Rapp Guide Degrilleurs

Projet : Guide Technique sur Les Dgrilleurs dans Les Stations dpuration

Directeur Scientifique du projet : Mustapha Mahi, ONEE-IEA

Chef du projet :Mustapha Mahi, ONEE-IEA

Etabli par :Mustapha Mahi, ONEE-IEA

SOMMAIRE0707070708091012121313131414192021222223232424252627272828293030 3131 3232323435

I. GnralitsI.1. DfinitionI.2. Lobjectif du dgrillageI.3. Sources des dbris dans la phase de dgrillageI.4. Caractristiques des dbris du dgrillageI.5. Quantit de refus de dgrillage

II. Type de dgrilleursII.1. dgrilleurs manuels barreauxII.2. Dgrilleurs grossiers

II.2.1. Grilles de gros dbris ou dgrilleurs grossiers II.2.2. Intercepteurs barreaux rotatifs

II.3. Dgrilleurs taille moyenneII.3.1. Dgrilleurs barreaux courbesII.3.2. Dgrilleurs barreaux inclinII.3.3. Dgrilleurs rteaux multiples

II.4. Dgrilleurs finsII.4.1. Dgrilleurs fil statique II.4.2. Dgrilleurs barreaux inclins II.4.3. Dgrilleurs bandeII.4.4. Tamis tambourII.4.5. Dgrilleurs rotatifsII.4.6. DiscreenII.4.7. Les dgrilleurs escalieII.4.8. Dgrilleur spiralII.4.9. Micro-dgrilleurs

III. Choix des dgrilleurs et domaine dapplication III.1. Slection et choix des dgrilleursIII.2. Critres de conception et de choix

III.2.1. Espacement ou ouverture de la grilleIII.2.2. Types de supports pour les grilles

IV. Nettoyage des dgrilleursV. Dbit de dimensionnementVI. Bases de conception pour le canal du dgrilleur

VI.1. Espacement entre barreaux1VI.2. Largeur du canalIV.4. Dimensionnement et conception

IV4.1. Formules et quations de conceptionIV4.2. Valeurs typiques de conception

Rfrences

PREAMBULE

Le rsultat de ce travail men au sein de lIEA permettra de classifier, diffrencier et slectionner le dgrilleur le mieux adapt aux exigences dentres requis par chaque type de station dpuration. Ce guide et le fruit de consultation de plusieurs, documents, tudes et expertises concernant les dgrilleurs. Il comprend notamment, une tude dvaluation et de comparaison entre plusieurs gammes de dgrilleurs.

A la lumire de ce guide, une base de donnes a t tablie permettant aux agents de lONEE, de la mettre jour, de partager le savoir-faire entre tous les exploitants pour une capitalisation par la suite. Lexploitation de cette base de donnes permettra aussi, de revoir les termes de rfrence et les CPS, pour mieux slectionner les fournisseurs relatifs aux dgrilleurs disponibles dans le march.

Ce guide traite les aspects suivant :

Identification et classification des diffrents dgrilleurs Les principaux dgrilleurs disponibles dans le march Les avantages et inconvnients des dgrilleurs Bases de dimensionnement et de conception Contraintes dexploitation des dgrilleurs Entretien des dgrilleurs etc.

Guide technique sur les dgrilleurs Partenariat en recherche applique ONEE/IEA 2013

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I. Gnralits

I.1. Dfinition

Les refus de dgrillage comprennent les matires en suspension ou flottantes qui ont t retenues par la grille barreaux ou le dgrilleur. Plus louverture des dgrilleurs est petite, plus la quantit des refus augmente et la matire organique serait intensivement prsente.

I.2. Lobjectif du dgrillage

Les diffrentes fonctions relatives aux quipements de dgrillage faisant partie de la phase de prtraitement des eaux uses sont :

Protger les quipements aval de la station contre les dommages qui peuvent tre causs par les objets de grande taille contenus dans le flux des eaux uses traiter ;

Sparer et retirer la matire grossire qui pourrait nuire lefficacit des oprations dpu-ration ;

Garantir labsence de la matire flottante qui peut tre visible lil nu dans les exutoires ou dans les eaux pures : la nuisance esthtique constitue le facteur majeur dans la slec-tion de du type de dgrilleur.

Lop&ration de dgrillage est une tape importante pour avoir une boue (sous produit de lpuration) susceptible dtre valorise en agriculture ou autres. Aussi, il est ncessaire dliminer tous les lments qui peuvent interfre avec sa qualit, notamment, les chiffons, plastiques et dautres dbris non biodgradables, qui seraient normalement limins par un processus de criblage fin et efficace.

Dans certains cas, le dgrillage fin est utilis pour rduire la pollution du rejet qui entre dans la station dpuration en lui retirant la matire en suspension et une fraction de la DBO. Toutefois, lobjectif dpuration dans les stations dpuration est de minimiser llimination de la matire organique dans la phase de prtraitement de sorte que ces refus soient moins rprhensibles et moins susceptibles de donner lieu des nuisances olfactives dans le site final dlimination (dernire phase dvacuation ou le devenir final).

I.3. Sources des dbris dans la phase de dgrillage

Il y a diffrents classes de dbris et de matire en suspension selon la taille, le poids et la gamme retenir :


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chiffons ; feuilles papier ; plastique ; abats et feuilles ;

Autres lments sajoutent cela, par exemple dans les travaux de gnie civil, on note une tendance vers laugmentation de la quantit des dbris qui se trouvent par la suite dans les gouts et les regards.

