Principe de fonctionnement de l'adjuvant de filtration à base de diatomite
Les adjuvants de filtration ont pour fonction de modifier l'état d'agrégation des particules, modifiant ainsi leur distribution granulométrique dans le filtrat. Les adjuvants de filtration à base de diatomite sont principalement composés de SiO₂ chimiquement stable, avec de nombreux micropores internes formant diverses structures dures. Lors de la filtration, la terre de diatomées forme d'abord un support poreux (pré-revêtement) sur la plaque filtrante. Lorsque le filtrat traverse l'adjuvant, les particules solides en suspension s'agrègent et leur distribution granulométrique change. Les impuretés des grosses particules sont capturées et retenues à la surface du support, formant une fine couche de distribution granulométrique. Elles continuent de bloquer et de capturer les particules de taille similaire, formant progressivement un gâteau de filtration poreux. Au fur et à mesure de la filtration, les impuretés de plus petite taille pénètrent progressivement dans le support poreux de la terre de diatomées et sont interceptées. La terre de diatomées présentant une porosité d'environ 90 % et une grande surface spécifique, les particules fines et les bactéries qui pénètrent dans les pores internes et externes de l'adjuvant de filtration sont souvent interceptées par adsorption ou pour d'autres raisons, ce qui peut réduire de 0,1 µm l'élimination des particules fines et des bactéries, ce qui permet d'obtenir un bon effet filtrant. Le dosage de l'adjuvant de filtration est généralement de 1 à 10 % de la masse solide interceptée. Un dosage trop élevé peut affecter la vitesse de filtration.
Effet de filtrage
L'effet de filtration de l'adjuvant de filtration à base de diatomite est principalement obtenu grâce aux trois actions suivantes :
1. Effet d'écran
Il s'agit d'un effet de filtration superficielle : lorsque le fluide traverse la terre de diatomées, la taille des pores de la terre est inférieure à celle des impuretés, qui ne peuvent donc pas passer et sont interceptées. Cet effet est appelé tamisage. En fait, la surface du gâteau de filtration peut être considérée comme une surface de tamis avec une taille de pores moyenne équivalente. Lorsque le diamètre des particules solides est égal ou supérieur à celui des pores de la terre de diatomées, les particules solides sont « filtrées » de la suspension, participant ainsi à la filtration superficielle.
2. Effet de profondeur
L'effet de profondeur est l'effet de rétention de la filtration profonde. Dans cette filtration, le processus de séparation se produit uniquement à l'intérieur du milieu. Certaines des plus petites particules d'impuretés traversant la surface du gâteau de filtration sont obstruées par les canaux microporeux sinueux de la terre de diatomées et par les pores plus petits du gâteau. Ces particules sont souvent plus petites que les micropores de la terre de diatomées. Lorsqu'elles entrent en collision avec la paroi du canal, elles peuvent se détacher du flux liquide. Cependant, cet effet dépend de l'équilibre entre la force d'inertie et la résistance des particules. Ces actions d'interception et de filtrage sont de nature similaire et relèvent de l'action mécanique. La capacité à filtrer les particules solides dépend essentiellement de la taille et de la forme relatives des particules solides et des pores.
3. Effet d'adsorption
L'effet d'adsorption est totalement différent des deux mécanismes de filtration mentionnés précédemment. Cet effet peut en réalité être interprété comme une attraction électrocinétique, qui dépend principalement des propriétés de surface des particules solides et de la terre de diatomées elle-même. Lorsque des particules à petits pores internes entrent en collision avec la surface de la terre de diatomées poreuse, elles sont attirées par des charges opposées ou forment des amas de chaînes par attraction mutuelle et adhèrent à la terre de diatomées, phénomènes qui relèvent tous de l'adsorption. L'effet d'adsorption est plus complexe que les deux premiers, et on pense généralement que l'interception des particules solides à pores plus petits est principalement due à :
(1) Forces intermoléculaires (également appelées attraction de van der Waals), y compris les interactions dipolaires permanentes, les interactions dipolaires induites et les interactions dipolaires instantanées ;
(2) L’existence du potentiel zêta ;
(3) Processus d'échange d'ions.
Date de publication : 01/04/2024