Proje : Guide Technique sur Les Dégrilleurs dans Les Stations d’Épuration Direceur Scienifique du proje :
Mustapha Mahi, ONEE-IEA Chef du proje :
Mustapha Musta pha Mahi, Mahi, ONEE-IEA Eabli par :
Mustapha Musta pha Mahi, Mahi, ONEE-IEA
SOMMAIRE I. Généraliés
I.1. Définiion I.2. L�objecif du dégrillage I.3. Sources des débris dans la phase de dégrillage I.4. Caracérisiques des débris du dégrillage I.5. Quanié de refus de dégrillage II. Type de dégrilleurs
II.1. dégrilleurs manuels à barreaux II.2. Dégrilleurs grossiers II.2.1. Grilles de gros débris ou dégrilleurs grossiers II.2.2. Inercepeurs à barreaux roaifs II.3. Dégrilleurs à aille moyenne II.3.1. Dégrilleurs à barreaux courbes II.3.2. Dégrilleurs à barreaux incliné II.3.3. Dégrilleurs à râeaux muliples II.4. Dégrilleurs fins II.4.1. Dégrilleurs à fil saique II.4.2. Dégrilleurs à barreaux inclinés II.4.3. Dégrilleurs à bande II.4.4. Tamis à ambour II.4.5. Dégrilleurs roaifs II.4.6. Discreen II.4.7. Les dégrilleurs escalie II.4.8. Dégrilleur spiral II.4.9. Micro-dégrilleurs III. Choix des dégrilleurs e domaine d�applicaion d�applicaion
III.1. Sélecion e choix des dégrilleurs III.2. Crières de concepion e de choix III.2.1. Espacemen ou ouverure de la grille III.2.2. Types de suppors pour les grilles IV. Netoyage des dégrilleurs V.. Débi de dimensionnemen V dimensionnemen VI. Bases de concepion concepion pour le canal canal du dégrilleur
VI.1. Espacemen enre barreaux1 barreaux1 VI.2. Largeur du canal IV.4. IV .4. Dimensionnemen e concepion IV4.1. Formules e équaions de concepion IV4.2. Valeurs ypiques de concepion Références
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PREAMBULE Le résula de ce ravail mené au sein de l’IEA permetra de classifier, différencier e sélecionner le dégrilleur le mieux mi eux adapé aux exigences exi gences d’enrées d’enrées requis requis par chaque ype y pe de saion d’épuraion. Ce guide e le frui de consulaion de plusieurs, documens, éudes e experises concernan les dégrilleurs. Il comprend noammen, n oammen, une éude d’évaluaion d’évaluaion e de comparaison enre plusieurs gammes de dégrilleurs. A la lumière de ce guide, une base de données a éé éablie permetan aux agens de l’ONEE, de la metre à jour, de parager le savoir-faire enre ous les exploians pour une capialisaion par la suie. L’ L’exploiaion de cete base de données permetra aussi, de revoir les ermes de référence e les CPS, pour mieux sélecionner les fournisseurs relaifs aux dégrilleurs disponibles dans le marché. Ce guide raie les aspecs suivan : • Identication et classication des diérents dégrilleurs • Les principaux dégrilleurs disponibles d isponibles dans le marché • Les avantages et inconvénients des dégrilleurs • Bases de dimensionnement et de conception • Contraintes d’exploitation des dégrilleurs • Entretien des dégrilleurs etc.
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I. Généraliés I.1. Définiion Les refus de dégrillage comprennen les maières en suspension ou flotanes qui on éé reenues par la grille à barreaux ou le dégrilleur. Plus l�ouverure des dégrilleurs es peie, plus la quanié des refus augmene e la maière organique serai inensivemen présene.
I.2. L�objecif du dégrillage Les différenes foncions relaives aux équipemens de dégrillage faisan parie de la phase de préraiemen des eaux usées son : • Protéger les équipements aval de la station contre les dommages qui peuvent être causés par les objes de grande aille conenus dans le flux des eaux usées usées à raier ; • Séparer et retirer la matière grossière qui pourrait nuire à lecacité des opérations dépu raion ; • Garantir labsence de la matière oante qui peut être visible à lœil nu dans les exutoires ou dans les eaux épurées : la nuisance eshéique consiue le faceur faceur majeur dans la sélecsélecion de du ype de dégrilleur.
L�op&raion de dégrillage es une éape imporane pour avoir une boue (sous produi de lépuration) susceptible dêtre valorisée en agriculture ou autres. Aussi, il est nécessaire d�éliminer d� éliminer ous les élémens qui peuven inerférée avec avec sa qualié, qual ié, noammen, les chiffons, plasiques e d�aures d�aures débris non biodégradables, qui seraien normalemen éliminés élimin és par un processus de criblage n et ecace. Dans cerains cas, le dégrillage dégri llage fin es uilisé pour réduire la polluion du reje qui enre dans la station dépuration en lui retirant la matière en suspension et une fraction de la DBO. Touefois, l�objecif d�épuraion dans les saions d�épuraion es de minimiser l�éliminaion de la maière organique dans la phase de préraiemen de sore que ces refus soien moins répréhensibles e moins suscepibles de donner lieu à des nuisances olfacives dans le sie final d�éliminaion (dernière (dernière phase d�évacuaion ou le devenir final).
I.3. Sources des débris dans la phase de dégrillage Il y a différens classes classes de débris e de maière maière en suspension selon la aille, le poids e la gamme à reenir :
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• chions ; • feuilles papier ; • plastique ; • abats et feuilles ;
Aures élémens s�ajouen s�ajouen à cela, par exemple dans les ravaux de génie civil, on noe une endance vers l�augmenaion de la quanié des débris qui se rouven par la suie dans les égous e les regards. La quanié des débris d ébris varie selon les condiions condi ions de l�écoulemen l�écoulemen dans le réseau d�assainissed�assainissemen, les condiions d�orage on endance à faire augmener la quanié des débris arrivan à la saion d�épuraion : la maière supplémenaire se rouvan dans les pièges ravin inermédiaires e dans les lis de sédimens son emporées par la grande viesse caracérisan l�écoulemen dans les canalisaions. Par conséquen, on doi saisfaire la charge hydraulique maximale e enir compe de la charge probable des débris à dégriller dans la concepion du dégrilleur. L�exploian des STEP (chef de la saion par exemple) doi conserver les enregisremens des quaniés des refus. L'opéraeur doi aussi noer les problèmes au niveau de l�équipemen de conrol ou des problèmes problèmes liés aux lourdes charges charges pariculières de refus. L�appariion de quaniés inhabiuelles ou excessives de refus devraien suscier une enquête sur les sources potentielles pour aénuer le problème au sein des travaux et éviter des problèmes poeniels au niveau du réseau d'égou en amon. Les bassins versans caracérisés par une fore fréquence du débi d�orage où les penes du réseau d'égou son raides peuven générer de gros débris qui pourraien endommager les dégrilleurs fins, les amis e le maériel de manuenion des refus. Ces capages peuven exiger la fourniure d�une grille grossière en amon amon du dégrilleur fin afin d'inerceper les rochers, le bois e des débris semblables.
