EP4330472A1 - Installation de traitement des eaux usees d'un wc et ensemble sanitaire comportant une telle installation - Google Patents

Installation de traitement des eaux usees d'un wc et ensemble sanitaire comportant une telle installation

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Publication number
EP4330472A1
EP4330472A1 EP22721138.0A EP22721138A EP4330472A1 EP 4330472 A1 EP4330472 A1 EP 4330472A1 EP 22721138 A EP22721138 A EP 22721138A EP 4330472 A1 EP4330472 A1 EP 4330472A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
installation
solid
outlet
filtration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22721138.0A
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German (de)
English (en)
Inventor
Jonathan CAVALCANTI
Antoine COTTET
Christophe DE MATOS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mizufalls Sa
Original Assignee
Mizufalls Sa
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Filing date
Publication date
Priority claimed from CH00453/21A external-priority patent/CH717485B1/fr
Priority claimed from FR2104381A external-priority patent/FR3122193B1/fr
Application filed by Mizufalls Sa filed Critical Mizufalls Sa
Publication of EP4330472A1 publication Critical patent/EP4330472A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/012—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system combined with movable closure elements in the bowl outlet
    • E03D5/014—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system combined with movable closure elements in the bowl outlet with devices for separate removal of liquids and solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/06—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • B01D33/073—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for inward flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/44—Regenerating the filter material in the filter
    • B01D33/48—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps
    • B01D33/50—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps with backwash arms, shoes or nozzles
    • B01D33/503—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps with backwash arms, shoes or nozzles the backwash arms, shoes acting on the cake side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/016—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system with recirculation of bowl-cleaning fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2649—Filtration
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D2201/00—Details and methods of use for water closets and urinals not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to an installation for treating waste water from a toilet and a sanitary unit comprising such an installation.
  • this installation includes a tank mounted under the toilet bowl, making its use incompatible with an existing toilet.
  • the solids are collected in a tank intended to be emptied manually. There is thus no automatic connection to a solid matter discharge pipe. Also, the filters used do not guarantee obtaining water recovered at the outlet of the recirculation circuit of sufficiently good quality.
  • the installation is not connected to an external water supply.
  • the present invention aims to overcome the above drawbacks, and to this end relates to an installation for the treatment of waste water from a toilet, comprising:
  • the solid/liquid separation filter comprises at least:
  • said separation filter being designed to route solid materials from said separation module to said first outlet and to route liquid materials from said separation module to said second outlet, said installation being further remarkable in that said liquid recirculation circuit comprises a filtration assembly designed to make said liquid reusable after said liquid has passed through said filtration assembly.
  • the assembly of the installation is then greatly simplified while leaving the user free to choose the WC.
  • “Reusable water” means water whose quality meets local standards in terms of use in flushing toilets. Country requirements may vary. The invention makes it possible, for example, to obtain, if required, reusable water, i.e. suitable for consumption, but it should be noted that such a level of quality is not necessary to ensure the function of a flush. water.
  • the manufacturing cost of the installation is consequently optimized.
  • the filtration assembly of the liquid recirculation circuit comprises a prefiltration device and an ultrafiltration device, connected in series. This makes it possible to obtain in a particularly simple manner a filtration assembly designed to make the water leaving the ultrafiltration device reusable;
  • the solid/liquid separation filter comprises a casing inside which the solid/liquid separation module is mounted, and the solid/liquid separation module is a rotary sieve driven by an electric motor;
  • the separation filter comprises a nozzle for cleaning the rotary sieve
  • the installation comprises a cleaning duct, connected at one of its ends to said cleaning nozzle, and intended to be connected to the other of its ends to a water inlet.
  • the installation comprises a storage tank for liquid materials, supplied by the second outlet of the separation filter, and a hydraulic pump, arranged to extract the liquid materials contained in said storage tank;
  • the installation comprises a device for draining the storage tank of liquid materials comprising a prefiltration pipe connecting the storage tank to the prefiltration device, a drain pipe, connected on the one hand to said prefiltration pipe and intended to be connected on the other hand to the evacuation conduit, and an assembly for controlling the direction of circulation of the liquid materials, arranged in the installation to convey the liquid materials from the storage tank to the evacuation conduit;
  • the installation comprises a backwashing device for the prefiltration device, further comprising a prefiltration conduit to which the prefiltration device is connected, a washing conduit, connected on the one hand to said prefiltration and intended to be connected on the other hand to a water inlet, a drain pipe, connected on the one hand to said prefiltration pipe and intended to be connected on the other hand to the evacuation pipe, and a set of control of the direction of water circulation, arranged in the installation to route water from a water inlet to the pre-filtration device, then from the pre-filtration device to the evacuation duct;
  • the liquid material storage tank comprises an upper cover having an orifice receiving the second outlet of the solid/liquid separation filter;
  • the solid/liquid separation filter comprises two arms for fixing the prefiltration device and the ultrafiltration device.
  • the present invention also relates to a sanitary unit, remarkable in that it comprises:
  • a toilet comprising a bowl and a flushing system, said flushing system comprising a main tank, said main tank being connected to a water inlet and to said bowl, and
  • Figure 1 schematically shows the sanitary assembly according to the invention, in rear isometric view.
  • Figure 2 illustrates the solid/liquid separation filter of the invention.
  • Figure 3 is an enlargement of area III of figure 2.
  • Figure 4 is an enlargement of area IV in Figure 2.
  • FIG. 5 schematically represents the sanitary assembly of the invention, in rear isometric view.
  • Figure 6 is a hydraulic diagram of the sanitary assembly of the invention.
  • FIG. 7 shows an embodiment of the arrangement between the solid/liquid separation filter and the storage tank of the installation of the invention.
  • FIG. 1 schematically representing a sanitary assembly 1 according to the invention, in rear isometric view.
  • Sanitary unit 1 comprises a water closet 3, designated in the following description and in the claims by the acronym "WC", and an installation 5 for the treatment of waste water from WC 3.
  • the toilet 3 comprises a bowl 7 and a flushing system 9.
  • the flushing system 9 comprises in known manner a main tank 11, which can be supported by a frame 13 mounted behind a partition 15 separating the bowl 7 of the flushing system 9, the latter being not visible to a user.
  • the main tank 11 is connected on the one hand to a water inlet 17 by a water inlet pipe 19, and on the other hand to the basin 7 via a flow pipe 21.
  • a supply valve 23, for example an electrically controlled hydraulic valve, is mounted on the water inlet duct 19 in order to control the water supply to the main tank 11 via the water inlet 17.
  • the main tank 11 contains a float valve system 24, not visible in Figure 1 but shown in Figure 6, the operation of which is well known to those skilled in the art.
  • a valve located at the bottom of the main tank 11 opens, releasing the water contained in the main tank 11, which flows into the bowl 7 via the flow pipe 21.
  • the float valve system detects the drop in the water level in the main tank 11 and opens the water supply 17 until the water reaches a predetermined level initially defined during the installation of the WC.
  • the installation 5 for treating waste water from the WC 3 comprises a solid/liquid separation filter 25 and a liquid recirculation circuit 27 .
  • the solid/liquid separation filter 25 is connected to an outlet 29 of the bowl 7 and interfaces between the outlet 29 and an evacuation conduit 30, not shown in FIG. 1 but visible in FIG. 6, which can be connected to a sewer line.
  • the solid/liquid separation filter 25 is designed to separate the solid matter from the liquid matter expelled from the bowl 7 during the actuation of the flushing system 9.
  • the solid/liquid separation filter 25 connects, in one hand, the outlet 29 of the bowl 7 to the discharge conduit 30, and connects the other outlet 29 to the circuit 27 of liquid recirculation.
  • the solid/liquid separation filter 25 separates the solid matter from the liquid matter which feeds it and then conveys the solid matter into the evacuation duct 30 and the liquid matter into the circuit 27 for liquid recirculation.
  • FIG. 2 giving an embodiment of the solid/liquid separation filter 25 .
  • the solid/liquid separation filter 25 comprises a casing 31 inside which is mounted a solid/liquid separation module 33.
  • the housing 31 actually comprises two half-housings, for example molded and assembled together. In Figure 2, only one of the two half-casings is shown in order to reveal the interior of the filter 25.
