FR2895917A1 - Domestic autonomous apparatus for water-purification comprises water treatment cell with an inlet, concentrate and filtrate outlet, pump, removable water-treating tank, extraction opening and unit to control pump operation - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la production domestique d'eau purifiée àThe present invention relates to the domestic production of purified water
partir d'une eau brute issue par exemple d'un réseau municipal de distribution d'eau. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La qualité de l'eau délivrée par les organismes de distribution d'eau est contrôlée pour satisfaire à des normes de qualité en ce qui concerne d'une part sa teneur en micro-organismes et d'autre part la concentration des différents sels minéraux qu'elle contient. A l'intérieur de ces normes, la qualité de l'eau au point de vue de sa dureté, de son goût et de sa flore est variable d'Lne région à l'autre et pour une même région d'une époque à l'autre, compte tenu du grand nombre de facteurs environnementaux capables d'influencer cette qualité. from raw water from, for example, a municipal water distribution system. BACKGROUND OF THE INVENTION The quality of the water delivered by the water supply organizations is controlled to meet quality standards in terms of both its microorganism content and the concentration of the different mineral salts it contains. Within these standards, the quality of the water in terms of its hardness, taste and flora varies from one region to another and for the same region from one era to the next. other, given the large number of environmental factors capable of influencing this quality.
En outre, une eau rendue potable sur un site de production est stockée et transportée avec des péricdes de stagnation dans des installations en aval du site qui sont des sources de pollution de cette eau du fait même de la nature des canalisations et des défauts d'étanchéi- té entre ces canalisations et les terrains traversés. Cette eau potabilisée peut présenter des risques notamment à long terme pour la santé des usagers. C'est ainsi que se sont développées d'une part la consommation d'eau minérale ou d'eau de source et d'autre part, la consommation d'eau du "robinet" traitée par des procédés aujourd'hui bien connus et éprouvés. On citera par exemple le traitement de l'eau dans un récipient par percolation sur un filtre de charbon actif, par filtration au travers de filtres en céramique, par échange d'ions sur des résines appropriées, par exposition à un rayonnement germicide... Il faut mentionner de manière particulière la purification par osmose :_nverse qui est illustrée par de nombreux documents, en association généralement avec l'une ou l'autre des techniques précédentes pour notamment débarrasser l'eau en amont de l'osmose inverse du chlore et des particules pouvant nuire aux performances du traitement et pour rééquilibrer l'eau en aval de l'osmose inverse, au plan des sels minéraux notamment. In addition, water made potable at a production site is stored and transported with stagnant pericopes in facilities downstream of the site which are sources of pollution of this water due to the nature of the pipes and defects. sealing between these pipes and the lands crossed. This drinking water can present risks, particularly in the long term, to the health of users. Thus, on the one hand, the consumption of mineral water or spring water has been developed and, on the other hand, the consumption of water from the "tap" treated by methods that are now well known and proven. . For example, the treatment of water in a container by percolation on an activated carbon filter, filtration through ceramic filters, ion exchange on appropriate resins, exposure to germicidal radiation ... Particular mention must be made of reverse osmosis purification, which is illustrated by numerous documents, generally in combination with one or the other of the preceding techniques, in particular for ridding water upstream of the reverse osmosis of chlorine and particles that can adversely affect the performance of the treatment and to rebalance the water downstream of the reverse osmosis, in terms of inorganic salts in particular.
