Post-traitements à la filtration

Après l’opération de filtration, le solide déposé (le gâteau) est imprégné d’un liquide de composition identique à celle du filtrat qu’il convient, la plupart du temps, d’éliminer.

Pour ce faire, les post-traitements à la filtration consistent essentiellement à laver et/ou essorer le gâteau. Dans certains cas, l’élimination des très fines particules subsistant dans le filtrat doit être poursuivie par un traitement de finition ; cependant le présent article se limitera aux opérations de lavage et de déshydratation .

• L’ opération de lavage a pour objectif l’extraction des substances dissoutes présentes dans le liquide interstitiel contenu dans les pores du gâteau de filtration, au moyen d’un solvant approprié, le liquide de lavage. Ces opérations sont menées dans le même appareil que celui qui a servi à la filtration ou dans d’autres machines situées en aval suivant les performances à atteindre. En effet, la surface du filtre consacrée au lavage est importante au regard de celle utilisée pendant le cycle de filtration. A titre d’exemple, la fraction de surface totale pour des filtres à bande sous vide est comprise entre 70 et 80 % pour la purification des gypses ou des pigments. Les mécanismes mis en jeu sont à la fois le déplacement direct et la diffusion depuis les zones stagnantes des solutés par la liqueur de lavage ; aussi existe-t-il deux grandes techniques pour laver les gâteaux de filtration :

  • le lavage par dilution (« repulpage »), qui consiste à mélanger le solide avec le liquide de lavage dans une cuve annexe puis à refiltrer cette pulpe débarrassée du soluté, cette opération étant répétée autant de fois que le degré de pureté requis l’exige ;

  • le lavage par déplacement , qui consiste à faire percoler la liqueur de lavage à travers le gâteau déposé sur le filtre. Le liquide de lavage déplace ainsi (en écoulement piston dans le meilleur des cas) le liquide interstitiel en éluant éventuellement le soluté qui serait adsorbé ou absorbé au sein du solide.

La simplicité des opérations de lavage par déplacement direct fait que cette technique est souvent préférée. Toutefois, le repulpage du solide, suivi d’un lavage à cocourant ou contre-courant, est pratiqué lorsque la concentration en soluté est faible et que le mécanisme de transfert diffusionnel devient prépondérant. Le choix est également dicté par la technologie de filtration utilisée : les filtres à disque et à tambour sous vide, qui ne permettent pas d’obtenir...