Un filtre-presse permet de séparer une boue pompable ou une suspension de traitement en un filtrat et un gâteau de filtration. Le choix de la configuration appropriée dépend du matériau, de l'état souhaité du gâteau, de l'objectif visé pour le filtrat, du temps de fonctionnement disponible et du niveau d'automatisation de la manutention requis sur le site.
Commencez par la technologie des plaques : optez pour une presse à chambres encastrées pour la filtration sous pression classique, ou envisagez une presse à membranes lorsqu'une étape de pressage secondaire peut apporter une valeur ajoutée au processus. Précisez ensuite les commandes et les fonctions de manutention adaptées.
Découvrez les filtres-presses à chambres encastrées Découvrez les filtres-presses à membrane
Qu'est-ce qu'un filtre-presse ?
Un filtre-presse industriel est un système de filtration sous pression fonctionnant par lots. Une pompe d'alimentation achemine des boues ou une suspension traitée vers un ensemble fermé de plaques filtrantes recouvertes de tissu. Le liquide traverse le tissu et les canaux de drainage des plaques sous forme de filtrat, tandis que les solides retenus s'accumulent dans les chambres pour former un gâteau de filtration. Lorsque le point final de la filtration est atteint, l'alimentation s'arrête, le filtre-presse est dépressurisé puis ouvert, et les gâteaux sont évacués.
La presse ne constitue qu'une étape d'un processus plus large. Le stockage de la matière première, son conditionnement, le pompage, l'acheminement du filtrat et la manutention du gâteau ont tous une incidence sur les performances de l'installation. Pour faire un choix judicieux, il faut donc se baser sur la boue à traiter et l'objectif d'exploitation, plutôt que sur le seul débit nominal.
Fonctionnement d'un filtre-presse
1. Préparer et alimenter la boue
La matière première est stockée ou traitée selon les besoins, puis acheminée par la pompe d'alimentation sélectionnée. Les solides présents dans la matière première, le comportement des particules, la viscosité et le traitement chimique influencent le remplissage de la chambre et la formation du gâteau.
2. Fermer et sceller le bloc de plaques
Le système de fermeture rassemble les plaques et maintient la force d'étanchéité nécessaire pour résister à la pression de filtration. La fermeture hydraulique des plaques maintient le filtre fermé ; elle n'exprime pas l'eau contenue dans le gâteau de filtration.
3. Filtrer sous la pression de la pompe d'alimentation
La pression de la pompe propulse le liquide à travers la toile filtrante tandis que les matières solides s'accumulent à l'intérieur des chambres. Le filtrat est récupéré par des sorties ouvertes ou via un collecteur fermé, selon le modèle choisi.
4. N'ajoutez une dose supplémentaire que lorsque cela est indiqué
Sur un filtre-presse à membrane, un fluide de compression contrôlé dilate les surfaces flexibles des membranes après l'étape initiale de filtration et comprime le gâteau ainsi formé. Un filtre-presse à chambre encastrée ne comporte pas d'étape de gonflage des membranes.
5. Ouvrez la presse et retirez le gâteau de presse
Une fois que l'alimentation et les éventuelles étapes de traitement facultatives ont été isolées et que la pression a été relâchée en toute sécurité, le bloc de plaques s'ouvre. Les gâteaux tombent ou sont retirés des toiles, et la presse est préparée pour la prochaine cuvée.
Choisissez la bonne configuration de presse à filtre
Filtre-presse à chambre encastrée
Chaque chambre de filtration est constituée de deux plaques encastrées appariées. La pompe d'alimentation fournit la pression nécessaire à la séparation liquide-solide. Cette configuration constitue le choix le plus évident lorsque la filtration sous pression classique permet d'obtenir les caractéristiques requises pour le gâteau de filtration, la durée du cycle et le filtrat souhaité.
Découvrez comment on évalue un filtre-presse à chambres encastrées.
Filtre-presse à membrane
La formation initiale du gâteau s'effectue toujours sous l'effet de la pression de la pompe d'alimentation. Une fois cette étape franchie, des membranes souples exercent une pression distincte et contrôlée sur le gâteau formé. Cette configuration mérite d'être étudiée lorsque le renforcement du gâteau, la récupération de liquide, les performances de lavage ou le contrôle du cycle justifient la mise en place d'équipements, de systèmes de contrôle et d'entretien supplémentaires.