I.4. Caracérisiques des débris du dégrillage Les caractéristiques des débris à dégriller sont extrêmement variables et dépendent de nombreux faceurs y compris la naure des aciviés dans le bassin versan, la naure du sysème d'égous (uniaire, séparaif ou mixe), l'acivié indusrielle e commerciale e la naure des effluens indusriels e leur préraiemen avan reje.
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Les grilles grossières ayan pour espacemen enre barreaux 20mm, on éé conçus pour reenir une grande quanié de chiffons, un el el refus de dégrillage conien une grande fracion de maière volaile pouvan ateindre les 80% e aura une proporion de 15 à 25% de maière sèche. Les fins refus reenus dans des dégrilleurs d�une ouverure de l�ordre l�ordre de 6mm coniennen aussi un bon pourcenage de maière volaile e une fracion de 5 à 10% de maière en suspension, La fraction humide est susceptible dêtre légèrement supérieure à celle des refus grossiers. Ils coniennen aussi de la graisse e de l�écume. Vu la grande eneure en maière maière purescible comprenan comprenan la maière maière fécale, fécale, les refus de dégrillage doivent être soigneusement manipulés et éliminés. A létat brut, les refus contiennent des produis rès volails e peuven rapidemen donner lieu à des nuisances olfacives s�ils son sockés sur sie pendan un emps donné. Leur évacuaion quoidienne es donc nécessaire, e le lavage des zones de sockage es indispensable. in dispensable.
I.5. Quanié de refus de dégrillage La quanié des refus récupérés varie avec le ype de dégrilleur uilisé, la aille de l�espacemen enre barreaux ou de l�l�ouverure ouverure du dégrilleur, dégril leur, le ype du sysème d�égous d�égous e la naure du errain. Les penes du réseau e les viesses hydrauliques qui en résulen peuven perinemmen influencer le ype de refus récupérés. La prévision de la quantité des refus et parfois est dicile. Cependant, Cependant, on établit une feuille de données comprenan les valeurs des élémens suivans : • volume des refus (m3/jour) • densité des refus kg/m3 • fraction humide (%) • fraction volatile (%)
Selon plusieurs éudes recommande une valeur de 10 à 15 lire de refus par personne par an pour les dégrilleurs de 6mm, Pour plus de précision la figure 1 donne des d es valeurs indicaive sur le volume des refus en foncion de l�l�espacemen espacemen enre barreaux.
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Figure 1: Quantité des refus retenues par les grilles à barreaux mécaniques (selon COURTESYE COURTESYE NVIREXI NVIREX I NC.).
Ces dernières années, les exploians on a remarqués une augmenaion remarquable dans la quantité de matériaux plastiques dans les STEP. Ces matériaux sont dicilement évacués par les outils traditionnels de dégrillage et ils sont même perçus dans les diérents points de l�enceine l�enceine de la STEP, STEP, Ils on endance à floter longiudinalemen e passer à ravers les dégrilleurs traditionnels sans être retenus retenus..
II. Type Type de dégrilleurs Jusqu�aux années 1970, la grille manuelle raissée Jusqu�aux raissée à barreaux barreaux éai le ype basique des dégrilleurs uilisé dans les saions d�épuraion. Ce ype avai comme espacemen des barreaux 20 à 25 mm. Ces dégrilleurs on éé abandonnés er remplacés remplacés les dégrilleurs mécaniques e la nécessié d�avoir une qualié de dégrillage le plus fine possible. Les différens ypes de dégrilleurs son déaillés dans le ableau I :
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Type de dégrilleur
Ouverure ou espacemen de barreaux
Grossier
>50mm
Moyen
15-50mm
Fine
3-15mm
Œille
<3mm
Micro
<50µm
Tableau I : Les différents types de dégrilleurs selon la taille de d e l�ouverture l�ouverture
Dégrilleur
Type
Applicaions
Les grilles à gros débris
Grossier
Utilisées pour être les premiers à recevoir les eaux usées dans les saions de pompage ou devan les dégrilleurs fins pour les grandes STEP STEP.. Ils peuvent être manuellement ou mécaniquemen raissés
Inercepeurs à barreaux roaif Inercepeurs (R.B.I)
Grossier
Comme les grilles à gros débris, elles ne nécessien pas de lavage mécanique, on reire les débris à la main seulemen. Uile pour inerceper les rochers, les gros morceaux de bois ec..
Grilles à barreaux mécanique
Moyen
Insallées à l�enrée des peies STEP ou comme un by.pass pour les dégrilleurs mécaniques
Dégrilleurs courbés à barreaux
Moyen
Insallés à l�enrée des peies ou moyennes saions d�épud�épu.raion, canaux peu profonde, raissage inermiten
Dégrilleurs inclinés ou verical à barreaux
Fin ou moyen
Insallés à l�enrée l�enrée des peies aux larges saions d�épuraion, canaux de différene profondeur, raissage inermiten ou coninue
Dégrilleurs à bande (dégrilleurs inensifiés)
Fin
Insallé à l�enrée l�enrée des peies aux larges saions d�épud�épu raion, canaux de peie à moyenne profondeur, lavage inermiten ou coninue
Dégrilleur à ombour
Fin
Insallé à l�enrée des grandes saions d�épuraion, d�épuraion, lavage coninue
Dégrilleur coupe
Fin ou moyen
Insallé à l�l�enrée enrée des grandes saions d� d�épuraion épuraion ou à .l�exuoire .l� exuoire de la mer, lavage coninue
Screezer Rooma
Fin
Ces machines on différenes foncions : dégri llage, vidange déshydraaion uilisés pour les peies aux larges saions d�épuraion. Lavage inermiten ou coninue
Discreen
Fin
Uilisé pour les débis d� d�orage orage avec un désinégraeur, lavage coninue
Sacs jeables
Fin
Uilisé à la sorie des colons primaires, des poins de .dégrillage, débordemens, ec
Tableau II : les différents dégrilleurs et leurs applications
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Cerains dégrilleurs compac incluen une parie des raiemens biologiques ou aures.
