FR2764818A1 - METHOD AND DEVICES FOR CLEANING FILTERS - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une manière générale la filtration sur des éléments filtrants, de liquides contenant des matières en suspension, notamment des boues activées d'eaux résiduaires. The present invention relates generally to the filtration on filter elements, of liquids containing suspended matter, in particular activated sludge from waste water.
Les éléments filtrants de tels filtres peuvent être constitués par des toiles, des membranes, des matériaux filtrants, frittés, plastiques ou métalliques qui se colmatent rapidement lors de la fittration en formant sur l'élément filtrant un gâteau qui est constitué des particules séparées de l'eau sur ledit élément. Dans certains cas sèvères, boues activées par exemple, un tel colmatage se produit en quelques minutes. II est donc nécessaire de prévoir un dispositif de décolmatage périodique des éléments filtrants afin de pouvoir assurer une filtration selon un mode pratiquement continu. La présente invention se propose d'apporter des perfectionnements à cette technique de décolmatage des filtres. The filter elements of such filters can consist of cloths, membranes, filter materials, sintered, plastic or metal which clog quickly during the fittration by forming on the filter element a cake which consists of particles separated from the on said element. In some severe cases, activated sludge for example, such clogging occurs within a few minutes. It is therefore necessary to provide a device for periodically unclogging the filter elements in order to be able to ensure filtration in a practically continuous mode. The present invention proposes to provide improvements to this filter unclogging technique.
A l'heure actuelle, les solutions connues de décolmatage sont les suivantes:
- rétrolavage à l'eau in situ c'est-à-dire par passage au travers de l'élément filtrant d'un flux d'eau propre circulant à contre courant du liquide à filtrer;
- rétrolavage à l'eau sur l'élément filtrant dénoyé en utilisant un jet sous pression
- lavage mécanique (par exemple à l'aide de brosses) pouvant être combiné avec une technique de lavage par jet sous pression;
- rétrolavage à l'air, avec éventuellement un effet de pulsation.At present, the known unclogging solutions are the following:
- Backwashing with water in situ, that is to say by passing through the filter element a stream of clean water circulating against the current of the liquid to be filtered;
- backwashing with water on the drained filter element using a pressurized jet
- mechanical washing (for example using brushes) which can be combined with a pressure jet washing technique;
- backwashing with air, possibly with a pulsating effect.
Ces techniques classiques présentent un certain nombre d'inconvénients et de limites pouvant être résumés de la façon suivante:
- Rétrolavage à l'eau in situ:
consommation d'eau importante, nécessité de forts débits instantanés donc de pompes et de tuyauteries importantes, par conséquent coûteuses, la limitation des volumes d'eau utilisés passe parfois par la mise en place de vannes d'isolement ultrarapides donc coûteuses.These conventional techniques have a certain number of drawbacks and limits which can be summarized as follows:
- Backwashing with water in situ:
significant water consumption, need for high instantaneous flow rates, therefore large pumps and pipes, which are therefore expensive, limiting the volumes of water used sometimes involves installing ultra-fast isolation valves which are therefore expensive.
- Rétrolavage à l'eau sur élément filtrant dénoyé (lavage par jets):
nécessité de dénoyer l'élément filtrant ce qui oblige à prévoir des pompes et/ou des vannes ou des dispositifs mécaniques, voire de rendre mobile cet élément filtrant (par exemple tambour filtrant, filtre sous vide, etc...);
- Lavage mécanique (brosses) combiné ou non avec lavage par jets:
équipements mécaniques importants, encombrement global élevé (par exemple technique des filtres à tambour rotatif.- Backwashing with water on a dewatered filter element (washing by jets):
need to dewater the filter element which requires the provision of pumps and / or valves or mechanical devices, or even to make this filter element mobile (for example filter drum, vacuum filter, etc.);
- Mechanical washing (brushes) combined or not with washing by jets:
large mechanical equipment, high overall dimensions (for example technical rotary drum filters.
- Rétrolavage à l'air (avec effet du pulsation ou non):
difficultés de répartition de l'air: - sur des éléments filtrants (par exemple des toiles) immergés de grande taille (la différence de hauteur entre le point le plus haut et le point le plus bas de l'élément filtrant à laver doit être bien inférieure à la perte de charge de l'air au travers de cet élément, compte-tenu des effets de l'écart de densité entre l'eau et l'air); - entre éléments filtrants disposés en parallèle, à des profondeurs différentes (effets de l'écart de densité entre l'eau et l'air).- Backwashing in air (with pulsation effect or not):
Difficulties in distributing the air: - on large submerged filter elements (for example cloths) (the difference in height between the highest point and the lowest point of the filter element to be washed must be less than the pressure drop of the air through this element, taking into account the effects of the density difference between water and air); - between filter elements arranged in parallel, at different depths (effects of the density difference between water and air).
