Types de vannes couramment utilisées dans le traitement des eaux usées

Le traitement des eaux usées est un élément essentiel des infrastructures urbaines et de la production industrielle modernes. Son rôle va au-delà de la réduction des rejets polluants : il est directement lié à la protection de l’environnement et à la réutilisation des ressources.

Dans ces systèmes, les vannes jouent un rôle essentiel. Qu'il s'agisse de réguler le débit, d'assurer une fermeture complète ou d'empêcher le reflux, le choix et l'utilisation des vannes ont un impact direct sur l'efficacité et la sécurité de l'ensemble du processus. Parmi elles, les vannes papillon, les robinets-vannes et les clapets anti-retour sont les plus utilisés dans le traitement des eaux usées en raison de leur conception pratique, de leur simplicité d'utilisation et de leur rentabilité.

Types courants de vannes dans le traitement des eaux usées : vannes papillon, vannes à guillotine et vannes anti-retour

Applications et avantages des vannes papillon dans le traitement des eaux usées

Les vannes papillon présentent une structure compacte avec un disque pivotant à 90° pour une ouverture ou une fermeture complète. Cette conception permet une utilisation rapide et les rend idéales pour la régulation du débit dans les canalisations de grand diamètre. Elles offrent des avantages tels qu'une régulation réactive, un encombrement minimal, une maintenance aisée et une rentabilité globale.

Rôle des vannes à guillotine dans le traitement des eaux usées et extension aux vannes à guillotine

Les vannes à opercule fonctionnent en déplaçant le disque verticalement pour ouvrir ou fermer le débit. En position complètement ouverte, elles ne créent quasiment aucune résistance à l'écoulement, ce qui les rend particulièrement adaptées aux canalisations de grand volume fonctionnant sur de longues périodes. Elles sont généralement installées comme vannes d'isolement sur les canalisations principales ou à l'entrée et à la sortie des bassins de décantation et des bassins de boues, assurant une fermeture complète lors des opérations de maintenance ou d'urgence.

Vannes à guillotine dans les applications de traitement des eaux usées

Dans le traitement des eaux usées municipales et industrielles, les vannes à guillotine constituent un complément important aux vannes à guillotine conventionnelles. Dotées d'une opercule fine et tranchante, elles peuvent couper efficacement les fluides contenant des fibres, des solides et des boues. Elles sont donc particulièrement adaptées aux applications suivantes :

• Systèmes de traitement des boues : capables de séparer les boues à haute densité et les eaux usées contenant du sable ou du gravier ;
• Pâtes et effluents miniers : le disque à tranchant tranchant évite le colmatage lors de la manipulation de supports fibreux ou abrasifs ;
• Conduites de décharge et de nettoyage : la faible force d'actionnement et la maintenance simple les rendent idéales pour les conduites de boues ou de mélanges solide-liquide.

Grâce à leurs performances anti-colmatage et à leur capacité d'autonettoyage, les vannes à guillotine sont devenues un choix indispensable dans les usines de traitement des eaux usées, les usines de pâtes et papiers et les systèmes d'effluents de l'industrie chimique.

Clapets anti-retour pour la prévention du reflux dans le traitement des eaux usées

Les clapets anti-retour fonctionnent automatiquement, s'ouvrant en sens inverse et se fermant en sens inverse. Ils empêchent le reflux et protègent les pompes et les canalisations. Ils sont généralement installés en sortie de pompe ou entre les étapes du procédé, où ils jouent également un rôle essentiel pour réduire les coups de bélier et garantir un fonctionnement sûr et fiable.

Application des vannes aux trois étapes du traitement des eaux usées

1. Traitement primaire (stade physique)

Objectif : Éliminer les gros solides et les matières en suspension grâce au tamisage, aux chambres de dessablage et aux bassins de sédimentation primaires.
Applications des vannes :

• Vannes à guillotine : installées à l'entrée et à la sortie des chambres à dessableur pour isoler les sections à des fins de maintenance ;
• Vannes papillon : utilisées pour réguler le débit entrant dans les réservoirs de sédimentation, assurant une distribution uniforme de l'eau ;
• Clapets anti-retour : installés aux sorties de pompe pour empêcher le reflux des eaux usées dans le système.

2. Traitement secondaire (étape biologique)

Objectif : Réduire la DBO et la DCO en décomposant la matière organique par des procédés à boues activées ou des bassins d'aération.
Applications des vannes :

• Vannes papillon : Contrôlent le débit d'eau ou d'air dans les conduites d'aération et les canaux de retour ;
• Vannes à guillotine : servent de vannes d'isolement pour permettre un entretien sûr des bassins d'aération ou des clarificateurs secondaires ;
• Clapets anti-retour : placés aux sorties de la pompe de retour pour empêcher le liquide mélangé de refluer.

3. Traitement tertiaire (stade avancé)

Objectif : Éliminer davantage l’azote, le phosphore, les agents pathogènes et les matières fines en suspension pour garantir que les effluents respectent les normes de rejet ou de réutilisation.
Applications des vannes :

• Vannes papillon : régulent le débit d'entrée et de sortie dans les filtres à sable, les systèmes à membrane ou autres unités de polissage ;
• Vannes à guillotine : installées à l'entrée et à la sortie des unités de traitement avancées pour l'isolement lors du remplacement du filtre ou de la maintenance du système ;
• Clapets anti-retour : appliqués aux étapes de désinfection pour empêcher les produits chimiques ou l'eau traitée de refluer dans les processus en amont.

Sélection des matériaux des vannes dans le traitement des eaux usées

Les environnements de traitement des eaux usées sont complexes et contiennent souvent des acides, des bases, des chlorures, des matières en suspension et des composés organiques. Le choix du matériau de vanne approprié est essentiel pour prolonger la durée de vie et garantir un fonctionnement fiable.

• Eaux usées municipales : un corps en fonte ductile avec joint en caoutchouc EPDM/NBR est recommandé comme solution rentable.
• Eaux usées industrielles (contenu acide/alcalin ou chimique) : Les vannes en acier inoxydable 304/316L ou revêtues de PTFE ou de caoutchouc sont préférées pour leur forte résistance à la corrosion.
• Eau de mer/eaux usées à forte salinité : l'acier inoxydable duplex (par exemple, 2205) ou les alliages cuivre-nickel sont idéaux pour résister à la corrosion induite par le chlorure.
• Eaux usées chimiques : il est recommandé d'utiliser des corps de vannes en acier inoxydable avec revêtements entièrement en caoutchouc ou en PTFE pour gérer des fluides hautement agressifs et corrosifs.

Lors de la sélection des matériaux de vanne, il est essentiel de prendre en compte les caractéristiques du fluide, la pression de fonctionnement, la température et les conditions de maintenance pour garantir une compatibilité adéquate avec l'application.