  • the filter 25 has an inlet 35 connected to the outlet 29 of the bowl 7 of the WC 3, acting as a weir opening into the module 33 for solid/liquid separation.
  • the inlet 35 has a slope 37 allowing the flow of solids and liquids from the bowl 7 to the module 33 for solid/liquid separation.
  • the solid/liquid separation module 33 is produced by a rotary sieve 39, driven by means of a motor 40 not shown in FIG. Figure 6, for example an electric motor.
  • the rotary sieve 39 comprises a cylindrical grid 41 driven in rotation around an axis of rotation 43 by the electric motor.
  • the rotation of the cylindrical grid causes a movement of the solid matter from the inlet 35 to a first outlet 45 of the filter 25 for solid/liquid separation.
  • the first outlet 45 is connected to the evacuation conduit 30 (visible in Figure 6), which can be connected to a sewer line.
  • the first outlet 45 has a slope 47 allowing the flow of solid matter from the solid/liquid separation module 33 to the evacuation pipe 30.
  • the solid/liquid separation filter 25 has a second outlet 49 which is connected to the liquid recirculation circuit 27 (visible in FIG. 1).
  • the solid/liquid separation filter 25 is designed to convey the liquid materials from the separation module 33 to the second outlet 49.
  • the second outlet 49 is positioned under the cylindrical grid 41, so that the liquid material coming from from inlet 35 flows by gravity through grid 41, from inlet 35 to second outlet 49, and supplies liquid recirculation circuit 27 (visible in FIG. 1).
  • the solid/liquid separation module 33 can be produced by any separation device known to those skilled in the art capable of separating solid materials from liquid materials, in particular, for example, a centrifuge device.
  • the solid/liquid separation filter 25 may comprise a cleaning nozzle 51 connected to the water inlet 17 (visible in FIG. 1) via a cleaning conduit 53, connecting the cleaning nozzle 51 to the water inlet 17.
  • a cleaning valve 55 (visible in FIG. 1), for example an electrically controlled hydraulic valve, is mounted on the cleaning conduit 53 in order to control the water supply to the cleaning nozzle. cleaning 51 through the water inlet 17.
  • the cleaning nozzle 51 is mounted inside the rotating sieve 39. As represented in FIG. 3 where an enlargement of zone III of FIG. 2 is illustrated, the cleaning nozzle 51 is fixed to a shaft 57 of the filtration module and is generally cylindrical in shape.
  • the nozzle 51 comprises a set of orifices 59 distributed around the circumference of the nozzle 51 to project water onto the rotating screen in order to clean it.
  • the casing 31 comprises in its inner part a scraping ramp 61 arranged between the first outlet 45 and the second outlet 49.
  • the solids which remain on an outer wall 63 of the sieve when the sieve meets the scraper ramp 61 are discharged into the first outlet 45, in order to be conveyed into the evacuation duct .
  • the filter 25 comprises a mini-centrifuge, or a filter mat or a rotating screen filter, of the drum type or a fixed screen filter.
  • the liquid recirculation circuit 27 is arranged in the installation to route the liquid from the solid/liquid separation filter 25 to the main tank 11 of the toilet 3, in order to allow the liquid material recovered by the filter 25 to be reused. .
  • the liquid recirculation circuit 27 includes a filtration assembly 65 designed to make the liquid from the solid/liquid separation filter 25 reusable after the liquid has passed through the filtration assembly 65.
  • the filtration assembly 65 comprises a prefiltration device 67 and an ultrafiltration device 69, connected in series with respect to each other.
  • the pre-filtration device 67 performs a first filtration of the liquid material to be sanitized coming from the solid/liquid separation filter 25 .
  • the prefiltration device 67 comprises a cartridge filter, such as that used in swimming pools.
  • a cartridge filter ensures the filtration of particles of minimum size equal to 50 micrometers, that is to say that this filter does not retain particles having a size of less than 50 micrometers.
  • the filter provides filtration of particles of minimum size equal to 5 micrometers.
  • the filter is for example a pleated cartridge filter, either in 5 micrometer polypropylene, either in 5 micrometer polyester.
  • the filter is a filter with filter media. It can be a filter with charged filter media suitable for filtering particles with a minimum size equal to 5 micrometers.
  • the filter media filter is an activated carbon filter filtering particles of minimum size equal to 5 micrometers. Any other type of filter adapted to the particles contained in the liquid and making it possible to make the latter usable does not go beyond the scope of the present application.
  • the ultrafiltration device 69 provides a second filtration of the liquid material to be purified, coming from the solid/liquid separation filter 25 and then from the prefiltration device 67.
  • the ultrafiltration device 69 can be obtained by a membrane ultrafilter, such as that used in the food industry and in the medical field for the filtration of blood.
  • the ultrafiltration device comprises a pleated cartridge filter, either in polypropylene capable of filtering particles with a minimum size of 0.2 micrometers, or forming a glass fiber membrane capable of filtering particles with a minimum size of 0.2 micrometers, or in polyester capable of filtering particles with a minimum size of 0.2 micrometers.
  • the ultrafiltration device additionally or instead comprises an ozone treatment and/or a reverse osmosis device.
  • the filter 25 is a rotary sieve filter
  • the filter of the prefiltration device 65 is a 5 micrometer activated carbon filter
  • the ultrafiltration device comprises a membrane filter of the pleated cartridge type 0.2 micrometers.
  • the water from the filtration assembly 65 can thus be routed to the main tank 11 of the WC 3.
  • the liquid recirculation circuit 27 is arranged in the installation 5 to convey the liquid material from the solid/liquid separation filter 25 to the main tank 11 after having passed through the filtration assembly 65.
  • the installation 5 comprises a reservoir 71 for storing liquid materials, mounted at the outlet of the solid/liquid separation filter 25 and supplied with liquid materials by the second outlet 49 of the separation filter 25.
  • the reservoir 71 for storing liquid materials may have the general shape of a parallelepiped and comprises an upper cover 66 having an orifice 68 sized to receive the second outlet of the filter 25 for solid/liquid separation.
  • the solid/liquid separation filter 25 may itself comprise two fixing arms 70, 72 making it possible to fix the prefiltration device 67 and the ultrafiltration device 69 respectively.
  • the capacity of the storage tank 71 is preferably greater than that of the main tank 11.
  • the presence of the storage tank of such a capacity, directly connected to the second outlet 49 of the separation filter 25, makes it possible to use part of the installation of the invention when the installation is not connected to the electrical mains, for example in the event of a power cut. Indeed, during a power cut, the separation filter 25, driven by an electric motor, would no longer operate. However, the solid materials continue to slide, less rapidly, by gravity, from the inlet 35 of the separation filter to the first outlet 45, while the liquid materials continue to fall by gravity into the second outlet 49 of the separation filter. separation, which conveys them to the storage tank 71 where the liquid materials are stored for the duration of the power cut.
  • the storage tank 71 may comprise two overflow conduits 73, connected to the second outlet 49 of the separation filter 25 . This makes it possible to convey the liquid materials to the evacuation conduit 30 which can be connected to a sewer line, in the event that the power cut is prolonged.
  • the transport of the liquid material from the storage tank 71 to the inlet of the filtration assembly 65 is operated via a prefiltration pipe 75 connecting the storage tank 71 to the prefiltration device 67 .
  • a hydraulic pump 77 mounted on the prefiltration pipe 75 allows the extraction of liquid materials from the storage tank 71 so that they are moved into the prefiltration pipe 75.
  • the hydraulic pump 77 is chosen so that the pressure with which the liquid materials extracted from the storage tank 71 pass through the prefiltration 67 and ultrafiltration 69 devices is sufficient for their correct operation. In order to reduce the dimensioning of the hydraulic pump 77, it may be envisaged to mount an additional hydraulic pump at the outlet of the ultrafiltration device 69. At the outlet of the hydraulic pump 77 is mounted a non-return valve 79 allowing the passage of a fluid from the hydraulic pump 77 to the pre-filtration device 67.
  • a prefiltration valve 81 for example an electrically controlled hydraulic valve, can optionally be mounted on the prefiltration pipe 75, between the hydraulic pump 79 and the prefiltration device 67.