La quantit des dbris varie selon les conditions de lcoulement dans le rseau dassainisse-ment, les conditions dorage ont tendance faire augmenter la quantit des dbris arrivant la station dpuration : la matire supplmentaire se trouvant dans les piges ravin inter-mdiaires et dans les lits de sdiments sont emportes par la grande vitesse caractrisant lcoulement dans les canalisations.

Par consquent, on doit satisfaire la charge hydraulique maximale et tenir compte de la charge probable des dbris dgriller dans la conception du dgrilleur.

Lexploitant des STEP (chef de la station par exemple) doit conserver les enregistrements des quantits des refus. L'oprateur doit aussi noter les problmes au niveau de lquipe-ment de control ou des problmes lis aux lourdes charges particulires de refus. Lapparition de quantits inhabituelles ou excessives de refus devraient susciter une en-qute sur les sources potentielles pour attnuer le problme au sein des travaux et viter des problmes potentiels au niveau du rseau d'gout en amont.

Les bassins versants caractriss par une forte frquence du dbit dorage o les pentes du rseau d'gout sont raides peuvent gnrer de gros dbris qui pourraient endommager les dgrilleurs fins, les tamis et le matriel de manutention des refus. Ces captages peuvent exiger la fourniture dune grille grossire en amont du dgrilleur fin afin d'intercepter les rochers, le bois et des dbris semblables.

I.4. Caractristiques des dbris du dgrillage

Les caractristiques des dbris dgriller sont extrmement variables et dpendent de nombreux facteurs y compris la nature des activits dans le bassin versant, la nature du systme d'gouts (unitaire, sparatif ou mixte), l'activit industrielle et commerciale et la nature des effluents industriels et leur prtraitement avant rejet.

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Les grilles grossires ayant pour espacement entre barreaux 20mm, ont t conus pour retenir une grande quantit de chiffons, un tel refus de dgrillage contient une grande frac-tion de matire volatile pouvant atteindre les 80% et aura une proportion de 15 25% de matire sche.

Les fins refus retenus dans des dgrilleurs dune ouverture de lordre de 6mm contiennent aussi un bon pourcentage de matire volatile et une fraction de 5 10% de matire en sus-pension, La fraction humide est susceptible dtre lgrement suprieure celle des refus grossiers. Ils contiennent aussi de la graisse et de lcume.

Vu la grande teneure en matire putrescible comprenant la matire fcale, les refus de dgril-lage doivent tre soigneusement manipuls et limins. A ltat brut, les refus contiennent des produits trs volatils et peuvent rapidement donner lieu des nuisances olfactives sils sont stocks sur site pendant un temps donn. Leur vacuation quotidienne est donc nces-saire, et le lavage des zones de stockage est indispensable.

I.5. Quantit de refus de dgrillage

La quantit des refus rcuprs varie avec le type de dgrilleur utilis, la taille de lespace-ment entre barreaux ou de louverture du dgrilleur, le type du systme dgouts et la nature du terrain. Les pentes du rseau et les vitesses hydrauliques qui en rsultent peuvent perti-nemment influencer le type de refus rcuprs.

La prvision de la quantit des refus et parfois est difficile. Cependant, on tablit une feuille de donnes comprenant les valeurs des lments suivants :

volume des refus (m3/jour) densit des refus kg/m3 fraction humide (%) fraction volatile (%)

Selon plusieurs tudes recommande une valeur de 10 15 litre de refus par personne par an pour les dgrilleurs de 6mm, Pour plus de prcision la figure 1 donne des valeurs indicative sur le volume des refus en fonction de lespacement entre barreaux.


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Figure 1: Quantit des refus retenues par les grilles barreaux mcaniques(selon COURTESYE NVIREXI NC.).

Ces dernires annes, les exploitants on a remarqus une augmentation remarquable dans la quantit de matriaux plastiques dans les STEP. Ces matriaux sont difficilement vacus par les outils traditionnels de dgrillage et ils sont mme perus dans les diffrents points de lenceinte de la STEP, Ils ont tendance flotter longitudinalement et passer travers les dgrilleurs traditionnels sans tre retenus.

II. Type de dgrilleurs

Jusquaux annes 1970, la grille manuelle ratisse barreaux tait le type basique des dgril-leurs utilis dans les stations dpuration. Ce type avait comme espacement des barreaux 20 25 mm. Ces dgrilleurs ont t abandonns er remplacs les dgrilleurs mcaniques et la ncessit davoir une qualit de dgrillage le plus fine possible. Les diffrents types de dgrilleurs sont dtaills dans le tableau I :


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Ouverture ou espacement de barreauxType de dgrilleur

>50mmGrossier

15-50mmMoyen

3-15mmFine


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Certains dgrilleurs compact incluent une partie des traitements biologiques ou autres.

II.1. dgrilleurs manuels barreaux

Dans les anciennes STEP, seules les grilles manuelles barreaux peuvent exister avec un espacement entre les barreaux de 25 mm, ces grilles sont normalement fixes sur un quipe-ment de guidage inclin de 45 par rapport au sens de lcoulement et sont quipes dune cuvette perfore installe au dessous du niveau deau dans laquelle les refus sont ratisss des intervalles irrguliers.