La présente invention se propose d'apporter une technique de lavage de filtre ne comportant pas les inconvénients des solutions antérieures rappelées ci-dessus, les problèmes techniques à résoudre par l'invention étant principalement les suivants:
- supprimer tout dispositif mécanique;
- effectuer le lavage avec une consommation faible de liquide de lavage;
- réduire l'encombrement des conduites de fluide de lavage;
- réduire la puissance nécessaire au lavage.The present invention proposes to provide a filter washing technique which does not have the drawbacks of the previous solutions mentioned above, the technical problems to be solved by the invention being mainly the following:
- remove any mechanical device;
- wash with a low consumption of washing liquid;
- reduce the size of the washing fluid lines;
- reduce the power required for washing.
Ce problème est résolu par l'invention en premier lieu par un procédé de rétrolavage de filtres pour liquide contenant des matières en suspension, notamment pour boues activées d'eaux résiduaires selon lequel les filtres, comportant des éléments filtrants tels que des toiles, membranes, matériaux filtrants frittés plastiques ou métalliques, sont décolmatés périodiquement par circulation d'un liquide de lavage à contre-courant du liquide à filtrer, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives consistant à:
a) stocker de l'eau de rétrolavage ou de décolmatage, constituée par de l'eau filtrée, dans une enceinte de stockage positionnée en aval de l'élément filtrant en considérant le sens de la filtration;
b) mettre en mouvement ladite eau de rétrolavage stockée, par détente brutale d'un volume V déterminé d'un gaz à une pression P déterminée, ledit gaz sous pression étant mis au contact de l'eau de rétrolavage dans ladite enceinte de stockage et,
c) choisir la valeur d'une part de la pression P et d'autre part, du volume V de manière que le débit instantané d'eau de rétrolavage s'établissant en début de la détente assure un décrochage du gâteau de particules accumulées sur la paroi amont de l'élément filtrant, ces particules étant remises en suspens ion dans le liquide à filtrer.This problem is solved by the invention in the first place by a backwashing process of filters for liquid containing suspended matter, in particular for activated sludge from waste water, according to which the filters, comprising filtering elements such as fabrics, membranes, plastic or metallic sintered filter materials are periodically unclogged by circulation of a washing liquid against the current of the liquid to be filtered, characterized in that it comprises the successive stages consisting in:
a) store backwashing or unclogging water, consisting of filtered water, in a storage enclosure positioned downstream of the filtering element considering the direction of filtration;
b) setting in motion said stored backwash water, by sudden expansion of a determined volume V of a gas at a determined pressure P, said pressurized gas being brought into contact with backwashing water in said storage enclosure and ,
c) choose the value on the one hand of the pressure P and on the other hand, of the volume V so that the instantaneous flow of backwashing water being established at the start of the expansion ensures that the cake of particles accumulated on the upstream wall of the filter element, these particles being resuspended in the liquid to be filtered.
Selon l'invention, le gaz de rétrolavage est de préférence de l'air. According to the invention, the backwash gas is preferably air.
Selon un mode de mise en oeuvre de ce procédé, la pression P et le volume V sont choisis de manière qu'à la fin de la détente, le gaz n'ait pas chassé la totalité de l'eau contenue dans ladite enceinte de stockage, I'interface gaz/liquide de rétrolavage final ne rencontrant pas la paroi de l'élément filtrant. According to one embodiment of this process, the pressure P and the volume V are chosen so that at the end of expansion, the gas has not driven all of the water contained in said storage enclosure , The gas / liquid backwash interface does not meet the wall of the filter element.
Selon un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la pression P et le volume V sont choisis de telle sorte qu'à la fin de la détente, le gaz ait chassé la totalité de l'eau contenue dans l'enceinte de stockage, le gaz sous pression étant chassé au-travers de l'élément filtrant, après passage de l'eau de décolmatage. According to another embodiment of the method according to the invention, the pressure P and the volume V are chosen so that at the end of expansion, the gas has driven all of the water contained in the storage enclosure, the gas under pressure being expelled through the filtering element, after passage of the cleaning water.
Selon l'invention, on règle la pression P de décolmatage en fonction du degré de colmatage des éléments filtrants afin d'adapter l'énergie de rétro lavage aux besoins en énergie de lavage. According to the invention, the unclogging pressure P is adjusted as a function of the degree of clogging of the filter elements in order to adapt the backwashing energy to the washing energy requirements.
Selon l'invention la puissance instantanée de rétrolavage est réglée en fonction des besoins, par réglage de la pression (P) et du volume (V), en fonction des besoins en énergie de lavage, selon le degré de colmatage de l'élement filtrant. According to the invention, the instantaneous backwashing power is adjusted as required, by adjusting the pressure (P) and the volume (V), as a function of the washing energy requirements, according to the degree of clogging of the filtering element. .
