Hacher, couper et broyer : comprendre les pompes de traitement des solides

Apr 18, 2023

Les pompes sont sans doute les pièces d'équipement les plus importantes et les plus répandues pour toute installation. La capacité de transporter des fluides de manière fiable et efficace est essentielle dans le monde moderne. Cependant, les utilisateurs n'ont presque jamais le luxe de transporter un liquide pur comme de l'eau propre - au lieu de cela, ils doivent s'occuper de tout ce qui reste. La fiabilité du pompage ne repose pas uniquement sur les performances mécaniques, mais également sur les performances de traitement des solides. Le colmatage et le grippage représentent un temps d'arrêt du système, tandis que le colmatage de la tuyauterie et des raccords en amont peut être plus gênant. Sur la base de cette réalité, le besoin de pompes de manutention de solides devient clair.

Les pompes centrifuges et à déplacement positif non obstruées sont largement utilisées dans les applications de manipulation de solides. Une taille maximale de solides, ou passage de bille, est généralement spécifiée, indiquant le diamètre maximal de la sphère qui peut traverser la pompe de manière fiable. Cette technique peut fonctionner pour certaines applications avec des pompes plus grandes et une taille de solides attendue plus petite, mais souvent, ce n'est pas le cas. Le pompage des eaux usées connaît généralement des tailles de solides imprévisibles et/ou importantes, ce qui peut nécessiter une technologie de pompage active des solides qui ne se contente pas de laisser passer passivement les solides à travers la pompe, mais les réduit et les conditionne activement.

Bien que divers schémas de traitement des solides aient été proposés, il existe trois principaux types de pompes actives de traitement des solides : les pompes hacheuses, les pompes coupantes et les pompes broyeuses. Malheureusement, en raison d'un manque de définition formelle universellement acceptée et d'hybridation, il peut être difficile de comprendre à quelle catégorie appartient une pompe.

Voici quelques définitions proposées qui fournissent une distinction significative entre les pompes hacheuses, broyeuses et coupantes.

Les surfaces hydrauliques d'une pompe hacheuse font partie intégrante de la manipulation des solides, hachant directement les solides à l'aide de la roue. Alors que d'autres conceptions de pompes peuvent utiliser de la même manière des éléments fixes et rotatifs pour traiter les solides, il est plus précis de les comprendre comme des pompes de coupe.

Le concept de base est qu'avec une pompe hacheuse, il est impossible de séparer le hachage du pompage. À l'inverse, une pompe de coupe peut avoir la fonction de coupe séparée du pompage. Cela a l'avantage de permettre aux pompes à désagrégateur d'utiliser différents types de roues, mais les composants ajoutés peuvent ajouter de la complexité et augmenter les besoins en énergie.

Une version plus spécialisée d'une pompe de coupe est une pompe de meulage. Une pompe broyeuse est définie par l'intégration d'un mécanisme de broyage à la place ou en plus de tout outil de coupe. Cela contribue à l'augmentation de la consommation d'énergie et à la réduction de la capacité de la pompe, mais il fournit la taille de solides de décharge la plus contrôlée. Cela les rend adaptées à des applications telles que les fosses septiques, où la tuyauterie plus petite et la fiabilité s'avèrent plus importantes que l'efficacité, mais dans la pratique, les utilisateurs verront rarement des pompes broyeuses dans des applications de pompage à plus grande capacité.

Dans l'industrie, les termes pompe hacheuse et pompe de coupe sont utilisés de manière interchangeable par les fabricants, tandis que le terme pompe broyeuse est utilisé de manière assez cohérente. En plus de l'absence de définition formelle mentionnée ci-dessus, la raison principale en est que la plupart des pompes hacheuses et coupantes contemporaines sont des variantes hybrides des deux styles.

La pompe hacheuse illustrée à l'image 1 en est un exemple. Il utilise la roue pour couper contre une barre de coupe fixe pour fournir l'action de hachage, mais il y a aussi plusieurs couteaux intégrés dans la pompe. Il y a un coupeur externe qui coupe les fibres et empêche les articles de combler l'aspiration, un coupeur supérieur derrière la roue qui empêche les fibres de s'enrouler sur le joint mécanique et l'arbre et un coupeur d'insertion dans la plaque arrière pour garder les aubes de la pompe à l'arrière de la roue de se coincer. Ainsi, bien qu'elle puisse être commercialisée en tant que pompe hacheuse, elle possède des couteaux qui, sans la roue hacheuse, en feraient une pompe à couteaux.