  • a drain pipe 83 mounted between the non-return valve 79 and the pre-filtration valve 81, connects the pre-filtration pipe 75 to the evacuation pipe 30.
  • a drain valve 85 for example an electrically controlled hydraulic valve, is mounted on the drain pipe 83.
  • An ultrafiltration conduit 87 also connects the prefiltration device 67 to the ultrafiltration device 69, connected in series with respect to the prefiltration device 67, so as to convey the liquid material from the prefiltration device 67 to the filtering device. ultrafiltration 69.
  • An ultrafiltration valve 89 for example an electrically controlled hydraulic valve, can be mounted on the ultrafiltration conduit 87, between the prefiltration device 67 and the ultrafiltration device 69.
  • a washing pipe 91 mounted between the prefiltration device 67 and the ultrafiltration valve 89, connects the prefiltration device 67 to the water inlet 17.
  • a non-return valve 93 On the washing pipe 91 are mounted a non-return valve 93 and a washing valve 95, for example an electrically controlled hydraulic valve.
  • the non-return valve 93 is mounted in the washing pipe 91 so as to allow the passage of a fluid from the water inlet 17 to the ultrafiltration pipe 87.
  • a return pipe 97 connects the ultrafiltration device 69 to the main tank 11.
  • the liquid recirculation circuit 27 thus defines a closed circuit.
  • the various constituent elements of the installation 5 are controlled by a programmable control unit (not shown) which can be part of the installation 5, or external to the installation 5.
  • This programmable control unit is configured, in particular, to manage the changes of state of the valves 23, 55, 81, 85, 89, 95, to control the triggering of the motor 40 and the starting of the hydraulic pump 77, to actuate the prefiltration device 67 and the ultrafiltration device 69.
  • the operation of the sanitary unit 1 is as follows.
  • the motor of the solid/liquid separation filter 25 is then actuated and controls the rotation of the sieve 39.
  • the materials present in the bowl 7 are thus filtered for the first time.
  • the solid matter is routed to the first outlet 45 of the filter 25 and then reaches the evacuation pipe 30 which can be connected to a sewer line.
  • the evacuation pipe 30 can be connected to a sewer line.
  • the liquid materials they pass through the sieve of the separation filter 25 and fall by gravity into the second outlet 49, until they reach the storage tank 71.
  • the hydraulic pump 77 is then actuated, for example after a predetermined time which may for example be between 5 and 10 seconds.
  • the hydraulic pump 77 then extracts the liquid materials from the storage tank 71, thus displacing the liquid materials in the pre-filtration conduit 75.
  • the liquid materials pass through the non-return valve 79 then the pre-filtration valve 81, which is normally open.
  • the drain valve 85 normally closed, prevents the liquid materials from borrowing at this stage the drain pipe 83 connected to the evacuation pipe 30. The liquid materials thus reach the pre-filtration device 67 within which a second filtration is operated.
  • the ultrafiltration valve 89 normally open, allows liquid materials from the prefiltration device 67 to pass through the ultrafiltration conduit 87, while the non-return valve 93 prevents liquid materials from the prefiltration device 67 from entering. take the washing conduit 91. The liquid materials then reach the ultrafiltration device 69, operating a third filtration making it possible to obtain reusable water.
  • the reusable water is then routed through the return pipe 97 to the main tank 11.
  • the installation 5 is sequenced so that the supply valve 23 closes as soon as the flushing system 9 is activated.
  • the supply valve 23 resumes its open state when the filling of the main tank 11 with the reusable water conveyed by the return pipe 97 is finished.
  • the float valve system 24, connected to the supply valve 23, resumes its function when the supply valve 23 is opened.
  • the float valve system thus fills the lack of water in the tank, which may possibly arise due to losses intrinsic to the operation of the sanitary unit.
  • the control unit opens the cleaning valve 55 during the actuation of the flushing system 9 in order to clean the filter 25 solid / liquid separation.
  • the water coming from the water inlet 17 reaches the cleaning nozzle 51 via the cleaning duct 53.
  • the cleaning nozzle 51 thus projects water onto the rotating sieve in order to clean it.
  • the control unit then switches the cleaning valve 55 from its open position to its closed position, for example when the hydraulic pump 77 is started.
  • the assembly formed by the washing pipe 91 and the drain pipe 83 defines a backwashing device for the prefiltration device 67, the operation of which is as follows.
  • the control unit is set to simultaneously switch the state of the washing valve 95, the state of the ultrafiltration valve 89 and the state of the drain valve 85.
  • This change of state is effected for example after a predetermined number of actuations of the flushing system 9.
  • this change of state controlling the actuation of the backwashing device of the prefiltration device 67, intervenes after a cycle of twenty consecutive actuations of the flushing system 9.
  • control unit simultaneously switches the washing valve 95 from its closed state to its open state, the ultrafiltration valve 89 from its open state to its closed state and the drain valve 85 from its closed state to its open state.
  • the water coming from the water inlet 17 consequently flows into the washing conduit 91 then passes through the non-return valve 93 before arriving against the current in the pre-filtration device 67, the valve of ultrafiltration 89 being closed.
  • the water laden with impurities collected in the pre-filtration device 67 then passes through the pre-filtration valve 81, open, then reaches the drain pipe 83 due to the presence of the non-return valve 79 in the pre-filtration pipe 75 and the drain valve 85 in the open position in the drain pipe 83.
  • the dirty water is then routed through the drain pipe 83 to the drain pipe 30 which can be connected to a sewer pipe.
  • the assembly formed by the washing valve 95, the non-return valve 93, the ultrafiltration valve 89, the prefiltration valve 81, the non-return valve 79 and the drain valve 85 defines a direction control assembly.
  • of water circulation arranged in the installation 5 to convey the water from the water inlet 17 to the pre-filtration device 67, then from the pre-filtration device 67 to the evacuation pipe 30.
  • the control unit is set so that the hydraulic pump does not activate until the backwash sequence is complete.
  • the assembly formed by the pre-filtration pipe 75, the hydraulic pump 77 and the emptying pipe 83 defines a device for emptying the tank 71 for storing liquid materials, the operation of which is the next.
  • the control unit is configured to simultaneously switch the state of the pre-filtration valve 81 and the state of the drain valve 85 and to control the starting of the hydraulic pump 77.
  • This change of state is operated for example after a predetermined number of actuations of the flushing system 9.
  • this change of state controlling the actuation of the emptying device of the tank 71 for storing liquid materials , occurs after a cycle of twenty consecutive actuations of the flushing system 9.
  • the start of this cycle is for example triggered off-line from the cycle used to trigger the washing device of the pre-filtration device 67.
  • the emptying of the tank 71 can be complete or partial.
  • control unit simultaneously changes the prefiltration valve 81 from its open state to its closed state and the drain valve 85 from its closed state to its open state and starts the hydraulic pump .
  • the liquid materials coming from the storage tank 71 flow into the pre-filtration conduit 75 then cross the non-return valve 79 before reaching the drain conduit 83, the drain valve 85 being in the open position and the pre-filtration valve being in closed position.
  • the liquid materials are then routed through the drain conduit 83 to the evacuation conduit 30 which can be connected to a sewer line.
  • the assembly formed by the hydraulic pump 77, the non-return valve 79, the pre-filtration valve 81, and the drain valve 85 defines a control assembly for the direction of circulation of the liquid materials, arranged in the installation 5 to convey the liquid materials from the storage tank 71 to the evacuation pipe 30.
  • outlet of conduit 30 is connected to the outlet of filter 25 to use some or all of the drain liquid materials to clean filter 25.
  • a valve may be provided to direct the flow of liquid materials to filter 25. or directly to the sewers.
  • the installation comprises an electronic control unit comprising a computer to manage the operation of the installation, in particular the activation of the pumps and the valves according to the different cycles.
  • it monitors the correct operation of the installation, for example by measuring the flow rate at different points in the circuit, which makes it possible to detect clogging and then trigger a backwash cleaning cycle and/or request maintenance.
  • the control unit can be in communication with a central unit which collects the data of the installation and monitors them and can organize an intervention if the information on the installation so requires.