L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus, comprenant au moins un élément filtrant immergé dans le liquide à filtrer, au travers duquel passe ledit liquide sous l'effet d'une différence de pression entre les deux côtés dudit élément filtrant, ce dernier retenant les particules en suspension dans le liquide à traiter, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend
- une enceinte de stockage d'eau de décolmatage, dans laquelle est recueillie de l'eau filtrée, cette dernière s'écoulant vers des moyens de reprise au travers d'une vanne de sortie , cette enceinte de stockage pouvant être mise à l'échappement au travers d'une vanne de purge,
- une enceinte de stockage de gaz présentant un volume (V), en communication avec ladite enceinte de stockage d'eau de décolmatage au travers d'une vanne et,
- un moyen de mise sous pression du gaz contenu dans ladite enceinte de stockage de gaz, une vanne étant interposée entre ledit moyen de mise sous pression et ladite enceinte de stockage de gaz, cette vanne étant fermée lorsque la pression du gaz dans ladite enceinte de stockage de gaz atteint une valeur (P) prédéterminée, une vanne de communication stockage/gaz-stockage-eau étant alors ouverte pour chasser l'eau de décolmatage par détente brutale du volume (\I) de gaz à la pression (P).The invention also relates to a device for implementing the method as defined above, comprising at least one filter element immersed in the liquid to be filtered, through which said liquid passes under the effect of a pressure difference between the two sides of said filter element, the latter retaining the particles in suspension in the liquid to be treated, this device being characterized in that it comprises
- an unclogging water storage enclosure, in which filtered water is collected, the latter flowing towards recovery means through an outlet valve, this storage enclosure being able to be brought to exhaust through a purge valve,
a gas storage enclosure having a volume (V), in communication with said cleaning water storage enclosure through a valve and,
a means for pressurizing the gas contained in said gas storage enclosure, a valve being interposed between said means for pressurizing and said gas storage enclosure, this valve being closed when the pressure of the gas in said enclosure gas storage reaches a predetermined value (P), a storage / gas-storage-water communication valve being then opened to expel the unclogging water by sudden expansion of the volume (\ I) of gas at pressure (P).
D'autres caractéristiques de ce dispositif sont précisées dans les revendications secondaires annexées à la présente description. Other characteristics of this device are specified in the secondary claims appended to this description.
On décrira maintenant à titre d'exemples non limitatifs, divers modes de réalisation du dispositif objet de la présente invention. Au cours de cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels:
La figure 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention, dans lequel l'élément filtrant est disposé horizontalement.Various embodiments of the device which is the subject of the present invention will now be described by way of nonlimiting examples. In the course of this description, reference is made to the appended drawings in which:
Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a device according to the present invention, wherein the filter element is arranged horizontally.
Les figures 2a et 2b illustrent deux variantes de réalisation du dispositif selon l'invention dans lesquels l'élément filtrant est disposé verticalement. Figures 2a and 2b illustrate two alternative embodiments of the device according to the invention in which the filter element is arranged vertically.
La figure 3 est également une représentation schématique d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention mettant en oeuvre plusieurs éléments filtrants horizontaux;
La figure 4 représente de façon schématique un autre exemple de réalisation du dispositif selon l'invention comportant plusieurs éléments filtrants verticaux et,
La figure 5 illustre une variante de réalisation comportant plusieurs éléments filtrants verticaux disposés en parallèle.FIG. 3 is also a schematic representation of an exemplary embodiment of the device according to the invention using several horizontal filter elements;
FIG. 4 schematically represents another embodiment of the device according to the invention comprising several vertical filter elements and,
FIG. 5 illustrates an alternative embodiment comprising several vertical filter elements arranged in parallel.
On se réfère en premier lieu à la figure 1 qui représente de façon schématique un exemple de réalisation du dispositif objet de la présente invention. Reference is firstly made to FIG. 1 which schematically represents an embodiment of the device which is the subject of the present invention.
Sur cette figure, on a désigné par la référence 1 I'élément filtrant qui peut être par exemple une toile filtrante, cet élément filtrant étant immergé dans le liquide à traiter 2. Dans cet exemple de réalisation, I'élément filtrant est horizontal et il est disposé de manière que l'eau filtrée soit recueillie dans une enceinte ou chambre 3. In this figure, the reference element 1 designates the filter element which may for example be a filter cloth, this filter element being immersed in the liquid to be treated 2. In this embodiment, the filter element is horizontal and it is arranged so that the filtered water is collected in an enclosure or chamber 3.
Sous l'effet de la différence de pression entre les deux côtés de l'élément filtrant 1, le liquide à filtrer 2 traverse l'élément filtrant 1 lequel retient les particules en suspension.Under the effect of the pressure difference between the two sides of the filter element 1, the liquid to be filtered 2 passes through the filter element 1 which retains the particles in suspension.
