FR2940139A1 - Compact transportable unit for filtration of water, comprises a sand filtration unit in cylindrical form present along longitudinal axis, a parellopipedic standard and transportable container, and a foldable tank of variable volume - Google Patents
Compact transportable unit for filtration of water, comprises a sand filtration unit in cylindrical form present along longitudinal axis, a parellopipedic standard and transportable container, and a foldable tank of variable volume Download PDFInfo
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Abstract
Description
UNITES TRANSPORTABLES DE FILTRATION ET DE TRAITEMENT D'EAU DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte au domaine du traitement de l'eau, à la production d'eau potable. [0002] Plus précisément l'invention concerne les stations ou unités mobiles de traitement d'eaux d'origines diverses afin de les rendre potables. Les eaux en question sont par exemple les eaux superficielles, de rivière, de barrage, issues de forages ... [0003] De telles unités sont réalisées à partir de modules de type conteneurs standards aux normes ISO (Organisation Internationale de Normalisation), parallélépipédiques transportables, qui sont déplacés jusqu'au lieu où elles sont installées de façon définitives, temporaires ou saisonnières. [0004]Ces unités permettent d'obtenir, à partir d'eaux brutes et/ou souillées telles que définies ci-avant, de l'eau potable c'est à dire propre à la consommation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0005] Sachant que ce type d'installation est susceptible d'être mis en oeuvre dans des lieux isolés et éloignés de grandes agglomérations, leur transport est un 20 paramètre important et doit donc être optimisé , notamment en termes de volume. [0006] Par ailleurs, une fois sur site, elles doivent avoir une consommation réduite en énergie, avec notamment un excellent rapport eau produite û énergie consommée. [0007] En outre, de telles installations doivent pouvoir être installées et mises en 25 oeuvre de façon simple , fiable et rapide, même dans des conditions difficiles. [0008] En particulier l'emprise au sol sera aussi réduite que possible. [0009] On connaît la demande de brevet FR 2 408 552 qui décrit une installation mobile et compacte de préparation d'eau potable contenue à l'intérieur d'un conteneur et comprenant notamment un moyen d'épuration de base et un moyen d'épuration poussée ; ce type d'installation ne permet de fournir que 3 ou 4 mètres cubes par heure d'eau potable ; par ailleurs, il se révèle gros consommateur en énergie. [0010] La demande de brevet FR 2 821 072 décrit une installation transportable du même type mais ayant un débit en eau potable bien supérieur, compris entre 5 et 200 m3/h. Cette installation comprend notamment une section de décantation avec injection de coagulant ou floculant, une section de stockage intermédiaire de l'eau, un local technique et un module de filtration final avant le rejet de l'eau propre. On comprend qu'une telle installation nécessite une surface au sol importante, et soit d'un coût non négligeable vus le grand nombre d'éléments et de connexions mis en jeu. Par ailleurs le transport nécessite plusieurs conteneurs et une logistique associée qui peut se révéler complexe. EXPOSE DE L'INVENTION [0011] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à réaliser une installation facilement transportable, compacte, modulable qui consomme peu d'énergie. Une mise en oeuvre aisée est avantageusement visée par l'invention. [0012] Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention une unité compacte transportable destinée à la filtration d'eau, comprenant : un moyen de filtration de forme cylindrique, de type filtre à sable, pourvu d'un axe longitudinal ; un conteneur parallélépipédique et transportable dont le volume interne est sensiblement supérieur au volume extérieur dudit moyen de filtration. [0013]Selon l'invention, ces moyens sont agencés de telle sorte que ledit moyen de filtration est logé dans ledit conteneur avec son axe longitudinal horizontal pendant le transport, et en ce qu'il est positionné verticalement dans ledit conteneur en position de fonctionnement en laissant un volume libre dans ledit conteneur. [0014] L'unité selon l'invention comprend en outre une citerne dépliable, de volume variable. Ladite citerne peut présenter une forme extérieure parallélépipédique ou cylindrique, en position déployée. [0015]Avantageusement, ladite citerne est disposée, à l'état dépliée, dans ledit volume libre dudit conteneur. [0016]Ainsi, pendant le transport le volume du conteneur est occupé par le moyen de filtration qui