Un lit filtrant est un matériau tel que le sable qui est utilisé pour éliminer certains matériaux, y compris les huiles ou les solides, des flux liquides. Ils sont couramment utilisés pour nettoyer les flux d’eaux usées industrielles et peuvent être installés en tant que systèmes septiques résidentiels. La technologie des lits filtrants est le plus souvent un système alimenté par gravité, où les liquides pénètrent par le haut et descendent vers les drains situés à la base.
La technologie des lits filtrants industriels peut utiliser une variété de matériaux comme média de filtration, notamment du sable, de la terre poreuse ou des billes de carbone. L’efficacité de la filtration dépend de plusieurs facteurs, dont la surface du média filtrant. L’aire de surface désigne la surface totale du média filtrant, c’est-à-dire la surface totale de toutes les particules ou billes utilisées pour le lit. Les supports sont soigneusement conçus pour offrir de grandes surfaces sans devenir trop petits, ce qui pourrait entraîner un colmatage.
Le temps de séjour, ou la durée pendant laquelle le liquide reste dans le lit, peut être important pour les systèmes de filtration éliminant les produits chimiques des flux de processus industriels. La distribution du liquide doit être uniforme sur le dessus du lit, et le lit lui-même doit être de niveau pour empêcher le liquide de couler d’un côté plutôt que de toute la zone. Le lit doit être emballé de manière lâche pour permettre la libre circulation du liquide ; un lit serré a moins de surface disponible et peut se boucher plus rapidement.
Les lits filtrants peuvent fonctionner en continu, comme cela peut se produire dans un processus industriel, ou ils peuvent fonctionner dans une application discontinue ou intermittente. Un exemple de filtration par lots est un lit filtrant utilisé pour traiter les eaux usées domestiques. Lorsque l’eau s’écoule de la maison, elle pénètre d’abord dans une fosse septique où les solides sont séparés. Le liquide quittant ce réservoir va souvent à un réservoir de pompe, qui est un réservoir en béton plus petit avec une pompe immergée située au fond.
Lorsqu’un interrupteur flottant indique que le réservoir de la pompe est plein, la pompe s’active et vide le contenu dans un lit de sable. Ce lit est souvent construit au-dessus du sol et contient des couches de sable et de gravier, avec des tuyaux de drainage situés au bas et des tuyaux de pulvérisation ou de distribution situés au sommet. L’eau pompée passe par la tuyauterie de distribution, où elle est pulvérisée ou goutte à goutte sur le lit de sable.
Les lits filtrants à sable sont utiles pour les eaux usées car non seulement ils séparent plus de solides, mais les bactéries et l’air présents dans le lit peuvent aider à décomposer tous les déchets solides qui pénètrent dans la fosse septique. Le système de drainage recueille l’eau au fond et elle est normalement envoyée vers un champ de distribution souterrain où l’eau peut pénétrer dans le sol. Les filtres à sable nécessitent un remplacement occasionnel du sable lorsqu’il se remplit de solides, mais ces systèmes peuvent fournir des années de service fiable.
Un autre type de lit filtrant est un filtre à lit fluidisé. Ces systèmes peuvent être conçus de deux manières ; le liquide peut être pompé du bas du filtre pour soulever et agiter le lit, et de l’air ou un autre gaz peut être injecté au fond du réservoir du filtre pour agiter le média. Les systèmes fluidisés sont principalement conçus pour la filtration chimique, où une grande surface est nécessaire pour extraire les contaminants ou les produits chimiques du flux liquide. Ils ne sont pas efficaces pour filtrer les solides, car l’effet d’agitation empêcherait le filtre de piéger les matières solides.