Découvrez dans quels cas le pressage par membrane peut convenir au processus.
Presse à filtre à chambre encastrée vs presse à filtre à membrane
| Point de sélection | Chambre encastrée | Membrane |
|---|---|---|
| Mécanisme principal | Filtration sous pression entraînée par la pompe d'alimentation | Filtration sous pression initiale par pompe d'alimentation, suivie d'une filtration par membrane sous pression |
| Compression secondaire | Non inclus | Inclus lorsque les membranes sont actionnées par le système de compression homologué |
| Objectif de sélection type | Respectez les exigences en matière de gâteau et de filtrat grâce à des configurations de plaques et d'équipements plus simples | Vérifier si une compression supplémentaire du gâteau génère une valeur opérationnelle suffisante pour justifier l'ajout de cette étape |
| Comportement des boues et des gâteaux de filtration | À évaluer de préférence en fonction du comportement de formation de gâteau lors de la filtration sous pression | Il est préférable de se prononcer après avoir vérifié que le gâteau ainsi formé réagit de manière satisfaisante à une compression secondaire. |
| Conséquences sur le cycle | Le cycle dépend du remplissage, de la filtration, du lavage (en option) ou du soufflage d'air, de l'ouverture et du déchargement | Ajoute des étapes de compression, de relâchement de la pression et de contrôle ; l'effet global du cycle dépend de l'application |
| Services publics | Pompage d'alimentation, puissance de fermeture et équipements auxiliaires configurés | Les mêmes besoins de base, auxquels s'ajoutent un système d'alimentation et de régulation en fluide de compression spécialement conçu |
| Maintenance | Tissus, surfaces d'étanchéité, plaques, système hydraulique, pompe et équipement de refoulement | Les mêmes éléments de base, auxquels s'ajoutent des membranes et des composants du système de compression |
| Investissement relatif | En général, la configuration de départ la plus simple | Généralement plus élevée en raison des plaques à membrane, des équipements auxiliaires et des systèmes de régulation ; cette valeur doit être vérifiée en conditions réelles de fonctionnement |
Aucune technologie à plaques ne garantit une teneur en humidité, un débit ou une durée de cycle universels pour les gâteaux. Ces résultats dépendent de la charge d'alimentation ainsi que de la configuration et du mode de fonctionnement de l'ensemble du processus.
Options d'automatisation
“L'expression ” entièrement automatique » décrit la manière dont les fonctions de la presse sont contrôlées et gérées ; il ne s'agit pas d'un troisième mécanisme de filtration. Une presse à chambre ou à membrane peut être configurée avec différents niveaux d'automatisation. Le niveau requis doit être défini fonction par fonction, plutôt que de se fier à une seule appellation.
| Niveau | Concept d'exploitation | Points à définir |
|---|---|---|
| Manuel | Les opérateurs effectuent les opérations de déplacement des plaques, de démoulage des gâteaux et de nettoyage conformément aux instructions. | Accès, main-d'œuvre, surveillance, confinement sécurisé et fréquence des lots |
| Semi-automatique | Certaines fonctions sont activées ou exécutées de manière séquentielle, tandis que les opérateurs respectent les étapes de manipulation définies. | Quelles étapes sont automatiques, lesquelles nécessitent une confirmation et comment les erreurs sont-elles gérées ? |
| Entièrement automatique | Une séquence prédéfinie fonctionne grâce à une intervention de supervision plutôt qu'à une manipulation manuelle courante. | Contrôle de l'alimentation et des vannes, déplacement des plaques, aide au démoulage, lavage des toiles, gestion du déchargement, instrumentation, verrouillages de sécurité et périmètre d'intervention des automates programmables (PLC) et des interfaces homme-machine (IHM) |
Les fonctions pouvant nécessiter une définition spécifique au projet comprennent la fermeture hydraulique, le déplacement automatique des plaques, l'aide au démoulage du gâteau, le lavage de la toile filtrante, la gestion des écoulements, les convoyeurs, les pompes, les vannes, les instruments, les protections, les verrouillages de sécurité et l'intégration PLC/IHM. La disponibilité et le périmètre définitif doivent être confirmés pour la machine sélectionnée.