  • the installation according to the invention has the advantage of being able to be very easily integrated into existing residential or industrial buildings instead of existing WCs, by installing suspended or wall-mounted WCs. It can be installed in construction projects

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Abstract

Une installation (5) de traitement des eaux usées d'un WC (3), comprend un filtre (25) de séparation solide/liquide et un circuit (27) de recirculation de liquide, pour acheminer un liquide depuis ledit filtre jusqu'à un réservoir (11). L'installation (5) est remarquable en ce que le filtre (25) comporte une entrée destinée à être reliée à une cuvette, un module de séparation solide/liquide, une première sortie reliée à un conduit d'évacuation (30) et une deuxième sortie reliée au circuit de recirculation, ledit filtre (25) acheminant les matières solides vers ladite première sortie et les matières liquides vers ladite deuxième sortie, ladite installation étant également remarquable en ce que ledit circuit de recirculation comprend un ensemble de filtration conçu pour rendre réutilisable ledit liquide. L'invention concerne également un ensemble sanitaire (1) comportant une telle installation.

Description

INSTALLATION DE TRAITEMENT DES EAUX USEES D'UN WC ET ENSEMBLE SANITAIRE COMPORTANT UNE TELLE INSTALLATION
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR
La présente invention concerne une installation de traitement des eaux usées d'un WC et un ensemble sanitaire comportant une telle installation.
Dans le domaine des installations sanitaires, la maîtrise de la consommation d'eau est un problème récurrent, l'impact étant à la fois économique et écologique.
En particulier, pour ce qui concerne le domaine toilettes ou water-closets, désignés par l'acronyme « WC » dans la suite de la description, le nombre de personnes ayant accès aux WC à système de chasse d'eau ne cesse de croître dans le monde compte tenu de l'accroissement de la population mondiale. Pour tenter de maîtriser cette consommation, de nombreuses solutions de l'art antérieur visent à réduire le volume d'eau nécessaire au fonctionnement des systèmes de chasse d'eau.
Une autre solution de l'art antérieur est celle visée dans le document US 5 045 188, qui fournit une installation comportant un ensemble sanitaires complet, comportant en outre un WC et un circuit de recirculation de l'eau usée provenant du WC.
Toutefois, cet ensemble présentent plusieurs inconvénients.
Tout d'abord, la conception de l'installation de traitement des eaux usées est particulièrement complexe. Aussi, cette installation comporte une cuve montée sous la cuvette du WC, rendant incompatible son utilisation avec un WC déjà existant.
Ensuite, les matières solides sont récupérées dans un bac destiné à être vidangé manuellement. Il n'existe ainsi pas de raccordement automatique à un conduit d'évacuation des matières solides. Aussi, les filtres utilisés ne garantissent pas l'obtention d'une eau récupérée en sortie du circuit de recirculation de suffisamment bonne qualité
Par ailleurs, l'installation n'est pas raccordée à une arrivée d'eau externe.
Enfin, le fonctionnement du WC n'est pas garanti lors d'une coupure de courant, l'électricité étant nécessaire pour faire fonctionner l'installation. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention vise à pallier les inconvénients ci-dessus, et concerne pour ce faire une installation de traitement des eaux usées d'un WC, comprenant:
- un filtre de séparation solide/liquide destiné à être monté en sortie d'une cuvette de WC, et
- un circuit de recirculation de liquide, agencé pour acheminer un liquide depuis ledit filtre de séparation jusqu'à un réservoir principal dudit WC, ladite installation étant remarquable en ce que le filtre de séparation solide/liquide comporte au moins :
- une entrée, destinée à être reliée à la sortie de la cuvette dudit WC,
- un module de séparation solide/liquide, conçu pour séparer les matières solides des matières liquides,
- une première sortie, destinée à être reliée à l'entrée d'un conduit d'évacuation,
- une deuxième sortie, reliée audit circuit de recirculation de liquide, ledit filtre de séparation étant conçu pour acheminer les matières solides depuis ledit module de séparation vers ladite première sortie et pour acheminer les matières liquides depuis ledit module de séparation vers ladite deuxième sortie, ladite installation étant en outre remarquable en ce que ledit circuit de recirculation de liquide comprend un ensemble de filtration conçu pour rendre réutilisable ledit liquide après le passage dudit liquide dans ledit ensemble de filtration.
Ainsi, en prévoyant d'équiper l'installation de l'invention avec un filtre de séparation solide/liquide comportant une entrée destinée à être reliée à la sortie de la cuvette d'un WC, on autorise le montage de l'installation de l'invention sur un WC déjà existant.
On simplifie alors grandement le montage de l'installation tout en laissant libre le choix du WC à l'utilisateur.
On entend par « eau réutilisable » une eau dont la qualité répond aux normes locales en termes d'utilisation dans les chasses d'eau. Les exigences suivant les pays peuvent varier. L'invention permet par exemple d'obtenir si cela est exigé une eau réutilisable, i.e. adaptée à la consommation, mais il est à noter qu'un tel niveau de qualité n'est pas nécessaire pour assurer la fonction d'une chasse d'eau.
Le coût de fabrication de l'installation est en conséquence optimisé.
Aussi, le fait d'équiper le circuit de recirculation avec un ensemble de filtration conçu pour rendre réutilisable le liquide provenant du filtre de séparation permet de réaliser un circuit fermé, réduisant considérablement la quantité d'eau nécessaire au fonctionnement d'un WC équipé de l'installation de l'invention. Selon des caractéristiques optionnelles de l'installation selon l'invention :
- l'ensemble de filtration du circuit de recirculation de liquide comporte un dispositif de préfiltration et un dispositif d'ultrafiltration, montés en série. Cela permet d'obtenir de manière particulièrement simple un ensemble de filtration conçu pour rendre réutilisable l'eau en sortie du dispositif d'ultrafiltration ;
- dans une réalisation, le filtre de séparation solide/liquide comporte un carter à l'intérieur duquel est monté le module de séparation solide/liquide, et le module de séparation solide/liquide est un tamis rotatif piloté par un moteur électrique ;
- dans une réalisation, le filtre de séparation comporte une buse de nettoyage du tamis rotatif, et l'installation comporte un conduit de nettoyage, relié à l'une de ses extrémités à ladite buse de nettoyage, et destiné à être reliée à l'autre de ses extrémités à une arrivée d'eau. En prévoyant de relier directement le filtre de séparation à une arrivée d'eau, on optimise le nettoyage du filtre de séparation ;
- dans une réalisation, l'installation comporte un réservoir de stockage de matières liquides, alimenté par la deuxième sortie du filtre de séparation, et une pompe hydraulique, agencée pour extraire les matières liquides contenues dans ledit réservoir de stockage ;
- dans une réalisation, l'installation comporte un dispositif de vidange du réservoir de stockage de matières liquides comportant un conduit de préfiltration reliant le réservoir de stockage au dispositif de préfiltration, un conduit de vidange, relié d'une part audit conduit de préfiltration et destiné à être relié d'autre part au conduit d'évacuation, et un ensemble de contrôle du sens de circulation des matières liquides, agencé dans l'installation pour acheminer les matières liquides depuis le réservoir de stockage jusqu'au conduit d'évacuation ;
- dans une réalisation, l'installation comporte un dispositif de lavage à contre-courant du dispositif de préfiltration, comprenant en outre un conduit de préfiltration auquel est relié le dispositif de préfiltration, un conduit de lavage, relié d'une part audit dispositif de préfiltration et destiné à être reliée d'autre part à une arrivée d'eau, un conduit de vidange, relié d'une part audit conduit de préfiltration et destiné à être relié d'autre part au conduit d'évacuation, et un ensemble de contrôle du sens de circulation de l'eau, agencé dans l'installation pour acheminer l'eau depuis une arrivée d'eau jusqu'au dispositif de préfiltration, puis du dispositif de préfiltration jusqu'au conduit d'évacuation ; - dans une réalisation, le réservoir de stockage de matières liquides comporte un capot supérieur présentant un orifice recevant la deuxième sortie du filtre de séparation solide/liquide ;
- dans une réalisation, le filtre de séparation solide/liquide comporte deux bras de fixation du dispositif de préfiltration et du dispositif d'ultrafiltration.