est couché , avec son axe principal horizontal ; en position de fonctionnement, le moyen de filtration est placé en position debout c'est à dire avec son axe principal vertical ce qui laisse un volume vide dans le conteneur. Ce même volume peut alors être avantageusement occupé par une citerne qui pendant le transport était pliée et placée au fond du conteneur. Comme il sera explicité ci-après, cette caractéristique permet d'optimiser le volume transporté ainsi que les volumes en présence in situ, c'est à dire pendant le fonctionnement de l'unité. [0017] Selon une caractéristique, le moyen de filtration comprend au moins deux éléments filtrants de préférence cylindriques, superposables deux à deux en position de fonctionnement. Les modes de réalisation qui seront exposés ci-après montrent respectivement deux éléments filtrants disposés l'un au-dessus de l'autre, et deux fois deux éléments filtrants accouplés deux à deux. [0018] Le dimensionnement des éléments filtrants est préférentiellement choisi tel que la somme des hauteurs des éléments filtrants est sensiblement inférieure à la plus grande dimension dudit conteneur. [0019] En outre, le diamètre d'au moins le plus grand des éléments filtrants est sensiblement inférieur à la plus petite dimension dudit conteneur. [0020]Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les éléments filtrants sont constitués de filtres à sable. Ce choix sera explicité dans la description qui suit. [0021] L'invention vise en outre une unité transportable de production d'eau potable comprenant des moyens de décantation de l'eau à traiter comprenant des moyens d'injection de coagulant ou de floculant, et des moyens de filtration de l'eau décantée disposés en aval desdits moyens de décantation relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité, dans laquelle lesdits moyens de filtration comprennent une unité ayant notamment les caractéristiques précisées ci-dessus. [0022] L'unité transportable selon l'invention peut en outre comprendre des moyens d'injection de chlore dans l'eau brute et/ou filtrée , disposés en amont et/ou en aval des moyens de filtration relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité. BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] The invention relates to the field of water treatment, to the production of drinking water. More specifically, the invention relates to stations or mobile water treatment units of various origins to make them drinkable. The waters in question are, for example, surface water, river, dam, from boreholes ... Such units are made from modules of standard container type ISO standards (International Organization for Standardization), parallelepipedic transportable to the place where they are permanently, temporarily or seasonally These units are used to obtain, from raw water and / or soiled as defined above, drinking water that is clean for consumption. STATE OF THE PRIOR ART [0005] Knowing that this type of installation is likely to be implemented in remote and remote locations of large agglomerations, their transport is an important parameter and must therefore be optimized, particularly in terms of volume. Moreover, once on site, they must have a reduced energy consumption, with in particular an excellent ratio of water produced to energy consumed. [0007] Furthermore, such installations must be able to be installed and implemented in a simple, reliable and fast manner, even under difficult conditions. In particular, the footprint will be as small as possible. Patent application FR 2 408 552 discloses a mobile and compact installation for preparing drinking water contained inside a container and comprising in particular a basic purification means and a means for thorough purification; this type of installation only provides 3 or 4 cubic meters per hour of drinking water; on the other hand, he is a big consumer of energy. The patent application FR 2 821 072 describes a transportable installation of the same type but having a flow rate in drinking water much higher, between 5 and 200 m3 / h. This installation includes a settling section with coagulant or flocculant injection, an intermediate water storage section, a technical room and a final filtration module before the discharge of clean water. It is understood that such an installation requires a large floor area, and is not negligible cost seen the large number of elements and connections involved. Moreover the transport requires several containers and associated logistics that can reveal complex. SUMMARY OF THE INVENTION [0011] The invention aims to overcome the disadvantages of the state of the art and in particular to