Pompe de filtration piscine : comparateur – test – soldes – Filtration | Définition, exemples et processus

filtrationle processus dans lequel les particules solides dans un fluide liquide ou gazeux sont éliminées par l’utilisation d’un milieu filtrant qui permet au fluide de passer à travers mais retient les particules solides. Soit le fluide clarifié, soit les particules solides retirées du fluide peuvent être le produit souhaité. Dans certains procédés utilisés dans la production de produits chimiques, à la fois le filtrat fluide et le gâteau de filtration solide sont récupérés. D’autres médias, tels que l’électricité, la lumière et le son, peuvent également être filtrés.

L’art de la filtration était connu des premiers humains, qui obtenaient de l’eau claire d’une rivière boueuse en creusant un trou dans le sable au bord d’une rivière à une profondeur inférieure au niveau de l’eau de la rivière. L’eau claire filtrée par le sable ruissellerait dans le trou. Le même procédé à plus grande échelle et avec des raffinements est couramment utilisé pour purifier l’eau des villes.

Les exigences de base pour la filtration sont : (1) un média filtrant ; (2) un fluide avec des solides en suspension; (3) une force d’entraînement telle qu’une différence de pression pour amener le fluide à s’écouler ; et (4) un dispositif mécanique (le filtre) qui maintient le média filtrant, contient le fluide et permet l’application d’une force. Le filtre peut avoir des dispositions spéciales pour éliminer le gâteau de filtration ou d’autres particules solides, pour laver le gâteau et éventuellement pour sécher le gâteau. Les différentes méthodes utilisées pour traiter et éliminer le gâteau, pour éliminer le filtrat clarifié et pour créer la force motrice sur le fluide ont été combinées de diverses manières pour produire une grande variété d’équipements de filtration.

Médias filtrants

Les milieux filtrants peuvent être divisés en deux classes générales : (1) des barrières minces, illustrées par un tissu filtrant, un tamis filtrant ou un papier filtre de laboratoire courant ; (2) des barrières épaisses ou en masse, telles que des lits de sable, des lits de coke, des céramiques poreuses, du métal poreux et la précouche d’auxiliaire de filtration qui est souvent utilisée dans la filtration industrielle de fluides contenant des précipités gélatineux.

Un média filtrant mince offre une barrière unique dans laquelle les ouvertures sont plus petites que les particules à éliminer du fluide. Un seul média filtrant mince est généralement satisfaisant si les couches de particules solides qui s’accumulent sur le média produisent un gâteau poreux perméable au fluide. Si le gâteau de filtre est gélatineux ou si les particules sont molles et compressibles plutôt que fermes, le gâteau de filtre peut « s’estomper » ; c’est-à-dire que les pores du gâteau peuvent se fermer et arrêter la filtration. Si cela se produit, un adjuvant de filtration ou un média filtrant épais tel que le lit de sable peut être utilisé.

Contrairement au cas du milieu mince, les pores d’un milieu filtrant épais tel qu’un lit de sable peuvent être sensiblement plus gros que les particules à éliminer. Les particules peuvent se déplacer sur une certaine distance le long du chemin tortueux du fluide à travers le milieu, mais tôt ou tard seront piégées dans les interstices plus fins entre les particules qui constituent le lit filtrant. De cette manière, les particules molles éliminées sont réparties sur un volume de média filtrant suffisant pour éviter le colmatage et l’arrêt de la filtration. Une fois les solides accumulés, les lits peuvent être lavés à contre-courant avec un liquide clair pour nettoyer le lit.

Force de filtrage

Le fluide à filtrer ne traversera le média filtrant que si une certaine force motrice est appliquée. Cette force peut être causée par la gravité, la centrifugation, l’application d’une pression sur le fluide au-dessus du filtre ou l’application d’un vide sous le filtre ou par une combinaison de ces forces. La force gravitationnelle seule peut être utilisée dans de grands filtres à lit de sable et dans de simples filtrations de laboratoire. Les centrifugeuses contenant un bol avec un milieu filtrant poreux peuvent être considérées comme des filtres dans lesquels la force gravitationnelle est remplacée par une force centrifuge plusieurs fois supérieure à la gravité. Si une filtration en laboratoire est difficile, un vide partiel est généralement appliqué au récipient sous le média filtrant pour augmenter le taux de filtration. La plupart des procédés de filtration industriels impliquent l’utilisation de la pression ou du vide, selon le type de filtre utilisé, pour augmenter le taux de filtration et également pour réduire la taille de l’équipement requis.