La présente invention concerne également un ensemble sanitaire, remarquable en ce qu'il comprend :
- un WC, comprenant une cuvette et un système de chasse d'eau, ledit système de chasse d'eau comprenant un réservoir principal, ledit réservoir principal étant relié à une arrivée d'eau et à ladite cuvette, et
- une installation selon l'invention, pour le traitement des eaux usées dudit
WC.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement l'ensemble sanitaire selon l'invention, en vue isométrique arrière.
La figure 2 illustre le filtre de séparation solide/liquide de l'invention. La figure 3 est un agrandissement de la zone III de la figure 2.
La figure 4 est un agrandissement de la zone IV de la figure 2.
La figure 5 représente schématiquement l'ensemble sanitaire de l'invention, en vue isométrique arrière.
La figure 6 est un schéma hydraulique de l'ensemble sanitaire de l'invention.
La figure 7 montre une réalisation de l'agencement entre le filtre de séparation solide/liquide et le réservoir de stockage de l'installation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION
Sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d’organes identiques ou analogues.
On se réfère à la figure 1 représentant schématiquement un ensemble sanitaire 1 selon l'invention, en vue isométrique arrière.
L'ensemble sanitaire 1 comprend un water-closet 3, désigné dans la suite de la description et aux revendications par l'acronyme « WC », et une installation 5 de traitement des eaux usées du WC 3. Le WC 3 comprend une cuvette 7 et un système de chasse d'eau 9. Le système de chasse d'eau 9 comprend de façon connue un réservoir principal 11, pouvant être supporté par un bâti 13 monté en arrière d'une cloison 15 séparant la cuvette 7 du système de chasse d'eau 9, ce dernier étant non visible par un utilisateur. Le réservoir principal 11 est relié d'une part à une arrivée d'eau 17 par un conduit d'arrivée d'eau 19, et d'autre part à la cuvette 7 via un conduit d'écoulement 21. Une vanne d'alimentation 23, par exemple une vanne hydraulique à commande électrique, est montée sur le conduit d'arrivée d'eau 19 afin de piloter l'alimentation en eau du réservoir principal 11 par l'arrivée d'eau 17.
Le réservoir principal 11 renferme un système de robinet flotteur 24, non visible à la figure 1 mais représenté à la figure 6, dont son fonctionnement est bien connu de l'homme du métier. Lorsque le système de chasse d'eau 9 est actionné, un clapet situé au fond du réservoir principal 11 s'ouvre, libérant l'eau contenue dans le réservoir principal 11, qui s'écoule dans la cuvette 7 via le conduit d'écoulement 21. Le système de robinet flotteur détecte alors la baisse du niveau d'eau dans le réservoir principal 11 et ouvre l'arrivée d'eau 17 jusqu'à ce que l'eau atteigne un niveau prédéterminé initialement défini lors de l'installation du WC.
Selon l'invention, l'installation 5 de traitement des eaux usées du WC 3 comporte un filtre 25 de séparation solide/liquide et un circuit 27 de recirculation de liquide.
Le filtre 25 de séparation solide/liquide est relié à une sortie 29 de la cuvette 7 et s'interface entre la sortie 29 et un conduit d'évacuation 30, non représenté à la figure 1 mais visible à la figure 6, pouvant être relié à une canalisation d'égout. Le filtre 25 de séparation solide/liquide est conçu pour séparer les matières solides des matières liquides chassées de la cuvette 7 lors de l'actionnement du système de chasse d'eau 9. Le filtre 25 de séparation solide/liquide relie, d'une part, la sortie 29 de la cuvette 7 au conduit d'évacuation 30, et relie d'autre part la sortie 29 au circuit 27 de recirculation de liquide. De par sa conception, le filtre 25 de séparation solide/liquide sépare les matières solides des matières liquides qui l'alimentent puis achemine les matières solides dans le conduit d'évacuation 30 et les matières liquides dans le circuit 27 de recirculation de liquide.
On se réfère à la figure 2 donnant un exemple de réalisation du filtre 25 de séparation solide/liquide.
Le filtre 25 de séparation solide/liquide comporte un carter 31 à l'intérieur duquel est monté un module 33 de séparation solide/liquide. Le carter 31 comprend en fait deux demi-carters, par exemple moulés et assemblés entre eux. A la figure 2, seulement un des deux demi-carters est représenté afin de laisser apparaître l'intérieur du filtre 25.
Le filtre 25 comporte une entrée 35 reliée à la sortie 29 de la cuvette 7 du WC 3, agissant comme un déversoir débouchant dans le module 33 de séparation solide/liquide. A cet effet, l'entrée 35 comporte une pente 37 permettant l'écoulement des matières solides et liquides depuis la cuvette 7 jusqu'au module 33 de séparation solide/liquide.
Selon l'exemple de réalisation du filtre 25 donné à la figure 2, le module 33 de séparation solide/liquide est réalisé par un tamis rotatif 39, piloté par l'intermédiaire d'un moteur 40 non représenté à la figure 2 mais visible à la figure 6, par exemple un moteur électrique. Le tamis rotatif 39 comporte une grille 41 cylindrique entraînée en rotation autour d'un axe de rotation 43 par le moteur électrique.
La rotation de la grille cylindrique entraîne un déplacement des matières solides depuis l'entrée 35 jusqu'à une première sortie 45 du filtre 25 de séparation solide/liquide. La première sortie 45 est reliée au conduit d'évacuation 30 (visible à la figure 6), qui peut être relié à une canalisation d'égout. La première sortie 45 comporte une pente 47 permettant l'écoulement des matières solides depuis le module 33 de séparation solide/liquide jusqu'au conduit d'évacuation 30.
Le filtre 25 de séparation solide/liquide comporte une deuxième sortie 49 qui est reliée au circuit 27 de recirculation de liquide (visible à la figure 1). Le filtre 25 de séparation solide/liquide est conçu pour acheminer les matières liquides depuis le module 33 de séparation vers la deuxième sortie 49. Pour ce faire, la deuxième sortie 49 est positionnée sous la grille 41 cylindrique, de sorte que la matière liquide provenant de l'entrée 35 s'écoule par gravité à travers la grille 41, depuis l'entrée 35 jusqu'à la deuxième sortie 49, et alimente le circuit 27 de recirculation de liquide (visible à la figure 1).
A noter que le module 33 de séparation solide/liquide peut être réalisé par tout dispositif de séparation connu de l'homme du métier apte à séparer les matières solides des matières liquides, notamment par exemple un dispositif centrifugeur.
Le filtre 25 de séparation solide/liquide peut comporter une buse de nettoyage 51 reliée à l'arrivée d'eau 17 (visible à la figure 1) par l'intermédiaire d'un conduit de nettoyage 53, reliant la buse de nettoyage 51 à l'arrivée d'eau 17. Une vanne de nettoyage 55 (visible à la figure 1), par exemple une vanne hydraulique à commande électrique, est montée sur le conduit de nettoyage 53 afin de piloter l'alimentation en eau de la buse de nettoyage 51 par l'arrivée d'eau 17. La buse de nettoyage 51 est montée à l'intérieur du tamis rotatif 39. Comme représenté à la figure 3 où est illustré un agrandissement de la zone III de la figure 2, la buse de nettoyage 51 est fixée à un arbre 57 du module de filtration et est de forme générale cylindrique. La buse 51 comporte un ensemble d'orifices 59 répartis sur la circonférence de la buse 51 pour projeter de l'eau sur le tamis rotatif afin de le nettoyer.
Dans une réalisation du filtre 33 de séparation solide/liquide donnée à la figure 4, le carter 31 comporte en sa partie intérieure une rampe de raclage 61 agencée entre la première sortie 45 et la deuxième sortie 49. De la sorte, lorsque le tamis 39 est entraîné en rotation par le moteur, les matières solides qui demeurent sur une paroi externe 63 du tamis au moment où le tamis rencontre la rampe de raclage 61 sont déversées dans la première sortie 45, afin d'être acheminées dans le conduit d'évacuation.