II.2. Dgrilleurs grossiers

II.2.1. Grilles de gros dbris ou dgrilleurs grossiers

Figure 2 : Grilles pour gros dbris

Les dgrilleurs grossiers sont normalement utiliss dans le drainage des eaux pluviales de volume important et en amont des grandes stations de pompage o les pompes doivent tre protges contre les grands objets tels que des blocs de bton, des plancher de bois, des bches et dautres objets solides qui pourraient endommager les quipements.

Ces grilles pour grand dbris ne sont pas mcaniques en gnral, elles sont gnralement alignes un angle donn par rapport au flux pour minimiser le risque pendant les inondations.


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II.2.2. Intercepteurs barreaux rotatifs

Ils sont utiliss en amont des stations de pompage. Ils sont constitus de barreaux rotatifs quen vertu de leur rotation, empchent les dbris saccumuler (chiffons, etc.). Cepen-dant, ces grilles retiennent de gros objets comme les gros morceaux de bois, carcasses dani-maux et autres lments susceptibles de perturber le fonctionnement des pompes. Dans le cas de broyage au niveau du dgrilleur, les moteurs sont inverss de sorte changer le sens de rotation pour librer les ouvertures.

Figure 3 : Intercepteurs barreaux rotatif

II.3. Dgrilleurs taille moyenne

Les dgrilleurs taille moyenne sont des grilles barreaux dont lespacement est compris entre 15 et 25 mm. Ces grilles ont t initialement dveloppes comme une mise niveau du dgrilleur manuel et ont t gnralement quipes de rteaux mcaniques ou dune brosse pour transporter les refus vers une cuvette de rception afin dtre limins dans la dcharge.

Lopration de ratissage est un mcanisme intermittent, contrl par minuterie ou par me-sure de la perte de charge. En aval des pompes elle peut tre active par le dmarrage de la pompe avec une minuterie contrle.


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Les dgrilleurs barreaux automatiques doivent tre munis dun commutateur limit pour viter tout dommage d une surcharge ou un blocage, le control prvoit encore un interrupteur pour sassurer que le rteau automatique cesse de se dplacer lorsqu il atteint lextrmit du dgrilleur pour viter le brouillage lors du dmarrage.

II.3.1. Dgrilleurs barreaux courbes

Ces dgrilleurs sont adapts aux entres pour lesquelles la profondeur du canal est relati-vement petite (moins de 2,5 ml). Il est fixe dans le canal inclin. Le rteau en rotation est entran par un moteur lectrique et suit la courbure du dgrilleur, les dents sont maintenus entre les barreaux. Un dispositif de nettoyage par dents au sommet de lcran balaie les refus vers une cuvette de collecte.

Figure 4 : Dgrilleur courbe

Les dgrilleurs courbes, en vertu de leur forme, sont trs adapts des faibles dbits.

II.3.2. Dgrilleurs barreaux inclin

Les dgrilleurs inclin (ou vertical) barreaux sont utiliss pour les installations profondes (canal profonde). Ces dgrilleurs peuvent tre ratisss soit en contre-courant ou co-cou-rant. Ils sont entrains par chaine ou par un mcanisme hydraulique.

Lopration de lavage est similaire celle dun dgrilleur ratiss manuellement, le rteau recueille les matires retenues par les barres et les lvent vers la goulotte o un Essuie charnires qui pousse les solides dans la zone de collecte.


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Plusieurs modles existent, les plus rcents comprennent lutilisation de matriaux anticor-rosifs de lacier inoxydable et les plastiques (PVC, etc.). Les dgrilleurs nettoyage mca-nique sont divises en quatre catgories :

1. entran par chane voir figure 5.a2. rteau pistons, voir figure 5.b3. catnaires, voir figure 5.c4. bande ou ceinture continue, voir figure 5.d.

Figure 5 : dgrilleurs barreaux mcaniques

Dgrilleurs commande par cbles ont t largement utiliss dans le pass, mais ont t remplacs en grande partie par dautres modles selon les cas.

1.1.1.1 II.3.2.1. Dgrilleurs entrans par chane

lentranement par chane varie avec le mode de lavage selon que le dgrilleur est inclin pour nettoyer le ct avant (amont) du dgrilleur, cest le mode co-courant , ou le cot arrire (aval) , mode contre-courant, et si le retour des rteaux vers le bas du dgrilleur barres se fait en avant ou en arrire. Chaque type a ses avantages et ses inconvnients, bien que le mode gnral de fonctionnement est similaire.


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En gnral, les dgrilleurs nettoyage-amont et retour-amont sont plus efficaces en termes de rtention des solides, mais ils sont moins robustes et sont sensibles au brouillage par les solides qui saccumulent la base du rteau. Ils sont rarement utiliss pour les STEP avec un rseau unitaire o de gros objets peuvent coincer les rteaux.

Le potentiel de brouillage est rduit au minimum, mais une plaque tournante, qui est aussi soumis au brouillage est ncessaire pour sceller la poche sous le dgrilleur.

Dans les dgrilleurs nettoyage-aval (rtro-nettoy), les barres protgent le rteau contre les dommages causs par les dbris. Toutefois, une grille rtro-nettoye est plus sensible au report des solides sur le ct en aval, puisque les essuie du rteau sont susceptibles lusure. La grille barreaux des dgrilleurs nettoyage-aval et retour aval est moins robuste que les autres types, car lextrmit suprieure de la grille nest pas support pour que les dents du rteau puissent passer travers.

La plupart des dgrilleurs entrains par chane ont linconvnient que les pignons submergs qui requirent lattention de loprateur sont frquents et difficile maintenir. Autres inconvnients comprennent lajustement et la rparation des chanes lourdes et la ncessit dasscher les canaux pour linspection et la rparation des parties submerges.

