Le système de concentration à membrane céramique rotative PORVOO sépare les eaux usées diluées issues de l'émaillage en deux flux utiles : de l'eau de process réutilisable et de l'émail concentré pouvant être réintroduit directement dans le processus d'émaillage.
Plusieurs disques à membrane céramique tournant à faible vitesse fonctionnent à l'intérieur d'une cuve sous pression. La pression positive du côté alimentation et l'extraction assistée par vide du côté perméat créent une pression transmembranaire totale de 3 à 4 bars.
Ce procédé est également communément appelé « récupération de l'émail », et cette même technologie de membrane céramique rotative s'applique tout autant à la récupération de la barbotine et de l'engobe dans la production de carrelages et d'appareils sanitaires.
Les eaux usées de glaçage types, contenant environ 0,5 % en poids de matières solides, peuvent être concentrées à 15-30 % en poids sans ajout de coagulants, de floculants ou d'adjuvants de filtration.
Principaux avantages
- Récupération du vernis en vue de sa réutilisation directe dans la production
- Produire de l'eau de process réutilisable
- Pas de gâteau de filtration évacué
- Pas de coagulants ni de floculants pendant la concentration
- Rétrolavage automatique en ligne
- Revêtements de membrane sélectionnables jusqu'à 5 nm
- Capacité adaptée à chaque ligne de production
Cessez de traiter les glaçures de grande valeur comme des boues résiduaires
Les eaux usées issues de l'émaillage sont généralement produites lors du lavage des broyeurs à boulets, du fonctionnement des cabines de pulvérisation, du nettoyage des équipements et du rinçage de la chaîne d'émaillage.
Dans un procédé classique de traitement des eaux usées, ce flux dilué est mélangé à des produits chimiques de traitement, soumis à une décantation, puis transformé en boues. Des matières premières précieuses pour la fabrication des glaçures sont ainsi perdues, tandis que l'usine doit supporter les coûts liés au dosage des produits chimiques, au traitement des boues, au pressage par filtre-presse et à l'élimination des déchets.
Le système PORVOO révolutionne ce processus.
Au lieu de considérer la glaçure comme un contaminant, ce procédé concentre les particules solides en suspension de la glaçure pour en faire un flux de matière pompable. Une fois la concentration souhaitée atteinte, la glaçure récupérée peut être évacuée et réintroduite dans le processus de glaçage d'origine.
Le perméat peut être réutilisé comme eau de process dès lors que sa qualité répond aux exigences de l'opération de production prévue.
Deux flux récupérés à partir d'un seul flux d'eaux usées
Concentré de glaçure récupéré
Les eaux usées de glaçure diluées entrent dans le système avec une teneur en matières solides d'environ 0,5 % en poids.
L'eau traverse les membranes céramiques, tandis que les particules de glaçure restent à l'intérieur du réservoir de concentration. La concentration en matières solides augmente progressivement jusqu'à atteindre le niveau visé, compris entre 15 et 30 % en poids.
Le coulis concentré reste pompable. Il ne se transforme pas en gâteau de filtration sec et peut être réintroduit directement dans le processus de production de coulis correspondant.
Eau de process réutilisable
Le liquide qui traverse la membrane est recueilli par les canaux internes des disques en céramique, puis évacué par l'arbre rotatif creux.
Une partie du perméat passe à travers un filtre de finition dédié et est réutilisée pour le lavage à contre-courant automatique des membranes. Le perméat restant peut être réutilisé comme eau de process, conformément aux exigences de production de l'usine et aux critères de qualité de l'eau validés.
Fonctionnement du système
1. Alimentation directe en eaux usées de glaçage
Les eaux de lavage des broyeurs à boulets ou les effluents des cabines de peinture, collectés séparément, peuvent être acheminés directement vers le système.
Le processus de concentration ne nécessite ni coagulation, ni floculation, ni décantation chimique avant la filtration sur membrane.
2. Filtration à double pression
Les eaux usées issues de l'émaillage sont retenues dans une cuve sous pression positive contenant plusieurs disques à membrane en céramique.
Une pompe à vide indépendante crée une dépression du côté du perméat. La pression du côté de l'alimentation combinée au vide du côté du perméat génère une pression transmembranaire totale typique de 3 à 4 bars.
Cette différence de pression entraîne l'eau depuis l'extérieur de chaque disque membranaire vers ses canaux de perméat internes.
3. Rotation de la membrane à faible vitesse
Pendant leur fonctionnement, les disques à membrane en céramique tournent à faible vitesse.
