FR2946432A1 - Procede d'analyse d'une eau en vue d'en determiner la teneur en polluants dissous, et installation correspondante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'analyse d'une eau en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous, ledit procédé comprenant une étape de traitement de ladite eau en vue d'en abattre la teneur en matières solides en suspension, ladite étape de traitement étant suivie d'une étape de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous. Selon l'invention, ladite étape de traitement comprend au moins : - une étape de filtration, selon un débit de filtration, de ladite eau à travers un média filtrant constitué par une pluralité de fibres creuses flexibles ; - des étapes de micro-rétrolavage périodiques desdites fibres au cours desquelles ladite étape de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous est maintenue, lesdits micro-lavages consistant à faire circuler de l'eau traitée à contre courant dans lesdites fibres pendant une durée déterminée ; - des étapes de rétrolavage spécifiques desdites fibres qui consistent à faire circuler une solution nettoyante à contre courant dans lesdites fibres de manière à maintenir ledit débit de filtration a une valeur supérieure à une valeur de débit seuil minimal prédéterminée.

Description

Procédé d'analyse d'une eau en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous, et installation correspondante 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du traitement des eaux résiduaires 5 urbaines ou industrielles en vue de leur épuration et des eaux karstiques, de sources, de lacs ou de rivière en vue de leur potabilisation. Plus précisément, l'invention concerne la préparation d'échantillons d'eau traitée en vue de procéder à leur analyse afin de déterminer leur teneur en polluants. 10 2. Art antérieur Les eaux résiduaires urbaines ou industrielles et les eaux karstiques, de sources, de lacs ou de rivières sont traitées, de manière habituelle, dans des installations de traitement d'eau respectivement en vue de leur épuration et de leur potabilisation. 15 Les installations classiquement mises en oeuvre à cet effet sont pour la plupart automatisées et pilotées de manière à optimiser leur fonctionnement et par conséquent le traitement des eaux. Ainsi, il n'est pas rare que de telles installations de traitement intègrent des moyens de contrôle de différents paramètres, comme par exemple le débit de 20 filtration, la nature et la quantité de réactifs injectés dans les eaux, le temps de filtration, le déclenchement de phases de nettoyage des filtres... Ces moyens de contrôle sont en principe pilotés par des automates sur la base d'informations représentatives de la qualité de l'eau traitée produite ou de celle de l'eau brute à traiter. 25 Des informations représentatives de la qualité de l'eau traitée produite ou de l'eau brute peuvent être obtenues par la mise en oeuvre d'analyseur(s) qui permettent de mesurer un ou plusieurs paramètres représentatifs de la qualité de l'eau. Au rang de ces paramètres figure notamment la teneur de l'eau en polluants dissous.

Différentes techniques d'analyse de la qualité de l'eau ont été développées à cet effet et sont actuellement mises en oeuvre de manière assez courante. La technique commercialisée par la société Hach-Lange sous la dénomination Filtrax , consiste à produire, à partir de l'eau brute à traiter, des échantillons d'eau destinés à être analysés. Pour cela, un dispositif intégrant une pluralité de membranes planes est plongé dans le canal ou bâche d'alimentation en eau brute de la station de traitement. L'eau brute est filtrée à travers ces membranes de manière à produire de l'eau servant d'échantillon. La teneur en matière en suspension (MES) de l'eau d'échantillon produite est ainsi fortement réduite afin de prévenir la survenue de perturbation dans le fonctionnement de l'analyseur ultérieurement mis en oeuvre. La technique commercialisée par la société WTW sous la dénomination Purcon , consiste à produire des échantillons d'eau destinés à être analysés d'une manière assez similaire à la technique Filtrax . Cependant, elle met en oeuvre une armoire d'analyse déportée du point de prélèvement de l'eau brute. La technique commercialisée par la société Endress&Hauser sous la dénomination Stamoclean , consiste à produire des échantillons d'eau destinés à être analysés en filtrant l'eau à traiter à travers des tamis en acier inoxydable. L'eau servant d'échantillon ainsi filtrée, que ce soit par la mise en oeuvre de Filtrax , de Purcon ou de Stamoclean , est envoyée à l'entrée d'un analyseur comprenant un ou plusieurs éléments sensibles aux impuretés (électrodes spécifiques, membranes sélectives, capillaires...) dont la mise en oeuvre permet de déterminer en continu la teneur en polluants dissous dans l'eau. L'analyse des informations relevées au moyen de ces analyseurs est prise en compte pour assurer le pilotage de l'installation de traitement d'eau de manière à en optimiser le fonctionnement compte tenu des contraintes d'exploitation. 3. Inconvénients de l'art antérieur Les techniques de l'art antérieur qui viennent d'être décrites présentent des inconvénients.

Au rang de ces inconvénients figure le fait que les installations nécessaires à la mise en oeuvre de ces techniques de l'art antérieur sont largement soumises au colmatage des éléments filtrant qu'elles intègrent afin de produire l'eau d'échantillonnage.