L'eau filtrée recueillie dans la chambre 3 s'écoule par la conduite 15 vers des moyens de reprise telle qu'une pompe 5 au travers d'une vanne de sortie 4. La différence de pression assurant la filtration peut être obtenue par une mise en dépression de l'enceinte 3 par exemple par pompage ou siphonage.The filtered water collected in chamber 3 flows through line 15 to recovery means such as a pump 5 through an outlet valve 4. The pressure difference ensuring filtration can be obtained by setting in depression of enclosure 3 for example by pumping or siphoning.
Le dispositif comporte en outre une enceinte 7 de stockage de gaz sous pression, cette enceinte présentant un volume V. L'enceinte 7 est alimentée en gaz sous pression par l'intermédiaire d'un moyen 10 de mise sous pression pouvant être réalisé par exemple sous la forme d'un compresseur ou d'un réservoir de gaz sous pression. Une vanne 8 est interposée entre le moyen 10 de mise sous pression et l'enceinte 7 de stockage de gaz sous pression. The device further comprises an enclosure 7 for storing pressurized gas, this enclosure having a volume V. The enclosure 7 is supplied with gas under pressure by means of pressurizing means 10 which can be produced for example in the form of a compressor or a pressurized gas tank. A valve 8 is interposed between the means 10 for pressurizing and the enclosure 7 for storing pressurized gas.
Ce gaz sous pression, qui est de préférence de l'air, peut être introduit dans l'enceinte 3 par l'intermédiaire d'une conduite 12. Celle-ci communique avec l'enceinte de stockage de gaz sous pression 7 au travers d'une vanne 9 et l'on prévoit en outre une vanne de purge 6 pour la mise à l'échappement du gaz comme on le décrira ciaprès. This pressurized gas, which is preferably air, can be introduced into the enclosure 3 via a pipe 12. The latter communicates with the pressurized gas storage enclosure 7 through 'A valve 9 and there is further provided a purge valve 6 for the exhaust gas as will be described below.
Ainsi qu'on l'a spécifié ci-dessus, I'invention consiste à effectuer un rétrolavage de l'élément filtrant 1 en utilisant de l'eau filtrée, celle-ci provenant de la chambre ou enceinte 3 (qualifiée ici d'enceinte ou chambre de stockage d'eau de rétrolavage ou de décolmatage), I'eau de rétrolavage étant mise en mouvement par détente d'une quantité définie (Volume V) d'un gaz sous pression, provenant de l'enceinte de stockage de gaz 7, initialement à une pression définie (P), ce gaz étant mis en communication avec l'enceinte 3 de stockage de l'eau de lavage. As specified above, the invention consists in backwashing the filter element 1 using filtered water, the latter coming from the chamber or enclosure 3 (here referred to as an enclosure or backwashing or unclogging water storage chamber), the backwashing water being set in motion by expansion of a defined quantity (Volume V) of a gas under pressure, coming from the gas storage enclosure 7, initially at a defined pressure (P), this gas being placed in communication with the enclosure 3 for storing the washing water.
Le fonctionnement de ce dispositif est donc le suivant:
Après un certain temps de filtration, une quantité importante de particules est accumulée sur la paroi amont (dans le sens de la fitration) de l'élément filtrant 1, créant ainsi une augmentation de la perte de charge au-travers de l'ensemble élément filtrant + dépôts . II convient alors de procéder à un rétro lavage afin de décoller le gâteau de particules. The operation of this device is therefore as follows:
After a certain filtration time, a large quantity of particles is accumulated on the upstream wall (in the direction of fitration) of the filter element 1, thereby creating an increase in the pressure drop across the element assembly filter + deposits. It is then advisable to carry out a backwashing in order to take off the cake of particles.
A l'instant initial du rétrolavage, la chambre de stockage 3 est remplie d'eau filtrée, la vanne 4 de sortie du filtrat est ouverte et la vanne 6 de purge de gaz de rétrolavage est fermée. At the initial time of backwashing, the storage chamber 3 is filled with filtered water, the valve 4 for leaving the filtrate is open and the backwash gas purge valve 6 is closed.
L'enceinte 7 de stockage de gaz est remplie de gaz à la pression atmosphérique, la vanne 9 de sortie de gaz étant fermée. Cette enceinte 7 présente un volume V. The gas storage enclosure 7 is filled with gas at atmospheric pressure, the gas outlet valve 9 being closed. This enclosure 7 has a volume V.