Selon un autre exemple, le filtre 25 comporte une mini-centrifugeuse, ou un tapis filtrant ou un filtre à Tamis rotatif, de type tambour ou un filtre à tamis fixe.
On se réfère à présent aux figures 5 et 6, illustrant respectivement l'ensemble sanitaire 1 en vue isométrique arrière et un schéma hydraulique de cet ensemble sanitaire, pour décrire le circuit 27 de recirculation de liquide de l'installation 5.
Le circuit 27 de recirculation de liquide est agencé dans l'installation pour acheminer le liquide issu du filtre 25 de séparation solide/liquide jusqu'au réservoir principal 11 du WC 3, ceci afin de permettre de réutiliser la matière liquide récupérée par le filtre 25.
A cet effet, le circuit 27 de recirculation de liquide comporte un ensemble de filtration 65 conçu pour rendre réutilisable le liquide issu du filtre 25 de séparation solide/liquide à l'issue du passage du liquide dans l'ensemble de filtration 65.
A cette fin, l'ensemble de filtration 65 comporte un dispositif de préfiltration 67 et un dispositif d'ultrafiltration 69, montés en série l'un par rapport à l'autre.
Le dispositif de préfiltration 67 assure une première filtration de la matière liquide à assainir issue du filtre 25 de séparation solide/liquide.
A titre d'exemple, le dispositif de préfiltration 67 comporte un filtre à cartouches, tel que celui utilisé dans les piscines. Un tel filtre assure la filtration de particules de taille minimale égale à 50 micromètres, c'est-à-dire que ce filtre ne retient pas les particules présentant une taille inférieure à 50 micromètres. De préférence, le filtre assure une filtration de particules de taille minimale égale à 5 micromètres. Le filtre est par exemple un filtre à cartouche plissé, soit en polypropylène 5 micromètres, soit en polyester 5 micromètres. En variante le filtre est filtre à média filtrant. Il peut être un filtre à média filtrant chargé adapté à la filtration de particules de taille minimale égale à 5 micromètres. En variante, le filtre à média filtrant est un filtre à charbon actif filtrant des particules de taille minimale égale à 5 micromètres. Tout autre type de filtre adapté les particules contenues dans le liquide et permettant de rendre celui-ci utilisable ne sort pas du cadre de la présente demande.
Le dispositif d'ultrafiltration 69 assure quant à lui une deuxième filtration de la matière liquide à assainir, issue du filtre 25 de séparation solide/liquide puis du dispositif de préfiltration 67.
Le dispositif d'ultrafiltration 69 peut être obtenu par un ultrafiltre à membrane, tel que celui utilisé dans le domaine agroalimentaire et dans le domaine médical pour la filtration du sang.
Par exemple, le dispositif d'ultrafiltration comporte un filtre à cartouche plissé, soit en polypropylène capable de filtrer des particules de taille minimales 0,2 micromètres, soit formant une membrane en fibres de verre capable de filtrer des particules de taille minimales 0,2 micromètres, soit en polyester capable de filtrer des particules de taille minimales 0,2 micromètres. En variante le dispositif d'ultrafiltration comporte en plus ou à la place un traitement à l'ozone et ou un dispositif à osmose inversée.
De manière préférée, le filtre 25 est un filtre à tamis rotatif, le filtre du dispositif de préfiltration 65 est un filtre à charbon actif 5 micromètre et le dispositif d'ultrafiltration comporte un filtre à membrane de type cartouche plissée 0,2 micromètres.
Il a été constaté que lorsque la matière liquide issue du filtre 25 de séparation solide/liquide traverse d'abord le dispositif de préfiltration 67 puis le dispositif d'ultrafiltration 69, la matière liquide qui en ressort est une eau réutilisable répondant aux normes sanitaires en vigueur dans les pays les plus stricts.
L'eau issue de l'ensemble de filtration 65 peut ainsi être acheminée jusqu'au réservoir principal 11 du WC 3.
Le circuit 27 de recirculation de liquide est agencé dans l'installation 5 pour acheminer la matière liquide issue du filtre 25 de séparation solide/liquide jusqu'au réservoir principal 11 après avoir traversé l'ensemble de filtration 65.
L'installation 5 comporte un réservoir 71 de stockage de matières liquides, monté en sortie du filtre 25 de séparation solide/liquide et alimenté en matières liquides par la deuxième sortie 49 du filtre 25 de séparation. Comme illustré à la figure 7, le réservoir 71 de stockage de matières liquides peut présenter une forme générale de parallélépipède et comporte un capot supérieur 66 présentant un orifice 68 dimensionné pour recevoir la deuxième sortie du filtre 25 de séparation solide/liquide. Le filtre 25 de séparation solide/liquide peut quant à lui comporter deux bras de fixation 70, 72 permettant de fixer respectivement le dispositif de préfiltration 67 et le dispositif d'ultrafiltration 69.
On se réfère à nouveau aux figures 5 et 6.
La contenance du réservoir 71 de stockage est préférentiellement supérieure à celle du réservoir principal 11. La présence du réservoir de stockage d'une telle contenance, directement reliée à la deuxième sortie 49 du filtre 25 de séparation, permet d'utiliser en partie l'installation de l'invention lorsque l'installation n'est pas branchée sur le secteur électrique, par exemple en cas de coupure d'électricité. En effet, lors d'une coupure de courant, le filtre 25 de séparation, entraîné par un moteur électrique, ne fonctionnerait plus. Toutefois, les matières solides continuent de glisser, moins rapidement, par gravité, depuis l'entrée 35 du filtre de séparation jusqu'à la première sortie 45, alors que les matières liquides continuent de tomber par gravité dans la deuxième sortie 49 du filtre de séparation, qui les achemine jusqu'au réservoir 71 de stockage où sont stockées les matières liquides pendant la durée de la coupure d'électricité. En complément, le réservoir 71 de stockage peut comporter deux conduits de trop-plein 73, reliés à la deuxième sortie 49 du filtre 25 de séparation. Cela permet d'acheminer les matières liquides jusqu'au conduit d'évacuation 30 pouvant être relié à une canalisation d'égout, dans cas où la coupure d'électricité se prolonge.
L'acheminement de la matière liquide depuis le réservoir 71 de stockage jusqu'à l'entrée de l'ensemble de filtration 65 est opéré par l'intermédiaire d'un conduit de préfiltration 75 reliant le réservoir 71 de stockage au dispositif de préfiltration 67.
Une pompe hydraulique 77 montée sur le conduit de préfiltration 75 permet l'extraction des matières liquides du réservoir 71 de stockage afin qu'elles soient déplacées dans le conduit de préfiltration 75.
La pompe hydraulique 77 est choisie de sorte que la pression avec laquelle les matières liquides extraites du réservoir 71 de stockage traversent les dispositifs de préfiltration 67 et d'ultrafiltration 69 soit suffisante à leurs bons fonctionnements. Afin de réduire le dimensionnement de la pompe hydraulique 77, il peut être envisagé de monter une pompe hydraulique complémentaire en sortie du dispositif d'ultrafiltration 69. En sortie de la pompe hydraulique 77 est monté un clapet anti-retour 79 autorisant le passage d'un fluide depuis la pompe hydraulique 77 vers le dispositif de préfiltration 67.
Une vanne de préfiltration 81, par exemple une vanne hydraulique à commande électrique, peut optionnellement être montée sur le conduit de préfiltration 75, entre la pompe hydraulique 79 et le dispositif de préfiltration 67.
Un conduit de vidange 83, monté entre le clapet anti-retour 79 et la vanne de préfiltration 81, relie le conduit de préfiltration 75 au conduit d'évacuation 30. Une vanne de vidange 85, par exemple une vanne hydraulique à commande électrique, est montée sur le conduit de vidange 83.
Un conduit d'ultrafiltration 87 relie par ailleurs le dispositif de préfiltration 67 au dispositif d'ultrafiltration 69, monté en série par rapport au dispositif de préfiltration 67, de façon à acheminer la matière liquide depuis le dispositif de préfiltration 67 jusqu'au dispositif d'ultrafiltration 69.
Une vanne de d'ultrafiltration 89, par exemple une vanne hydraulique à commande électrique, peut être montée sur le conduit d'ultrafiltration 87, entre le dispositif de préfiltration 67 et le dispositif d'ultrafiltration 69.