achieve an easily transportable installation, compact, modular that consumes little energy. An easy implementation is advantageously targeted by the invention. To do this is proposed according to a first aspect of the invention a transportable compact unit for water filtration, comprising: a filtering means of cylindrical shape, sand filter type provided with a longitudinal axis ; a parallelepipedal and transportable container whose internal volume is substantially greater than the external volume of said filtering means. According to the invention, these means are arranged such that said filtering means is housed in said container with its horizontal longitudinal axis during transport, and in that it is positioned vertically in said container in operating position leaving a free volume in said container. The unit according to the invention further comprises a foldable tank of variable volume. Said tank may have a parallelepipedal or cylindrical outer shape, in the deployed position. Advantageously, said tank is arranged, in the unfolded state, in said free volume of said container. Thus, during transport the volume of the container is occupied by the filtering means which is coated, with its horizontal main axis; in the operating position, the filtering means is placed in a standing position, ie with its vertical main axis leaving an empty volume in the container. This same volume can then be advantageously occupied by a tank which during transport was folded and placed at the bottom of the container. As will be explained below, this feature makes it possible to optimize the volume transported as well as the volumes in the presence in situ, that is to say during the operation of the unit. According to one feature, the filtering means comprises at least two preferably cylindrical filter elements, superposable two by two in the operating position. The embodiments which will be described below respectively show two filter elements arranged one above the other, and twice two filter elements paired two by two. The sizing of the filter elements is preferably chosen such that the sum of the heights of the filter elements is substantially less than the largest dimension of said container. In addition, the diameter of at least the largest of the filter elements is substantially less than the smallest dimension of said container. According to a preferred embodiment of the invention, the filter elements consist of sand filters. This choice will be explained in the following description. The invention further provides a transportable drinking water production unit comprising means for decanting the water to be treated comprising means for injecting coagulant or flocculant, and means for filtering the water decanted disposed downstream of said settling means relative to the direction of flow of water in the unit, wherein said filtering means comprises a unit having in particular the characteristics specified above. The transportable unit according to the invention may further comprise means for injecting chlorine into the raw water and / or filtered, arranged upstream and / or downstream of the filtration means relative to the direction of flow. water in the unit.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, une vue de coupe longitudinale d'un moyen de filtration selon un premier mode de réalisation, en position de transport ; - la figure 2, une vue en coupe longitudinale du même mode de réalisation que la figure 1, en position de fonctionnement ; la figure 3, une vue de coupe longitudinale d'un moyen de filtration selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, en position de transport ; la figure 4, une vue en coupe longitudinale du deuxième mode de réalisation, en position de fonctionnement ; et - la figure 5, une vue de dessus du deuxième mode de réalisation de l'invention. [0024] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION [0025] Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs d'une des formes de l'objet de l'invention, les figures 1 et 3 représentent des versions de l'unité en mode transport et les figures 2, 4 et 5 représentent des versions en mode fonctionnement. [0026] Les unités peuvent êtres modulés et multipliés par exemples pour des unités de plus grandes capacités [0027] Le dispositif selon les figures 1, 2 et 3 représente un premier mode de réalisation où le moyen de filtration 1 comprend deux éléments filtrants (ou filtres) 2 et 3 identiques superposés en mode fonctionnement, fonctionnant en parallèle, l'un pouvant être en mode filtration pendant que l'autre est en mode lavage, un conteneur 4 et une citerne dépliable 5. [0028]Sur la figure 