Filtrax et Purcon prévoient la mise en oeuvre de buses d'injection qui permettent de laisser s'écouler des bulles d'air au droit des membranes planes afin de prévenir leur colmatage. Une telle technique de prévention du colmatage reste cependant en principe insuffisante en sorte que les membranes de ce type d'installations se colmatent rapidement. Il est donc très souvent nécessaire de procéder à l'arrêt du dispositif de mesure et au démontage des membranes afin de les nettoyer. Cette technique est donc peu pratique à utiliser dans la mesure où : - elle impose des nettoyages manuels fréquents des membranes (leur fréquence de mise en oeuvre pouvant allés jusqu'à tous les deux jours selon les caractéristiques de l'eau brute), et que - ces nettoyages imposent de stopper l'analyse de l'eau en sorte que l'ensemble du procédé de traitement d'eau ne fonctionne plus de manière optimale (dégradation de la qualité d'eau traitée ou des performances énergétiques) compte tenu que le pilotage automatisé du procédé requiert les résultats d'analyse de l'eau afin de fonctionner.

Stamoclean prévoit, afin de contrecarrer le colmatage des tamis en acier inoxydable, de procéder régulièrement à des phases de rétrolavage périodique. Ces phases de rétrolavage consistent à faire circuler à contre-courant des tamis filtrants des solutions nettoyantes spécifiques. La mise en oeuvre de ces phases de rétrolavage suppose également de stopper l'analyse de l'eau. Ainsi, au cours de ces phases de rétrolavage, les informations relatives à la qualité de l'eau ne sont pas disponibles en sorte que le traitement de l'eau est susceptible d'être perturbé. De plus, la qualité de l'eau filtrée à travers ce type de tamis est médiocre. En effet, la taille des pores des tamis est d'environ 50 micromètres. Ainsi, le tamis inox laisse passer une quantité relativement importante de particules et ne permet pas d'assurer une fonction de protection efficace des analyseurs situés en aval du procédé. La figure 1 est une représentation graphique d'une analyse comparative de mesures de la concentration en azote sous forme d'ammonium (N-NH4) d'une eau dégrillée et décantée obtenues en ligne par cette technique de l'art antérieur d'une part et directement en laboratoire d'autre part. Chaque point apparaissant sur ce graphique a pour coordonnées : - en abscisse, la valeur de la concentration en N-NH4 d'un échantillon d'eau obtenue en laboratoire ; - en ordonnée, la valeur de la concentration en N-NH4 d'un même échantillon d'eau obtenue par une technique de l'art antérieur. Le coefficient de régression linéaire obtenu par régression linéaire du nuage de points correspondant à des mesures sur différents échantillons est égal à 0,434. Ceci traduit une forte disparité entre la valeur de cette concentration selon qu'elle est obtenue en laboratoire ou par la technique de mesure en ligne selon l'art antérieur. On en déduit que les informations représentatives de la qualité de l'eau obtenues par cette technique de l'art antérieur ne sont pas représentatives de la qualité réelle de l'eau. Leur prise en considération pour affiner le fonctionnement global du procédé de traitement d'eau ne conduit ainsi pas à un traitement optimal de l'eau. Un autre inconvénient de la technique Purcon résulte du fait qu'elle met en oeuvre une armoire de filtration déportée du point de prélèvement de l'eau brute sur la station d'épuration en sorte qu'il existe un décalage entre le moment auquel est réalisée l'analyse de l'échantillon prélevé et le moment auquel l'eau brute à partir duquel l'échantillon a été produit entre dans la station. Ce décalage se répercute dans le pilotage de la station en sorte que celui-ci n'est généralement pas temporellement adapté à la nature de l'eau qui est en cours de traitement. De plus, le système d'amené de l'effluent à analyser dans cette armoire de filtration est susceptible de s'encrasser et de se boucher puisqu'il transporte les matières en suspensions dans l'eau. Ceci peut entraîner l'arrêt de l'armoire de filtration. 4. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une technique d'analyse d'eau qui soit efficace et dont la mise en oeuvre conduise à la délivrance d'informations représentatives de la qualité réelle de l'eau.

Un autre objectif de l'invention est de mettre en oeuvre, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une telle technique qui soit peu assujettie au problème de colmatage des éléments filtrants mis en oeuvre pour la préparation d'échantillons d'eau. L'invention a encore pour objectif, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, de fournir une telle technique qui conduise à prolonger la durée de vie de ces éléments de filtration. Encore un objectif de l'invention est, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d'une telle technique qui soit simple à mettre en oeuvre. Un objectif de l'invention est notamment, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, de fournir une telle technique qui prévienne la perturbation d'un système automatisé du pilotage d'une unité de traitement d'eau (station d'épuration, unité de neutralisation d'un polluant industriel, station de potabilisation). 5. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé d'analyse d'une eau en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous, ledit procédé comprenant une étape de traitement de ladite eau en vue d'en abattre la teneur en matières solides en suspension, ladite étape de traitement étant suivie d'une étape de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous.

