FR2781781A1 - Procede et dispositif de filtration d'eau par membrane immergee - Google Patents

Abstract

Le procédé de filtration d'eau par membranes immergées, est caractérisé en ce que la filtration à travers les membranes est réalisée en utilisant comme source de pression différentielle la hauteur d'eau présente dans le bassin dans lequel les membranes sont immergées.

Description

" Procédé et dispositif de filtration d'eau par membrane immergée" Le

procédé objet de la présente invention est du domaine des procédés de production d'eau potable pour collectivités. Il concerne plus particulièrement le domaine des procédés de filtration par membrane, de type ultrafiltration. On connaît de façon classique, des dispositifs d'épuration d'eau à base de lit de sable sur lequel est ajoutée de l'eau usée. L'eau traverse le lit de sable et est récupérée sous le sable débarrassée d'un grand nombre de particules, polluants etc. Ces dispositifs sont connus depuis de très nombreuses années et sont particulièrement répandus dans certains pays pour le traitement d'eau urbaine. On

peut citer en particulier les USA ou les Pays-Bas.

La plupart de ces dispositifs, datant de plusieurs décennies voire plus d'un siècle, doivent aujourd'hui être remplacés par des systèmes plus performants. Ils ne permettent en effet pas tous d'atteindre un eau conforme aux normes actuelles de

qualité en sortie d'épurateur.

Une solution classiquement proposée consiste à détruire les installations existantes et à les remplacer complètement par une construction neuve adaptée à un procédé d'épuration d'eau de type différent, que ce soit par ultrafiltration ou autre. Il est clair que ce remplacement coûte très cher aux collectivités, autant en coût de construction d'unité neuve que de destruction des unités précédemment existantes. La présente invention entend donc remédier à ces inconvénients en proposant un

nouveau procédé d'épuration d'eau par filtration.

L'invention a également pour objectif de proposer un procédé de réhabilitation

d'épurateur à lit de sable, économique et rapide à mettre en oeuvre.

Selon un autre objectif de l'invention, I'unité réhabilitée réutilise autant que possible un grand nombre d'éléments des unités préexistantes, et en particulier les canalisations et dispositifs de séparation entre boues et eaux propres récupérées. Selon encore un autre objectif de l'invention, ce procédé tire avantage de certaines dispositions spécifiques des épurateurs à silo de sable pour simplifier la régulation du nouvel épurateur, produisant ainsi une simplification de fonctionnement, et donc une économie de main d'oeuvre, de matériel de

régulation et de maintenance.

Le procédé selon l'invention est donc un procédé de filtration d'eau par membranes immergées, caractérisé en ce que la filtration à travers les membranes est réalisée en utilisant comme source de pression différentielle la hauteur d'eau présente dans le bassin dans lequel les membranes sont immergees. On comprend que cette disposition, de type "plancher filtrant", permet une régulation simple et efficace de la pression de filtration, que ne permettent pas les dispositifs à base de pompes. On est ici dans une situation de fonctionnement à pression constante et débit variable, au contraire des dispositifs existants, qui

fonctionnent à pression variable et débit constant.

L'invention vise également le procédé de réhabilitation d'une unité existante d'épuration d'eau de type dit à bassin à sable, comprenant un bassin doté d'un plancher bas, d'un plancher intermédiaire sur lequel repose le lit de sable, d'une amenée d'eau brute, d'une tranchée haute d'évacuation des boues de lavage, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de suppression du lit de sable, de destruction du plancher intermédiaire, d'installation sur le plancher bas d'une série de blocs d'ultrafiltration à membrane, la pression de fonctionnement de ces membranes étant créée par la hauteur d'eau usée stockée dans le bassin au

dessus de ces membranes.

L'invention vise également une installation de filtration d'eau, caractérisée en ce que les membranes sont immergées dans un bassin dont la hauteur d'eau au dessus desdites membranes est adaptée à créer une pression différentielle

suffisante à provoquer la filtration à travers ces membranes.