1, l'unité est en mode transport, le volume du conteneur 4 est occupé par le moyen de filtration 1 qui est couché , avec son axe principal horizontal, la somme des hauteurs des éléments filtrants 2 et 3 étant sensiblement inférieure à la plus grande dimension dudit conteneur. [0029] En mode transport, la plaque amovible 5 est couchée au fond du conteneur et la citerne dépliable 6 est pliée et rangé avantageusement en place laissée libre par le moyen de filtration. [0030] Sur la figure 2 et la représentation schématique 3, l'unité est en mode fonctionnement, le moyen de filtration 1 est placé en position debout c'est à dire avec son axe principal vertical. [0031] Dans ce cas de figure, le volume laissé vide dans le conteneur 4 est avantageusement occupé par la citerne 6 qui était pliée lors du transport, la plaque amovible 5 étant désormais placée à la vertical pour servir de quatrième paroi latérale à la citerne 6. [0032] Ladite citerne 6 peut avantageusement être utilisée pour le stockage des 25 eaux à différents stades du process, eaux de lavages des filtres, eaux sales de lavages, eaux traitées, ... [0033] La plaque amovible 5 est réglable horizontalement et permet avantageusement la mise en oeuvre de citernes de différents volumes selon les utilisations. [0034]Sur les figures 1 et 3, la pompe 7 est utilisée par exemple pour le lavage des filtres, la citerne 6 étant alors utilisée par exemple pour le stockage de cette eau. [0035] Ledit mode de réalisation peut être utilisé pour les petites unités, jusqu'à environ 50 m3/h de traitement et placé dans un conteneur 4 type 20". [0036]Chaque filtre comprend une succession de médias filtrants de granulométrie et d'épaisseur variable assurant la filtration et reposant sur un faux plancher équipé de crépines. [0037] En mode filtration, l'eau à traiter est injectée en haut de chaque filtre par une canalisation 8 et une tulipe d'alimentation 9, elle traverse les différentes couches qui en assurent sa filtration, les eaux filtrées sont recueillies en bas de chaque filtre par une canalisation 10. [0038] En mode lavage, la circulation de l'eau s'effectue du bas vers le haut en plusieurs phases successives à des durées déterminées : injection d'air, injection d'air avec un faible débit d'eau puis injection d'un grand débit d'eau. [0039] L'alimentation en bas de l'élément filtrant s'effectue par exemple par l'intermédiaire de la pompe de lavage 7 via les canalisations 11 puis 10, l'évacuation en haut s'effectue par la tulipe 9, la canalisation 8 puis la canalisation 12, un jeu de vannes automatiques assurant la gestion des cycles de filtration et de lavage. [0040] La présence des crépines sous le média filtrant favorise la répartition du flux et permet d'obtenir un matelas uniforme lors du lavage. [0041]Contrairement à un filtre horizontal, un filtre vertical permet une meilleure répartition de l'eau à filtrer au sein du média filtrant, la surface de média étant homogène sur toute la hauteur de filtration. 7 2940139 [0042] Les débits d'eau et d'air de lavage étant proportionnels à la surface du filtre, pour une même longueur de cylindre, la superposition de deux filtres verticaux permet une économie en énergie et en eau de lavage par rapport à un filtre horizontal, puisque la surface de filtration est répartie sur deux filtres 5 indépendants, l'un pouvant fonctionner en filtration et l'autre en lavage simultanément. [0043] De plus, la multiplication des filtres permet de garantir des vitesses de filtrations plus faibles lors des phases de lavage où la filtration est effectuée sur N-1 filtres. 10 [0044] Le deuxième mode de réalisation selon les figures 3, 4 et 5 diffère du premier par la présence de deux éléments filtrants supplémentaires 200 et 300 qui superposés forment l'élément filtrant 100, qui comme les premiers éléments filtrants 2 et 3 présentent en mode transport un axe longitudinal horizontal, [0045] Ce mode est utilisé pour les unités traitant un plus grand débit, associé à 15 un conteneur 4 de type 40". [0046] Sur la figure 3, l'unité est en mode transport, le volume du conteneur 4 est occupé par les quatre éléments filtrants 2, 3 et 200, 300, associables deux à deux qui sont couchés les uns à côté des autres, avec leurs axes principaux horizontaux, la somme des hauteurs desdits éléments filtrants étant sensiblement 20 inférieure à la plus grande dimension dudit conteneur 4. [0047] Sur la figure 4 et la représentation schématique de la figure 5, l'unité est en mode fonctionnement, les associations d'éléments filtrants 2, 3 et 20, 30 formant les ensembles d'éléments filtrants 1 et 100 sont placés en position debout l'un à côté de l'autre c'est à dire avec leurs axes principaux verticaux. 