Comment dimensionner un décanteur ?

Quels sont les principes de base du dimensionnement d’un décanteur ?
Quels sont les critères de dimensionnement d’un décanteur ?

Le dimensionnement d’un décanteur consiste à déterminer la surface et le volume nécessaires pour séparer les particules solides du liquide dans lequel elles restent en suspension. La séparation des phases solide et liquide se fait sous l’effet de la gravité. Le processus de dimensionnement peut être optimisé en fonction du type de décanteur utilisé. Celui-ci peut être :

Statique
Dynamique
Lamellaire.

Devis pour un décanteur

Quels sont les principes de base du dimensionnement d’un décanteur ?

Dimensionnement d’un décanteur lamellaire

Le dimensionnement d’un décanteur lamellaire vise à augmenter la surface de décantation et à accélérer la sédimentation des particules, grâce à l’installation de plaques inclinées. Pour cela, il faut déterminer :

L’angle et l’espacement des plaques en fonction de la vitesse de sédimentation des particules
La surface du décanteur en fonction du flux massique et de la courbe de Kynch.

Ce type de décanteur est particulièrement efficace pour traiter de grands volumes d’eau contenant des particules fines.

Dimensionnement d’un décanteur dynamique

Le décanteur dynamique utilise la rotation d’un cylindre pour créer une force centrifuge qui sépare les phases liquide et solide. Pour obtenir une force centrifuge adéquate, le dimensionnement de l’équipement prend en compte :

Le rayon et la longueur du cylindre en fonction du débit et de la concentration du mélange
La vitesse de rotation en fonction du nombre de Reynolds et des pertes de charge.

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Dimensionnement d’un décanteur statique

Le décanteur statique, aussi appelé décanteur gravitaire, fonctionne sans parties mobiles. Le dimensionnement de ce système repose :

Sur la géométrie et l’orientation des chicanes ou des déflecteurs en fonction du flux massique et de la courbe de Kynch
Sur la surface du décanteur en fonction de la charge hydraulique superficielle.

La vitesse de sédimentation des particules doit être suffisamment élevée pour permettre le dépôt des particules au fond du décanteur pendant que l’eau épurée s’écoule en surface.

Quels sont les critères de dimensionnement d’un décanteur ?

La charge hydraulique superficielle

Elle caractérise le volume d’eau traitable par unité de surface et de temps. La charge hydraulique superficielle est liée :

À la vitesse de sédimentation des particules en suspension
Au temps de séjour dans le décanteur.

Un dimensionnement adéquat permet d’assurer que les particules ont suffisamment de temps pour se déposer avant de sortir du décanteur.

Le flux massique

Il caractérise la quantité de matière en suspension à décanter par unité de surface et de temps. Le flux massique est lié :

À la concentration en solides du mélange
À la courbe de Kynch, qui permet de déterminer le flux limite et la surface minimale du décanteur.

Un calcul précis permet de garantir que le système peut gérer la charge sans compromettre l’efficacité de la séparation.

Le nombre de Reynolds

Il permet de caractériser le régime d’écoulement du fluide (laminaire ou turbulent). Le nombre de Reynolds dépend :

De la viscosité du fluide
De sa densité
De sa vitesse
De sa dimension caractéristique.

Cette information est essentielle pour le dimensionnement d’un décanteur nécessitant un écoulement contrôlé pour une séparation efficace.

Les pertes de charge

Elles doivent être minimisées pour éviter les perturbations de la décantation et les consommations d’énergie. Les pertes de charge sont liées :

Aux frottements
Aux turbulences du fluide.

Dans le cas des décanteurs lamellaires, le design doit permettre une circulation fluide de l’eau à travers les lamelles sans créer de perturbations significatives.

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