Les installations de traitement de l'eau actuellement commercialisées, mettant en oeuvre l'osmo:;e in-verse, sont intégrées à demeure dans un réseau de distribution d'eau comme partie terminale de ce dernier, affectée à la délivrance d'une eau à boire. Cette intégration requiert des travaux de plomberie, qui ne peuvent être réalisés que par un spécialiste ou un bricoleur averti, voire des travaux d'ordre électrique pour créer c.ans le fluide à traiter la pression ou le surcroît de pression nécessaire à son traitement au travers des membranes. En aval de la ou des cellules d'osmose inverse, il ex=_ste un réservoir pressurisé aval de stockage nécessaire: à la collecte du débit produit par la cellule de tra_tement qui est faible. Ce réservoir tampon constitue dans l'installation la principale source de repollution bactériolo- Bique de l'eau traitée et demande à l'effet de Eon bon fonctionnement un entretien soigné. Enfin, une telle installation met en œuvre un matériel sophistiqué de commande et de contrôle pour, assurer la sécurité de son fonctionnement. The currently marketed water treatment facilities, using the reverse osmosis system, are permanently integrated in a water distribution network as a terminal part of the latter, assigned to the delivery of a water supply. water to drink. This integration requires plumbing work, which can only be done by a specialist or a skilled handyman, or even electrical work to create c.ans in the fluid to be treated pressure or the extra pressure necessary for its treatment in the through membranes. Downstream of the reverse osmosis cell (s), it exits a downstream storage pressure tank required: to collect the flow rate produced by the processing cell which is low. This buffer tank constitutes in the installation the main source of bacteriological repollution of the treated water and requires a proper maintenance to ensure proper operation. Finally, such an installation implements a sophisticated control and control equipment to ensure the safety of its operation.
Un exemple de cet état de la technique est illus- tré par le document US 5 997 738. OBJET DE L'INVENTION La présente invention entend proposer une installation beaucoup plus simple à mettre en oeuvre, qui ne re- quiert de la part de son utilisateur qu'un branchement électrique à l'instar d'un petit appareil électroménager. La clientèle susceptible d'être intéressée par un :el appareil est vraisemblablement beaucoup plus nombreuse que celle capable de modifier de manière beaucoup plus lourde l'installation existante. An example of this state of the art is illustrated by the document US Pat. No. 5,997,738. OBJECT OF THE INVENTION The present invention intends to propose an installation much simpler to implement, which does not require from its user than an electrical connection like a small appliance. The clientele likely to be interested in a device is likely to be much larger than one capable of modifying the existing facility much more heavily.
RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention concerne un appareil (fontaine) domestique autonome d'eau purifiée, comportant au moins une cellule de traitement d'eau mettant En oeu- vre par exemple une technique membranaire du genre osmose inverse, ultra et nanofiltration, avec une entrée, une sortie de concentrat et une sortie de perméat, une pompe d'alimentation de la cellule à partir d'une arrivée de l'eau à traiter, dans lequel un réservoir d'eau à traiter est situé en amont de ladite pompe. L'appareil comprend un orifice de soutirage du perméat et une unité de commande de la durée de fonctionnement de la pompe. L'appareil ainsi conçu s'utilise comme ur. appareil électroménager du genre cafetière ou bouilloire. Il suffit en effet, au moyen d'un cordon de raccordement, de le brancher à un réseau d'alimentation électrique pour qu'il soit en état de fonctionnement. De plus, il délivre de l'eau traitée par quantité déterminée en fonction de la durée de fonctionnement de la pompe. C'est avec diffé- rents degrés de temporisation du fonctionnement de la pompe que l'on obtient différentes quantités d'eau purifiée. Ces degrés de temporisation peuvent être soit programmés soit réglables par l'utilisateur. De manière préférée, notamment lorsque le traite- ment de l'eau est une purification par osmose inverse, la sortie du concentrat est recyclée vers le réservoir d'eau à traiter. On sait en effet que le traitement de l'eau par cette méthode ne produit généralement sur une passe (un batch) qu'un cinquième de perméat pour quat::e cin- quième de concentrat. On constate donc qu'il est intéressant de recycler le concentrat au lieu de le _jeter à l'égout, ne serait-ce que pour économiser l'eau. Il convient cependant de