II.1. dégrilleurs manuels à barreaux Dans les anciennes STEP, seules les grilles manuelles à barreaux peuven exiser avec un espacemen enre les barreaux barreaux de 25 mm, ces grilles gri lles son normalemen fixées sur un équipemen de guidage incliné de 45° par rappor au sens de d e l�écoulemen l�écoulemen e son équipées d�une cuvete perforée insallée au dessous du niveau d�eau dans laquelle les refus son raissés à des inervalles irréguliers.
II.2. Dégrilleurs grossiers II.2.1. Grilles de gros débris ou dégrilleurs grossiers
Figure 2 : Grilles pour gros g ros débris
Les dégrilleurs grossiers son normalemen uilisés dans le drainage des eaux pluviales de volume imporan e en amon des grandes saions de pompage où les pompes doiven être protégées protégées contre les grands objets tels que des blocs de béton, des plancher de bois, des bûches e d�aures d�aures objes solides solides qui pourraien endommager les équipemens. équipemens. Ces grilles pour grand débris ne son pas mécaniques en général, elles son généralemen alignées à un angle donné par rappor au flux pour minimiser le risque pendan les inondaions.
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II.2.2. Intercepteurs à barreaux rotatifs
Ils son uilisés en amon des saions de pompage. Ils son consiués de barreaux roaifs quen qu en vertu de leur rotation, empêchent les débris à saccumuler saccumuler (chions, etc.). Cependan, ces grilles gri lles reiennen de gros objes comme les gros morceaux de bois, carcasses c arcasses d�anid�animaux e aures élémens suscepibles de perurber le foncionnemen des pompes. Dans le cas de broyage au niveau du dégrilleur, les moeurs son inversés de sore à changer le sens de roaion pour libérer les ouverures.
Figure 3 : Intercepteurs à barreaux rotatif
II.3. Dégrilleurs à aille moyenne Les dégrilleurs à aille moyenne son des grilles à barreaux don l�espacemen es compris enre 15 e 25 mm. Ces grilles on éé iniialemen développées comme une mise à niveau du dégrilleur manuel e on éé généralemen équipées de râeaux mécaniques ou d�une brosse pour transporter les refus vers une cuvee de réception an dêtre dêtre éliminés dans la décharge. L�opéraion de raissage es un mécanisme inermiten, conrôlé par minuerie m inuerie ou par mesure de la perte de charge. En aval des pompes elle peut être activée par le démarrage de la pompe avec une minuerie conrôlée conrôlée..
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Les dégrilleurs à barreaux automatiques automatiques doivent être munis dun commutateur limité pour évier ou dommage dû à une surcharge surcharge ou à un blocage, le conrol conrol prévoi encore un inerrupeur pour s�assurer s�assurer que le râeau auomaique auomaique cesse de se déplacer lorsqu� il atein l�l�exrémié exrémié du dégrilleur pour évier le brouillage brouil lage lors du démarrage. II.3.1. Dégrilleurs à barreaux courbes
Ces dégrilleurs son adapés aux aux enrées pour lesquelles la la profondeur du canal es relai vemen peie (moins de 2,5 2, 5 ml). Il es fixe dans le canal incliné. in cliné. Le râeau en roaion es enraîné par un moeur élecrique e sui la courbure du dégrilleur, les dens son mainenus enre les barreaux. Un disposiif de netoyage par dens au somme de l�l�écran écran balaie les refus vers une cuvete de collece. collece.
Figure 4 : Dégrilleur courbe
Les dégrilleurs courbes, en veru de leur forme, son rès adapés à des faibles débis. II.3.2. Dégrilleurs à barreaux incliné
Les dégrilleurs incliné (ou verical) à barreaux son uilisés pour les insallaions profondes (canal profonde). Ces dégril dégrilleurs leurs peuvent être ratissés ratissés soit en contre-courant ou co-cou ran. Ils son enrainés par chaine ou par un mécanisme hydraulique. L�opéraion de lavage es similaire à celle d�un dégrilleur raissé manuellemen, le râeau recueille les maières reenues par les barres e les élèven vers la goulote où un Essuie à charnières qui pousse les solides dans la zone de collece.
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Plusieurs modèles exisen, les plus récens comprennen l�uilisaion de maériaux anicorrosifs de l�acier inoxydable e les plasiques (PVC, ec.). Les dégrilleurs à netoyage mécanique son divisées en quare caégories : 1. enraîné par chaîne voir figure 5.a 2. râeau à pisons, voir figure fig ure 5.b 3. caénaires, voir figure 5.c 4. bande ou ceinure coninue, voir figure 5.d.
Figure 5 : dégrilleurs dégr illeurs à barreaux mécaniques
Dégrilleurs à commande par câbles on éé largemen uilisés dans le passé, mais on éé remplacés en grande parie par d� d�aures aures modèles selon les cas. 1.1.1.1 II.3.2.1. Dégrilleurs Dégr illeurs entraînés par chaîne chaîne
l�enraînemen par chaîne varie avec le mode de lavage selon que le dégrilleur es incliné pour netoyer le côé avan (amon) du dégrilleur, c�es le mode co-couran , ou le coé arrière (aval) , mode conre-couran, e si le reour des râeaux vers le bas du dégrilleur à barres se fai en avan ou en arrière. Chaque ype a ses avanages e ses inconvéniens, inconvéniens, bien que le mode général de foncionnemen es similaire.
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En général, les dégrilleurs à neoyage-amont neoyage-amont et retour-amont sont plus ecaces en termes de réenion des solides, mais ils i ls son moins robuses e son sensibles au brouillage par les solides qui s�accumulen à la base du râeau. Ils son raremen uilisés pour les STEP avec un réseau uniaire où de gros objes peuven coincer les râeaux.
