Descriptif technique cellule de compression
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1. Avec M masse du g teau apr s s chage en kg V volume total recueilli la fin de l exp rience en m m masse de mati re solide en m kg calculer la valeur de la r sistance sp cifique la filtration 2a AP A r m m Exemple de calcul de la r sistance sp cifique Avec pente en s m pression de filtration en N m surface de filtration en m viscosit dynamique du filtrat en 10 N s m masse de g teau en kg m par unit de filtrat r sistance sp cifique en m kg s a9 33 gt 6 3 D termination du coefficient de compressibilit Tracer sur papier chelle bi logarithmique la courbe r f Ap Conseils les ordres de grandeur sont tels qu il est conseill de reporter en abscisses P en 10 N m en ordonn es r en 1011 m kg Si la courbe a une allure lin aire mesurer graphiquement la pente de la droite obtenue La valeur de cette gale au coefficient de compressibilit s Ce nombre est exprim sans unit 6 4 D termination de la siccit limite Noter la masse Mo du g teau avant s chage et sa masse M apr s s chage Calcul de la siccit limite par la formule suivante 100M S rap 0 Il faut pr ciser sous forme d indice la pression laquelle est effectu l essai Page 17 172. cas de mauvaise d shydratation se traduit par un encrassage des toiles un mauvais d b tissage des g teaux un encrassage des plateaux du filtre Ces diff rents probl mes g n rent de nombreuses heures de nettoyage avant de relancer un nouveau test Ainsi avec l utilisation de la cellule il sera plus facile et rapide de comparer pour une m me boue les diff rents types de conditionnement A long terme la cellule pourra tre lou e des fabricants de polym res des fabricants de toiles pour proc der de nombreux tests pour valider leurs recherches et des industriels soucieux d optimiser la d shydratation de leurs boues Dans le cas d une utilisation d un filtre presse mobile par un client op rant sur plusieurs sites diff rents cette cellule pourra tre vendue pour proc der aux tests n cessaires pour la d shydratation des boues en fonction de leurs qualit s Dans un deuxi me temps cette cellule sera utilis e pour la recherche de nouveaux conditionnements des boues Par exemple l utilisation de sciure de bois dont les variables sont la granulom trie les essences d origine le taux d humidit et qui influent le conditionnement en fonction des qualit s originelles des boues organiques min rales stabilis es Page 4 17 FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 2 5 DESCRIPTION Partie piston Crochets de fixation Partie filtration Pi
3. 600 mL minimum Conditionner la boue si n cessaire D terminer la concentration en MES apr s le conditionnement ventuel de la boue D marrer le logiciel d acquisition Page 7 17 FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS Connecter la balance et l ordinateur Positionner la balance sous la cellule Positionner la cellule avec les crochets en haut Mettre en place le piston et la vanne avec la vanne face avant de l op rateur Page 8 17 A FAU R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS Mettre les crochets et ajuster la tension des crochets avec les crous Retourner la cellule Remplir la cellule avec les boues conditionn es jusqu ras bord Positionner la toile de filtration Positionner la partie de la filtration de la cellule Page 9 17 A FAU R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS Mettre les crochets et ajuster la tension des crochets avec les crous Positionner le b cher sous la cellule Faire la tare V rifier que la vanne 3 voies est en position ferm e Raccorder la bouteille d air comprim avec la vanne 3 voies Page 10 17 FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS Ouvrir la bouteille d air comprim R gler la pression avec le manom tre En m me temps ouvrir la vanne 3 voies et activer le logiciel d acquisition Une fois la filtration termi
4. Filtres presses Pompes membranes Broyeurs billes D layeurs RUE ECS Mat riel minier MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION Pour toutes questions s adresser Service SAV Jean Pierre FOURNIAL T l 05 55 30 94 57 Fax 05 55 06 16 03 ZI DE MAGRE 21 rue Santos DUMONT BP 52 87002 LIMOGES CEDEX 1 ZI DE MAGRE BP 52 21 RUE SANTOS DUMONT 87002 LIMOGES CEDEX 1 FRANCE Tel 33 555 30 12 60 Fax 33 555 06 16 03 E mail mail faureequip com Site Internet www faureequip com S A au capital de 450 000 R C S Limoges B 411 728 355 N siret 411 728 355 00016 A P E 2829B N T V A FR 75411728355 A FA U R J MANUEL DESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 1 GL AIRE M masse du g teau apr s s chage kg V volume total recueilli la fin de l exp rience m m masse de mati re solide m kg a pente s m Ap pression de filtration N m A surface de filtration m JI viscosit dynamique du filtrat 10 N s m m masse de g teau kg m par unit de filtrat r r sistance sp cifique m kg 2 PRESENTATION DU PROCE 2 1 BUT DU PROCESS La cellule d essai est constitu e d une part d un bloc inox comportant un cylindre avec un v rin hydraulique et d autre part un ensemble avec une bouteille d air comprim et un manom tre La cellule permet de d terminer trois valeurs importantes c