limiter l'augmentation de cette concentration et pour cela le soutirage de l'eau à traiter de son réservoir est inhibé lorsque la quantité contenue dans ce dernier est inférieure à une fraction de sa contenance totale notamment le cinquième. Un moyen simple de parvenir à cette proportion consiste à situer le point de soutirage de l'eau à traiter à un niveau dé- terminé au-dessus du fond du réservoir de retenue. Enfin, une caractéristique intéressante de l'invention réside en ce que le réservoir d'eau à traiter est amovible. Il est ainsi possible de le remplir aisément et, surtout, de pouvoir évacuer la fraction de concentrat non traitée et de procéder à son nettoyage de manière pratique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donnée ci-après à titre d'exemple non limita- tif. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence au dessin annexé qui représente par une figure unique un schéma d'appareil conforme à l'invention. SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the invention relates to an apparatus (fountain) domestic self-purified water, comprising at least one water treatment cell implementing for example a membrane technique of the genus reverse osmosis, ultra and nanofiltration, with an inlet, a concentrate outlet and a permeate outlet, a pump for supplying the cell from an inlet of the water to be treated, in which a tank of water to be treated is located upstream of said pump. The apparatus includes a permeate withdrawal port and a pump operating time control unit. The device thus designed is used as ur. electrical appliance of the type coffee maker or kettle. It is sufficient, by means of a connecting cord, to connect it to a power supply network so that it is in working condition. In addition, it delivers treated water by quantity determined according to the running time of the pump. It is with different degrees of delay in the operation of the pump that different amounts of purified water are obtained. These degrees of delay can be either programmed or adjustable by the user. Preferably, especially when the treatment of the water is reverse osmosis purification, the outlet of the concentrate is recycled to the water tank to be treated. It is known that the treatment of water by this method generally produces on a pass (a batch) only one fifth of permeate to quat :: e fifth of concentrate. So we find that it is interesting to recycle the concentrate instead of _jeter the sewer, if only to save water. It is however necessary to limit the increase of this concentration and for this the withdrawal of the water to be treated from its reservoir is inhibited when the quantity contained in the latter is less than a fraction of its total capacity including the fifth. A simple way to achieve this is to locate the draw point of the water to be treated at a defined level above the bottom of the holding tank. Finally, an interesting feature of the invention is that the water tank to be treated is removable. It is thus possible to fill it easily and, above all, to be able to evacuate the untreated concentrate fraction and to carry out its cleaning in a practical manner. Other features and advantages of the invention will emerge from the description of an embodiment given below by way of nonlimiting example. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Reference will be made to the appended drawing which represents in a single figure a device diagram according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'appareil représenté comporte un bâti 1 qui présente une première plate-forme 2 de soutien d'un réservoir 3 et une seconde plate-forme 4 de soutien soit d'une bouteille 5 soit de récipients à contenance plus réduite 6 ou 7. Pour ces récipients à contenance pus ré-duite, la plate-forme 4 peut être doublée par une plate-forme amovible 4a surélevée par rapport à la plate-forme 4. Le réservoir 3 est un réservoir contenant un cer- tain volume d'eau à traiter (par exemple cinq litres). Il est représenté ouvert mais ce n'est pas sortir du cadre de l'invention que de l'imaginer fermé afin de protéger la surface libre du liquide qu'il contient. Ce réservoir comporte un embout 8 dressé à partir de son fond qui peut coiffer par l'intermédiaire d'une valve de retenue 9 à l'état fermé lorsque le réservoir est séparé de sa plate-forme, un tube d'aspiration 10 pour une pompe 11. C'est la coopération de ce réservoir posé sur la plate-forme 2 et de l'extrémité de ce tube 10 en saillie de cette plate-forme qui permet d'ouvrir la valve et de mettre en communication l'aspiration de la pompe avec le contenu du réservoir 3. La sortie de la pompe est dirigée vers un filtre mécanique 12 dont la sortie constitue l'entrée d'un fil- tre par exemple à charbon actif 13, ces deux filtres constituant une protection classique à l'entrée 14 d'une cellule 15 d'osmose inverse. Cette cellule d'osmose inverse comporte une première sortie 16 pour le perméat et une seconde sortie 17 pour le concentrat. La sortie 16 de la cellule abcutit à un composant 18 équilibreur de minéralisation. La sortie 19 de ce composant 18 constitue la sortie qui c.