La description et les dessins qui suivent permettront de mieux comprendre les

buts et avantages de l'invention. Il est clair que cette description est donnée à titre

d'exemple, et n'a pas de caractère limitatif. Dans les dessins: - la figure 1 montre schématiquement une installation de filtration d'eau selon l'invention, en vue de côté; - la figure 2 montre la même installation et en vue de dessus; - la figure 3 est une vue détaillée d'un module de filtration et de son dispositif d'amenée d'eau et de rétrolavage; - la figure 4 est une représentation schématique du fonctionnement de l'installation; - la figure 5 illustre en vue en coupe une variante de dispositif à plancher filtrant; - la figure 6 montre la même installation en vue de dessus;

- la figure 7 est une vue de détail de cette variante.

Il est à noter préliminairement que la description se rapporte à une unité de

purification d'eau créée en réfection d'une unité à lit de sable préexistante.

Cependant, cette description n'est pas limitative, et le dispositif selon l'invention,

ainsi que le procédé de purification d'eau, peuvent être mis en place dans une

installation totalement neuve.

Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement un filtre à sable 1 de type conventionnel, dans lequel le lit de sable (non représenté) a été retiré, ainsi que le plancher intermédiaire (situé précédemment au niveau noté 3 sur la figure) sur lequel ce lit de sable reposait. Dans l'exemple illustré, le filtre à sable considéré était de capacité de traitement d'eaux usées de 7600 m3 par jour, ce qui

correspond à une capacité de traitement classique dans le domaine.

Comme on le voit sur les figures 1 et 2, le dispositif comporte un bassin 2 de filtration sensiblement parallélépipédique, comportant un plancher bas 4, des parois latérales 5, et un plafond 6. Une pièce latérale 7 comporte les points de

connexion à l'égout 8 et à l'eau brute 9.

Dans l'exemple envisagé ici, les dimensions du bassin 2 de filtration sont d'environ 30 m2 au niveau du plancher bas 4, et de six mètres de hauteur sous plafond, ce qui détermine une pression maximale d'eau susceptible d'être créée dans ce bassin 2 de filtration de 0,6 bar. Ces dimensions conditionnent en particulier le dimensionnement des parois, des évacuations etc. Cette infrastructure est de type connu de l'homme de l'art, et n'est donc pas détaillée

plus avant ici.

Dans le bassin 2 de filtration ont été installées des goulottes 10 d'évacuation des boues de lavage des membranes, situées approximativement à mi-hauteur du bassin 2 de filtration, et normalement immergées dans l'eau usée (également

appelée eau brute) pendant la phase de filtration, comme on le verra plus loin.

Ces goulottes 10 sont réalisées en matériau classique et sont reliées à l'égout par

l'intermédiaire du point de connexion 8.

Sur le plancher 4 du bassin 2 de filtration sont disposés quatre groupes 11 comprenant chacun vingt modules 12 de filtration. Les modules 12 de filtration sont disposés en huit lignes parallèles de dix modules 12 (deux lignes par groupe

11) régulièrement réparties sur le plancher 4 du bassin 2 de filtration.

Les modules 12 de filtration sont reliés deux à deux par des tuyaux de connexion 13, et sont alimentés en eau brute par des tuyau d'alimentation 14, dont la partie supérieure forme un coude 15, de sorte que l'extrémité de chaque tuyau 16 est orientée vers le bas et située au dessus d'une goulotte 10 d'évacuation des boues

de lavage des membranes.

On comprend que par cette disposition on peut soit admettre de l'eau brute dans les modules de filtration 12, lorsque le niveau d'eau est au dessus de la partie supérieure des tuyaux 14, soit évacuer des boues de lavage de membranes vers les goulottes 10 et l'égout, lorsqu'on fonctionne en rétrolavage, avec un passage

d'eau dans les membranes en sens inverse de la production normale.

Les modules 12 de membranes sont donc alimentés en eau brute par leur partie haute, située à environ 1,2 mètre au dessus du plancher 4 du bassin 2 de filtration. L'eau issue de la filtration est évacuée par la partie basse des membranes, située à environ 40 cm au dessus du plancher bas 4 du bassin 2 de filtration Les eaux filtrées sont collectées pour chaque groupe 11 par un tuyau collecteur 17, sensiblement horizontal, et qui traverse la paroi latérale 5 du bassin 2 de filtration au niveau d'un joint 18. Un collecteur de grand diamètre 19 relie les

tuyaux collecteurs 17.