5. aract risant une boue la r sistance sp cifique la filtration le coefficient de compressibilit la siccit limite L analyse de ces valeurs permet de caract riser le pouvoir de d shydratabilit d une boue Cependant ces trois param tres ne sont qu une aide dans un choix mat riel d termin par la qualit originelle des boues ainsi que leur destination finale valorisation agricole stabilisation incin ration Dans le cadre de l activit de Faure SA nous consid rons que le choix mat riel se porte syst matiquement sur un filtre presse Pour Faure l emploi de cette cellule doit permettre de r pondre plus rapidement aux attentes de ses clients dans les domaines suivants d shydratation des boues conditionnement des boues choix des toiles filtrantes d b tissage du g teau Page 2 17 A FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 2 2 RAPPELS DE NOTIONS 2 2 1 La r sistance sp cifique la filtration La filtration d une boue sur un support poreux plan toile ou papier se traduit par la formation d un g teau de filtration qui oppose l coulement du filtrat une r sistance physique par suite de frottements qui s exercent l interface solide liquide au sein du g teau Le floc ayant une r sistance sp cifique faible ne se d forme pas lorsqu il est soumis une augmentation de la pression et n emp che pas l coulement de l eau interstit
6. ation f v t V Les r sultats exp rimentaux obtenus permettent th oriquement de tracer une droite dont la pente est la valeur de la r sistance sp cifique la filtration Page 3 17 A FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 2 3 2 Le coefficient de compressibilit La mesure de la r sistance sp cifique r est r alis e sous plusieurs pressions Tracer la courbe Log r f Log Ap et effectuer le calcul de la pente s lors de sa lin arit La valeur de la pente correspond la valeur du coefficient de compressibilit s 2 3 3 La siccit limite Poursuivre la mesure de la r sistance sp cifique la filtration jusqu obtention de la branche asymptotique verticale de la courbe t V En pratique arr t de la filtration lorsque l coulement du filtrat cesse ou lorsque la pente de la tangente en un point de la courbe est 5 fois sup rieure la pente de la partie rectiligne initiale 2 4 PERIMETRE D UTILISATION Dans un premier temps l utilisation se fera en interne pour r pondre au cahier des charges des clients Un client fournit un type de boue et gr ce cette cellule Faure Equipement peut optimiser les doses de polym res pour un meilleur conditionnement des boues Cette cellule diminuera la dur e des tests par rapport une cellule de filtration classique ou des simulations sur des mod les r duits Elle permet d viter un test r el sur le filtre presse qui en
7. ation de l air pouvant tre prisonnier entre le piston et la boue a pour but de transmettre l int gralit de la pression admise dans la cellule et d viter que le g teau de boue se craquelle En effet l air avec l augmentation de la pression passe au travers du g teau et le craquelle faussant ainsi les r sultats Page 15 17 AN a A FA U R J MANUEL DESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 6 EXPLOITATION DES RESULTATS 6 1 EXEMPLE DE DONNEES COLLECTEES Surface filtrante 2 72m viscosit du liquide 0 001 Pa s densit du liquide 1000 kg m fraction solide dans la boue 0 1 La masse de l chantillon humide de g teau 1280 g La masse de l chantillon sec de g teau 635g Valeurs mesur es Valeurs calcul es temps pression volume Filtration Filtration filtr Cao 3 000 OOOO aooo Ca 3 0056 NS ana Ca 3 002 N assises O us 3 oos O 4015070 Courbes v f t V s 6000 z C 9 5000 Le a 4000 f w 5 3000 5 5 2000 v D A 1000 E 0 0 0 02 0 04 0 06 0 08 0 1 0 12 Volume filtr m Page 16 17 A FA U R J MANUEL DESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 6 2 DETERMINATION DE LA RESISTANCE SPECIFIQUE A LA FILTRATION tracer la courbe f v t V mesurer la pente a de la partie lin aire de la courbe d terminer la masse de mati re solide m d pos e M m
