Les séparateurs

Dans le cas de la décantation centrifuge, la séparation des phases est due à la différence de densité des constituants. Elle suit les mêmes lois que la décantation mais, le champ étant plus intense, la durée de l'opération et son rendement sont bien supérieurs à ceux de la simple décantation sous l'action de la seule pesanteur.

La décantation centrifuge est utilisée préférentiellement à la décantation statique dans les cas suivants :

• pour chercher à limiter voire arrêter une transformation physico-chimique ou biologique dans une ou plusieurs phases.
• pour avoir une installation peu volumineuse.
• si la faible vitesse de sédimentation de la phase solide exige des décanteurs statiques trop importants.
• si la séparation exige des conditions de température et de pression très strictes.
• si les produits traités possèdent un coût élevé.

Par contre, la décantation statique est à favoriser lorsque les volumes horaires concernés sont importants (des centaines ou des milliers de m3/h) avec des particules solides en faible concentration, possédant une vitesse de sédimentation élevée.

Ces deux techniques peuvent être utilisées consécutivement : décantation statique préalable puis à centrifugation des boues ainsi obtenues.

Pour que la décantation centrifuge soit efficace, il est nécessaire de remplir les conditions suivantes :

• masses volumiques des phases à séparer doivent différer de 10% minimum (au pire de 2%).
• viscosité cinématique des phases liquides doit être inférieure à 1,5 . 10-4 m2.s-1.
• diamètre des particules en suspension doit être d'au moins 0,5 µm (les émulsions colloïdales ne peuvent pas êtres traitées par centrifugation sans floculation préalable).

Il existe trois types de séparateurs :

• le décanteur épaississeur, dont le coefficient de centrifugation varie de 500 à 4 000 g en fonction de la taille. Il permet d'élever la teneur en extrait sec de boues de 1% à 8% environ.

• le décanteur centrifuge, dont le coefficient de centrifugation varie de 2 000 à 5 000 g. Il permet le traitement en continu de suspensions de teneur solide très variable, mais faciles à séparer. Il permet en outre une clarification et un essorage efficace. Sa gamme de débit va de 1 à 140 m3/h.

• le séparateur à disques, dont le coefficient de centrifugation varie de 5 000 à 11 000 g. Il permet tout type de séparation, la clarification, la purification et la concentration. Sa gamme de débit va jusqu'à 200 m3/h. Selon le modèle, il peut traiter des concentrations de solide de 1% à 25%.

Globalement, les séparateurs ont une capacité de traitement comprise entre 2 et 400 m3/h. Leur coût d'investissement par m3/h traités oscille entre 30 000 et 40 000 F (1989), et leur coût de traitement va de 7 à 10 F par m3 (1989). Ils sont utilisés pour traiter des boues d'hydroxydes, organiques ou huileuses, de charbon, de traitement biologique, de traitement de surface, de traitements de corps gras végétaux... En sortie, le rejet d'eau est généralement encore chargé en colloïdes peu décantables.