La rotation permet de :
- Maintenir les particules solides de l'émail en suspension
- Répartissez uniformément le produit d'alimentation sur les surfaces des membranes
- Réduire les dépôts localisés de matières solides
- Maintenir des conditions de filtration plus stables
- Empêcher la formation prématurée d'une couche superficielle épaisse
4. Séparation par membrane « outside-in »
Le fluide d'alimentation reste à l'extérieur des disques à membrane en céramique.
L'eau et les composants dont la taille est inférieure à celle de la couche de séparation sélectionnée traversent la membrane. Les particules de glaçure retenues restent dans la cuve et s'y concentrent progressivement.
Le perméat s'écoule à travers la structure de support poreuse vers les canaux de drainage internes, puis s'échappe par l'arbre creux.
5. Rétrolavage automatique en ligne
Une partie du perméat est filtrée à l'aide d'un filtre dédié, puis réutilisée comme milieu de lavage à contre-courant.
Le lavage à contre-courant a lieu pendant le fonctionnement ; il consiste à inverser le sens du flux à travers la membrane afin d'éliminer les dépôts présents à la surface et dans les pores de celle-ci.
Les cycles de lavage à contre-courant peuvent être programmés sur place. Un déclenchement automatique basé sur la pression différentielle ou le débit est disponible en option de commande personnalisée.
6. Rejet de concentré
The system operates as a batch concentrator.
When the glaze reaches the required solids concentration, the concentrated material is discharged and returned to the corresponding glazing process.
Why Ceramic Membranes?
The membrane discs use a ceramic support with a nano-coated separation layer.
The ceramic support has a nominal pore size of approximately 2.0 µm. Different membrane coatings can be selected according to the feed material, separation target, and required permeate quality, with available pore sizes down to 5 nm.
This configurable membrane structure allows the system to balance:
- Particle retention
- Permeate quality
- Filtration flux
- Concentration performance
- Cleaning requirements
Feed testing is used to determine the appropriate membrane coating and operating conditions for each application.
No Filter Cake—Concentration Instead of Dewatering
This system is not a filter press and is not designed to produce a dry cake.
Its purpose is to remove water while retaining the solids in a flowing, pumpable concentrate.
| Process Result | Conventional Sludge Treatment | PORVOO Membrane Concentration |
|---|---|---|
| Primary objective | Wastewater treatment and sludge disposal | Material recovery and concentration |
| Chemical dosing | Commonly required | Pas de coagulants ni de floculants pendant la concentration |
| Solid output | Dewatered sludge or filter cake | Pumpable concentrate |
| Glaze recovery | Commonly lost as mixed sludge | Returned to the glazing process |
| Water output | Requires treatment before reuse | Permeate available for suitable process-water reuse |
| Membrane cleaning | Non applicable | Automatic online permeate backwashing |
| Mode de fonctionnement | Multiple treatment stages | Integrated batch concentration |
Verified Glaze Recovery Applications
Ball-Mill Washwater
Recover residual glaze solids from ball-mill washing instead of sending them into the general wastewater and sludge-treatment system.
Spray-Booth Effluent
Concentrate glaze overspray and washwater from glaze application areas for return to the appropriate glazing process.
Glaze-Line Cleaning Water
Recover glaze solids from separately collected equipment and production-line cleaning water.
Different glaze formulations, colors, and wastewater streams should remain segregated when the recovered concentrate is intended for direct production reuse.
Applications Beyond Glaze Recovery
The same concentration principle can be applied to other industrial wastewater streams using separate, dedicated equipment.
These streams must not be mixed with glaze wastewater intended for material recovery.
Ceramic Polishing Wastewater
Remove reusable water and reduce the volume sent to conventional chemical treatment, sedimentation, and filter pressing.
High-Solids Industrial Wastewater
Pre-concentrate suspended solids before an existing wastewater or sludge-treatment process.
Viscous Food-Processing Wastewater
Potential applications include wastewater containing sticky or difficult-to-filter suspended material.
Food-processing applications require feed testing and project-specific confirmation of wetted materials, hygienic design, cleaning procedures, and process requirements.
Other Process Suspensions
The system can be configured for other concentration duties where the objective is to recover water, reduce wastewater volume, or retain valuable suspended solids.
Suitability must be confirmed through feed characterization and filtration testing.
Reduce the Load on Conventional Wastewater Treatment
For wastewater streams where the concentrate cannot be returned to production, the system can be installed before the conventional treatment process.
The membrane system first removes reusable water and reduces the wastewater to a smaller concentrate volume.
Only the concentrated stream then enters:
- Chemical dosing and flocculation
- Sédimentation
- Filter pressing
- Sludge handling or disposal
This reduces the hydraulic volume handled by downstream equipment and allows the existing wastewater-treatment system to focus on a smaller, more concentrated stream.
Automatic Backwashing and Periodic CIP
Automatic permeate backwashing reduces routine membrane cleaning and helps maintain filtration performance during operation.