Le poeniel de brouillage es rédui au minimum, mais une plaque ournane, qui es aussi soumis au brouillage es nécessaire pour sceller la poche sous le dégrilleur. Dans les dégrilleurs à netoyage-aval (réro-netoyé), les barres proègen le râeau conre les dommages causés par les débris. Touefois, Touefois, une grille gril le réro-neto réro-netoyée yée es plus sensible au repor des solides sur le côé en aval, puisque les essuie du râeau son suscepibles à l�usure. La grille gri lle à barreaux des dégrilleurs dégri lleurs à netoyage-aval e reour aval es moins robuse que les aures ypes, car l�l�exrémié exrémié supérieure de la grille gr ille n�es n�es pas supporé pour que les dens du râeau puissen passer à ravers. La plupar des dégrilleurs enrainés par chaîne on l�inconvénien que les pignons submergés qui requièrent laention de lopérateur sont fréquents et dicile à maintenir. Aures inconvéniens comprennen l�ajusemen l�ajusemen e la réparaion des chaînes lourdes e la nécessié d�assécher d�assécher les canaux pour l�inspecion l�i nspecion e la réparaion des paries par ies submergées. 1.1.1.2 II.3.2.2. Dégrilleur Dégr illeur à un seul râteau ou piston type climber climber
Le dégrilleur à simple râeau es devenu rès connu pour l�absence de pièces mécaniques immergées. Les deux formes de netoyage co-couran e conre -couran son disponibles, leur concepion ne perme pas aux solides de aille plus grande que l�ouverure de la grille de passer à ravers, au-dessus ou auour du dégrilleur. Un mécanisme de peigne es uilisé pour éliminer les débris débri s collés au râeau sans avoir besoin de jes d� d�eau. eau. Ces dégrilleurs appelé aussi « Climber » on plusieurs inconvéniens inconvéniens : Un râeau râeau unique exige un inervalle de netoyage long qui augmene avec la profondeur du chenal. Dans un canal très profond, la fréquence de neoyage peut être assez longue cest pourquoi un faceur de correcion es généralemen uilisée dans le dimensionnemen de ce ype d�équipemen. L�emplacemen du disque sur une grille à râeau simple es direcemen lié à la profondeur du canal e au poin de chue au-dessus du oi du canal. Le râeau doi pivoer loin de l�unié lors de son déplacemen vers le bas, une srucure séparée es requis ce qui augmene son coû. L�opéraeur n�es n�es pas averi d�une évenuelle obsrucion lors d�une accumulaion
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des déches sur les grilles. Le râeau râeau pivoe dans le champ du dégrilleur vers fond du canal.
Figure 6 : Le dégrilleur à un seul râteau
1.1.1.3 II.3.2.3. Grilles caténaires
Un dégrilleur caénaire es un ype de dégrilleur à chaine chain e à netoyage amon e reour amon, mais il n� n�aa pas de pignons submergés. Dans le dégrilleur dégri lleur caénaire, le râeau es enu conre la grille par le poids de la chaîne. Si des objes lourds son coincés dans les barreaux, les râteaux passent au dessous pour empêcher le brouillage. Cependant, il nécessite un grand espace pour l�insallaion.
Figure 7: Dégrilleur caténaire
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II.3.2.4. Dégrilleurs à bande continue continue
Les dégrilleurs à bande (à ceinure ou à courroie) coninue on éé iniialemen disponible sous forme de grilles à barreaux inoxydables ou des grilles à barres en plasique lacées avec des barres ransversales pour créer une ceinure. Récemmen, le suppor perforé à marches ou arrondi es uilisé pour le dégrilleur à ceinure. Dans les deux cas, la ceinure se déplace à parir du bas du canal vers le hau pour ourner auour du poin au somme de l�unié, puis se déplace vers le fond du canal sur le côé aval. Le dégrilleur à ceinure passe par une zone de neoyage où les brosses, les essuie et /ou les jets deau sont utilisés. Ces dégrilleurs peuvent être soit grossiers ou ns. Le dégrilleur à bande continu est disponible avec des ouverures aussi peies que 4 mm. Les modèles récens avec des élémens à plaque perforée son proposés avec des ouverures aussi peies que 3 mm. Comme pour un dégrilleur à râeaux muliples, le moeur pour ce ype de concepion se siue à un poin fixe au-dessus du oi du canal indépendammen de la profondeur d�eau.
L�inconvénien de cete concepion c�es le suivan : si le dégrilleur n�es pas netoyé ecacement dans la zone de neoyage, les solides qui restent sur la grille seront lavés sur le côé aval e von se rerouver dans la STEP (en aval). Les brosses et/ou essuies qui sont utilisés pour neoyer la grille gri lle sont salissantes et nécessitent l�inervenion de l�opéraeur, l�opéraeur, les jes d�eau d�eau son égalemen uilisés pour le netoyage.
Le dimensionnemen du dégrilleur à bande coninue es égalemen limié dans la aille des solides. Lorsque les solides ne son pas supprimés suppr imés par le pas ou par les croches, des solides resen dans le canal en face de la grille. gril le. Aussi, il es recommandé de proéger l�écoulemen l�écoulemen amon, en uilisan une grille pour gros débris.
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Figure 8 : dégrilleurs dégr illeurs à bande/ceinture/courroie continue
II.3.3. Dégrilleurs à râte râteaux aux multiples
Les dégrilleurs à râeaux muliples son disponibles depuis de nombreuses années. Ce son des grilles à barreaux enraînées par chaine e netoyées netoyées avec reour reour en avan du mécanisme de raissage. Plusieurs avanages caracérisen les grilles à râeau muliples : Ils son robuses car ils son des grilles à barreaux e n�on n�on normalemen pas besoin de proecion en amon. Le raissage muliple signifie un inervalle de netoyage cour, ce qui mainien la grille claire. Les dégrilleurs à râeaux muliples on un disque fixe e nécessien peu d�haueur au-dessus du oi du canal indépendammen de la profondeur du chenal. Un mécanisme d�essuie d� essuie es uilisé uili sé pour supprimer suppr imer les débris débri s e il i l n�a n�a pas besoin d�eau d�eau de plus. Ces avanages son communs à ous les grilles à muliples râeaux, indépendammen du mécanisme d�enraînemen. Les dégrilleurs caénaires omben dans cete caégorie. Ils s�appuien sur le poids de ses chaînes, la gravié e la pression d�eau pour mainenir les râeaux en conac avec la grille. Pour cete raison, un dégrilleur caénaire es généralemen fourni comme un amis grossier et son utilisation est limitée. La capacité de exion de la chaîne permet au râteau dêtre tiré de gros objes logés dans la zone de la grille. La plupar des dégrilleurs dégr illeurs à muliples râeaux on des pignons e des roulemens submergés. Cerains esimen qu�il qu�i l s�agi d�un inconvénien d�avoir les pièces mécaniques submergées. Cete croyance provien provien des premiers modèles uilisan uili san des pignons en acier e des arbres e des paliers lisses méalliques, généralemen en laion ou aure méal doux.