La figure 3 montre plus en détails la constitution des modules 12 de filtration de chaque groupe 11. Chaque module 12 comporte un faisceau de membranes 20, du type dit "fibre à peau externe" (ou fibres creuses), I'empotage du module 12 étant situé au bas du module. Les modules, dont le type général est connu de l'homme du métier, ont un diamètre de 30 cm pour une hauteur de 80 cm, et une

surface de membrane de filtration par module de 125 m2.

Comme on le voit sur la figure 3, chaque module 12 comporte, autour du faisceau de membranes 20 qui effectuent la filtration effective lorsque la pression d'eau est suffisante, un conteneur cylindrique 21 terminé en partie haute par un tronc de cône 22 qui vient se relier au tuyau d'alimentation 14 en eau brute. En partie basse de module, les fibres 20 sont attachées sur un support 23, de manière que leur partie centrale creuse qui récupère l'eau filtrée, puisse se déverser sous ce support 23. Chaque conteneur cylindrique 21 comporte un fond 24, présentant un alésage 25 destiné à permettre la collection de l'eau filtrée dans un tuyau 26 relié à l'un des tuyaux collecteurs 17. Les modules 12 sont disposés sur des supports mécaniques 27 de type courant, placés sur le plancher bas 4 du bassin 2 de

filtration. Des structures mécaniques 28 situées, pour chaque groupe 11, à mi-

hauteur des modules 12, permettent de les solidariser ensemble.

La figure 4 montre le diagramme de connexion entre les différents éléments de l'unité de filtration, et les vannes de contrôle prévues. Comme on le voit, des vannes AV11, AV12, AV13, AV14 sont installées en sortie sur les tuyaux collecteurs. Ces vannes sont de type classique. Des vannes sont également disposées sur le tuyau d'alimentation en eau brute (vanne notée AV1) et sur la sortie d'eau traitée produite (vanne notée AV3), ladite eau produite étant stockée dans une bâche à eau traitée 30 (de type classique). Des vannes sont également installées d'une part pour autoriser la vidange de la chambre de filtration 2 vers l'égout (vanne AV2), d'autre part pour permettre l'évacuation de l'eau du collecteur

17 vers l'égout (vanne AV4).

En sortie de la bâche d'eau produite 30, I'eau pure est soit retournée vers la distribution aux utilisateurs par une conduite 31, soit réinjectée dans le collecteur 17 par une ligne de rétrolavage 32, sur laquelle est montée une pompe de ré injection 33 et une vanne de ré injection AV5. Des postes d'injection de Chlore 34 (ou de façon générale un agent oxydant) et d'injection de soude 35 (agent de nettoyage) sont également reliés à cette ligne de rétrolavage 32. Ces éléments

sont de type courant, et connu en soi.

Les vannes précédentes sont de type automatique, et sont donc pilotables soit de

façon télécommandée, soit de façon asservie, par logique de commande.

Une vanne 39 dite de "vidange manuelle" est reliée au bas du bassin 2 de filtration. Elle est destinée à drainer les eaux du bassin si l'on souhaite notamment le vidanger pour le nettoyer. Cette opération exceptionnelle (pratiquement de

façon annuelle) de maintenance du bassin ne justifie pas une vanne automatique.

Les différentes phases du procédé sont celles classiquement rencontrées dans les procédés de type ultra ou micro filtration adaptés au traitement d'eau, à savoir filtration, rétrolavages réguliers (intervalle de l'ordre de quelques heures) avec ou sans addition d'agents chimiques dans l'eau de rétrolavage (oxydants, base etc.) lavages dits "chimiques" à forte dose de produit chimique, ces lavages

longs étant réalisés avec un intervalle de l'ordre de quelques semaines.

Dans l'étape de filtration, I'eau brute, à filtrer, est introduite par le fond du bassin 2 de filtration (au voisinage du plancher bas 4), et atteint au bout d'un certain temps de remplissage le niveau 36, dit "niveau de production", et situé dans l'exemple présenté ici à environ 5. 3 m au dessus du plancher bas 4. L'eau brute remplit les modules de filtration 12 par chacun des quarante tuyaux d'alimentation 14 situés au dessus des modules. Sous l'effet de la pression existante à la surface des membranes (de l'ordre de 0,4 à 0,5 bar) I'ultrafiltration se produit, I'eau traversant les parois des fibres 20. On note que l'ultrafiltration se produit à pression

constante, fonction de la hauteur d'eau présente dans le bassin 2 de filtration.