La vanne 8 d'admission de gaz sous pression est alors ouverte et du gaz sous pression est introduit dans cette enceinte par l'intermédiaire du moyen 10 tel que compresseur ou réservoir de gaz comprimé. La vanne 8 est fermée lorsque la pression régnant dans l'enceinte 7 a atteint la valeur prédéterminée P. Cette valeur de pression peut être contrôlée en utilisant par exemple un capteur de pression Il qui commande la fermeture de la vanne 8. The pressure gas inlet valve 8 is then opened and pressurized gas is introduced into this enclosure by means 10 such as a compressor or compressed gas tank. The valve 8 is closed when the pressure prevailing in the enclosure 7 has reached the predetermined value P. This pressure value can be controlled by using, for example, a pressure sensor Il which controls the closing of the valve 8.
La vanne de sortie 4 du filtrat est alors fermée. La vanne 9 est ensuite ouverte et le gaz contenu dans l'enceinte de stockage 7 se détent en chassant devant lui l'eau filtrée contenue dans la conduite 12 et dans la chambre 3. Lorsque le gaz est détendu, il occupe une partie de cette chambre de stockage d'eau filtrée 3. Les valeurs de la pression P et du volume V peuvent être choisies de manière qu'à la fin de la détente, le gaz n'ait pas chassé la totalité de l'eau contenue dans l'enceinte de stockage 3,
I'interface gaz-liquide final 13 ne rencontrant pas la paroi de l'élément filtrant 1. Dans ce cas, les valeurs d'une part, du volume V et d'autre part de la pression P sont choisies de manière que le volume du gaz détendu soit inférieur aux volumes cumulés de l'enceinte 7 de stockage de gaz sous pression, de l'enceinte 3 de stockage de l'eau de décolmatage et des liaisons entre ces enceintes.The outlet valve 4 of the filtrate is then closed. The valve 9 is then opened and the gas contained in the storage enclosure 7 is released by expelling before it the filtered water contained in the pipe 12 and in the chamber 3. When the gas is expanded, it occupies part of this filtered water storage chamber 3. The values of pressure P and volume V can be chosen so that at the end of expansion, the gas has not driven all of the water contained in the storage enclosure 3,
The final gas-liquid interface 13 not meeting the wall of the filter element 1. In this case, the values on the one hand, of the volume V and on the other hand of the pressure P are chosen so that the volume expanded gas is less than the cumulative volumes of the enclosure 7 for storing pressurized gas, of the enclosure 3 for storing the unclogging water and of the connections between these enclosures.
En variante, on peut choisir la pression P et le volume V de manière à forcer le gaz au travers de l'élément filtrant 1, après passage de l'eau de décolmatage, afin d'assurer un nettoyage complémentaire de l'élément filtrant. Dans ce cas, les valeurs d'une part du volume V, d'autre part de la pression P sont choisies de manière que le volume du gaz détendu soit supérieur aux volumes cumulés de l'enceinte 7 de stockage du gaz sous pression, dans l'enceinte 3 de stockage de l'eau de décolmatage et des liaisons entre ces deux enceintes. As a variant, it is possible to choose the pressure P and the volume V so as to force the gas through the filter element 1, after passage of the unclogging water, in order to ensure additional cleaning of the filter element. In this case, the values on the one hand of the volume V and on the other hand of the pressure P are chosen so that the volume of the expanded gas is greater than the cumulative volumes of the enclosure 7 for storing the gas under pressure, in enclosure 3 for storing cleaning water and connections between these two enclosures.
Bien entendu, cette variante implique un choix judicieux de l'élément filtrant 1 notamment en ce qui concerne sa résistance mécanique. Of course, this variant implies a judicious choice of the filter element 1 in particular as regards its mechanical strength.
Dans tous les cas, sous l'effet de la chasse d'eau, le gâteau de particules accumulées sur le côté amont de l'élément filtrant 1 est détaché de ce dernier et remis en suspension dans l'eau à filtrer 2. In all cases, under the effect of the flush, the cake of particles accumulated on the upstream side of the filter element 1 is detached from the latter and resuspended in the water to be filtered 2.
Selon la présente invention, la pression P est définie de manière à fournir par détente de gaz une énergie suffisante pour le décolmatage de l'élément filtrant 1. A titre d'exemple, P peut être choisi entre 1 et 10.104 Pa, de préférence entre 2 à 6.104
Pa.According to the present invention, the pressure P is defined so as to supply by expansion of gas sufficient energy for unclogging the filter element 1. By way of example, P can be chosen between 1 and 10 × 10 4 Pa, preferably between 2 to 6.104
Pa.
La pression P et donc le volume V sont également choisis de façon que le débit instantané s'établissant au début de la détente soit suffisamment élevé pour produire un effet optimal sur le gâteau de particules. A titre d'exemple, ce débit instantané peut être compris entre 20 et 100 litres/s. m2. The pressure P and therefore the volume V are also chosen so that the instantaneous flow rate established at the start of the expansion is high enough to produce an optimal effect on the particle cake. By way of example, this instantaneous flow can be between 20 and 100 liters / s. m2.