25 [0048] Ce mode de réalisation permet la mise en oeuvre d'une plus grande capacité de filtration, de l'ordre de 100 m3/h pour un conteneur 4, avec une capacité de stockage également plus élevée. [0049] Le nombre de citernes 6 et de plaques amovibles 5 n'est pas limitatif d'une des formes de l'objet de l'invention et les possibilités peuvent être avantageusement adaptées aux besoins. [0050] Dans le cas des figures 4 et 5, la ou lesdites citernes peuvent avantageusement être utilisées à la fois pour le stockage des eaux filtrées avant distribution, ladite eau filtrée servant également d'eau de lavage pompée par exemple par la pompe de lavage 7. [0051] Ladite invention vise en outre une unité transportable de production d'eau potable comprenant des moyens de décantation de l'eau à traiter comprenant des moyens d'injection de coagulant et/ou de floculant, et des moyens de filtration de l'eau décantée disposés en aval desdits moyens de décantation relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité, dans laquelle lesdits moyens de filtration comprennent une unité ayant notamment les caractéristiques précisées ci-dessus, dans un mode quelconque de réalisation. [0052] L'unité transportable selon l'invention peut en outre comprendre des moyens d'injection de chlore dans l'eau brute et/ou filtrée , disposés en amont et/ou en aval des moyens de filtration relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité.20 BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES [0023] Other characteristics and advantages of the invention will emerge on reading the description which follows, with reference to the appended figures, which illustrate: FIG. 1, a longitudinal section view of a means filtration device according to a first embodiment, in the transport position; - Figure 2, a longitudinal sectional view of the same embodiment as Figure 1, in the operating position; Figure 3, a longitudinal sectional view of a filtering means according to a second embodiment of the invention, in the transport position; Figure 4 is a longitudinal sectional view of the second embodiment, in the operating position; and - Figure 5, a top view of the second embodiment of the invention. For clarity, identical or similar elements are identified by identical reference signs throughout the figures. DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting examples of one of the forms of the subject of the invention, FIGS. 1 and 3 show versions of the unit in transport and Figures 2, 4 and 5 show versions in operating mode. The units may be modulated and multiplied for example for units of greater capacity. The device according to FIGS. 1, 2 and 3 represents a first embodiment where the filtration means 1 comprises two filtering elements (or filters) 2 and 3 identical superimposed operating mode, operating in parallel, one may be in filtration mode while the other is in washing mode, a container 4 and a foldable tank 5. [0028] In Figure 1, the unit is in transport mode, the volume of the container 4 is occupied by the filtering means 1 which is lying down, with its horizontal main axis, the sum of the heights of the filtering elements 2 and 3 being substantially smaller than the largest dimension of said container. In transport mode, the removable plate 5 is lying at the bottom of the container and the unfoldable tank 6 is folded and stored advantageously in place left free by the filtering means. In Figure 2 and the schematic representation 3, the unit is in operating mode, the filtering means 1 is placed upright, that is to say with its vertical main axis. In this case, the volume left empty in the container 4 is advantageously occupied by the tank 6 which was folded during transport, the removable plate 5 is now placed vertically to serve as the fourth side wall to the tank 6. Said tank 6 can advantageously be used for storing water at different stages of the process, filter washings, dirty washes, treated water, ... [0033] The removable plate 5 is adjustable horizontally and advantageously allows the implementation of tanks of different volumes depending on the uses. In Figures 1 and 3, the pump 7 is used for example for washing the filters, the tank 6 is then used for example for the storage of this water. [0035] Said embodiment can be used for small units, up to about 50 m3 / h of treatment and placed in a 20 "type container 4. Each filter comprises a succession of filtering media of particle size and size. Variable thickness providing filtration and resting on a false floor equipped with strainers In filtration mode, the water to be treated