1.1.1.2 II.3.2.2. Dgrilleur un seul rteau ou piston type climber

Le dgrilleur simple rteau est devenu trs connu pour labsence de pices mcaniques immerges. Les deux formes de nettoyage co-courant et contre -courant sont disponibles, leur conception ne permet pas aux solides de taille plus grande que louverture de la grille de passer travers, au-dessus ou autour du dgrilleur. Un mcanisme de peigne est utilis pour liminer les dbris colls au rteau sans avoir besoin de jets deau.

Ces dgrilleurs appel aussi Climber ont plusieurs inconvnients : Un rteau unique exige un intervalle de nettoyage long qui augmente avec la profondeur du chenal. Dans un canal trs profond, la frquence de nettoyage peut tre assez longue cest pourquoi un facteur de correction est gnralement utilise dans le dimensionnement de ce type dquipement.

Lemplacement du disque sur une grille rteau simple est directement li la profondeur du canal et au point de chute au-dessus du toit du canal. Le rteau doit pivoter loin de lunit lors de son dplacement vers le bas, une structure spare est requis ce qui augmente son cot. Loprateur nest pas averti dune ventuelle obstruction lors dune accumulation


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des dchets sur les grilles. Le rteau pivote dans le champ du dgrilleur vers fond du canal.

Figure 6 : Le dgrilleur un seul rteau

1.1.1.3 II.3.2.3. Grilles catnaires

Un dgrilleur catnaire est un type de dgrilleur chaine nettoyage amont et retour amont, mais il na pas de pignons submergs. Dans le dgrilleur catnaire, le rteau est tenu contre la grille par le poids de la chane. Si des objets lourds sont coincs dans les barreaux, les rteaux passent au dessous pour empcher le brouillage. Cependant, il ncessite un grand espace pour linstallation.

Figure 7: Dgrilleur catnaire


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II.3.2.4. Dgrilleurs bande continue

Les dgrilleurs bande ( ceinture ou courroie) continue ont t initialement disponible sous forme de grilles barreaux inoxydables ou des grilles barres en plastique laces avec des barres transversales pour crer une ceinture. Rcemment, le support perfor marches ou arrondi est utilis pour le dgrilleur ceinture. Dans les deux cas, la ceinture se dplace partir du bas du canal vers le haut pour tourner autour du point au sommet de lunit, puis se dplace vers le fond du canal sur le ct aval. Le dgrilleur ceinture passe par une zone de nettoyage o les brosses, les essuie et /ou les jets deau sont utiliss.

Ces dgrilleurs peuvent tre soit grossiers ou fins. Le dgrilleur bande continu est disponible avec des ouvertures aussi petites que 4 mm. Les modles rcents avec des lments plaque perfore sont proposs avec des ouvertures aussi petites que 3 mm. Comme pour un dgrilleur rteaux multiples, le moteur pour ce type de conception se situe un point fixe au-dessus du toit du canal indpendamment de la profondeur deau.

Linconvnient de cette conception cest le suivant : si le dgrilleur nest pas nettoy efficacement dans la zone de nettoyage, les solides qui restent sur la grille seront lavs sur le ct aval et vont se retrouver dans la STEP (en aval).

Les brosses et/ou essuies qui sont utiliss pour nettoyer la grille sont salissantes et ncessitent lintervention de loprateur, les jets deau sont galement utiliss pour le nettoyage.

Le dimensionnement du dgrilleur bande continue est galement limit dans la taille des solides. Lorsque les solides ne sont pas supprims par le pas ou par les crochets, des solides restent dans le canal en face de la grille. Aussi, il est recommand de protger lcoulement amont, en utilisant une grille pour gros dbris.


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Figure 8 : dgrilleurs bande/ceinture/courroie continue II.3.3. Dgrilleurs rteaux multiples

Les dgrilleurs rteaux multiples sont disponibles depuis de nombreuses annes. Ce sont des grilles barreaux entranes par chaine et nettoyes avec retour en avant du mcanisme de ratissage. Plusieurs avantages caractrisent les grilles rteau multiples : Ils sont robustes car ils sont des grilles barreaux et nont normalement pas besoin de protection en amont. Le ratissage multiple signifie un intervalle de nettoyage court, ce qui maintient la grille claire. Les dgrilleurs rteaux multiples ont un disque fixe et ncessitent peu dhauteur au-dessus du toit du canal indpendamment de la profondeur du chenal. Un mcanisme dessuie est utilis pour supprimer les dbris et il na pas besoin deau de plus. Ces avantages sont communs tous les grilles multiples rteaux, indpendamment du mcanisme dentranement.

Les dgrilleurs catnaires tombent dans cette catgorie. Ils sappuient sur le poids de ses chanes, la gravit et la pression deau pour maintenir les rteaux en contact avec la grille. Pour cette raison, un dgrilleur catnaire est gnralement fourni comme un tamis grossier et son utilisation est limite. La capacit de flexion de la chane permet au rteau dtre tir de gros objets logs dans la zone de la grille.

La plupart des dgrilleurs multiples rteaux ont des pignons et des roulements submergs. Certains estiment quil sagit dun inconvnient davoir les pices mcaniques submerges. Cette croyance provient des premiers modles utilisant des pignons en acier et des arbres et des paliers lisses mtalliques, gnralement en laiton ou autre mtal doux.