Après décolmatage, la vanne 9 est fermée, la vanne de purge 6 est ouverte de manière à laisser s'échapper le gaz contenu dans la chambre 3, ce gaz étant remplacé par de l'eau filtrée provenant du liquide 2 après passage sur l'élément filtrant 1. La vanne 4 est alors ouverte, les moyens de reprise d'eau filtrée 5 sont remis en action et ainsi, la filtration est remise en service. After unclogging, the valve 9 is closed, the purge valve 6 is opened so as to allow the gas contained in the chamber 3 to escape, this gas being replaced by filtered water coming from the liquid 2 after passing over the filter element 1. The valve 4 is then open, the means for taking up filtered water 5 are reactivated and thus, the filtration is put back into service.
L'opération de rétrolavage doit être répétée périodiquement. Selon l'invention, on peut prévoir par exemple une minuterie pour déclencher périodiquement l'opération de rétrolavage. On peut également prévoir un détecteur de colmatage de l'élément filtrant 1, ce détecteur fonctionnant par exemple par mesure de la perte de charge au travers dudit élément filtrant et déclenchant le cycle de rétro lavage lorsque la valeur de colmatage de l'élément filtrant 1 qu'il détecte dépasse un seuil prédéterminé. The backwashing operation must be repeated periodically. According to the invention, it is possible, for example, to provide a timer for periodically triggering the backwashing operation. It is also possible to provide a clogging detector for the filter element 1, this detector operating for example by measuring the pressure drop across said filter element and triggering the backwashing cycle when the clogging value of the filter element 1 that it detects exceeds a predetermined threshold.
On peut envisager d'autres variantes de l'invention, et notamment des variantes en ce qui concerne son mode de mise en oeuvre. Ainsi, par exemple:
- la vanne de purge 6 peut être ouverte selon une procédure d'ouverture progressive afin d'éviter des à-coups du débit d'eau lors de la chasse du gaz sous pression, et donc des risques de colmatage rapide de l'élément filtrant 1 lors de tels àcoups;
- la vanne de purge 6 peut être ouverte avant la fin de la détente complète du gaz ce qui permet d'éviter une traîne de dépressurisation
- la vanne 9 peut être fermée avant la détente complète du gaz: dans ce cas, le décolmatage est obtenu par une détente partielle d'un volume V de gaz à la pression
P initiale, la détente étant alors interrompue par la fermeture de la vanne 9. Other variants of the invention can be envisaged, and in particular variants as regards its mode of implementation. So, for example:
- the purge valve 6 can be opened according to a progressive opening procedure in order to avoid jerks of the water flow during the flushing of the gas under pressure, and therefore the risks of rapid clogging of the filtering element 1 during such blows;
- the purge valve 6 can be opened before the end of the complete expansion of the gas which avoids a lag of depressurization
- the valve 9 can be closed before the complete expansion of the gas: in this case, unclogging is obtained by partial expansion of a volume V of gas at pressure
P initial, the expansion then being interrupted by the closing of the valve 9.
On peut également, selon la présente invention, envisager un certain nombre de variantes de réalisation et à titre d'exemples non limitatifs, on en décrira ci-après quelques unes en référence aux figures 2a à 5. It is also possible, according to the present invention, to envisage a certain number of variant embodiments and, by way of nonlimiting examples, a few will be described below with reference to FIGS. 2a to 5.
Dans l'exemple de réalisation décrit en regard de la figure 1, I'élément filtrant 1, par exemple une toile filtrante, est horizontal. On peut envisager d'autres dispositions notamment inclinées ou verticales. Les modes de réalisation illustrés par les figures 2a et 2b se caractérisent par des éléments filtrants 1' disposés verticalement. On retrouve sur ces figures 2a et 2b les autres éléments du dispositif selon l'invention (désignés par les mêmes références que sur la figure 1) permettant d'assurer le décolmatage des éléments filtrants verticaux 1'. Dans ce cas, on peut prévoir selon l'invention des moyens destinés à empêcher que le gaz assurant la chasse de l'eau de rétrolavage ne parvienne pas jusqu'à l'élément filtrant 1 ou 1'. Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 2a, ces moyens sont réalisés sous la forme d'un prolongement inférieur 16 à l'extrémité duquel est positionné l'élément filtrant vertical 1', ce prolongement 16 définissant un seuil immergé comme on le voit clairement sur cette figure 2a. Dans la variante illustrée par la figure 2b, ces mêmes moyens sont réalisés sous la forme d'une cloison siphoïde 17. In the embodiment described with reference to FIG. 1, the filter element 1, for example a filter cloth, is horizontal. We can consider other provisions including inclined or vertical. The embodiments illustrated in Figures 2a and 2b are characterized by filter elements 1 'arranged vertically. We find in these Figures 2a and 2b the other elements of the device according to the invention (designated by the same references as in Figure 1) to ensure unclogging of the vertical filter elements 1 '. In this case, means can be provided according to the invention for preventing the gas ensuring the flushing of the backwashing water from reaching the filter element 1 or 1 '. In the embodiment illustrated by FIG. 2a, these means are produced in the form of a lower extension 16 at the end of which is positioned the vertical filter element 1 ′, this extension 16 defining a submerged threshold as is clearly seen in this figure 2a. In the variant illustrated in FIG. 2b, these same means are produced in the form of a siphon partition 17.