Un conduit de lavage 91, monté entre le dispositif de préfiltration 67 et la vanne d'ultrafiltration 89, relie le dispositif de préfiltration 67 à l'arrivée d'eau 17.
Sur le conduit de lavage 91 sont montés un clapet anti-retour 93 et une vanne de lavage 95, par exemple une vanne hydraulique à commande électrique. Le clapet anti-retour 93 est monté dans le conduit de lavage 91 de façon à autoriser le passage d'un fluide depuis l'arrivée d'eau 17 jusqu'au conduit d'ultrafiltration 87.
Enfin, un conduit de retour 97 relie le dispositif d'ultrafiltration 69 au réservoir principal 11. Le circuit 27 de recirculation de liquide définit ainsi un circuit fermé.
Les différents éléments constitutifs de l'installation 5 sont pilotés par une unité de commande programmable (non représentée) pouvant faire partie de l'installation 5, ou externe à l'installation 5. Cette unité de commande programmable est paramétrée, notamment, pour gérer les changements d'états des vannes 23, 55, 81, 85, 89, 95, pour commander le déclenchement du moteur 40 et la mise en marche de la pompe hydraulique 77, pour actionner le dispositif de préfiltration 67 et le dispositif d'ultrafiltration 69.
Le fonctionnement de l'ensemble sanitaire 1 est le suivant.
Lorsqu'un utilisateur actionne le système de chasse 9, l'eau contenue dans le réservoir principal 11 s'écoule par le conduit d'écoulement 21 dans la cuvette 7. Les matières présentes dans la cuvette sont extraites de la cuvette 7 par la sortie 29.
Le moteur du filtre 25 de séparation solide/liquide est alors actionné et pilote la rotation du tamis 39. Les matières présentes dans la cuvette 7 sont ainsi filtrées une première fois. Les matières solides sont acheminées jusqu'à la première sortie 45 du filtre 25 puis gagnent le conduit d'évacuation 30 pouvant être relié à une canalisation d'égout. Les matières liquides traversent quant à elles le tamis du filtre 25 de séparation et tombent par gravité dans la deuxième sortie 49, jusqu'à atteindre le réservoir 71 de stockage.
La pompe hydraulique 77 est ensuite actionnée, par exemple au bout d'une durée prédéterminée pouvant par exemple être comprise entre 5 et 10 secondes. La pompe hydraulique 77 extrait alors les matières liquides du réservoir 71 de stockage, déplaçant ainsi les matières liquides dans le conduit de préfiltration 75. Les matières liquides traversent le clapet anti-retour 79 puis la vanne de préfiltration 81, normalement ouverte. La vanne de vidange 85, normalement fermée, empêche que les matières liquides n'empruntent à ce stade le conduit de vidange 83 relié au conduit d'évacuation 30. Les matières liquides atteignent ainsi le dispositif de préfiltration 67 au sein duquel une deuxième filtration est opérée.
La vanne d'ultrafiltration 89, normalement ouverte, autorise le passage dans le conduit d'ultrafiltration 87 des matières liquides provenant du dispositif de préfiltration 67, tandis que le clapet anti-retour 93 interdit aux matières liquides provenant du dispositif de préfiltration 67 d'emprunter le conduit de lavage 91. Les matières liquides gagnent ensuite le dispositif d'ultrafiltration 69, opérant une troisième filtration permettant d'obtenir une eau réutilisable.
L'eau réutilisable est ensuite acheminée via le conduit de retour 97 jusqu'au réservoir principal 11.
L'installation 5 est séquencée de façon à ce que la vanne d'alimentation 23 se ferme dès que le système de chasse 9 est actionné. La vanne d'alimentation 23 reprend son état ouvert lorsque le remplissage du réservoir principal 11 par l'eau réutilisable acheminée par le conduit de retour 97 est terminé. Le système de robinet flotteur 24, relié à la vanne d'alimentation 23, reprend sa fonction lorsque la vanne d'alimentation 23 est ouverte. Le système de robinet flotteur comble ainsi le manque d'eau dans le réservoir, pouvant éventuellement survenir en raison de pertes intrinsèques au fonctionnement de l'ensemble sanitaire.
Selon une disposition de l'invention, l'unité de commande ouvre la vanne de nettoyage 55 lors de l'actionnement du système de chasse 9 afin de nettoyer le filtre 25 de séparation solide/liquide. De la sorte, l'eau provenant de l'arrivée d'eau 17 gagne la buse de nettoyage 51 via le conduit de nettoyage 53. La buse de nettoyage 51 projette ainsi de l'eau sur le tamis en rotation afin de le nettoyer. L'unité de commande commute ensuite la vanne de nettoyage 55 de sa position ouverte vers sa position fermée par exemple lorsque la pompe hydraulique 77 est mise en marche.
Selon une autre disposition de l'invention, l'ensemble formé par le conduit de lavage 91 et le conduit de vidange 83 définit un dispositif de lavage à contre-courant du dispositif de préfiltration 67, dont le fonctionnement est le suivant.
L'unité de commande est paramétrée pour commuter simultanément l'état de la vanne de lavage 95, l'état de la vanne d'ultrafiltration 89 et l'état de la vanne de vidange 85.
Ce changement d'état est opéré par exemple après un nombre prédéterminé d'actionnement du système de chasse 9. A titre d'exemple, ce changement d'état, commandant l'actionnement du dispositif de lavage à contre- courant du dispositif de préfiltration 67, intervient après un cycle de vingt actionnements consécutifs du système chasse 9.
Lors de ce changement d'état, l'unité de commande fait passer simultanément la vanne de lavage 95 de son état fermé vers son état ouvert, la vanne d'ultrafiltration 89 de son état ouvert vers son état fermé et la vanne de vidange 85 de son état fermé vers son état ouvert.
L'eau provenant de l'arrivée d'eau 17 s'écoule en conséquence dans le conduit de lavage 91 puis traverse le clapet anti-retour 93 avant d'arriver à contre- courant dans le dispositif de préfiltration 67, la vanne d'ultrafiltration 89 étant fermée.
L'eau chargée en impuretés recueillies dans le dispositif de préfiltration 67 traverse alors la vanne de préfiltration 81, ouverte, puis gagne le conduit de vidange 83 en raison de la présence du clapet anti-retour 79 dans le conduit de préfiltration 75 et de la vanne de vidange 85 en position ouverte dans le conduit de vidange 83. L'eau sale est alors acheminée par le conduit de vidange 83 jusqu'au conduit d'évacuation 30 pouvant être relié à une canalisation d'égout.
L'ensemble formé par la vanne de lavage 95, le clapet anti-retour 93, la vanne d'ultrafiltration 89, la vanne de préfiltration 81, le clapet anti-retour 79 et la vanne de vidange 85 définit un ensemble de contrôle du sens de circulation de l'eau, agencé dans l'installation 5 pour acheminer l'eau depuis l'arrivée d'eau 17 jusqu'au dispositif de préfiltration 67, puis du dispositif de préfiltration 67 jusqu'au conduit d'évacuation 30. L'unité de commande est paramétrée de sorte la pompe hydraulique ne s'active pas tant que la séquence de nettoyage à contre-courant n'est pas terminée.
Le fait de prévoir un nettoyage régulier du filtre 25 de séparation solide/liquide et du dispositif de préfiltration 67 permet d'optimiser la longévité de l'installation 5. En outre, cela permet de garantir une qualité optimale des opérations de filtration. La quantité d'eau utilisée pour mettre en oeuvre les étapes de nettoyage du filtre 25 de séparation solide/liquide et de lavage à contre-courant du dispositif de préfiltration 67 est négligeable quant à l'économie réalisée par l'installation 5.
Selon encore une autre disposition de l'invention, l'ensemble formé par le conduit de préfiltration 75, la pompe hydraulique 77 et le conduit de vidange 83 définit un dispositif de vidange du réservoir 71 de stockage de matières liquides, dont le fonctionnement est le suivant.
L'unité de commande est paramétrée pour commuter simultanément l'état de la vanne de préfiltration 81 et l'état de la vanne de vidange 85 et pour commander la mise en marche de la pompe hydraulique 77.