Alternativement, la pompe d'un autre fabricant peut ne pas comporter de roue de coupe ou il peut s'agir d'une caractéristique secondaire d'un système de coupe primaire, de sorte qu'elle peut être commercialisée en tant que pompe de coupe. Indépendamment de l'étiquetage, la décision sur le type de pompe à utiliser doit être basée sur les besoins de l'application, et ces besoins sont devenus plus sévères.

Les nouvelles eaux usées sont un terme qui est devenu un mot à la mode dans l'industrie des eaux usées. L'augmentation de l'efficacité de l'utilisation de l'eau a concentré la force des eaux usées, tandis que les changements dans la préférence des consommateurs du papier hygiénique aux lingettes en fibres tissées ont causé à de nombreux systèmes de collecte un sérieux casse-tête de maintenance dû à l'emballage et au bouchage de la pompe. En plus de cela, lorsque de la graisse est ajoutée à l'équation, cela conduit à des signalements de fatbergs apparaissant dans les égouts de Londres à Détroit.

Cette évolution des eaux usées a suscité des appels à des changements dans l'étiquetage des lingettes et des efforts pour éduquer le public sur les produits jetables dans les toilettes. De plus, cela a incité les services de santé à sévir contre l'élimination illicite de graisse dans les égouts, mais le plus grand changement a été pour les personnes en première ligne qui se battent quotidiennement pour maintenir le débit des égouts sanitaires.

Nonclog peut sembler un abus de langage dans certaines applications. Les stations de relevage dans des endroits clés nécessitent un entretien presque quotidien, et les camions aspirateurs fonctionnent à plein temps, ce qui met à rude épreuve des budgets serrés et nécessite des interventions coûteuses. Si cela vous semble familier, il est peut-être temps d'évaluer la technologie de manipulation des solides de l'utilisateur. Les quartiers de restaurants, les hôtels, les résidences pour personnes âgées et les établissements correctionnels sont des exemples de lieux traditionnels de service sévère. Le remplacement stratégique dans des endroits clés par une pompe hacheuse/coupeuse peut offrir des périodes de récupération attrayantes, parfois mesurées en mois plutôt qu'en années.

À l'intérieur de l'installation de traitement, avec des concentrations de solides plus élevées et des contournements d'écran plus fréquents causés par l'infiltration et l'afflux des égouts vieillissants, les pompes de traitement des solides actifs devraient être une considération régulière. Les installations industrielles et de fabrication doivent également évaluer leurs applications de traitement des solides. L'emballage et le colmatage des pompes entraînent une perte de production en plus des dépenses d'entretien. Les utilisateurs devraient envisager de rechercher une technologie de pompe de traitement des solides plus robuste lorsqu'ils rencontrent des problèmes de pompage réguliers.

Selon l'application spécifique, il existe différentes caractéristiques que les utilisateurs voudront rechercher dans une sélection de pompe. Les solides filandreux et fibreux nécessitent des couteaux avec des dégagements faciles à entretenir pour éviter les problèmes de reliure et d'emballage, tandis que les solides volumineux plus gros nécessiteront des ouvertures et des fonctions de hachage plus grandes. Il peut y avoir des cas où l'un de ces types de solides n'est pas présent, mais généralement, les utilisateurs vont avoir une combinaison des deux et ont besoin d'une pompe qui peut fournir cette double fonction. Travaillez avec le fournisseur de la pompe pour vous assurer qu'il comprend les besoins de l'utilisateur et fournit une solution pour l'application spécifique. Demandez des installations de référence et comprenez ce qui est pompé.

Les nouveaux égouts modifient le paysage des eaux usées, et cela se produit en même temps que le début d'une forte période d'investissement et de renouvellement des infrastructures. Il est maintenant temps d'apporter des améliorations clés à la résilience des systèmes d'assainissement pour relever les défis de demain.

Erik Larson est ingénieur principal des procédés pour Vaughan Company, Inc. Il peut être contacté à [email protected]. Pour plus d'informations, visitez chopperpumps.com.