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Le graissage est souvent utilis pour empcher le contact mtal-mtal et rduire le phnomne de corrosion des surfaces portantes. La Longvit des quipements repose sur une bonne lubrification, ce qui nest pas facile dans un environnement hostile et submerg. La rparation est frquente et difficile cause du roulement.

Lacier inoxydable est plus communment utilis pour les pignons en profitant de ses proprits anticorrosives. Il existe une varit de produits synthtiques disponibles comme le polythylne et de la cramique, qui peuvent tre utilis au lieu des roulements mtalliques. Le dgrilleur peut initier une squence dauto-nettoyage ou alerter loprateur en cas de panne.

Figure 9 : Dgrilleur rteaux multiples

II.4. Dgrilleurs fins

Le dgrillage fin devient de plus en plus frquent pour les raisons suivantes :

le progrs technologique a dmontr que les dgrilleurs fins sont plus fiable et plus conomique dans le processus de fabrication.

la protection des eaux de baignade ncessite ladoption des dgrilleurs fins pour pratiquement toutes les applications.


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les exigences de qualit pour la rutilisation des boues imposent un dgrillage fin et efficace pour assurer lenlvement des particules indsirable notamment les morceaux de plastiques et les chiffons.

Les quipements de dshydratation et de compaction bien dvelopps amliorent la manipulation des refus et rduisent leur volume dune manire efficace, ce qui permet daugmenter la quantit de dbris enlever.

Le dveloppement de la Recherche et Dveloppement donner lieu une nouvelle gnration de dgrillage o les dgrilleurs sont bien nettoys. Les paragraphes suivants dcrivent les grands types dquipements qui existent sur le march.

II.4.1. Dgrilleurs fil statique

Les dgrilleurs fil statique, il se compose de petites barres de coin en acier inoxydable et une surface sensible est ncessaire pour linstallation et les dgrilleurs doivent tre nettoys une fois ou deux fois par jour avec jet deau chaude haute pression, vapeur, ou dgraissant pour enlever laccumulation de graisse. Ce type de dgrilleurs sont gnralement applicables aux petites installations ou pour des installations industrielles.

Figure10 : Dgrilleur fil statique


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II.4.2. Dgrilleurs barreaux inclins

Les dgrilleurs barreaux inclins, sont des grilles normalises et installes diffrents angles par rapport la direction de lcoulement, ayant 5 mm comme espacement entre barreaux, ces dgrilleurs sont ratisss soit en avant ou en arrire par le biais des dents monts sur une chaine mcanique. Ces dents lvent les refus vers le point haut du dgrilleur pour leur dcharge soit par gravit soit par des quipements essuie nettoyantes.

II.4.3. Dgrilleurs bande

Les dgrilleurs bande comprennent une srie de panneaux qui se dplacent sur une ceinture en collectant les dbris rencontrs dans le flux deau entrant.

En gnral ces dgrilleurs sont de deux types : crochets en plastique ou acier inoxydable sous forme de lignes ou de bandes. plates perfores en succession arranges dune faon rgulire.

Ils sont assembls pour former une bande continue qui filtre les effluents et, en fait, les refus recueillis fournissent une filtration supplmentaire.

Figure 11 : Dgrilleur bande

Il ya un certain nombre de mthodes pour liminer les refus restant dans le dgrilleur de bande, soit par le biais dun systme brosse ou dun systme de lavage.


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II.4.4. Tamis tambour

Lutilisation des Tamis tambours sest rpandue dans les stations dpuration pendant plusieurs annes. Ces dgrilleurs se composent essentiellement dun grand cylindre perfor, mont horizontalement par rapport au flux par laquelle les eaux uses passent pour atteindre lentre. Le flux deau use doit passer de lextrieur vers lintrieur du tambour. Les refus sont ensuite maintenus vers lextrieur du tambour qui tourne dans le liquide et ils sont recueillis dans une fosse pour pouvoir enfin les liminer par pompage ou autre.

Figure 12 : Grille tambour barreaux (Huber)

II.4.5. Dgrilleurs rotatifs

Il y a plusieurs modle de dgrilleurs rotatifs notamment le Rotomat Huber, le tambour vertical de Jones & Attwood et le tambour de la Contra-Shear.

Chacun de ces dgrilleurs ont des tambours tournants, est partiellement plong dans de leau use. Les eaux uses pntrent lintrieur du tambour et passent travers vers un canal collecteur situ lextrieur du dgrilleur. Les refus sont collectes lintrieur du tambour qui tourne vers le haut et la par suite renvoys dans une goulotte de rception.Certains de ces dgrilleurs, exigent une baisse significative du niveau qui peut ne pas tre disponibles dans une STEP existante.

Toutes ces machines sont efficaces, mais sont galement coteux (fourniture et mise en uvre).


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II.4.6. Discreen

Le Discreen se compose dune srie darbres verticaux, quip chacun de disques qui se chevauchent tournant tous dans la mme direction des vitesses diffrentes produisant ainsi un mouvement acclr vers laval (Fig.13). Les refus sont constamment dplacs le long de la grille et conservs dans le flux, tandis que le liquide passe travers. Le dgrilleur ne supprime pas les refus, mais il les conserve dans lcoulement.

Figure 13 : Discreen

II.4.7. Les dgrilleurs escalier

Les dgrilleurs escalier ou marches est un autre type de grille barreaux, ils sont constitus de Plaques dacier inoxydable, sous forme descaliers, Ces longerons sont utiliss comme des barres individuelles. La Distance entre les barres dtermine louverture de la grille. Les dgrilleurs marches sont gnralement fins avec des ouvertures 1 mm et pas plus de 6 mm.