Selon l'invention, ladite étape de traitement comprend au moins : - une étape de filtration, selon un débit de filtration, de ladite eau à travers un média filtrant constitué par une pluralité de fibres creuses flexibles ; - des étapes de micro-rétrolavage périodiques desdites fibres au cours desquelles ladite étape de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous est maintenue, lesdits micro-lavages consistant à faire circuler de l'eau traitée à contre courant dans lesdites fibres pendant une durée déterminée ; - des étapes de rétrolavage spécifiques desdites fibres qui consistent à faire circuler une solution nettoyante à contre courant dans lesdites fibres de manière à maintenir ledit débit de filtration à une valeur supérieure à une valeur de débit seuil minimal prédéterminée. Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait originale de préparation d'une eau d'échantillonnage en vue de son analyse. Plus 15 particulièrement, l'invention repose sur une technique de production d'une eau d'échantillonnage mettant en oeuvre : - une filtration, à travers une pluralité de fibres creuses flexibles, et selon un débit de filtration, d'une eau préalablement traitée ou destinée à être traitée, et 20 - une combinaison d'étapes de micro-rétrolavages au cours desquelles on persiste à mesurer en continu la teneur de l'eau en polluants dissous, et de rétrolavages spécifiques des fibres. Les micro-lavages consistent à faire circuler de l'eau traitée à contre courant dans les fibres pendant une durée déterminée. 25 Les rétrolavage spécifiques consistent à faire circuler une solution nettoyante à contre courant dans les fibres afin de maintenir le débit de filtration à une valeur supérieure à une valeur de débit seuil minimal prédéterminée. Le fait de filtrer l'eau sur des fibres flexibles présente l'avantage de réduire de manière importante la quantité de MES présente dans l'eau 30 d'échantillonnage produite. En effet, les fibres flexibles présentent une plus grande surface de contact avec l'eau et un seuil de coupure plus important que les membranes planes ou les tamis de l'art antérieur. Le pouvoir colmatant de l'eau d'échantillonnage produite selon l'invention est donc inférieur à celui d'une eau d'échantillonnage produite selon les techniques de l'art antérieur. La mise en oeuvre de l'invention conduit donc à limiter l'encrassement des analyseurs mis en oeuvre pour déterminer la teneur en polluants dissous de l'eau d'échantillonnage. Par ailleurs, la mise en oeuvre des phases de micro-rétrolavage permet de prolonger dans le temps le niveau de performance des fibres flexibles, c'est-à-dire de réduire leur vitesse de colmatage. En outre, compte tenu du fait qu'au cours de leur mise en oeuvre, la mesure de la teneur en polluants dissous de l'eau est maintenue, les phases de micro-rétrolavage n'exercent aucune incidence ni sur le déroulement de l'analyse de l'eau ni sur celui du procédé de traitement d'eau. Leur mise en oeuvre permet donc de réduire la fréquence des lavages manuels au cours desquels la mesure de la teneur en polluants dissous de l'eau doit être arrêtée en sorte que l'ensemble du procédé de traitement d'eau doit être arrêté. Les rétrolavages spécifiques au cours desquels la mesure de la teneur en polluants dissous de l'eau est interrompue et le traitement de l'eau est arrêté, sont alors exclusivement mis en oeuvre lorsque les micro-rétrolavages ne permettent plus de maintenir le niveau de performance des membranes, c'est-à-dire lorsque le débit de filtration minimum n'est plus maintenu. On réduit ainsi les périodes au cours desquelles la mesure de la teneur en polluants dissous de l'eau et le traitement de l'eau sont interrompus. Selon une caractéristique avantageuse, un procédé selon l'invention comprend une étape de mesure d'une information représentative dudit débit de 25 filtration. Dans ce cas, un procédé selon l'invention comprend avantageusement une étape de modification en continu de la vitesse de filtration de ladite eau à travers lesdites fibres en vue de maintenir ledit débit de filtration dans un intervalle de débits prédéterminés. 30 Le débit de filtration est maintenu à l'intérieur d'un intervalle prédéterminé, en faisant varier la vitesse de pompage sur la base d'une mesure d'une information représentative du débit de filtration. En effet, au fur et à mesure de la filtration, les fibres creuses se colmatent et le débit de filtration tend à réduire. Afin de contrecarrer ce phénomène, la vitesse de pompage est augmentée en sorte que le débit de filtration est maintenu sensiblement constant. Le fait de modifier la vitesse de pompage, et plus particulièrement de l'augmenter de manière à conserver sensiblement constant le débit auquel l'eau traitée est filtrée à travers les fibres creuses flexibles, garantit que la quantité d'eau analysée reste constante. Ceci permet également d'assurer que le retard de mesure reste invariant. Le retard de mesure est le décalage entre l'instant où la teneur de l'eau d'échantillonnage est mesurée et celui où l'eau, à partir de laquelle l'eau d'échantillonnage est produite, pénètre dans l'installation de traitement.. Le fait de maintenir constant ce décalage permet de s'assurer qu'il n'exerce aucune incidence sur le pilotage global du procédé.

Au final, la mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet : - de limiter le colmatage des fibres creuses flexibles ce qui tend à augmenter leur durée de vie et à réduire la fréquence des lavages au cours desquels la mesure de la teneur en polluants dissous doit être arrêtée ; - d'assurer un débit de filtration constant pour un fonctionnement correct de 20 l'analyseur et un retard de mesure invariant ; - de réduire la quantité de MES présente dans l'eau d'échantillonnage destinée à être analysée ce qui tend à prévenir la survenue de perturbations dans le fonctionnement des analyseurs mis en oeuvre afin de procéder à une analyse qualitative de l'eau ; 25 - de garantir une mesure disponible en continu pour éviter de perturber le système de pilotage de la station. Ainsi, la technique selon l'invention permet : - d'obtenir des informations représentatives de la qualité réelle de l'eau ; - de réduire la fréquence de mise en oeuvre de phases de nettoyage des fibres 30 creuses et de réduire en conséquence les périodes durant lesquelles aucune information représentative de la qualité de l'eau n'est en principe disponible et la perturbation du pilotage du procédé de traitement d'eau dont l'optimisation est liée à la prise en considération de ces informations. Selon une caractéristique préférentielle, lesdits rétrolavages spécifiques sont déclenchés lorsque ledit débit de filtration est inférieur à une valeur de débit seuil minimal. Selon une autre caractéristique préférentielle, lesdits rétrolavages spécifiques sont déclenchés lorsque ladite vitesse de filtration est inférieure à une valeur de vitesse seuil prédéterminée.