is injected at the top of each filter by a pipe 8 and a supply tulip 9, it passes through the different layers that ensure its filtration, the filtered water is collected at the bottom of each filter through a pipe 10. In washing mode, the flow of water is from bottom to top in several successive phases to determined durations: injection of air, injection of air with a low flow of water then injection of a large flow of water The supply at the bottom of the filter element is carried out for example by the intermediate of the washing pump 7 via the pipes 11 and 10, the evacuation at the top is through the tulip 9, the pipe 8 and the pipe 12, a set of automatic valves ensuring the management of filtration and washing cycles. The presence of strainers under the filter media promotes the distribution of the flow and provides a uniform mattress during washing. Unlike a horizontal filter, a vertical filter allows a better distribution of the water to be filtered within the filter medium, the media surface being homogeneous over the entire filtration height. The flow rates of water and washing air being proportional to the surface of the filter, for the same length of cylinder, the superposition of two vertical filters allows a saving in energy and washing water compared to a horizontal filter, since the filtration surface is distributed over two independent filters 5, one being able to function in filtration and the other in washing simultaneously. In addition, the multiplication of the filters makes it possible to guarantee lower filtration rates during the washing phases where the filtration is carried out on N-1 filters. The second embodiment according to FIGS. 3, 4 and 5 differs from the first by the presence of two additional filtering elements 200 and 300 which superimposed form the filter element 100, which, like the first filtering elements 2 and 3, In transport mode a horizontal longitudinal axis, this mode is used for the units processing a larger flow rate, associated with a 40 "type container 4. In Figure 3, the unit is in transport mode , the volume of the container 4 is occupied by the four filter elements 2, 3 and 200, 300, associable two by two which are lying next to each other, with their horizontal main axes, the sum of the heights of said filter elements being substantially It is smaller than the largest dimension of said container 4. In FIG. 4 and the schematic representation of FIG. 5, the unit is in operating mode, the filter element associations 2, 3 and 20, 30 forming the sets of filter elements 1 and 100 are placed in a standing position next to each other, ie with their vertical main axes. This embodiment allows the implementation of a larger filtration capacity, of the order of 100 m3 / h for a container 4, with a storage capacity also higher. The number of tanks 6 and removable plates 5 is not limiting to one of the forms of the subject of the invention and the possibilities can be advantageously adapted to the needs. In the case of FIGS. 4 and 5, the said tank or tanks may advantageously be used both for storing the filtered water before dispensing, the said filtered water also serving as the washing water pumped for example by the washing pump. 7. [0051] Said invention further relates to a transportable drinking water production unit comprising means for decanting the water to be treated comprising means for injecting coagulant and / or flocculant, and filtration means of the settled water disposed downstream of said settling means relative to the direction of flow of water in the unit, wherein said filtering means comprise a unit having in particular the characteristics specified above, in any embodiment . The transportable unit according to the invention may further comprise means for injecting chlorine into the raw and / or filtered water, arranged upstream and / or downstream of the filtration means relative to the direction of flow. water in the unit.
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DE3512062A1 (en) * | 1985-04-02 | 1986-10-02 | Herbert Dr Anuschewski | Apparatus for treating water, in particular for water desalination |
JPH09276844A (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-28 | Amano:Kk | Emergency water purifier |
-
2008
- 2008-12-24 FR FR0807435A patent/FR2940139B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3512062A1 (en) * | 1985-04-02 | 1986-10-02 | Herbert Dr Anuschewski | Apparatus for treating water, in particular for water desalination |
JPH09276844A (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-28 | Amano:Kk | Emergency water purifier |
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