Dans les variantes selon les figures 2a et 2b, le mode de décolmatage des éléments filtrants verticaux 1' est identique à celui décrit ci-dessus en regard de la figure 1. In the variants according to FIGS. 2a and 2b, the method of unclogging the vertical filter elements 1 ′ is identical to that described above with regard to FIG. 1.
On se réfère maintenant à la figure 3. We now refer to Figure 3.
Dans cet exemple de réalisation, on met en parallèle plusieurs éléments filtrants et dans le mode de réalisation représenté, deux éléments filtrants horizontaux la et 1 b sont mis en parallèle. Chaque élément filtrant dispose de sa propre chambre ou enceinte de stockage de l'eau de décolmatage, respectivement 3a et 3b, ces chambres 3a et 3b étant reliées à un même dispositif de production de gaz de rétro lavage identique au dispositif décrit ci-dessus en référence à la figure 1 et qui comporte donc les éléments désignés par les références 7.8, 11.10. Cependant dans ce cas, chaque chambre ou enceinte de stockage d'eau de décolmatage 3a, 3b doit comporter sa propre vanne d'isolement respectivement 9a et 9b et sa vanne de purge respectivement 6a et 6b. De même, chaque enceinte 3a, 3b comporte ses propres moyens de reprise de l'eau filtrée: pompes 5a, 5b et vannes de sortie 4a, 4b. Le mode de fonctionnement pour le décolmatage des éléments filtrants la, 1 b est identique à celui décrit ci-dessus en référence à la figure 1, chaque élément filtrant 1 a, 1 b étant lavé isolément, successivement. In this exemplary embodiment, several filter elements are placed in parallel and in the embodiment shown, two horizontal filter elements 1a and 1b are placed in parallel. Each filter element has its own chamber or enclosure for storing cleaning water, respectively 3a and 3b, these chambers 3a and 3b being connected to the same device for producing backwash gas identical to the device described above in reference to FIG. 1 and which therefore comprises the elements designated by the references 7.8, 11.10. However, in this case, each unclogging water storage chamber or enclosure 3a, 3b must have its own isolation valve 9a and 9b respectively and its purge valve 6a and 6b respectively. Similarly, each enclosure 3a, 3b has its own means for taking up the filtered water: pumps 5a, 5b and outlet valves 4a, 4b. The operating mode for unclogging the filter elements 1a, 1b is identical to that described above with reference to FIG. 1, each filter element 1a, 1b being washed individually, successively.
Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 4, on prévoit deux éléments filtrants, tels que par exemples des toiles filtrantes 1'a et 1lob, comportant une chambre 3 commune pour le stockage de l'eau filtrée. Cette enceinte commune de stockage 3 est reliée à un moyen commun de production de gaz de rétrolavage sous pression qui est identique à celui décrit ci-dessus en référence notamment à la figure 1 et l'on retrouve sur cette figure 4 les éléments constitutifs de ce moyen qui ont été désignés par les mêmes références que sur la figure 1. Dans cet exemple de réalisation, on prévoit en outre des moyens destinés à empêcher que le gaz de rétrolavage détendu atteigne les éléments filtrants l'a, 1'b. Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 4, ces moyens sont réalisés sous la forme de cloisons internes telles que 18. In the exemplary embodiment illustrated by FIG. 4, two filter elements are provided, such as for example filter cloths 1'a and 1lob, comprising a common chamber 3 for storing the filtered water. This common storage enclosure 3 is connected to a common means for producing backwash gas under pressure which is identical to that described above with reference in particular to FIG. 1 and in this FIG. 4 are found the constituent elements of this means which have been designated by the same references as in FIG. 1. In this embodiment, means are further provided for preventing the expanded backwash gas from reaching the filter elements a, 1'b. In the embodiment illustrated in FIG. 4, these means are produced in the form of internal partitions such as 18.
Le mode de fonctionnement de cette variante de l'invention est bien entendu identique à celui décrit ci-dessus en référence à la figure 1. The mode of operation of this variant of the invention is of course identical to that described above with reference to FIG. 1.