L'eau filtrée ("perméat") s'écoule par les tuyaux collecteurs 17 ("nourrices") situés en fond de bassin, vers la production d'eau. L'écoulement de l'eau filtrée est régi

par simple gravité.

Durant cette phase, les vannes des tuyaux collecteurs AV11, AV12, AV13, AV14, ainsi que les vannes d'alimentation en eau brute AVI et de sortie d'eau produite AV3 sont ouvertes, alors que les vannes de vidange AV2 de la chambre de filtration 2, d'évacuation AV4 de l'eau du collecteur 17 vers l'égout, et de ré

injection AV5 d'eau produite dans le collecteur sont fermées.

Dans l'étape de rétrolavage, le niveau d'eau dans le bassin 2 de filtration est descendu jusqu'au niveau 37 dit "niveau d'eau en rétrolavage", et situé au niveau des goulottes 10. Pour cela, on peut procéder de deux façons: 1/ soit on ferme la vanne d'alimentation en eau brute AVI, et on maintient la filtration dont la pression diminue progressivement avec le niveau d'eau dans le bassin, 2/ soit on ferme les vannes d'alimentation en eau brute AVl et de production d'eau traitée AV3 vers la bâche d'eau traitée 30, et on ouvre la vanne

AV2 de vidange par les goulottes 10 de la chambre de filtration vers l'égout.

Lorsque le niveau d'eau en rétrolavage 37 est atteint, on procède au rétrolavage de chacun des groupes 11 de deux lignes de dix modules 12, ligne par ligne. Pour une ligne donnée, on ferme les vannes d'alimentation en eau brute AVI et de production d'eau traitée AV3 vers la bâche d'eau traitée 30, ainsi que les vannes des tuyaux collecteurs ne correspondant pas à la ligne traitée (AV12, AV13, AV14 par exemple si la ligne traitée correspond à la vanne AV1 1) et on ouvre la vanne AV2 de vidange du bassin 2 de filtration vers l'égout. Puis on ouvre la vanne de ré injection AV5, et la pompe de ré injection 33 est mise en route (pression de rétrolavage environ 1.5 bar). On peut injecter du Chlore (ou autre agent oxydant) tel que via le poste d'injection 34 sur la ligne de rétrolavage 32, selon les conditions de fonctionnement précédentes de l'installation, de façon connue de

l'homme de l'art.

Dans cette disposition des vannes, I'eau produite retraverse les fibres 20 dans les modules 12, et l'eau de rétrolavage ainsi produite, sale et éventuellement chlorée, remonte par les tuyaux d'alimentation 14 et se déverse dans les goulottes 10 et

est ainsi dirigée vers l'égout via la vanne de vidange AV2 ouverte.

En fin de rétrolavage, on, arrête l'addition de Chlore pour rincer les modules 12 et

les tuyaux d'alimentation 14 avec de l'eau produite propre.

Chaque ligne de modules 12 est ainsi rétro lavée toutes les quelques heures de la

même façon.

A la fin du rétrolavage, on revient en phase de filtration (production) en refermant les vannes de ré injection AV5, et de vidange AV2 du bassin 2 de filtration, en réouvrant la vanne de production d'eau traitée AV3 et toutes les vannes des collecteurs 17 des groupes 1 1 de modules 12,et on ramène, par ouverture de la vanne d'alimentation en eau brute AV1, le niveau d'eau brute dans le bassin 2 de

filtration au niveau de production 36.

Il est clair que l'opération de rétrolavage peut être réalisée soit ligne par ligne, soit

toutes les lignes simultanément.

Lorsque les rétrolavages ne sont pas suffisants pour restaurer la perméabilité des membranes 12, et en pratique toutes les quelques semaines, on procède à un lavage "chimique", qui consiste à remplir les modules 12 d'une solution de nettoyage (par exemple une solution de soude ou un détergent ou un acide, ces produits étant classiques dans le domaine et connus en soi), à laisser la solution

agir et à ensuite rincer en rétrolavage les modules 12 comme indiqué plus haut.

On procède de la manière suivante: le niveau d'eau dans le bassin 2 de filtration est descendu au niveau d'eau en rétrolavage 37 par un des deux procédés décrits

plus hautes dans l'étape préliminaire du rétrolavage.