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Le graissage est souvent utilisé pour empêcher le contact métal-métal et réduire le phénomène de corrosion des surfaces poranes. La Longévié des équipemens repose sur une bonne lubrificaion, lubri ficaion, ce qui n� n�es es pas facile dans un environnemen hosile e submergé. La réparation est fréquente fréquente et dicile à cause du roulemen roulement.t.
L�acier inoxydable es plus communémen uilisé pour les pignons en profian de ses propriéés anicorrosives. Il exise une variéé de produis synhéiques disponibles comme le polyéthylène et de la céramique, qui peuvent être utilisé au lieu des roulements méalliques. Le dégrilleur peu iniier une séquence d�auo-netoyage d�auo-netoyage ou alerer l�opéraeur l�opéraeur en cas de panne.
Figure 9 : Dégrilleur Dégr illeur à râteaux multiples
II.4. Dégrilleurs fins Le dégrillage fin devien de plus en plus fréquen pour les raisons suivanes : • le progrès progrès technologique technologique a démontré démontré que les dégrilleurs ns sont sont plus able et plus plus économique dans le processus de fabricaion. • la protection des eaux de baignade nécessite ladoption des dégrilleurs ns pour praiquemen oues les applicaions.
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• les exigences de qualité pour la réutilisation des boues imposent un dégrillage n et ecace pour assurer lenlèvement des particules indésirable notamment les morceaux de plasiques e les chiffons. • Les équipements de déshydratation et de compaction bien développés améliorent la manipulation des refus et réduisent réduisent leur volume dune manière ecace, ce qui permet d�augmener d� augmener la quanié de débris à enlever enlever..
Le développemen de la Recherche e Développemen à donner lieu à une nouvelle généraion de dégrillage où les dégrilleurs son bien netoyés. Les paragraphes suivans décriven les grands ypes d�équipemens qui exisen sur le marché. II.4.1. Dégrilleurs à fil statique statique
Les dégrilleurs à fil saique, il se compose de peies barres de coin en acier inoxydable e une surface sensible est nécessaire pour linstallation et les dégrilleurs doivent être neoyés une fois ou deux fois foi s par jour avec je d�eau chaude à haue pression, vapeur, ou dégraissan pour enlever l�accumulaion l�accumulaion de graisse. Ce ype y pe de dégrilleurs dégri lleurs son généralemen applicables aux peies insallaions ou pour des insallaions indusrielles.
Figure10 : Dégrilleur à fil statique
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II.4.2. Dégrilleurs à barreaux barreaux inclinés inclinés
Les dégrilleurs à barreaux inclinés, son des grilles normalisées e insallées à différens angles par rappor à la direcion de l�écoulemen, l�écoulemen, ayan 5 mm comme espacemen espacemen enre barreaux, ces dégrilleurs son raissés soi en en avan avan ou en arrière par le biais des dens monés monés sur une chaine mécanique. Ces dens élèven les refus vers le poin hau du dégrilleur pour leur décharge soi par gravié soi par des équipemens à essuie netoyanes netoyanes.. II.4.3. Dégrilleurs à bande
Les dégrilleurs à bande comprennen une série de panneaux qui se déplacen sur une ceinure en collecan les débris renconrés dans le flux d�eau d�eau enran. En général ces dégrilleurs son de deux ypes : • crochets en plastique ou acier inoxydable sous forme de lignes ou de bandes. • plates perforées en succession arrangées dune façon régulière. Ils son assemblés pour former une bande coninue coni nue qui filre les effluens e, en fai, les refus recueillis fournissen une filraion supplémenaire.
Figure 11 : Dégrilleur à bande
Il ya un cerain nombre de méhodes pour éliminer les refus resan dans le dégrilleur de bande, soi par le biais d�un sysème à brosse brosse ou d�un sysème de lavage. lavage.
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II.4.4. Tamis à tambour
L�uilisaion des Tamis à ambours s�es répandue dans les saions d�épuraion pendan plusieurs années. Ces dégrilleurs se composen esseniellemen d�un grand cylindre perforé, moné horizonalemen par rappor au flux par laquelle les eaux usées passen pour ateindre l�enrée. Le flux d�eau usée doi passer de l�exérieur vers l�inérieur du ambour. Les refus son ensuie mainenus vers l�exérieur du ambour qui ourne dans le liquide e ils son recueillis recueillis dans une fosse fosse pour pouvoir enfin les éliminer par pompage ou aure.
Figure 12 : Grille à tambour à barreaux (Huber)
II.4.5. Dégrilleurs rotatifs
Il y a plusieurs modèle de dégrilleurs roaifs noammen le Rooma Huber, Huber, le ambour verical de Jones & Atwood e le ambour de la Conra-Shear. Conra-Shear. Chacun de ces dégrilleurs dégrilleurs on des ambours ournans, ournans, es pariellemen plongé dans de l�l�eau eau usée. usée. Les eaux usées pénèren pénèren à l�inérieur du ambour e passen passen à ravers vers vers un canal colleceur siué à l�exérieur l�exérieur du dégrilleur. Les refus son collecées collecées à l�inérieur l�inérieur du ambour qui ourne vers le le hau e la par suie renvoyé renvoyéss dans une goulote goulote de récepion. Certains de ces dégrilleurs, exigent une baisse signicative du niveau qui peut ne pas être disponibles dans une STEP exisane. Toutes ces machines sont ecaces, mais sont également coûteux (fourniture et mise en œuvre).