Composants principaux et options disponibles
- Structure et système de fermeture : soutenir l'ensemble de plaques, aligner les pièces mobiles et maintenir la force d'étanchéité pendant la filtration.
- Ensemble de plaques filtrantes : forme les chambres et les voies de drainage. La structure en tôles doit être identifiée à partir de données vérifiées concernant les tôles, et non à partir d'une photographie de la machine dans son ensemble.
- Tissu filtrant : retient les matières solides tout en laissant passer le filtrat. Le matériau, le tissage, la perméabilité et le mode de fixation sont choisis en fonction de la boue et de la méthode de nettoyage.
- Raccords d'alimentation et de filtrat : distribuer la boue dans les chambres et acheminer le filtrat vers le point de collecte prévu.
- Équipements de manutention des plaques : peut déplacer les plateaux et faciliter le déchargement des gâteaux une fois que l'emballage a été ouvert en toute sécurité.
- Dispositifs de sécurité et de commande : surveiller le processus et limiter l'accès aux zones présentant des risques liés aux mouvements ou à la pression.
La conception des plaques, les détails relatifs aux membranes, la disposition du filtrat et les options supplémentaires doivent figurer dans la proposition technique destinée au candidat retenu chambre en retrait ou membrane configuration.
Comment choisir et dimensionner un filtre-presse
Pour formuler une recommandation fiable, il est nécessaire de disposer d'un ensemble de données de processus. Lorsque la suspension présente des caractéristiques variables ou que le comportement à la filtration est inconnu, il peut s'avérer nécessaire de procéder à des essais sur échantillons avant de définir définitivement les hypothèses relatives à la surface des plaques, au volume de la chambre, au débit de la pompe et au cycle.
Données relatives aux boues
- Origine des boues ou des suspensions de traitement et étapes de traitement en amont
- Volume moyen et maximal de la boue, concentration en matières solides et densité, lorsqu'ils sont connus
- Répartition granulométrique, comportement de sédimentation, abrasivité et comportement de formation de gâteau
- pH, température et composition chimique ayant une incidence sur la compatibilité avec les matériaux en contact avec le fluide
- Produits chimiques utilisés actuellement pour le traitement de l'eau et pratiques de dosage, le cas échéant
Résultat attendu
- Condition visée pour la manipulation des gâteaux et raison de cette condition visée
- Objectif en matière de clarté du filtrat, de récupération, de rejet ou de réutilisation
- Toute exigence relative au lavage des moules, au soufflage d'air ou au séchage en aval
- Résultats actuels et amélioration attendue grâce à une nouvelle presse
Lieu d'implantation et conditions d'exploitation
- Horaires d'exploitation, nombre de lots par équipe et niveau de supervision acceptable
- Alimentation électrique, air comprimé, eau industrielle et évacuation des eaux usées disponibles
- Enveloppe d'installation, accès, dégagement pour la chute des gâteaux et espace de maintenance
- Exigences relatives à la manutention, aux commandes, aux interfaces et aux normes de sécurité
Contextes de processus types à évaluer
Les filtres-presses sont généralement utilisés lorsque l'étape de filtration sous pression par lots permet de transformer un flux pompable contenant des matières solides en un filtrat séparé et un gâteau facile à manipuler. Les contextes concernés peuvent inclure :
- boues d'eaux usées industrielles et solides précipités ;
- boues issues du traitement des minéraux, de la transformation de la pierre ou des granulats ;
- les résidus de traitement à base d'hydroxyde métallique et autres résidus inorganiques ; et
- les suspensions de produits ou de sous-produits pour lesquelles la qualité du filtrat et la récupération du gâteau sont toutes deux importantes.
La pertinence ne se détermine pas uniquement en fonction de la dénomination industrielle. Le matériau doit former un gâteau perméable dans les conditions prévues, et le tissu, la pompe, l'ensemble de plaques et le cycle sélectionnés doivent être compatibles avec le procédé.