Les vannes d'alimentation en eau brute AVi, de production d'eau traitée AV3, de vidange du collecteur AV4, de ré injection AV5, sont fermées, alors que les vannes des tuyaux collecteurs (AV11, AV12, AV13, AV14) et la vanne de vidange AV2 sont ouvertes et la pompe de ré injection 33 est mise en route. L'eau produite est alors réinjectée à faible débit grâce à un limiteur de débit 38, installé en parallèle avec la pompe de ré injection 33. Le poste d'injection de soude 35 (ou autre agent de nettoyage) est mis en marche, une solution de soude

étant alors envoyée par la ligne de rétrolavage 32 dans les modules 12.

L'excédent d'eau amené dans les modules 12 est évacué par les tuyaux

d'alimentation 14 vers les goulottes 12 et l'égout via la vanne de vidange AV2.

Lorsque les modules 12 sont déterminés pleins de solution de soude (ou autre agent de nettoyage), la pompe de ré injection 33 est arrêtée. Un trempage de trente minutes environ est réalisé pour les membranes 12. L'ouverture de la vanne de vidange du collecteur AV4 permet alors de vidanger la solution de nettoyage concentrée vers l'égout. Cette vanne de vidange AV4 est alors refermée, et on réaliser le rinçage de chacune des lignes en rétrolavage non

chloré, conformément à la description précédente, la vanne de vidange AV2 étant

ouverte. Il est clair que l'on peut utiliser plusieurs solutions de nettoyage successivement pour laver les modules 12. Lorsque toutes les lignes ont été rincées, on revient en

mode filtration, de la façon indiquée à la fin de la phase de rétrolavage.

Il est à noter par ailleurs que la vanne de vidange du collecteur AV4 est utilisée pour rincer en production les modules 12 de la solution de stockage généralement

utilisée lors de la mise en service des modules 12.

Il est possible de réaliser groupe par groupe un test d'intégrité à l'air. Par exemple, pour un groupe 11 donné, on injecte sur le collecteur du groupe de l'air comprimé (par un dispositif non représenté mais connu de l'homme de l'art), la vanne d'eau produite du collecteur étant fermée, et on vidange ainsi par filtration inverse ("permeation") I'eau contenue côté perméat. On teste ensuite le groupe en arrêtant l'alimentation d'air comprimé et en mesurant la chute de pression. En l'absence de fibre cassée, la pression d'air reste constante, l'air ne pouvant passer à travers la paroi de la membrane d'ultrafiltration d'une fibre 20. Dans le cas contraire, la pression d'air va diminuer de façon mesurable, ce qui permet aisément de prouver la présence de fibres cassées dans le groupe. Pour déterminer l'origine de la fuite sur un module particulier, une fois le groupe défaillant identifié, on doit vidanger le bassin, déconnecter le tuyau d'alimentation 14 au dessus du module 12 à tester, le remplacer par un bouchon doté d'une alimentation en air comprimé et on teste le module 12 en pressurisant le côté extérieur des fibres 20. Les modules 12 défaillants doivent ensuite être démontés

pour réparation.

Il est à noter que la plupart des installations de potabilisation d'eau existantes (du type à lit de sable) disposent déjà d'un compresseur, car de l'air comprimé est le plus souvent disponible sur les sites de traitement, et ce compresseur existant est alors réutilisé dans la nouvelle installation, ce qui contribue à une économie de

moyens nouveaux à installer.

On comprend que par rapport à une installation d'ultrafiltration de type classique, la présente installation s'intègre facilement en réutilisant les pré-traitements (comme l'adoucissement à la chaux), et les posttraitements à venir (comme la nanofiltration). On réutilise ici un génie civil existant avec peu de modifications, le génie civil nécessaire est bon marché et le châssis du dispositif est réduit à un dispositif très

simple. La pompe de gavage (injection d'eau brute) est réutilisée.

Le procédé est simple car travaillant à pression constante, et à débit variable, avec un automatisme lié à la hauteur d'eau dans le bassin, et donc très simple et demandant peu d'instrumentation. On a ici un avantage majeur par rapport aux dispositifs connus dans ce domaine, qui au contraire travaillent en pression variable et débit constant, ce qui entraîne la mise en place d'un système de

régulation de pression, complexe et coûteux.