8. eds support Page 5 17 A FA U R J MANUEL DESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 2 6 MATERIELS Voici une liste du mat riel n cessaire en plus de la cellule pour mener bien un essai avec un logiciel d acquisition de donn es 1 un b cher de 250 ml pour r cup rer le filtrat 3 un grand pichet pour mettre la boue 4 un chantillon de toile filtrante 5 une bouteille d air comprim 6 un manom tre 7 une vanne de r glage de pression 8 une pipette pour le conditionnement des boues 9 un pro pipette 10 une balance num rique avec liaison PC 11 un PC 12 un rouleau de papier essuie tout 13 de l eau claire Remarque Dans le cas o l essai est r alis sans mat riel informatique il est pr f rable d utiliser un b cher gradu pour noter le volume de filtrat r cup r en fonction du temps Pour cela il faut se munir d un chronom tre Voici un exemple de collecte de donn es Temps en Volume lu Mesures 3 secondes en cm 10 21 Pour la r alisation des tests il faut bien se rappeler de la dur e de vie des polym res utilis s qui en fonction de leur conditionnement poudre ou liquide n est pas la m me et du pH des boues qui influe sur la floculation Page 6 17 FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 3 MODE D EMPLOI DE LA CELLULE 3 1 RESISTANCE SPECIFIQUE A LA FILTRATION AVEC LE LOGICIEL D ACQUISITION Pr lever une prise d essai de
9. ielle libre et li e inversement lorsque la r sistance sp cifique est lev e l opposition l coulement augmente 2 2 2 Le coefficient de compressibilit La valeur de la r sistance sp cifique la filtration augmente g n ralement avec la pression appliqu e cause d une baisse de la porosit du g teau due au tassement ou une d formation des particules de floc sous l effet de la compression La d termination du coefficient de compressibilit du g teau de filtration permet ainsi d valuer qualitativement la capacit des boues bien se d shydrater 2 2 3 La siccit limite La siccit est d finie comme le pourcentage de mati res s ches contenues dans un mat riau La siccit limite est une grandeur th oriquement atteinte apr s une press e de dur e infinie et de pression connue ne permettant plus d extraire de filtrat Cette fonction de la pression de filtration tend vers une limite asymptotique qui est appel e siccit limite f V t V C est une mesure indirecte de la r tention d eau par la mati re solide constituant la boue En pratique c est l arr t de la filtration lorsque l coulement du filtrat cesse 2 3 PRINCIPES 2 3 1 R sistance sp cifique la filtration La filtration d un chantillon de boue sous pression constante permet d obtenir un volume de filtrat coul not V en fonction du temps t Il en r sulte une courbe du volume de filtrat coul en fonction du temps d qu
10. n e fermer la vanne d air Fermer la bouteille d air comprim Page 11 17 FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS Effectuer la purge en mettant la vanne en position purge Retirer le tuyau d air comprim en appuyant sur la bague clips Desserrer les crochets de la partie filtration Taper l g rement sur le piston D faire les crochets de la partie filtration Page 12 17 A FAU R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS R cup rer le filtre g teau D faire les crochets de la partie piston Repousser manuellement le piston en but e sur la bague Effectuer le nettoyage complet Voir fiche maintenance pr ventive des 3 parties de la cellule Annexe n 2 Page 15 17 A FA U R E MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS 3 2 RESISTANCE SPECIFIQUE A LA FILTRATION EN MODE MANUEL M me mode op ratoire que pr c demment sauf tapes 4 5 et 6 Lors du d but de la filtration d clencher le chronom tre noter le volume du filtrat en fonction du temps voir tableau 1 Remarque Il est possible d effectuer la filtration en mode manuel soit en notant le volume de filtrat recueilli dans un b cher gradu soit en notant une masse de filtrat recueillie dans un r cipient dispos sur une balance lectronique dont on aura au pr alable effectu la tare R p ter le m me mode op ratoire pour les q
11. uatre pressions diff rentes dont les r sultats seront retranscrits sur un graphique Log P Log Rs pour obtenir la valeur du coefficient de compressibilit Valeurs des pressions Le calcul avec quatre pressions diff rentes permet de v rifier la valeur de la r sistance sp cifique Cependant une approche rapide de cette valeur peut se faire sur une seule pression Page 14 17 fa amp A FA U R J MANUEL D ESSAIS DE FILTRATION DESHYDRATATION QUIPEMENTS Exemple de tableau Mesures 4 MODE D EMPLOI DE LA DETERMINATION DU COEFFICIENT DE COMPRESSIBILITE Si lors de la premi re partie les indications ont t suivies il suffit de reprendre les valeurs de la r sistance sp cifique aux quatre pressions indiqu es Dans le cas o une seule r sistance sp cifique a t calcul e il faut reprendre le m me mode op ratoire qu en partie 1 avec les trois pressions restantes 9 MODE D EMPLOI DE LA DETERMINATION DE LA SICCITE LIMITE Mettre en uvre le m me mode op ratoire d crit pour la d termination de la r sistance sp cifique en tenant compte des op rations suppl mentaires suivantes apr s avoir introduit la prise d essai dans la cellule enfoncer le piston vis de purge ouverte jusqu l affleurement de la boue pour viter la pr sence d air entre celle ci et le piston resserrer la vis de purge revisser le couvercle et poursuivre le mode op ratoire de la partie 1 Remarque L vacu
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