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Figure 14 : dgrilleurs escalier ou marches

Le mouvement de rotation emporte et lve les solides dune marche vers la bande de roulement de la prochaine marche suprieure. Le dgrilleur est conu pour fonctionner par intermittence permettant aux solides de saccumuler dverss dans un compacteur.Dans ce type dgrilleurs, linconvnient majeur est sa capacit de traiter les grains : une plaque en acier inoxydable est positionne au fond du canal en face de la marche pour diriger les solides monter sur la marche infrieure. Les grains peuvent se dposer dans la zone situe derrire cette plaque. Si assez de grain est dpos dans cette zone, il peut bloquer le tout le systme.

II.4.8. Dgrilleur spiral

Les dgrilleur spiral sont de type dgrilleur fin utilisant un support perfor pour la grille, avec une ouverture de 3 mm et 6 mm. Une spirale, avec ou sans arbre, dans un tube inclin de 35. La spirale tourne en brossant les solides. Comme de la matire solide est transportes hors travers le tube, ils peuvent tre pulvriss avec de leau pour rduire la teneur en matire organique, ils sont, ensuite, dshydrats et dchargs.

Figure 15 : Dgrilleur spiral


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Lavantage de cette conception est quelle combine le dgrillage, le lavage et la dshydratation en une seule unit. Un module densachage peut galement tre inclus pour recueillir les refus dshydrats qui sont enferms pendant tout le processus.

II.4.9. Micro-dgrilleurs

Les Microdgrilleurs sont utilis pour de basses vitesses, il sagit dun dgrilleur contre-courant tambour oprant sous des conditions dcoulement gravitaires.

Les tissus filtrants ont des ouvertures de 10 35 m et sont monts sur la priphrie du tambour. Les eaux uses pntrent dans lextrmit ouverte du tambour et les flux sortants travers le tissu de dgrillage du tambour rotatif. Les solides sont recueillis par des jets contre-courant haute pression dans une auge situe lextrmit suprieure du tambour. Les principales applications des micro-dgrilleurs sont la facult dliminer les matires en suspension partir des effluents secondaires et de la stabilisation des effluents dtangs.

Ce type de dgrilleur est recommand pour liminer les solides de la stabilisation des effluents dtangs, qui peuvent contenir des quantits dalgues importantes.

RemarquesValeur typiqueEntit

Dgrilleurs en Acier inoxydable ou polyester sont disponibles de classe 15-60m

20-35mLargeur de lcran

Base sur la surface du tambour immerg 3-6m3/m2minTaux de charge hydraulique

Un canal de bypass est fournir si la perte de chargedpasse 200mm

75-150mmPerte de charge

Varie en fonction de la conception du dgrilleur de la 70-75%hauteur

Tambour plonge

,m le plus utilis 32.5-5mDiamtre du tambour

Maximum 45 m/min 4.5m/min 75mmperte de charge

Vitesse du tambour

Tableau IV : critres de conception pour les micro-dgrilleurs utiliss pour les effluents secondaires


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III. Choix des dgrilleurs et domaine dapplication

III.1. Slection et choix des dgrilleurs :

Le choix du dgrilleur dpend du domaine dapplication. Une proposition daide au choix du dgrilleur est donne dans le tableau V.

Type Ouverture ou espacementApplication

Les grilles gros dbris50 - 15 mm.Les grandes stations de pompage

Dgrilleur barreaux verticauxDgrilleur bandeDgrilleur courbe barreaux

50 mm.Les petites stations de pompage

Dgrilleur barreaux inclinsDgrilleur barreaux verticauxDgrilleur bande

15 - 25 mm.Les petites stations dpuration (sans traitement de boues)

Dgrilleur barreaux inclinsDgrilleur barreaux verticalsDgrilleur bande

5 - 10 mm.Les petites stations dpuration (avec traitement de boues)

Dgrilleur barreaux inclinsDgrilleur barreaux verticauxDgrilleur bande

5 - 10 mm.Les stations dpuration moyennes (avec traitement de boues)

Dgrilleur barreaux verticaux15 - 50mm.(Avant Dgrilleur fin)

Les grandes stations dpuration (avec traitement de boues) Dgrilleur bande

Dgrilleur tambourDgrilleur coupe

5 - 10mm.

Discreen5 - 10 mm.Ecoulement de dbordement

Tableau V : Dgrilleurs et domaines dapplication

Un canal de standby ou de bypass doit tre fournie pour tous types de dgrillage pour viter tout risque de dbordement et pour empcher la fraction de volume deau non dgrille de rejoindre les refus de dcharge lors du colmatage ou dune panne au niveau de la grille. Ce canal devrait tre muni dun dgrilleur manuellement ratiss. Les canaux double dgrilleur sont appropris aux grandes STEP (ou la population dpasse les 20000 personnes) et o on doit installer un canal de standby.


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III.2. Critres de conception et de choix

La classification des quipements de dgrillage se base sur plusieurs critres

III.2.1. Espacement ou ouverture de la grille

Diffrentes tailles douverture pour une grille sont disponible. Une grille devrait tre utilise pour retenir les feuilles de journaux, les gros dbris, les grands solides, les chiffons, les petits dbris, matires flottantes, papier, plastiques et les mtaux. Selon les processus en aval, une grille peut tre utilise pour enlever des solides fins. Une grille barreau est recommande pour les matriaux grossiers. Un dgrillage efficace permettra damliorer les processus en aval, damliorer les conditions dcoulement, de prvenir les dommages, le colmatage des quipements et la tuyauterie et de rduire la frquence dintervention (entretien).

