuel de véhicule, de pièces, eaux usées de garage. 200.TN/Fd
Forte Aire de lavage de machines agricoles, de machines de chantier, de camions 300.TN/Fd
Aire de lavage automatique de véhicules 300.TN/Fd

Ainsi, dans notre étude, on applique finalement la formule définissant le volume du débourbeur en fonction de la taille nominale V = 100.TN/Fd, car nous nous situons dans le cas d'aires de stationnement. Nous pouvons dès lors nous concentrer sur le dimensionnement de l'infrastructure voulue.

Powered by Drupal - Modified by Danger4k Webmaster :