Ce changement d'état est opéré par exemple après un nombre prédéterminé d'actionnement du système de chasse 9. A titre d'exemple, ce changement d'état, commandant l'actionnement du dispositif de vidange du réservoir 71 de stockage de matières liquides, intervient après un cycle de vingt actionnements consécutifs du système chasse 9. Le début de ce cycle est par exemple déclenché en différé du cycle utilisé pour déclencher le dispositif de lavage du dispositif de préfiltration 67.
La vidange du réservoir 71 peut être complète ou partielle.
Lors de ce changement d'état, l'unité de commande fait passer simultanément la vanne de préfiltration 81 de son état ouvert vers son état fermé et la vanne de vidange 85 de son état fermé vers son état ouvert et met en marche la pompe hydraulique.
Les matières liquides provenant du réservoir 71 de stockage s'écoulent dans le conduit de préfiltration 75 puis traversent le clapet anti-retour 79 avant de gagner le conduit de vidange 83, la vanne de vidange 85 étant en position ouverte et la vanne de préfiltration étant en position fermée. Les matières liquides sont alors acheminées par le conduit de vidange 83 jusqu'au conduit d'évacuation 30 pouvant être relié à une canalisation d'égout.
L'ensemble formé par la pompe hydraulique 77, le clapet anti-retour 79, la vanne de préfiltration 81, et la vanne de vidange 85 définit un ensemble de contrôle du sens de circulation des matières liquides, agencé dans l'installation 5 pour acheminer les matières liquides depuis le réservoir 71 de stockage jusqu'au conduit d'évacuation 30.
Selon un autre exemple, la sortie du conduit 30 est connecté à la sortie du filtre 25 pour utiliser tout ou partie des matières liquides de vidange pour nettoyer le filtre 25. Une vanne peut être prévue pour diriger le flux des matières liquides vers le filtre 25 ou directement vers les égouts.
De manière très avantageuse, l'installation comporte une unité de contrôle électronique comportant un calculateur pour gérer le fonctionnement de l'installation, notamment l'activation des pompes et des vannes suivant les différents cycles. En outre elle assure une surveillance du bon fonctionnement de l'installation, par exemple en mesurant le débit en différents points du circuit, ce qui permet de détecter un colmatage et de déclencher alors un cycle de nettoyage à contre-courant et/ou de demander une maintenance.
L'unité de contrôle peut être en communication avec une unité centrale qui collecte les données de l'installation et assure un suivi de celles-ci et peut organiser une intervention si les informations sur l'installation le requéraient.
L'installation selon l'invention présente l'avantage de pouvoir être très facilement intégrée dans des bâtiments d'habitations ou industriels existants en lieu et place des WC existants, en mettant en des WC suspendus ou muraux. Elle peut être installée dans des projets de constructions
Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de cette installation de traitement des eaux usées d'un WC et de cet ensemble sanitaire, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation (5) de traitement des eaux usées d'un WC (3), comprenant:
- un filtre (25) de séparation solide/liquide destiné à être monté en sortie d'une cuvette (7) de WC (3), et
- un circuit (27) de recirculation de liquide, agencé pour acheminer un liquide depuis ledit filtre (25) de séparation solide/liquide jusqu'à un réservoir principal (11) dudit WC (3), le filtre (25) de séparation solide/liquide comportant au moins :
- une entrée (35), destinée à être reliée à la sortie de la cuvette (7) dudit WC
(3),
- un module (33) de séparation solide/liquide, configuré pour séparer les matières solides des matières liquides,
- une première sortie (45), destinée à être reliée à l'entrée d'un conduit d'évacuation (30),
- une deuxième sortie (49), reliée audit circuit (27) de recirculation de liquide, ledit filtre (25) de séparation solide/liquide étant configuré pour acheminer les matières solides depuis ledit module (33) de séparation solide/liquide vers ladite première sortie (45) et pour acheminer les matières liquides depuis ledit module (33) de séparation solide/liquide vers ladite deuxième sortie (49), ledit circuit (27) de recirculation de liquide comprenant un ensemble de filtration (65) configuré pour rendre réutilisable ledit liquide lors du passage dudit liquide dans ledit ensemble de filtration (65), l'ensemble de filtration (65) du circuit (27) de recirculation de liquide comportant un dispositif de préfiltration (67) et un dispositif d'ultrafiltration (69), montés en série, et ladite installation comportant également un dispositif de lavage à contre-courant du dispositif de préfiltration (67) comportant une entrée d'alimentation destinée à être connectée à une arrivée d'eau et une sortie d'évacuation destinée à être connectée à un conduit d'alimentation, ledit dispositif de lavage à contre-courant étant configuré pour faire circuler l'eau à contre-courant dans le dispositif de préfiltration.
2. Installation (5) selon l'une des revendications 1, caractérisée en ce que le filtre (25) de séparation solide/liquide comporte un carter (31) à l'intérieur duquel est monté le module (33) de séparation solide/liquide, et en ce que le module (33) de séparation solide/liquide est un tamis rotatif (39) piloté par un moteur électrique (40). 3. Installation (5) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le filtre (25) de séparation comporte une buse de nettoyage (51) du tamis rotatif (39), ladite installation (5) étant en outre caractérisée en ce qu'elle comporte un conduit de nettoyage (53), relié à l'une de ses extrémités à ladite buse de nettoyage (51), et destiné à être reliée à l'autre de ses extrémités à une arrivée d'eau (17).
4. Installation (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- un réservoir (71) de stockage de matières liquides, alimenté par la deuxième sortie (49) du filtre (25) de séparation solide/liquide, et
- une pompe hydraulique (77), agencée pour extraire les matières liquides contenues dans ledit réservoir (71) de stockage de matières liquides.
5. Installation (5) selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de vidange du réservoir (71) de stockage de matières liquides comportant :
- un conduit de préfiltration (75) reliant le réservoir (71) de stockage de matières liquides au dispositif de préfiltration (67),
- un conduit de vidange (83), relié d'une part audit conduit de préfiltration (75) et destiné à être relié d'autre part au conduit d'évacuation (30),
- un ensemble de contrôle du sens de circulation des matières liquides, agencé dans l'installation (5) pour acheminer les matières liquides depuis le réservoir (71) de stockage de matières liquides jusqu'au conduit d'évacuation (30).
6. Installation (5) selon l'une des revendications 1 à 5, comportant des moyens pour conecter provisoirement la sortie du conduit d'évacuation au filtre (25) de séparation.
7. Installation (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le dispositif de lavage à contre-courant du dispositif de préfiltration (67)comprenant en outre :
- un conduit de préfiltration (75) auquel est relié le dispositif de préfiltration
(67),
- un conduit de lavage, relié d'une part audit dispositif de préfiltration (67) et destiné à être reliée d'autre part à une arrivée d'eau (17), - un conduit de vidange (83), relié d'une part audit conduit de préfiltration (75) et destiné à être relié d'autre part au conduit d'évacuation (30),
- un ensemble de contrôle du sens de circulation de l'eau, agencé dans l'installation (5) pour acheminer l'eau depuis une arrivée d'eau (17) jusqu'au dispositif de préfiltration (67), puis du dispositif de préfiltration (67) jusqu'au conduit d'évacuation (30).
8. Installation (5) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le réservoir (71) de stockage de matières liquides comporte un capot supérieur (66) présentant un orifice (68) recevant la deuxième sortie (49) du filtre (25) de séparation solide/liquide.
9. Installation (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le filtre (25) de séparation solide/liquide comporte deux bras de fixation du dispositif de préfiltration (67) et du dispositif d'ultrafiltration (69).
10. Ensemble sanitaire (1), caractérisé en ce qu'il comprend :
- un WC (3), comprenant une cuvette (7) et un système de chasse d'eau (9), ledit système de chasse d'eau (9) comprenant un réservoir principal (11), ledit réservoir principal (11) étant relié à une arrivée d'eau (17) et à ladite cuvette (7), et
- une installation (5) de traitement des eaux usées dudit WC (3), obtenue selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, le conduit de recirculation étant connecté au réservoir principal (11) du WC.
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