Qu'est-ce qu'un filtre à sable rapide?
Un filtre à sable rapide est un dispositif de traitement de l’eau qui utilise du sable ou un autre média granuleux pour filtrer les particules solides en suspension dans l’eau. Ces solides en suspension contiennent de la saleté et d'autres matières organiques qui donnent à l'eau une apparence trouble ou trouble. La filtration rapide sur sable est couramment utilisée par les stations d’épuration municipales pour nettoyer les eaux de surface et les eaux souterraines destinées à l’eau potable. Il est également utilisé pour traiter les eaux usées et les eaux usées industrielles contenant des contaminants biologiques avant que ces eaux ne soient rejetées dans l'environnement.
La filtration rapide sur sable a lieu dans une cuve contenant une ou plusieurs couches de matériau granuleux, telles que sable, anthracite ou houille, grenat, magnétite ou autres minéraux. La profondeur totale du support varie généralement de 0,6 à 1,8 mètres (2-6 pieds). Dans de nombreux systèmes, l’eau entrante, ou l’affluent, pénètre dans la partie supérieure du réservoir et s’écoule vers le bas à travers le média. L'eau sortante, ou les effluents, sortent par un système de drainage appelé sous-drain qui se trouve sous le lit de média filtrant.
Au fur et à mesure que l'affluent traverse le filtre à sable rapide, de nombreux solides en suspension en suspension dans l'eau se retrouvent piégés au-dessus ou à l'intérieur des pores situés entre les grains. Ce processus de filtrage est le principal mécanisme par lequel les solides sont éliminés de l'eau. De plus, les solides en suspension sont adsorbés à la surface des grains en raison de forces d'attraction intermoléculaires. D'autres processus physiques, chimiques et biologiques améliorent également l'élimination des solides lors de la filtration.
L'efficacité d'un filtre à sable rapide dépend fortement des caractéristiques de l'affluent et du média granuleux. Parmi les principales propriétés d’influents figurent les concentrations, les types et les charges de particules des solides en suspension dans l’eau. La profondeur du lit de média et la charge, la taille et la forme des grains sont également déterminantes.
Les grains ronds et lisses se pressent les uns contre les autres et créent de très petits pores. Les grains plus irréguliers peuvent produire des pores plus larges, mais sont meilleurs pour accrocher les solides lorsqu'ils passent. Généralement, des couches de différents grains sont utilisées pour tirer parti des multiples mécanismes d’élimination.
Au fil du temps, la couche de média d'un filtre à sable rapide devient obstruée par les solides accumulés. À ce stade, le filtre est nettoyé via un processus appelé lavage à contre-courant. L'eau de lavage est pompée vers le haut à travers le lit pour déloger les solides et les rincer du réservoir. Au fur et à mesure que l'eau de lavage est drainée, le média granulaire se dépose dans ses couches d'origine et le filtre est prêt à être utilisé à nouveau.