Intégration complète d'un système de déshydratation des boues
Le filtre-presse doit s'intégrer aux processus en amont et en aval. Un projet peut inclure le conditionnement ou le dosage des boues, un réservoir d'alimentation ou tampon, une pompe d'alimentation adaptée, la collecte ou le retour du filtrat, ainsi qu'un convoyeur de gâteau ou un bac de collecte. L'instrumentation et les commandes doivent coordonner le fonctionnement par lots du filtre-presse avec tout débit continu en amont.
Si la première question à se poser est de savoir si le filtre-presse fait partie de la famille de technologies appropriée, revenez à la Présentation des équipements de filtration. Cette page se concentre exclusivement sur la sélection au sein de la famille des filtres-presses.
Questions fréquemment posées
Un filtre-presse à plaques et châssis est-il identique à un filtre-presse à chambres encastrées ?
Non. Un filtre-presse traditionnel à plaques et cadres alterne des plaques et des cadres creux distincts qui définissent les espaces destinés aux gâteaux. Un filtre-presse à chambres en retrait utilise des faces de plaques en retrait correspondantes pour former chaque chambre, sans recourir à des cadres distincts. Le terme “ filtre-presse à plaques et cadres ” est souvent utilisé de manière imprécise sur le marché ; il convient donc de toujours vérifier la conception réelle des plaques.
Quelle est la différence entre les filtres-presses à chambres et les filtres-presses à membrane ?
Les deux procédés commencent par une filtration sous pression assurée par la pompe d'alimentation en boue. Une presse à membrane intègre des surfaces membranaires souples et une étape de compression distincte une fois que le gâteau initial s'est formé. Une presse à chambre encastrée fonctionne grâce à la pression de la pompe d'alimentation et ne comporte pas d'étape de gonflage de la membrane.
Un filtre-presse entièrement automatique constitue-t-il un type à part entière ?
Non. Le terme « entièrement automatique » fait référence au niveau de contrôle et de manipulation. Les presses à chambre et à membrane peuvent toutes deux être configurées avec des fonctions manuelles, semi-automatiques ou entièrement automatiques, en fonction de la conception de l'équipement et de l'étendue du projet.
Quels sont les facteurs qui déterminent la teneur en humidité du gâteau de filtration ?
Parmi les facteurs importants, on peut citer la teneur en matières solides de la charge, la distribution granulométrique, la perméabilité du gâteau, le conditionnement, le profil de pression de la charge, le choix de la toile, la profondeur de la chambre, le contrôle du point final, le lavage ou le soufflage d'air (en option), ainsi que l'utilisation ou non d'une pression de compression de la membrane testée. Il n'existe pas de valeur universelle pour la teneur en humidité du gâteau applicable à toutes les suspensions.
Un filtre-presse fonctionne-t-il en continu ou par lots ?
Un filtre-presse à plaques fonctionne par lots : le bloc de plaques se ferme, se remplit et filtre, puis s'ouvre pour permettre l'évacuation du gâteau. Les cuves et les systèmes de commande peuvent prendre le relais d'un processus en amont continu, mais le cycle du filtre-presse lui-même reste discontinu.
Quelles informations faut-il fournir pour déterminer la taille ?
Veuillez indiquer la source de la boue, son volume, la concentration en matières solides, le comportement des particules, la composition chimique, la température, le programme d'exploitation, les conditions cibles pour le gâteau et le filtrat, les services techniques disponibles, l'espace disponible sur site et le niveau d'automatisation souhaité. Des essais sur échantillons peuvent s'avérer nécessaires lorsque le comportement à la filtration n'est pas encore établi.
Demander une recommandation concernant un filtre-presse
Veuillez nous transmettre les conditions de traitement mentionnées ci-dessus, ainsi que tout rapport d'essai disponible, les informations relatives aux échantillons de boues, le plan de l'installation et le périmètre de livraison requis. PORVOO pourra alors évaluer la technologie de plaques appropriée, la surface de filtration, le volume de la chambre, le système d'alimentation et l'ensemble des équipements d'automatisation en vue d'une discussion technique.
Veuillez nous communiquer les caractéristiques de vos boues et les conditions de traitement