Les grilles sont peu coteuses. Ils reprsentent moins de 10% et peut-tre aussi bas que 4% de lquipement utilis dans une STEP.

Pour dterminer la taille de louverture, plusieurs facteurs doivent tre considrs : Impact de solides sur les processus en aval Configuration du systme de collecte des eaux uses Charge organique et hydraulique de leffluent Volume de solides grer Mode prvue de llimination des refus

Une grille trs grossire permettra aux solides inorganiques et gnants de faire partie du traitement biologique, ce qui nous amne retrouver ces matires dans les boues ou dans les effluents de la STEP. Une grille trs fine peut supprimer le contenu organique, ce qui va nuire au processus biologique et compliquer le mode opratoire du systme de manutention des solides. Le dgrillage et la gestion des refus sont des processus difficile cause des problmes dhygine, dodeurs et desthtisme. Ainsi, au niveau de chaque STEP le dgrilleur doit tre conu selon ses besoins spcifiques et en fonction des facteurs ci-dessus.

Le choix de la maille dans les stations dpuration est fonction de la filire de traitement en aval du prtraitement. La tendance actuelle est de rduire lcartement en raison des nouvelles technologies mises en place sur certaines filires de traitement. Par exemple en traitement par boue activ, les cartements, ont t de 30 40mm et sont maintenant de 10mm en raison des diffuseurs mis en place dans le racteur biologique.


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III.2.2. Types de supports pour les grilles

De base, Il existe trois types de supports pour les grilles: Barres, plaque perfore et toile mtallique. Chacun de ces types de support a des critres de conception uniques.

Les grilles barreaux ont t les premires utilises pour le traitement des eaux uses. Les barres individuelles peuvent tre fabriques avec des largeurs et des profondeurs variables. La taille de la barre avec lespacement claire entre les barres permet de dterminer la force du dgrilleur. Gnralement, la barre sera plus mince si louverture devient plus petite afin de maintenir un pourcentage lev de la zone ouverte du dgrilleur.

Les lments du dgrilleur fabriqus partir du plastique moul sous diffrentes formes peuvent incorporer des crochets qui aident au transport des refus sur les cts de la barre qui limitent louverture la verticale. Les lments en plastique du dgrilleurs ne sont pas aussi rsistant que sils taient en acier inoxydable. Iles doivent avoir un support supplmentaire de soutien. La plupart du matriel perfor utilis dans les eaux uses est fait dacier inoxydable.

Les procds de fabrication du plastique perfor ne sont pas les mme que ceux pour lacier. Le Fil tiss na que rcemment t utilis dans le dgrillage des eaux uses. On peut facilement commander un tissu avec une ouverture fine et un gros diamtre de fil.

Grille fil Grille champs perfor

Grille fil de cale Grille barreauxFigure 17 : les grilles fil tiss


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IV. Nettoyage des dgrilleurs

Les Rteaux sont principalement utiliss pour le nettoyage des grilles utilisant des barres. Le rteau doit convenir aux ouvertures de la grille et pntrer dans la grille assez loin pour dgager les dchets colls aux ouvertures. Coniques ou en forme de larme, les barres sont nettoyes avec un minimum de pntration. Les barres rectangulaires ont besoin de dents de rteaux aussi profonds que la barre. Lorsque vous utilisez une barre rectangulaire avec une ouverture fine, les dents du rteau peuvent tre longues et fines ce qui les rend vulnrables au dommage.

Les Brosses et les balais essuie sont utiliss l o les rteaux ne peuvent accder, gnralement lorsque louverture nest pas claire, les fentes avec croix, que lon trouve dans quelques grilles formes de plastique, ainsi que dans les matriaux perfors et dautres grilles fil tiss, doivent tre nettoys la surface. Un essuie ou une racle essuiera les solides de la surface. Une brosse va lgrement pntrer dans la surface et potentiellement enlever toute obstruction.

Les Brosses et balais sont salissants, requirent lattention de loperateur, peuvent pousser les solides travers lcran et ne sont pas trs efficaces. Les Brosses et / ou racles sont souvent assists par des pulvrisations. A laide de pulvrisations, on rince les refus retenus dans le dgrilleur, la Qualit de leau, la pression et le volume doivent tre pris en considration. Leau potable peut tre ncessaire pour maintenir claires les buses de pulvrisation. Leau pure peut tre utilise, cette source aura probablement besoin dtre pompe vers le dgrillage. La quantit deau de pulvrisation utilise doit galement tre prise en considration dan le dimensionnement.

V. Dbit de dimensionnement

Le dgrilleur doit tre dimensionn pour le dbit de pointe instantan et le scnario de chargement des solides de pointe. Ceci garantira que la grille ne sera pas inonde lors des conditions de pointe. Si la grille nest pas dimensionne pour grer le dbit instantan et les refus de pointe, il faut prvoir une gestion de lexcdent. Il est gnralement souhaitable dgaliser le flux aprs le dgrilleur du trop-plein de sorte que les solides sont enlevs et gards hors des bassins.Dautres critres doivent tre mis en vidence pour conception notamment la profondeur, la largeur et la vitesse dans le canal, la hauteur de dcharge, langle dinclinaison du dgrilleur, le sens du vent et autres considrations, comme la perte de charge etc.