Le fonctionnement à basse pression favorise un fonctionnement stable des membranes et minimise les lavages chimiques et le vieillissement mécanique des l1

membranes, donc le risque de casse, avec les temps de maintenance associés.

Du fait de la pression de fonctionnement plus faible que dans les dispositifs classiques, on utilise pour une production égale un plus grande surface de membranes (avec une pression de fonctionnement de 0, 4 à 0,5 bar, on a ici un flux de filtration valant sensiblement 36 I/hm2), mais il s'agit ici de membranes de type fibre à peau externe, donc bon marché (le prix des modules de membranes

12 étant en fait proportionnel à son volume et non à la surface des membranes).

On peut alors montrer que par rapport à des modules de membranes de type classique, I'économie de volume de modules nécessaires à production égale est très significative, en terme de coût des pièces et donc de fonctionnement de l'installation. Une variante avantageuse est illustrée par les figures 5 à 7. Cette variante comporte deux modifications significatives par rapport au dispositif illustré par les

figures 1 et 2.

D'une part, le plancher intermédiaire 3 du lit de sable originel n'est pas supprimé ici, mais modifié en ce qu'il est doté d'orifices adaptés à laisser passer les têtes des modules 12 de filtration, ces modules étant disposés sur des joints d'étanchéité. On a lors une disposition justifiant bien le terme de "plancher filtrant". Cette disposition, dont le principe de fonctionnement est sensiblement identique à la

description précédente, présente un avantage de réutiliser encore plus le génie

civil existant, et de réduire le volume de conduits nouveaux à mettre en place (suppression des supports mécaniques 27 et des tuyaux collecteurs 17 entre autres). D'autre part, les goulottes 10 d'évacuation des boues de lavage des membranes, sont ici situées juste au dessus du haut des modules 12 de filtration. Ces goulottes 10 sont reliées à l'égout par l'intermédiaire du point de connexion 8,

comme précédemment.

Comme on le voit sur la figure 6, sur le plancher intermédiaire 3 du bassin 2 de filtration sont disposés quatre groupes 11 comprenant chacun vingt modules 12

de filtration, de façon analogue à la disposition de la figure 2.

Les modules 12 de membranes sont alimentés en eau brute par leur partie haute comme précédemment. L'eau issue de la filtration est évacuée par la partie basse

des fibres 20, c'est à dire directement sous le plancher intermédiaire 3.

Les eaux filtrées sont collectées par un dispositif non détaillé, mais de nature

classique dans le domaine.

La figure 7 montre plus en détails la disposition des modules 12 de membranes

sur le plancher intermédiaire 3.

Dans cette variante de mise en oeuvre, le fonctionnement est généralement identique à ce qui a été exposé plus haut. Cependant, pour ce qui est du rétrolavage, le niveau d'eau dans le bassin 2 de filtration doit être abaissé jusqu'au niveau d'eau en rétrolavage 37, situé au niveau des goulottes 10, qui est

donc nettement plus bas que dans la mise en oeuvre exposée plus haut.

Dans une autre variante d'utilisation, il est envisageable de remplacer l'eau brute par des eaux usées qui contiennent un taux de matières en suspension nettement plus grand que l'eau brute. Dans cette variante, il est nécessaire de "secouer" le flux autour du faisceau de membranes pour éviter le colmatage des membranes des fibres 20. Un flux de bulles d'air est utilisable pour fournir une solution à ce problème. Dans encore une autre variante, de l'air est injecté au niveau bas des membranes pour secouer l'eau brute, pendant la phase de filtration, selon une technique

connue de l'homme de l'art.

Une autre variante de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention consiste à installer ce dispositif dans un bassin dit "d'ozonation", au lieu de l'installer dans un bassin d'épuration à lit de sable. Cette variante élargit le nombre d'installations existantes susceptibles d'être réhabilitées par installation du dispositif selon l'invention. Une installation de traitement d'eau peut en effet comporter un bassin d'ozonation qui est, de façon connue, un bassin dans lequel de l'ozone est injecté en partie basse d'une épaisseur d'eau brute de quelques mètres. Il est alors envisageable

d'installer des modules de membranes conformes à la description faite plus haut

dans un tel bassin d'ozonation, puisque on conserve une régulation de pression

par la hauteur d'eau présente au dessus des modules de membranes.