élivre l'eau à consommer recueillie soit par une bouteille 5 soit par les récipients de contenance variée 6 ou 7. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The apparatus shown comprises a frame 1 which has a first platform 2 for supporting a tank 3 and a second platform 4 for supporting either a bottle 5 or containers with a larger capacity. Reduced 6 or 7. For these containers with reduced capacity, the platform 4 can be doubled by a removable platform 4a raised with respect to the platform 4. The tank 3 is a reservoir containing a certain tain volume of water to be treated (eg five liters). It is shown open but it is not beyond the scope of the invention to imagine closed to protect the free surface of the liquid it contains. This reservoir comprises a nozzle 8 raised from its bottom which can cap through a valve 9 in the closed state when the reservoir is separated from its platform, a suction tube 10 for a pump 11. It is the cooperation of this reservoir placed on the platform 2 and the end of this tube 10 projecting from this platform which opens the valve and put in communication the suction of the pump with the contents of the reservoir 3. The output of the pump is directed to a mechanical filter 12 whose output constitutes the input of a filter such as activated carbon 13, these two filters constituting a conventional protection against input 14 of a reverse osmosis cell. This reverse osmosis cell has a first outlet 16 for the permeate and a second outlet 17 for the concentrate. The output 16 of the cell abuts a mineralizer balancing component 18. The outlet 19 of this component 18 constitutes the outlet which delivers the water to be consumed collected either by a bottle 5 or by the containers of varied capacity 6 or 7.
Le bâti présente une façade 20 équipée de différents boutons et voyants associés à une unité de commande et de contrôle de l'appareil non représentée. Il s'agit par exemple d'un bouton marche/arrêt 21, de trois boutons 22, chacun affecté à une alimentation temporisée de la pompe 11 et de trois voyants 23 colorés vert, jaune, rouge par exemple, qui indiquent la qualité de l'eau en sortie de l'équilibreur de minéralisation 18. Cette qua-lité est liée à la réponse d'un capteur 24 détectant la conductivité de l'eau. Les boutons 22 constituent, par la temporisation à laquelle ils sont associés, le moyen de détermination de la quantité d'eau purifiée désirée (contenance d'une carafe ou bouteille 5, d'un grand. verre 6 ou d'un petit verre 7). Cette quantité n'est fonction que du temps de fonctionnement de la pompe 11 qui est soit programmé en usine pour par exemple chacune dE trois doses prédéterminées, soit réglable par l'usager pour adapter l'appareil à ses besoins spécifiques. Le fonctionnement de l'appareil est ainsi strictement limité aux besoins instantanés en eau. Comme la fourniture par exem- ple d'un litre d'eau requiert un fonctionnement de la pompe 11 de plusieurs minutes, il est conseillé lors du retrait d'une bouteille telle que 5 de commander le rem-plissage d'une nouvelle bouteille, de sorte que l'utilisateur ne sera jamais pris de court. The frame has a front 20 equipped with various buttons and indicators associated with a control unit and control device not shown. This is, for example, an on / off button 21, three buttons 22, each assigned to a delayed supply of the pump 11 and three colored indicator lights 23 green, yellow, red, for example, which indicate the quality of the lamp. This quality is related to the response of a sensor 24 detecting the conductivity of the water. The buttons 22 constitute, by the timing with which they are associated, the means for determining the quantity of purified water desired (capacity of a carafe or bottle 5, a large glass 6 or a small glass 7 ). This quantity is only a function of the operating time of the pump 11, which is either programmed at the factory for, for example, each of three predetermined doses, or adjustable by the user to adapt the apparatus to his specific needs. The operation of the apparatus is thus strictly limited to the instantaneous needs in water. Since supplying, for example, one liter of water requires operation of the pump 11 for several minutes, it is advisable when removing a bottle such as to order the refilling of a new bottle. so the user will never be taken aback.