Dans la variante illustrée par la figure 5, les éléments filtrants verticaux 1 'a et 1'b comportent également une chambre de stockage commune 3 mais l'on interpose entre les éléments filtrants l'a et 1 'b, des moyens d'équirépartition d'eau respectivement 1 9a et 19b pouvant être réalisés par exemple sous la forme de diaphragme. Cette variante est par ailleurs identique à l'exemple de réalisation illustré par la figure 4 et son mode de fonctionnement est le même. In the variant illustrated in FIG. 5, the vertical filter elements 1 ′ a and 1'b also include a common storage chamber 3 but between the filter elements a and 1 ′ b, means of equal distribution are interposed of water respectively 19a and 19b which can be produced for example in the form of a diaphragm. This variant is also identical to the embodiment illustrated in Figure 4 and its mode of operation is the same.
On peut bien entendu et sans sortir du cadre de la présente invention, envisager d'autres variantes de réalisation par exemple une combinaison des modes de réalisation illustrés par les figures 4 et 5. It is of course and without departing from the scope of the present invention, to envisage other alternative embodiments, for example a combination of the embodiments illustrated in FIGS. 4 and 5.
Selon la présente invention, L'énergie de rétrolavage peut varier en fonction des besoins, en règlant la valeur de la pression P de décolmatage en fonction des besoins en énergie de lavage, selon le degré de colmatage des éléments filtrants, dans la limite du volume de la chambre 3 de stockage de l'eau de rétrolavage si le volume de l'enceinte 7 de stockage du gaz sous pression est fixe. According to the present invention, the backwashing energy can vary as required, by adjusting the value of the cleaning pressure P as a function of the washing energy requirements, according to the degree of clogging of the filter elements, within the limit of the volume. of the backwash water storage chamber 3 if the volume of the pressurized gas storage enclosure 7 is fixed.
Toujours selon la présente invention, la puissance, et le débit, simultanés de rétrolavage peuvent être rendus variables en fonction des besoins par ajustement de la pression P et du volume V de décolmatage aux besoins en énergie de lavage, selon le degré de colmatage des éléments filtrants: par exemple on peut prévoir une pression double dans une demi enceinte 7. Plus généralement, selon une variante de
I'invention, L'enceinte 7 de stockage de gaz peut être partagée en n sous-enceintes isolables, dans lesquelles on peut appliquer une pression comprise entre P et nP selon le nombre de sous enceintes utilisées.Still according to the present invention, the simultaneous power and flow rate of backwashing can be made variable according to the needs by adjusting the pressure P and the cleaning volume V to the washing energy needs, according to the degree of clogging of the elements. filters: for example double pressure can be provided in a half enclosure 7. More generally, according to a variant of
The invention, the gas storage enclosure 7 can be divided into n isolable sub-enclosures, in which a pressure between P and nP can be applied depending on the number of sub-enclosures used.
Parmi les avantages apportés par la présente invention, on peut citer notamment les suivants:
- faible consommation en eau filtrée pour réaliser les opérations de décolmatage
- maîtrise de l'équi-répartition sur des systèmes industriels à chambres multiples
- ajustement de la pression P et du volume V de décolmatage aux besoins en énergie de rétrolavage;
- absence de dispositif mécanique;
- conduites de fluides de rétrolavages réduites en encombrement (le gaz se transporte, à pertes de charge données, à des vitesses plus de 10 fois supérieures à ce que l'on peut obtenir en eau : pour un même débit d'eau de rétro lavage rendu élément de filtration , les conduites seront donc d'un diamètre 3 à 5 fois inférieur)
- puissance électrique réduite (pour une même énergie fournie aux éléments filtrants), le moyen 10 tel qu'un compresseur , ou un réservoir de gaz sous pression, pour obtenir du gaz de rétrolavage sous pression P fonctionnant beaucoup plus longtemps que le temps des lavages, sa puissance est très inférieure à la pression instantanée des lavages. Ceci se traduit par une réduction importante des coûts d'équipements électriques;
- compacité et facilité d'implantation.Among the advantages provided by the present invention, the following may be mentioned in particular:
- low consumption of filtered water to perform unclogging operations
- mastery of even distribution on industrial multiple-chamber systems
- Adjustment of the pressure P and the volume V of unclogging back-up to the energy needs of backwashing;
- absence of mechanical device;
- backwash fluid lines reduced in size (the gas is transported, at given pressure drops, at speeds more than 10 times higher than what can be obtained in water: for the same backwash water flow rate filter element, the pipes will therefore be 3 to 5 times smaller in diameter)
- reduced electrical power (for the same energy supplied to the filter elements), the means 10 such as a compressor, or a pressurized gas tank, to obtain backwash gas under pressure P operating much longer than the time of the washes , its power is much lower than the instantaneous pressure of the washes. This results in a significant reduction in the costs of electrical equipment;
- compactness and ease of installation.
II demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes qui entrent dans le cadre de la portée des revendications annexées It remains to be understood that the present invention is not limited to the embodiments described and / or shown but that it encompasses all variants thereof which come within the scope of the appended claims
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