Ceci permet d'assurer que les rétrolavages spécifiques au cours desquels la mesure de la teneur en polluants dissous de l'eau est interrompue et le traitement de l'eau est arrêté, sont exclusivement mis en oeuvre lorsque les micro-rétrolavage ne permettent plus de maintenir le niveau de performance des membranes. Un procédé selon l'invention comprend préférentiellement une étape de détection d'un chevauchement entre un microrétrolavage et un rétrolavage spécifique, et une étape d'annulation dudit microrétrolavage au profit dudit rétrolavage spécifique lorsqu'un chevauchement est détecté. Il est ainsi donné priorité au rétrolavage spécifique lorsqu'il se chevauche avec un micro-rétrolavage. Ceci permet de garantir le niveau de performance des fibres flexibles. Avantageusement, un procédé selon l'invention comprend une étape de contrôle de la validité de ladite mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous pendant lesdites étapes de rétrolavages spécifiques et/ou lesdites étapes de microrétrolavage.

Dans ce cas, ladite étape de contrôle de la validité de ladite mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous pendant lesdites étapes de rétrolavages spécifiques consiste préférentiellement à maintenir les résultats de la dernière mesure réalisée avant le déclenchement d'une étape de rétrolavage spécifique durant ladite phase de rétrolavage spécifique et une période de temps comprise entre 1 et 30 minutes après la fin dudit rétrolavage spécifique.

Le procédé de traitement d'eau peut alors continuer de fonctionner y compris au cours des phases de rétrolavages spécifiques alors que la mesure de la teneur en polluant dissous n'est plus mise en oeuvre. L'invention couvre également une installation pour la mise en oeuvre d'un 5 procédé d'analyse d'une eau en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous. Une telle installation comprend des moyens de traitement de ladite eau en vue d'en abattre la teneur en matières solides en suspension, et des moyens de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous de ladite eau traitée. 10 Selon l'invention, lesdits moyens de traitement comprennent : - une chambre de filtration de ladite eau, ladite chambre de filtration logeant une masse filtrante constituée par une pluralité de fibres creuses flexibles ; - des moyens de microrétrolavage desdites fibres comprenant des moyens de circulation de l'eau traitée à contre courant dans lesdites fibres ; 15 - des moyens de rétrolavage spécifiques desdites fibres comprenant des moyens de circulation d'une solution nettoyante à contre courant dans lesdites fibres. Préférentiellement, lesdites fibres creuses flexibles présentent un seuil de coupure compris entre 1 nanomètre et 10 micromètres. 20 L'eau d'échantillonnage produite selon l'invention présente donc une très faible teneur en MES. Avantageusement, ladite chambre est constituée par une canalisation, ladite canalisation étant destinée à relier deux unités de traitement l'une placée en amont, l'autre en avale. 25 Selon une caractéristique avantageuse, une installation selon l'invention comprend des moyens de mesure de la vitesse de filtration de ladite eau à travers lesdites fibres, des moyens de comparaison de ladite vitesse mesurée à une valeur de vitesse seuil et des moyens de déclenchement desdits moyens de rétrolavage spécifiques lorsque ladite vitesse mesurée est inférieure à ladite valeur de vitesse 30 seuil.