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II.4.6. Discreen
Le Discreen se compose d�une série d�arbres vericaux, équipé chacun de disques qui se chevauchent tournant tous dans la même direction à des vitesses diérentes produisant ainsi un mouvemen accéléré vers l�aval (Fig.13). Les refus son consammen déplacés le long de la grille e conservés dans le flux, andis que le liquide passe à ravers. Le dégrilleur ne supprime pas les refus, mais il les conserve dans l�écoulemen.
Figure 13 : Discreen
II.4.7. Les dégrilleurs escalier escalier
Les dégrilleurs escalier ou à marches marches es un aure aure ype de grille à barreaux, ils son consiués de Plaques d�acier inoxydable, sous forme d�escaliers, Ces longerons son uilisés comme des barres individuelles. La Disance enre les barres déermine l�ouverure de la grille. Les dégrilleurs marches son généralemen fins avec avec des ouverures 1 mm e pas plus de 6 mm.
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Figure 14 : dégrilleurs escalier ou à marches marches
Le mouvemen de roaion empore e élève les solides d�une marche vers la bande de roulemen de la prochaine marche marche supérieure. Le dégrilleur es conçu pour foncionner par inermitence permetan aux au x solides de s� s�accumuler accumuler déversés dans un compaceur compaceur.. Dans ce ype dégrilleurs, l�inconvénien majeur es sa capacié de raier les grains : une plaque en acier inoxydable es posiionnée au fond du canal en face de la marche pour diriger les solides à moner sur la marche inférieure. Les grains peuven se déposer dans la zone siuée derrière cete plaque. Si assez de grain es déposé dans cete zone, il peu bloquer le ou le sysème. sysème. II.4.8. Dégrilleur spiral
Les dégrilleur spiral son de ype dégrilleur fin uilisan un suppor perforé pour la grille, avec une ouverure de 3 mm e 6 mm. Une spirale, avec ou sans arbre, arbre, dans un ube incliné de 35°. La spirale ourne en brossan les solides. Comme de la maière solide es ransporées hors à travers le tube, ils peuvent être pulvérisés avec de leau pour réduire la teneur en maière organique, ils son, ensuie, déshydraés déshydraés e déchargés.
Figure 15 : Dégrilleur spiral
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L�avanage de cete concepion es qu�elle qu�elle combine le dégrillage, dégril lage, le lavage e la déshydra déshydraaion aion en une seule unité. Un module densachage peut également être inclus pour recueillir les refus déshydraés qui son enfermés pendan p endan ou le processus. p rocessus. II.4.9. Micro-dégrilleurs
Les Microdégrilleurs Microdégrilleurs son uilisé pour de basses viesses, il s�a s�agi gi d�un dégrilleur à conrecouran à ambour opéran sous des condiions condi ions d�écoulemen d�écoulemen graviaires. Les issus filrans on des des ouverures de 10 à 35 m e son monés monés sur la périphérie du ambour. Les eaux usées pénèren dans l�exrémié l�exrémié ouvere du ambour e les flux flu x sorans à ravers le issu de dégrillage du ambour roaif. Les solides son recueillis par des jes à conre-couran à haue pression dans une auge siuée à l�exrémié l�exrémié supérieure du ambour. Les principales applicaions des micro-dégrilleurs son son la faculé d� d�éliminer éliminer les maières en suspension à parir par ir des effluens secondaires e de la sabilisaion des effluens d�éangs. d�éangs. Ce ype de dégrilleur es recommandé pour éliminer les solides de la sabilisaion des effluens d�éangs, d�éangs, qui peuven conenir des quaniés d� d�algues algues imporanes. impor anes. Enié
Valeur V aleur ypique
Remarques
Largeur de l�écran
20-35µm
Dégrilleurs en Acier inoxydable ou polyeser son dispo nibles de classe 15-60µm
Taux de charge hydraulique
3-6m3/m2·min
Basée sur la surface du tambour immergé
Pere de charge
75-150mm
Un canal de bypass es es à fournir si la pere de charge dépasse 200mm
Tambour plongée
de la 70-75% haueur
Varie V arie en foncion de la concepion du dégrilleur
Diamère du ambour
2.5-5m
,m le plus uilisé 3
Viesse du ambour
4.5m/min à 75mm pere de charge
Maximum 45 m/min
Tableau IV : critères de conception pour les micro-dégrilleurs micro-dég rilleurs utilisés pour les effluents secondaires
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III. Choix des dégrilleurs e domaine d�applicaion d�applicaion III.1. Sélecion e choix des dégrilleurs : Le choix du dégrilleur dépend du domaine d�applicaion. Une proposiion d�aide au choix du dégrilleur dégril leur es donnée dans le ableau V. V. Applicaion
Ouverure ou espacemen
Type
Les grandes saions de pompage pompage
50 - 15 mm.
Les grilles à gros débris
50 mm.
Dégrilleur à barreaux vericaux Dégrilleur à bande Dégrilleur courbe à barreaux
15 - 25 mm.
Dégrilleur à barreaux inclinés Dégrilleur à barreaux vericaux Dégrilleur à bande
Les peies saions d�épuraion d�épuraion (avec raiemen de boues)
5 - 10 mm.
Dégrilleur à barreaux inclinés Dégrilleur à barreaux vericals Dégrilleur à bande
Les saions d� d�épuraion épuraion moyennes (avec raiemen de boues)
5 - 10 mm.
Dégrilleur à barreaux inclinés Dégrilleur à barreaux vericaux Dégrilleur à bande
15 - 50mm. (Avan Dégrilleur (Avan Dégri lleur fin)
Dégrilleur à barreaux vericaux
5 - 10mm.
Dégrilleur à bande Dégrilleur à ambour Dégrilleur à coupe
5 - 10 mm.
Discreen
Les peies saions de pompage pompage Les peies saions d�épuraion d�épuraion (sans raiemen de boues)
Les grandes saions d�épuraion d�épuraion (avec raiemen de boues)
Ecoulemen de débordemen
Tableau V : Dégrilleurs et domaines d�application
Un canal de standby ou de bypass doit être fournie pour tous types ty pes de dégrillage pour éviter tout risque de débordemen débordementt et pour empêcher la fraction de volume deau deau non dégrillée de rejoindre les refus refus de décharge lors du colmaage colmaage ou d�une panne au niveau de la grille. Ce Ce canal devrait être muni dun dégrilleur manuellemen manuellementt ratissé. Les canaux à double dégrilleur son appropriés aux grandes STEP (ou (ou la populaion dépasse les 20000 personnes) personnes) e où on doi insaller un canal de sandby. sandby.
