Clarificateur

Clarificateur

 

​Théorie :

Le clarificateur est un ouvrage, placé en sortie du bassin d'aération, qui présente trois fonctions : une première fonction consistant en la séparation de la boue et de l'eau épurée, une seconde d’épaississement en permettant par la suite une recirculation de boues concentrées vers la zone anoxie et enfin un stockage temporaire des boues. De façon générale, le système fonctionnera tel que le flux ascendant d’eau clarifiée ne perturbe pas le flux descendant de boue.

Un des paramètres important pour le dimensionnement réside, en premier lieu, dans le choix du temps de séjour. Ce dernier doit être suffisant grand de façon à permettre une bonne efficacité de l’ouvrage mais surtout pas trop important pour éviter notamment toute réaction de dénitrification. Un autre paramètre primordial constitue le choix d’une vitesse ascensionnelle, ou encore appelée charge hydraulique superficielle, qui représente la vitesse permettant de fixer une surface telle que la décantation soit efficace. Cette vitesse doit, en théorie, être appliquée en fonction des propriétés de la boue c'est-à-dire son indice et sa concentration. L’indice de boue permet ainsi de définir les caractéristiques de décantation des boues étudiées.

Il existe deux formes possibles pour le clarificateur, circulaire ou rectangulaire. Les rectangulaires présentent l’avantage d’une implantation au sol plus compacte mais possèdent un coût de fonctionnement plus élevé que dans le cas des clarificateurs circulaires. Ces derniers peuvent être cylindrique ou cylindro-conique c'est-à-dire avec une pente de fond, appelée radier, plus ou moins importante (10 à 15 % minimum). Aujourd’hui, les clarificateurs sont généralement à fond plat de façon à améliorer le fonctionnement de l’installation.

 

source : www.degremont.fr                           Décanteur secondaire rectangulaire en bâtiment fermé

 

  • Clarificateur classique

Les clarificateurs classiques reposent sur l’envoi du mélange eau/boue au sein d’un bassin. L’injection se réalise par le bas, au centre du système, par la présence d’un clifford ou jupe de répartition ; système permettant une bonne répartition du flux injecté au sein du décanteur.

Une goulotte, placée en périphérie du bassin, est précédée d’une lame déversante permettant une récupération en continue de l'eau épurée. Une lame peut être placée de façon à éviter tout rejet de particule dans le système récepteur. Des systèmes de raclage peuvent être également ajoutés dans cette zone de récupération des eaux. 

 

Source : www.hydraulique-hammar.blogspot.com       Goulotte - lame deversante en périphérie

Concernant la technique de reprise des boues, il est possible d’employer soit une technique par gravité, en succion ou par raclage.

La seconde technique consiste à envoyer l’effluent à traiter par le fond du système. Les boues, déposées en fond du système, vont être remontées par l’intermédiaire de tube aspirant vers la surface. Les boues, ainsi récoltées, sont transférées dans un siphon, placé au centre de l’installation. L’eau épurée est, quant à elle, située en haut de bassin et est évacuée. La succion est généralement employée pour des ouvrages de grande dimension présentant un diamètre supérieur à 25 m.

 

Source : Modélisation 1D du comportement d'un clarificateur à partir du logiciel GPS-X - mémoire de fin d'étude - C.Deltimple

Décanteur secondaire par succion

Le raclage présente le même principe que précédemment avec non plus l’aspiration des boues mais, comme son nom l’indique, leur raclage. Différents type de raclage existent en fonction des dimensions du bassin. Dans le cas de petite station de traitement avec des diamètres inférieurs à 6 mètres, des racleurs dits à entraînement central sont à employer. Des racleurs, à entraînement périphérique, existent également pour des tailles plus importantes.

 

Source : Modélisation 1D du comportement d'un clarificateur à partir du logiciel GPS-X - mémoire de fin d'étude - C.Deltimple

Décanteur secondaire par raclage de surface et de fond

Un système regroupant les deux procédés et permettant une combinaison des avantages de chacun, existe également.

Une autre technique de raclage des flottants en surface est indispensable. En effet une réaction de dénitrification peut subsister au sein du système, entraînant ainsi la remontée de boue.

De façon à assurer un bon fonctionnement du système classique de décantation, une profondeur de 2 à 3,5 mètres à la périphérie de l’ouvrage est demandée.

  • Les clarificateurs lamellaires

Des clarificateurs lamellaires existent également présentant ainsi des lamelles espacées de telles façon à faciliter la décantation. Ces ouvrages peuvent être employés de façon à diminuer l’emprise au sol de l’installation, tout en présentant les mêmes propriétés que les cas présentés précédemment.

Il existe différents type de décanteur lamellaire en fonction de la circulation de l’eau à traiter et celle des boues à décanter. Différentes zones, au sein même du système, sont présentes. Le passage forcé du mélange eau/boue au niveau des lamelles conduit à l'épuration de l'eau récupérée en haut du système. Des systèmes de raclage, adaptés à l'installation, peuvent être placés. 

Application pratique :

Du fait des contraintes citées précédemment dans le cas des clarificateurs rectangulaires, nous nous sommes tournés vers l'emploi des clarificateurs circulaires

Le choix des clarificateurs dits classiques a été effectué. En effet, selon le rapport de la FNDAE numéro 18, les clarificateurs lamellaires sont employés généralement dans le cas de forte population (de l'ordre de 100000 équivalents habitants). 

Concernant le type de raclage, ce dernier se fera en fonction du dimensionnement puisqu'il dépend principalement du diamètre obtenu.