Selon une autre caractéristique avantageuse, une installation selon l'invention comprend des moyens de comparaison dudit débit de filtration mesuré avec une valeur de débit seuil prédéterminée, et des moyens de déclenchement desdits moyens de rétrolavage spécifique lorsque la valeur de débit mesurée est inférieure à ladite valeur de débit seuil. Les rétrolavages spécifiques peuvent ainsi être déclenchés dès que les micro-rétrolavages ne permettent plus de maintenir le niveau de performance minimal des fibres flexibles. Une installation selon l'invention comprend préférentiellement des moyens 10 de programmation et de déclenchement périodique desdits moyens de microrétrolavage et/ou desdits moyens de rétrolavage spécifiques. Les fréquences de déclenchement des micro-rétrolavages et des rétrolavages spécifiques peuvent être déterminées par expérience, ce qui permet de simplifier les installations en limitant le nombre de composants qu'elles 15 mettent en oeuvre. Préférentiellement, une installation selon l'invention comprend des moyens de détection d'un chevauchement entre un microrétrolavage et un rétrolavage spécifique, et des moyens d'annulation dudit microrétrolavage au profit dudit rétrolavage spécifique lorsqu'un chevauchement est détecté. 20 Il est ainsi possible de donner la priorité à un rétrolavage spécifique lorsqu'il chevauche un micro-rétrolavage et ainsi de garantir le niveau de performance minimal des fibres flexibles. Avantageusement, une installation selon l'invention comprend des moyens de contrôle de la validité de ladite mesure en continu de ladite teneur en polluants 25 dissous pendant lesdites étapes de rétrolavages spécifiques et lesdites étapes de microrétrolavage. Dans ce cas, lesdits moyens de contrôle comprennent des moyens de mémorisation des résultats de la dernière mesure réalisée avant le déclenchement d'une étape de rétrolavage spécifique, et des moyens de maintien desdits résultats 30 durant ladite phase de rétrolavage spécifique et durant une période de temps comprise entre 1 et 30 minutes après la fin dudit rétrolavage spécifique. Selon une caractéristique préférée, une installation selon l'invention comprend : - des moyens de mesure d'une information représentative du débit de filtration de ladite eau à travers ladite masse filtrante ; - des moyens de modification en continu de la vitesse de filtration de ladite eau à travers lesdites fibres en vue de maintenir ledit débit de filtration dans un intervalle de débits prédéterminés. L'eau peut ainsi être filtrée à travers les fibres flexibles selon un débit constant. Ceci conduit à limiter le colmatage des fibres flexibles dans la mesure où le colmatage des fibres croit avec une baisse du débit de filtration. Ceci permet également de garantir que la quantité d'eau analysée reste constante et que le retard de mesure reste invariant. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est un graphique qui illustre la précision des mesures réalisées au moyen des techniques de l'art antérieur ; - la figure 2 illustre une installation selon l'invention ; - la figure 3 illustre le principe de non-chevauchement d'un rétrolavage spécifique et d'un micro-rétrolavage ; - la figure 4 représente la variation dans le temps du débit de filtration d'une technique selon l'invention ; - la figure 5 est un graphique qui illustre la précision des mesures réalisées au moyen de la technique selon l'invention. 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe général de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la préparation d'eau d'échantillonnage en vue de son analyse, cette eau étant obtenue en filtrant à travers des fibres creuses flexibles à un débit de filtration de l'eau préalablement traitée ou destinée à être traitée dans une installation placée en amont.

Plus particulièrement, l'invention repose sur une technique de production d'une eau d'échantillonnage mettant en oeuvre : - une filtration, à travers une pluralité de fibres creuses flexibles, et selon un débit de filtration, d'une eau préalablement traitée ou destinée à être traitée, et - une combinaison d'étapes de micro-rétrolavages au cours desquelles on mesure en continu de la teneur de l'eau en polluants dissous, et de rétrolavages spécifiques des fibres. Les micro-lavages consistent à faire circuler de l'eau traitée à contre courant dans les fibres pendant une durée déterminée, la mesure de la teneur en 15 polluants dissous étant maintenue au cours de leur mise en oeuvre. Les rétrolavages spécifiques consistent à faire circuler une solution nettoyante à contre courant dans les fibres afin de maintenir le débit de filtration à une valeur supérieure à une valeur de débit seuil minimal prédéterminée. La mise en oeuvre de cette technique selon l'invention permet : 20 - de produire une eau d'échantillonnage dont la teneur en MES est très réduite, et de limiter fortement le colmatage de la masse filtrante mise en oeuvre à cet effet ; - d'obtenir des informations représentatives de la qualité réelle de l'eau et en particulier de sa teneur réelle en polluants dissous ; 25 - de réduire la fréquence de mise en oeuvre des phases de nettoyage des fibres creuses et de limiter en conséquence les périodes durant lesquelles aucune information représentative de la qualité de l'eau n'est disponible et la perturbation du pilotage du procédé de traitement d'eau dont l'optimisation est liée à la prise en considération de ces informations. 30 7.2. Exemple d'une installation selon l'invention On présente, en relation avec la figure 2, un mode de réalisation d'une installation d'analyse d'une eau traitée en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous. Ainsi que cela apparaît sur cette figure 2, une telle installation comprend une chambre de filtration 1. Cette chambre de filtration 1 est délimitée par les contours intérieurs d'une canalisation 2. Cette canalisation 2 présente une entrée 21 et une sortie 22. Cette canalisation 2 est constituée par un tube de section circulaire présentant un diamètre de l'ordre de 50 millimètres.

L'entrée 21 est reliée à une canalisation d'évacuation d'eau traitée d'une installation de traitement d'eau (non représentée) placée en amont. La sortie 22 est reliée à une zone de stockage (non représentée) à l'intérieur de laquelle est acheminée l'eau traitée. La chambre de filtration 1 loge une masse filtrante 3. Cette masse filtrante 3 est constituée par une pluralité de fibres creuses flexibles. Ces fibres flexibles sont commercialisées par la société Zenon sous la référence ZW500. La masse filtrante 3 est constituée par une cinquantaine de fibres creuses flexibles qui s'étendent dans l'axe longitudinal de la canalisation 2, présentent un diamètre de quelques millimètres (de l'ordre de 1 à 2 millimètres), une longueur d'environ 50 centimètres et un seuil de coupure égal à 0.04 micromètres. Ces fibres présentent une extrémité libre 31 et une extrémité fixe 32. L'extrémité fixe se situe à proximité de l'entrée 21 de la canalisation 2. Cette installation comprend une canalisation de soutirage 4 qui permet l'évacuation de l'eau d'échantillonnage filtrée à travers la masse filtrante 3. Cette canalisation de soutirage 4 est reliée à la chambre de filtration 1 au niveau de la région dans laquelle les fibres creuses flexibles sont fixées. Une pompe 5 est placée le long de la canalisation de soutirage 4. Cette pompe permet, selon le sens dans lequel elle est mise en mouvement, de soutirer l'eau traitée circulant dans la chambre de filtration 1 de manière à la filtrer à travers la masse filtrante 3 ou de faire circulé un fluide à contre-courant des fibres de manière à assurer leur nettoyage, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite. La pompe 5 est reliée à un variateur de vitesse 11. Un débitmètre 12, positionné sur la canalisation de soutirage 4, permet de déterminer la valeur du débit de filtration, c'est-à-dire du débit auquel l'eau traitée circulant dans la chambre de filtration 1 est filtrée à travers la masse filtrante 3. La canalisation de soutirage 4 présente : - une première sortie 41 qui débouche dans une cuve tampon 6 qui permet le stockage d'un volume d'eau d'échantillonnage ; - une deuxième sortie 42 qui débouche dans un bac 7 à l'intérieur duquel est stockée une solution nettoyante. Des vannes 8 et 9 sont respectivement montées sur les première 41 et deuxième 42 sortie de la canalisation de soutirage 4. La cuve tampon 6 présente une sortie 61 qui est reliée à l'entrée d'un analyseur 10.