La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de réalisation ci-dessus considérés à titre d'exemple, mais s'étend au contraire aux

modifications à la portée de l'homme de l'art.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Installation de filtration d'eau par membranes, comportant une entrée d'eau brute (9), une connexion a un égout (8), un moyen de sortie d'eau produite (31), caractérisée en ce que les membranes (20) sont immergées dans un bassin (2) de filtration dont la hauteur d'eau au dessus desdites membranes est adaptée à créer une pression différentielle suffisante à provoquer la filtration à travers ces

membranes (20).

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la différence de pression maximale créée dans le bassin (2) de filtration est de 0.6 bar environ

3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la différence de

pression nominale dans le bassin (2) de filtration est de 0.4 à 0.5 bar.

4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce

que les membranes (20) sont de type fibre à peau externe.

5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les membranes

(20) sont disposées en faisceau dans des modules (12) de filtration.

6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la surface de

membrane de chaque module (12) est sensiblement de 125 m2.

7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les modules (12) sont des conteneurs cylindriques (21) possédant sensiblement un diamètre de 30

cm pour une longueur de 80 cm.

8. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce

que les modules (12) sont disposés sensiblement au fond du bassin (2).

9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les modules (12) sont réunis en groupes (11) autour de moyens (17) de collection de l'eau issue de

la filtration, auxquels ils sont connectés.

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque groupe

(11) comprend deux lignes sensiblement parallèles de 10 modules (12).

11. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en

ce que les modules (12) sont disposés sensiblement verticalement.

12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que les modules (12) comportent un moyen (14) d'alimentation en eau brute relié à leur partie haute (22).

13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation en eau brute des modules (12) sont des tuyaux d'alimentation (14) dont l'extrémité libre (16) est située sensiblement à mi-hauteur du bassin (2) de filtration.

14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que les tuyaux d'alimentation (14) sont à leur extrémité libre (16) orientés vers le bas et en ce que l'installation comporte des goulottes (10) d'évacuation, situées sous les extrémités (16) de ces tuyaux d'alimentation (14), lesdites goulottes (10) étant reliées à une

vanne de vidange (AV2) débouchant sur l'égout (8).

15. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque moyen collecteur (17) comporte une vanne (AVI11, AV12, AV13, AV14) séparant ce moyen collecteur (17) d'un moyen de transfert (19) de l'eau produite vers une

vanne de sortie d'eau produite (AV3) et un moyen de stockage (30).

16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comporte une ligne de rétrolavage (32) adaptée à ré-injecter de l'eau produite vers le moyen de transfert (19) en amont de la vanne de sortie d'eau produite (AV3), et une pompe

de ré-injection (33) située sur cette ligne (32).

17. Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste d'injection d'agent oxydant (34) et un poste d'injection d'agent de nettoyage

(35) placés sur la ligne de rétrolavage (32).

18. Procédé de filtration d'eau par membranes immergées, de type membranes d'ultrafiltration, caractérisé en ce que la filtration à travers les membranes (20) est réalisée en utilisant comme source de pression différentielle la hauteur d'eau

présente dans le bassin (2) dans lequel les membranes (20) sont immergées.

19. Procédé de réhabilitation d'une unité existante d'épuration d'eau de type comprenant un bassin (2) adapté à contenir de l'eau sur plusieurs mètres d'épaisseur, une amenée d'eau à traiter (9) dans ce bassin (2), un point de connexion (8) à un égout, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes d'installation en partie basse du bassin (2) d'une série de modules (12) de membranes (20), d'installation d'au moins une goulotte (10) intermédiaire d'évacuation des boues de lavage située au dessus des modules (12) de filtration et fermée par une vanne (AV2) donnant sur l'égout (8), la pression de fonctionnement des membranes (20) étant créée par la

hauteur d'eau à traiter stockée dans le bassin (2) au dessus de ces membranes.

20. Procédé de test d'intégrité des membranes (20) d'un groupe (11) dans une installation conforme à la revendication 9, comprenant les étapes suivantes: - fermeture de la vanne d'eau produite d'un collecteur (18), injection d'air comprimé sur le collecteur du groupe (11) - vidange par filtration inverse ("perméation") de l'eau contenue côté perméat., - arrêt de l'alimentation d'air comprimé,

- mesure de la chute de pression dans les modules (12).