The standard system allows the backwash cycle to be programmed on site. Custom automation can trigger backwashing according to differential pressure, permeate flow, or other operating conditions.
Periodic acid cleaning is still required to restore membrane performance when necessary.
In the standard configuration, operators prepare the acid-cleaning solution and initiate the cleaning cycle. Automated CIP preparation and control can be supplied as a customized option.
The system should therefore be described as automatically backwashed, not maintenance-free.
Technical Parameters
| Paramètres | Standard Description |
|---|---|
| Product type | Rotary ceramic membrane concentration system |
| Primary application | Glaze wastewater concentration and recovery |
| Mode de fonctionnement | Batch concentration |
| Membrane configuration | Multiple low-speed rotating ceramic membrane discs |
| Vessel configuration | Positive-pressure filtration vessel |
| Permeate extraction | Independent vacuum pump |
| Filtration direction | Outside-in |
| Typical total TMP | 3–4 bar |
| Ceramic support pore size | Approximately 2.0 µm |
| Separation layer | Selectable nano-coated membrane |
| Finest available pore size | Down to 5 nm |
| Typical glaze feed solids | Approximately 0.5 wt.% |
| Target concentrate solids | 15–30 wt.% |
| Concentrate form | Flowable, pumpable glaze concentrate |
| Backwash medium | Polished permeate |
| Backwash control | Field-programmable cycles |
| Custom backwash control | Differential-pressure- or flow-based triggering |
| Periodic membrane cleaning | Acid CIP |
| Standard CIP operation | Operator-prepared and operator-initiated |
| Capacité de traitement | Customized to feed properties and production volume |
| Process additives | No coagulants, flocculants, or filter aids during concentration |
Actual performance depends on feed composition, viscosity, temperature, particle-size distribution, selected membrane coating, and target concentration.
System Engineering and Customization
Each system is configured according to the customer’s process rather than selected only by nominal flow rate.
PORVOO evaluates:
- Wastewater source
- Daily and hourly feed volume
- Initial solids concentration
- Target concentrate solids
- Particle-size distribution
- Feed viscosity and temperature
- Required permeate quality
- Intended concentrate reuse route
- Required membrane area
- Backwash control strategy
- Available utilities
- Installation space
- Automation requirements
Pilot or sample testing may be required for new materials and high-viscosity applications.
Questions fréquemment posées
Does the system produce a filter cake?
No. The system produces a flowable concentrate rather than a discharged, dewatered filter cake.
Can recovered glaze be reused directly?
Yes. When the glaze wastewater is collected separately and kept within the corresponding formulation or production stream, the concentrate can be returned directly to the glazing process.
Are flocculants or coagulants required?
No coagulants, flocculants, or filter aids are added during the membrane concentration process.
Periodic acid cleaning is required for membrane maintenance and should not be confused with chemical dosing into the wastewater.
How is the membrane cleaned during operation?
Polished permeate is automatically reversed through the membrane during online backwashing. The standard backwash timing can be programmed on site.
Is manual cleaning completely eliminated?
Routine manual membrane-surface cleaning is reduced by online backwashing. However, periodic acid CIP requires operator preparation and initiation in the standard configuration.
Can the permeate be reused?
Yes, the permeate can be reused as process water where its measured quality meets the requirements of the intended operation.
Can different wastewater streams be mixed?
Different streams should use separate collection and dedicated treatment systems.
Glaze wastewater intended for direct glaze recovery must not be mixed with polishing wastewater, domestic wastewater, or unrelated industrial streams.
Can the system handle food-processing wastewater?
Potentially, subject to feed testing and confirmation of hygienic design, wetted materials, cleaning requirements, and the intended use of the recovered streams.
Is this system only for glaze recovery, or can it handle slip and engobe as well?
A: The rotary ceramic membrane technology is not limited to glaze. It performs equally well on slip (casting slip) and engobe recovery, since the separation mechanism relies on particle size and viscosity handling rather than the specific material chemistry. Many customers refer to this application broadly as glaze reclamation across their glazing, slip-casting, and engobe lines.
How is the system capacity selected?
Capacity and membrane area are engineered according to feed properties, daily wastewater volume, target concentration, and required batch time.
Recover the Material You Already Paid For
Glaze wastewater does not have to become disposal sludge.
PORVOO can configure a rotary ceramic membrane concentration system that recovers glaze for production reuse, returns water to suitable plant operations, and reduces dependence on conventional chemical sludge treatment.
To evaluate your application, please provide:
- Wastewater source
- Daily wastewater volume
- Current solids concentration
- Target concentrate solids
- Glaze type or other suspended material
- Required process-water quality
- Available installation space and utilities