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VI. Bases de conception pour le canal du dgrilleur

VI.1. Espacement entre barreauxLes ouvertures de 1 pouce sont gnralement satisfaisantes pour lespacement des barres, mais les ouvertures de 1 pouce peuvent tre utiliss. La pratique courante consiste utiliser les barres de 5/16-inch x 2 inch jusqu 6 pieds de longueur et 3/8-inch x 2inch pouces ou 3/8-inch x 2 pouces barreau jusqu 12 pieds de longueur. La barre est plus longue que le niveau maximal des eaux uses avec une diffrence dau moins 9 pouces.

Tableau 9 : efficacits relatives lespacement entre barreaux

NB : Efficacit=espacement/(espacement+taille de la barre)

VI.2. Largeur du canal

La taille du canal dpond des dbits de pointe journalier, elle se calcule selon la formule suivante : Le flux des eaux uses (millions de gallons par jour) multipli par le facteur 1,547 donnera le dbit des eaux uses (pieds cubes par seconde). Ce flux divis par le facteur defficacits obtenues partir de tableau 9 donne la zone humide requis pour le dgrilleur du canal.

Comme En rgle gnrale, il est souhaitable de maintenir les eaux uses dans le canal du dgrilleur aussi peu que possible afin de minimiser la perte de charge, par consquent, la profondeur du canal peut tre un facteur dterminant de la taille du dgrilleur. En tout cas, pour la section transversale du canal, la largeur et la profondeur du canal peut tre facilement obtenu en divisant la surface mouille par la profondeur ou la largeur, selon quantit connue.


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Bien que les canaux des dgrilleurs soient gnralement conus sur la base du dbit normal, il est important de vrifier les vitesses travers la grille. Le dgrilleur sera conu de telle sorte que, nimporte quelle priode de lcoulement, la vitesse travers la grille ne dpasse pas 3 mtres par seconde dans toutes les conditions dcoulement.

Choisissez la taille et lespacement des barres et dterminer le facteur defficacit. Diviser le dbit total maximal quotidien ou le dbit total dorage maximal par le nombre de dgrilleurs en cherchant obtenir un dbit maximum par grille.

IV.4. Dimensionnement et conception :

IV4.1. Formules et quations de conception

La vitesse en amont doit tre petite surtout lorsquil sagit des dgrilleurs fin avec une surface ouverte de 50%, cela signifie que la largeur de la grille soit relativement grande et les dpts dans le canal sont difficile viter, les oprateurs doivent vrifier que ces canaux sont bien laves. Dans les installations de dgrillage, il est important de sassurer que les vitesses sont suffisamment grandes pour viter le dpt de sdiments.

Les quations suivantes sont utilises pour les dgrilleurs barreaux normaliss pour calculer la largeur du canal requis et la perte de charge travers le dgrilleur.

Largeur du canal :

Perte de charge :Pour les dgrilleurs lavs ou partiellement colmats :

Pour les dgrilleurs lavs :

W = 100Q

VDS

H L = 1.43 V-v 2g

H L = b(BA) hv sinq


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Pour les dgrilleurs fins champs perfor :

En gnral, les dgrilleurs barreaux et les dgrilleurs fins sont rgies par les formules de perte de charge et de dbit suivantes :

Pour les dgrilleurs barreaux :

Perte de charge travers le rteau

Vitesse travers les barreaux

Vitesse de lcoulement amont

acclration de pesanteur

Pour les dgrilleurs fins :

Perte de charge

Dbit travers la grille

Surface plonge de la grille

Coefficient de dcharge du dgrilleur

acclration de pesanteur

H L = 12 gc * (

Q )2 A


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Lgende et unit Q = debit max (m3 /s)V = vitesse travers la grille (m/s)v = vitesse en amont (m/s)D = profondeur de leau (m)W = largeur du canal (m)S = % surface de la grille inondeHL = perte de charge travers la grille g = 9.81m /s. h = charge en amont de la grille (m)A = surface plonge des ouvertures (mm2)B = largeur de la barre (mm) = Angle dinclinaison.C = Coefficient donne par le constructeur.= facteur de gomtrie de la barre.

IV4.2. Valeurs typiques de conception

Design Criteria Critres de conception Entit/Item

Dgrilleurs manuelsDgrilleurs mcaniques

4-8mm8-10 mmLargeur de la barre/

25-50 mm50-75 mmProfondeur de la barre

25-75mm10-50 mmEscapement entre barreaux

45-60 degrees75-85 degreesAngle dinclinison

0.3-0.6m/s0.6-1.0 m/sVitesse de dapproche

150150mmPerte de charge permise

Tableau 9 : Valeurs typiques de conception pour les dgrilleurs manuelles et les dgrilleurs mcaniques


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Rfrences

epa_water_treatment_manual_preliminary pdf. TM 5-814-3/AFM 88-11, Volume III PDF

RULE D EVELOPMENT C OMMITTEE I SSUE R ESEARCH R E P O R t DR A F T - DISPOSAL TREATMENT OPTIONS: T-4P-1ReductionsPretreatEff-SCH pdf

United States Environmental Protection Agency Wastewater Technology Fact Sheet : Screening and Grit Removal

Environmental Systems Design ACEE 434 .Appendix-D-TM-Task-2-Screening-System-Evaluation

Documents

Rapp Guide Degrilleurs