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III.2. Crières de concepion e de choix La classificaion des équipemens de dégrillage se base sur plusieurs crières III.2.1. Espacement Espacement ou ouverture de la grille
Diérentes tailles douverture douverture pour une grille sont disponible. Une grille devrait être utilisée pour reenir les feuilles de journaux, les gros débris, les grands solides, les chiffons, les peis débris, maières flotanes, papier, plasiques e les méaux. Selon les processus en aval, une grille peut être utilisée pour enlever des solides ns. Une grille à barreau est recommandée pour les matériaux grossiers. Un dégrillage ecace permera daméliorer les processus en aval, d�améliorer d�améliorer les condiions d�écoulemen, de prévenir les dommages, le colmaage des équipemens e la uyauerie e de réduire la fréquence d�inervenion (enreien). Les grilles sont peu coûteuses. Ils représenten représententt moins de 10% et peut-être aussi bas que 4% de l�équipemen uilisé dans une STEP. Pour déterminer la taille de louverture, plusieurs facteurs doivent être considérés : • Impact de solides sur les processus en aval • Conguration du système de collecte des eaux usées • Charge organique et hydraulique de leuent • Volume de solides à gérer • Mode prévue de lélimination lélimination des refus Une grille très grossière grossière permera permera aux solides inorganiques inorganiques et gênants gênants de faire partie partie du raiemen biologique, ce qui nous amène à rerouver rerouver ces maières maières dans les boues ou dans les effluens de la STEP. STEP. Une grille rès fine peu supprimer le conenu conenu organique, ce qui va nuire au processus biologique e compliquer le mode opéraoire du sysème de manutention manuten tion des solides. solides. Le dégrillage et la gestion des refus sont des processus processus dicile à cause des problèmes d�hygiène, d� d�odeurs odeurs e d� d�eshéisme. eshéisme. Ainsi, au niveau niveau de chaque STEP STEP le dégrilleur doit être conçu conçu selon ses besoins besoins spéciques spéciques e en foncion des faceurs ci-dessus.
Le choix de la maille dans les saions d�épuraion es foncion de la filière de raiemen en aval du préraiemen. La endance acuelle es de réduire l�écaremen en raison des nouvelles echnologies mises en place sur ceraines filières de raiemen. Par exemple en raiemen par boue acivé, les écaremens, on éé de 30 à 40mm e son mainenan de 10mm en raison des diffuseurs mis en place dans le réaceur biologique.
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III.2.2. Types Types de supports pour les grilles gr illes
De base, Il existe trois types de supports pour les grilles: Barres, plaque plaque perforée et toile méallique. Chacun de ces ypes de suppor a des crières de concepion uniques.
Les grilles à barreaux on éé les premières premières uilisées pour le raiemen des eaux eaux usées. Les barres individuelles individuelles peuvent être être fabriquées avec avec des largeurs largeurs et des profondeurs profondeurs variables. variables. La aille de la barre avec l�espacemen claire enre les barres perme de déerminer la force du dégrilleur. Généralemen, la barre sera plus mince si l�ouverure devien plus peie afin de mainenir un pourcenage élevé de la zone ouvere du dégrilleur. dégril leur. Les élémens du dégrilleur fabriqués à parir du plasique moulé sous différenes formes peuven incorporer des croches qui aiden au ranspor des refus sur les côés de la barre qui limien l�ouverure à la vericale. Les Élémens en plasique du dégrilleurs ne son pas aussi résisan que s�ils éaien en acier inoxydable. inoxydabl e. Iles doiven avoir un suppor supplémenaire supplém enaire de souien. La plupar du maériel perforé uilisé dans les eaux usées es fai d�acier inoxydable. Les procédés de fabrication du plastique plastique perforé perforé ne sont pas pas les même que ceux pour l�l�acier. acier. Le Fil issé n� n�aa que récemmen éé uilisé ui lisé dans le dégrillage des eaux eau x usées. On peu facilemen commander un issu avec une ouverure fine e un gros diamère de fil.
Grille à fil
Grille à fil de cale
Grille à champs perforé
Grille à barreaux
Figure 17 : les grilles à fil tissé
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IV. Netoyage des dégrilleurs Les Râeaux son principalemen uilisés pour le netoyage des des grilles uilisan des barres. Le râeau râeau doi convenir convenir aux ouverures de la grille e pénérer dans la la grille assez assez loin pour dégager les déches collés collés aux ouverures. Coniques ou en forme de larme, les barres son netoyées avec un minimum de pénéraion. Les barres recangulaires on besoin de dens de râeaux aussi profonds que la barre. Lorsque vous uilisez une barre recangulaire avec une ouverture ne, les dents du râteau peuvent être longues et nes ce qui les rend vulnérables au dommage. Les Brosses et les balais à essuie sont utilisés là où les râteaux ne peuvent accéder, généralemen lorsque l�ouverure l�ouverure n�es n�es pas claire, les fenes avec croix, croix , que l�on rouve dans quelques grilles à formes de plasique, ainsi que dans les maériaux perforés e d�aures grilles à l l tissé, doivent être neoyés à la surface. Un essuie essuie ou une racle essuiera les solides de la surface. Une brosse va légèremen pénérer pénérer dans la surface e poeniellemen enlever oue obsrucion. Les Brosses et balais sont salissants, requièrent laention de loperateur, peuvent pousser les solides à travers lécran et ne sont pas très ecaces. Les Brosses et / ou racles sont souven assisés par des des pulvérisaions. A l�aide l�aide de pulvérisaions, on rince les refus retenus dans le dégrilleur, la Qualité de leau, la pression et le volume doivent être pris en considération. L Leau potable peut être nécessaire pour maintenir claires les buses de pulvérisation. Leau épurée peut être utilisée, cee source aura probablement besoin dêtre pompée vers le dégrillage. La quantité deau de pulvérisation utilisée doit également être prise en considéraion dan le dimensionnemen.