La sortie 17 de la cellule d'osmose inverse forme un retour dans le réservoir 3. Elle est équipée d'une restriction de débit 17a qui constitue une perte de charge réglable ou non par l'usager, permettant d'ajuster la pression régnant dans la chambre de concentrat de la cellule 15. La contenance maximale du réservoir 3 est dé-finie par la hauteur H figurant sur le dessin et l'embout 8 pénètre d'une hauteur h dans le réservoir 3 qui, de manière préférée, est égale à un cinquième de la hauteur H si ce réservoir est sensiblement cylindrique. Le réser- voir 3 est amovible si bien que, à l'instar d'une cafetière, on peut le retirer pour le vider, le remplir et/ou le nettoyer de manière aisée. Dans une variante nDn représentée, le tube 10 d'aspiration de la pompe 11 plonge dans le réservoir au travers de la surface libre du li- quide qu'il contient jusqu'à une hauteur h de manière à interdire l'aspiration du dernier cinquième. On a représenté enfin sur ce dessin le cordon 25 de raccordement de l'appareil à un réseau de distribution électrique. The outlet 17 of the reverse osmosis cell forms a return to the tank 3. It is equipped with a flow restriction 17a which constitutes a pressure drop, adjustable or not by the user, making it possible to adjust the pressure prevailing in the concentrate chamber of the cell 15. The maximum capacity of the reservoir 3 is defined by the height H shown in the drawing and the tip 8 penetrates a height h into the reservoir 3 which, preferably, is equal to at a fifth of the height H if this reservoir is substantially cylindrical. The reservoir 3 is removable so that, like a coffee maker, it can be removed for emptying, filling and / or cleaning in an easy manner. In an alternative nDn shown, the suction tube of the pump 11 dips into the reservoir through the free surface of the liquid it contains up to a height h so as to prohibit the suction of the last fifth . Finally shown in this drawing the cord 25 connecting the device to an electrical distribution network.
Le compartiment de sortie de la cellule d'osmose inverse est dans l'appareil de l'invention à une pression voisine de la pression atmosphérique. Cette caractéristique présente l'avantage de mettre en oeuvre une pompe 11 dont la pression de fonctionnement (refoulement) est re- lativement basse et surtout au mieux adaptée au for.ction- nement de la cellule 15. Ceci n'est pas le cas lorsque, dans les appareils connus, la délivrance d'eau purifiée se fait au travers d'un robinet ou d'une vanne qui ferme l'issue d'une installation sous pression telle par exem-ple qu'un réservoir à membrane pressurisée. La description détaillée donnée ci-dessus se réfère à un traitement de purification d'eau par osmose in-verse. L'invention englobe également le traitement de l'eau par d'autres techniques notamment membranaires tel- les que la nanofiltration, l'ultrafiltration, qui :orment des moyens équivalents à l'osmose inverse, conduisant au même résultat même si le degré d'efficacité du traitement est maximal avec l'osmose inverse. La conception de l'appareil de l'invention permet de traiter l'eau par petites quantités (quelques litres), ce qui lui confère son caractère autonome donc transportable. Il trouve ainsi tout naturellement de nombreuses occasions d'utilisation nomade: bateau, voiture, camping, vacances... The exit compartment of the reverse osmosis cell is in the apparatus of the invention at a pressure close to atmospheric pressure. This feature has the advantage of using a pump 11 whose operating pressure (delivery) is relatively low and especially the best suited to the forcing of the cell 15. This is not the case when in known apparatus, the delivery of purified water is through a valve or a valve that closes the outlet of a pressurized installation such as a diaphragm reservoir pressurized. The detailed description given above refers to a water purification treatment by reverse osmosis. The invention also encompasses the treatment of water by other techniques, especially membrane techniques such as nanofiltration, ultrafiltration, which: provide means equivalent to reverse osmosis, leading to the same result even if the degree of Treatment efficiency is maximum with reverse osmosis. The design of the apparatus of the invention makes it possible to treat the water in small quantities (a few liters), which confers on it its autonomous character, which is therefore transportable. It naturally finds many opportunities for nomadic use: boat, car, camping, vacation ...
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| FR2895917A1 true FR2895917A1 (en) | 2007-07-13 |
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ID=36954715
Family Applications (1)
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| FR0600106A Pending FR2895917A1 (en) | 2006-01-06 | 2006-01-06 | Domestic autonomous apparatus for water-purification comprises water treatment cell with an inlet, concentrate and filtrate outlet, pump, removable water-treating tank, extraction opening and unit to control pump operation |
Country Status (1)
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