Cet analyseur 10 inclut des sondes qui permettent de déterminer en continu la teneur en polluants dissous de l'eau d'échantillonnage stockée dans la cuve tampon 6. I1 présente une sortie qui est reliée à l'entrée d'une armoire de commande 13 et d'un système de pilotage de l'installation de traitement d'eau placée en amont de l'installation d'analyse selon l'invention.

L'armoire de commande 13 loge un régulateur 14. Ce régulateur 14 permet de comparer la valeur du débit de filtration mesurée à l'aide du débitmètre 12 à une valeur de débit seuil prédéterminée. Sur la base de cette comparaison, il pilote le variateur de vitesse 11 de manière à modifier la vitesse de filtration et de maintenir en conséquence la valeur du débit de filtration sensiblement constante, à l'intérieur d'un intervalle prédéterminé, au cours de l'échantillonnage. Cette armoire de commande 13 loge également des moyens de commande de l'ouverture et de la fermeture des vannes 8 et 9, ainsi que des moyens de commande du sens de fonctionnement de la pompe 5. Le système de pilotage prend en considération les informations 30 représentatives de la teneur en polluants dissous de l'eau d'échantillonnage transmises par l'analyseur 10 de manière à piloter le fonctionnement de l'installation de traitement placée en amont. L'ensemble constitué par la pompe 5, la vanne 8 et la cuve tampon 6 constitue des moyens de microrétrolavage de la masse filtrante 3.

L'ensemble constitué par la pompe 5, la vanne 9 et le bac 7 constitue dans moyens de rétrolavages spécifiques. L'armoire de commande 13 loge également des moyens de déclenchement des moyens de rétrolavage spécifiques et des moyens de micro rétrolavage. Dans ce mode de réalisation, les moyens de déclenchement des moyens de microrétrolavage et les moyens de déclenchement des moyens de rétrolavages spécifiques comprennent respectivement des moyens de programmation et de déclenchement périodique. Dans une variante, une installation selon l'invention comprend des moyens de mesure de la vitesse de filtration de l'eau traitée à travers les fibres, des moyens de comparaison de la vitesse mesurée à une valeur de vitesse seuil, les moyens de déclenchement des moyens de rétrolavage spécifiques étant destinés à être mis en oeuvre lorsque la vitesse mesurée est inférieure à ladite valeur de vitesse seuil. Dans une autre variante, une installation selon l'invention comprend des moyens de comparaison du débit de filtration mesuré avec une valeur de débit seuil prédéterminée, les moyens de déclenchement des moyens de rétrolavage spécifique étant destinés à être mis en oeuvre lorsque la valeur de débit mesurée est inférieure à la valeur de débit seuil. Cette installation comprend de plus des moyens de détection d'un chevauchement entre un microrétrolavage et un rétrolavage spécifique, et des moyens d'annulation du microrétrolavage au profit du rétrolavage spécifique lorsqu'un chevauchement est détecté. Elle comprend également des moyens de contrôle de la validité de la mesure en continu de la teneur en polluants dissous de l'eau d'échantillonnage, ce contrôle étant mis en oeuvre pendant les étapes de rétrolavages spécifiques et les étapes de microrétrolavage. Ces moyens de contrôle comprennent des moyens de mémorisation des résultats de la dernière mesure réalisée avant le déclenchement d'une étape de rétrolavage spécifique, et des moyens de maintien de ces résultats durant la phase de rétrolavage spécifique et durant une période de temps réglable selon le procédé. 7.3. Exemple d'un procédé selon l'invention Un procédé d'analyse d'une eau traitée en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous selon l'invention va maintenant être décrit.

Un tel procédé peut par exemple consister à mettre en oeuvre une installation telle qu'elle vient d'être décrite. Un tel procédé consiste à post-traiter une eau préalablement traitée dans une installation de traitement d'eau, ce post-traitement étant mis en oeuvre afin d'en abattre la teneur en MES en vue de produire une eau d'échantillonnage destinée à être analysée. De l'eau préalablement traitée dans une installation de traitement d'eau placée en amont pénètre par l'entrée 21 de la canalisation 2 et s'en échappe par la sortie 22. Une portion de l'eau traitée circulant dans la canalisation 2 subit une étape de filtration, selon un débit de filtration QF, à travers la masse filtrante 3 constituée par une pluralité de fibres creuses flexibles. Pour cela, la pompe 5 est mise en oeuvre de manière à aspirer dans la canalisation de soutirage 4 de l'eau traitée circulant dans la chambre de filtration 1. La mise en oeuvre du débitmètre permet de réaliser une étape de détermination d'une information représentative du débit de filtration QF.