V.. Débi de dimensionnemen V Le dégrilleur doit être dimensionné pour le débit de pointe instantané et le scénario de chargemen des solides de poine. poine. Ceci garanira que la la grille ne sera pas inondée lors des condiions de poine. Si la grille gril le n�es n�es pas dimensionnée pour gérer le débi insanané e les refus de poine, il fau prévoir une gesion de l�l�excéden. excéden. Il es généralemen souhaiable d�égaliser le flux après le dégrilleur du rop-plein de sore que les solides son enlevés enlevés e gardés gardés hors des bassins. Dautres D autres critères doivent être mis en évidence pour conception concept ion notamment la profondeur, la largeur e la viesse dans le canal, la haueur de décharge, l�angle d�inclinaison du dégrilleur, dégr illeur, le sens du ven e aures considéraions, comme la pere de charge ec.
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VI. Bases de concepion pour le canal canal du dégrilleur VI.1. Espacement Espacement entre entre barreaux barreaux Les ouverures de 1 pouce son généralemen saisfaisanes pour l�espacemen des barres, mais les ouvertures de ½ à 1 ½ pouce peuvent être utilisés. La pratique courante courante consiste consiste à utiliser les barres de 5/16-inch x 2 inch jusquà 6 pieds de longueur et 3/8-inch x 2inch pouces ou 3/8-inch x 2 ½ pouces barreau jusquà 12 pieds de longueur. La barre est plus longue que le niveau maximal des eaux usées avec une différence d�au moins 9 pouces.
Tableau 9 : efficacités relatives à l�espacement entre barreaux
NB : Ecacité=espacement/(espacement+taille de la barre) VI.2. Largeur Largeur du canal
La aille du canal dépond des débis de poine journalier, elle se calcule selon la formule suivane : Le flux des eaux usées (millions de gallons par jour) muliplié par le faceur 1,547 donnera le débit des eaux usées (pieds cubes par seconde). Ce ux divisé par le facteur decacités obenues à parir de ableau 9 donne la zone humide requis pour le dégrilleur du canal. Comme En règle générale, il es souhaiable de mainenir les eaux usées dans le canal du dégrilleur aussi peu que possible afin de minimiser la pere de charge, par conséquen, la profondeur du canal peut être un facteur déterminant de la taille du dégrilleur. En tout cas, pour la section transversale du canal, la largeur et la profondeur du canal peut être facilemen obenu en divisan la surface mouillée par la profondeur ou la largeur, selon quanié connue.
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Bien que les canaux des dégrilleurs soient généralement généralement conçus sur la base du débit normal, il es imporan de vérifier les viesses à ravers ravers la grille. Le dégrilleur sera conçu de elle elle sore que, à n�impore quelle période de l�écoulemen, l�écoulemen, la viesse à ravers la grille ne dépasse pas 3 mères par seconde dans oues les condiions d�écoulemen. d�écoulemen. Choisissez la taille et lespacement des barres et déterminer le facteur decacité. Diviser le débi oal maximal quoidien ou le débi oal d�orage d�orage maximal par le nombre de dégrilleurs en cherchan à obenir un débi maximum par grille. IV.4. Dimensionnement et conception : IV4.1. Formules et et équations de conception
La vitesse en amont doit être petite surtout lorsquil sagit des dégrilleurs n avec une surface ouvere de 50%, cela signifie que la largeur de la grille soi relaivemen grande e les dépôts dans le canal sont dicile à éviter, les opérateurs opérateurs doivent vérier que ces canaux sont bien lavées. Dans les les insallaions de dégrillage, il es imporan de s�assurer s�assurer que les viesses viesses sont susamment grandes pour éviter le dépôt de sédiments.
Les équaions suivanes son uilisées pour les dégrilleurs à barreaux normalisés pour calculer la largeur du canal requis e la pere de charge à ravers le dégrilleur. Largeur du canal :
W = 100Q VDS
Pere de charge : Pour les dégrilleurs lavés ou pariellemen colmaés : H L = 1.43 V�-v� 2g
Pour les dégrilleurs lavés : H L = b(B ⁄ A ) h v sinq
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Pour les dégrilleurs fins à champs perforé : H L = 1 ⁄ 2 gc * (Q )2 A
En général, les dégrilleurs à barreaux e les dégrilleurs dégrilleurs fins son régies par les formules de pere de charge e de débi suivanes : Pour les dégrilleurs à barreaux : Pere de charge à ravers le râeau Viesse à ravers les barreaux Viesse de l�écoulemen amon accéléraion de pesaneur p esaneur Pour les dégrilleurs fins : Pere de charge Débi à ravers la grille Surface plongée de la grille Coecientt de décharg Coecien déchargee du dégrilleur
accéléraion de pesaneur
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Légende e unié Q = debit max (m3 /s) V = vitesse à travers travers la grille (m/s) (m/s) v = vitesse en amont amont (m/s) (m/s) D = profondeur de leau (m) W = largeur largeur du canal (m (m) S = % surface surface de la grille grille inondée HL = perte de charge à travers travers la grille g = 9.81m /s. h = charge en amont de la grille (m) A = surface plongée plongée des ouvertures (m (mm2) m2) B = largeur de la barre (mm (mm)) ө = Angle dinclinaison. C = Coecient donnée par le constructeur. β= facteur de géométrie de la barre. IV4.2. Valeurs typiques de conception Enié/Iem
Crières de concepion
Design Crieria
Dégrilleurs mécaniques
Dégrilleurs manuels
Largeur de la barre/
8-10 mm
4-8mm
Profondeur de la barre
50-75 mm
25-50 mm
Escapemen enre barreaux
10-50 mm
25-75mm
Angle d�inclinison
75-85 degrees
45-60 degrees
Viesse de d�approche d�approche
0.6-1.0 m/s
0.3-0.6m/s
Pere de charge permise
150mm
150
Tableau 9 : Valeurs Valeurs typiques de conception pour les dégrilleurs manuelles et les dégrilleurs mécaniques
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Références • epa_water_treatment_manual_preliminary pdf. TM 5-814-3/AFM 88-11, Volume III PDF • RULE D EVELOPMENT C OMMIEE I SSUE R ESEARCH R E P O R t DR A F T DISPOSAL TREA TRE ATMENT OPTIONS: T-4P-1ReducionsPrer -4P-1ReducionsPrereaEff-SCH eaEff-SCH pdf pd f • United States Environmental Protection Agency Wastewater Technology Fact Sheet : Screening and Gri Removal • Environmental Systems Design ACEE 434 .A .Appendix-D ppendix-D-T -TM-T M-Task-2-Screeni ask-2-Screening-Systemng-SystemEvaluaion
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