La valeur du débit de filtration QF est comparée à des valeurs de débits seuils. Le régulateur peut ensuite, sur la base de cette comparaison, agir sur le variateur 11 de manière à faire varier la vitesse de filtration et maintenir sensiblement constant le débit auquel l'eau traitée est filtrée à travers les fibres creuses flexibles. Dans ce mode de réalisation, le régulateur 14 permet de maintenir le débit de filtration entre 0,8 et 1,2 L/h. Dans des variantes, le débit de filtration pourra être maintenu entre 0,2 et 20 L/h. L'eau d'échantillonnage, dont la teneur en MES est très réduite, circule à l'intérieur de la canalisation de soutirage 4 et se déverse en partie dans la cuve 5 tampon 6. Le bac 7 contient une solution nettoyante telle que l'eau de javel ou à l'acide citrique ou encore un mélange des deux. L'eau d'échantillonnage contenue dans la cuve tampon 6 subit une étape de mesure en continu de sa teneur en polluants dissous. 10 Le procédé comprend des étapes de microrétrolavage et des étapes de rétrolavage spécifique. Les étapes de microrétrolavage sont mises en oeuvre pendant une durée comprise entre 5 secondes et 1 minutes, et à une fréquence de mise en oeuvre comprise entre 2 minutes et 1 heure, de manière à maintenir le débit de filtration 15 QF dans un intervalle prédéterminé (entre 0,2 et 20 L/h). Les étapes de rétrolavage spécifique sont mises en oeuvre de manière à maintenir le débit de filtration supérieur à une valeur de débit seuil minimale. Leur fréquence de mise en oeuvre pourra être comprise entre plusieurs fois par jours et 1 fois par mois. Leur durée pourra être comprise entre 5 et 60 minutes, les 20 durées étant adaptée en fonction de la qualité de l'eau à filtrée. Les durées les plus petites sont préférées. Ceci est illustré par la figure 4 qui représente l'évolution dans le temps du débit de filtration d'une eau traitée en vue de produire une eau d'échantillonnage. Tel que cela apparaît, des étapes de microrétrolavage sont périodiquement mises 25 en oeuvre de manière à maintenir le débit de filtration compris entre environ 0,8 L/h et environ 1,2 L/h (zones A sur la figure 4). Des étapes de rétrolavage spécifiques sont régulièrement mises en oeuvre de manière à ce que ce débit de filtration ne devienne jamais inférieur à une valeur limite (ici environ 0,8 L/h). Une étape de microlavage des fibres flexibles est mise en oeuvre dans cet 30 exemple toutes les cinq minutes pendant trente secondes. Au cours des phases de micro lavage, la vanne 8 est ouverte, la vanne 9 est fermée, et le sens de rotation de la pompe 5 est inversé de manière telle que l'eau d'échantillonnage contenue dans le bac tampon 6 circule à contre-courant dans les fibres creuses. Au cours des phases de micro-rétrolavage, l'étape de mesure en continu de la teneur en polluants dissous de l'eau d'échantillonnage contenue dans la cuve tampon 6 est gérée par l'armoire de commande 13 et transmise au système de pilotage du procédé de traitement amont. Une étape de rétrolavage spécifique est mise en oeuvre dans cet exemple toutes les 6 heures pendant 20 minutes.

Au cours des phases de rétrolavage spécifique, la vanne 9 est ouverte, la vanne 8 est fermée et le sens de rotation de la pompe 5 est inversé de manière telle que la solution nettoyante contenu dans le bac 7 circule à contre-courant dans les fibres creuses. Dans ce mode de réalisation, les étapes de rétrolavage spécifique sont mises en oeuvre périodiquement, la fréquence de déclenchement de ces étapes de rétrolavage spécifique étant déterminée par expérience. Dans une variante, les étapes de rétrolavage spécifique pourront être déclenchées dès lors qu'il est détecté que le débit de filtration est inférieur à une valeur de débit seuil ou que la vitesse de filtration est inférieure à une vitesse seuil.

Pendant les phases de rétrolavage spécifique, l'étape de mesure en continu de la teneur en polluants dissous de l'eau d'échantillonnage contenue dans la cuve tampon 6 est arrêtée. Il en résulte que l'analyseur 10 n'est pas en mesure de transmettre des informations représentatives de la qualité de l'eau au système de pilotage de l'installation de traitement placée en amont en sorte que le fonctionnement de cette dernière est perturbé. Afin de palier cet inconvénient, le procédé selon l'invention comprend une étape de contrôle de la validité de la mesure en continu de la teneur en polluants dissous, cette étape étant mise en oeuvre pendant les étapes de rétrolavages spécifiques. Dans une variante, elle pourrait être mise en oeuvre pendant les étapes de rétrolavages spécifiques et/ou pendant lesdites étapes de microrétrolavage.

Cette étape de contrôle de la validité de la mesure en continu de la teneur en polluants dissous consiste à maintenir, durant une phase de rétrolavage spécifique, les résultats de la dernière mesure réalisée avant le déclenchement de cette étape de rétrolavage spécifique, pendant une période de temps comprise entre 1 et 30 minutes après la fin du rétrolavage spécifique. Dans ce mode de réalisation, cette valeur est maintenue pendant 10 minutes. La mise en oeuvre de cette étape permet à l'analyseur 10 de continuer de transmettre des informations au système de pilotage de l'installation placée en amont, via l'armoire de commande 13, y compris pendant les phases de rétrolavage spécifiques. Ainsi, le fonctionnement de l'installation de traitement placée en amont n'est pas stoppé ni perturbé lors de la réalisation d'une étape de rétrolavage spécifique. Ce procédé comprend de plus une étape de détection d'un chevauchement entre un microrétrolavage et un rétrolavage spécifique, et une étape d'annulation du microrétrolavage au profit du rétrolavage spécifique lorsqu'un chevauchement est détecté. Ceci est illustré à la figure 3 sur laquelle on observe que le rétrolavage spécifique tomberait pendant le microrétrolavage n°3 si ce dernier était mis en oeuvre. Afin d'éviter un chevauchement entre le rétrolavage spécifique et le microrétrolavage n°3, ce dernier est annulé au profit du microlavage spécifique. 7.4. Résultats La mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet de limiter le colmatage de la masse filtrante nécessaire à la production de l'eau d'échantillonnage et d'augmenter leur durée de vie. La fréquence des nettoyages manuels de cette masse filtrante (c'est-à-dire des nettoyages au produit chimique) est comprise entre 1 et 3 mois, alors qu'elle est comprise entre 1 et 5 jours dans les techniques de l'art antérieur. Les périodes durant lesquelles le traitement de l'eau est perturbé ou doit être arrêté du fait d'une impossibilité de disposer d'une information représentative de la qualité de l'eau à traiter sont donc rares comparativement aux techniques selon l'art antérieur.

La mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet également de fournir une information représentative de la teneur en polluants dissous de l'eau d'échantillonnage qui est proche de la réalité. Ceci est illustré par la figure 5 qui est un graphique d'une analyse comparative de mesures de la concentration en azote sous forme d'ammonium (N-NH4) d'une eau d'échantillonnage obtenues selon l'invention et directement en laboratoire. Chaque point apparaissant sur ce graphique à : - en abscisse la valeur de la concentration en N-NH4 d'un échantillon d'eau obtenue en laboratoire ; - en ordonnée la valeur de la concentration en N-NH4 d'un même échantillon d'eau par la mise en oeuvre de la technique selon l'invention. On observe que les valeurs de concentration obtenues selon l'invention sont très proches de celles obtenues en laboratoire. Il apparaît en effet que le coefficient de régression linéaire obtenu par régression linéaire du nuage de points correspondant à des mesures sur différents échantillons est égal à 1,1046. Les mesures réalisées selon l'invention donnent donc des résultats très représentatifs de la réalité c'est-à-dire présentant un bon niveau de précision. La mise en oeuvre de la technique selon l'invention contribue donc à améliorer l'optimisation du pilotage des installations de traitement placées en amont.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'analyse d'une eau en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous, ledit procédé comprenant une étape de traitement de ladite eau en vue d'en abattre la teneur en matières solides en suspension, ladite étape de traitement étant suivie d'une étape de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous, caractérisé en ce que ladite étape de traitement comprend au moins : - une étape de filtration, selon un débit de filtration, de ladite eau à travers un média filtrant constitué par une pluralité de fibres creuses flexibles ; - des étapes de micro-rétrolavage périodiques desdites fibres au cours desquelles ladite étape de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous est maintenue, lesdits micro-lavages consistant à faire circuler de l'eau traitée à contre courant dans lesdites fibres pendant une durée déterminée. - des étapes de rétrolavage spécifiques desdites fibres qui consistent à faire circuler un mélange d'eau traitée et de solution nettoyante à contre courant dans lesdites fibres de manière à maintenir ledit débit de filtration à une valeur supérieure à une valeur de débit seuil minimal prédéterminée.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure d'une information représentative dudit débit de filtration.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de modification en continu de la vitesse de filtration de ladite eau à travers lesdites fibres en vue de maintenir ledit débit de filtration dans un intervalle de débits prédéterminés.
4. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits rétrolavages spécifiques sont déclenchés lorsque ledit débit de filtration est inférieur à une valeur de débit seuil minimal.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits rétrolavages spécifiques sont déclenchés lorsque ladite vitesse de filtration est inférieure à une valeur de vitesse seuil prédéterminée.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en cequ'il comprend une étape détection d'un chevauchement entre un microrétrolavage et un rétrolavage spécifique, et en ce qu'il comprend une étape d'annulation dudit microrétrolavage au profit dudit rétrolavage spécifique lorsqu'un chevauchement est détecté.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de contrôle de la validité de ladite mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous pendant lesdites étapes de rétrolavages spécifiques et/ou lesdites étapes de microrétrolavage.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite étape de contrôle de la validité de ladite mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous pendant lesdites étapes de rétrolavages spécifiques consiste à maintenir les résultats de la dernière mesure réalisée avant le déclenchement d'une étape de rétrolavage spécifique durant ladite phase de rétrolavage spécifique et une période de temps comprise entre 1 et 30 minutes après la fin dudit rétrolavage spécifique.
9. 9. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé d'analyse d'une eau en vue d'en déterminer la teneur en polluants dissous selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ladite installation comprenant des moyens de traitement de ladite eau en vue d'en abattre la teneur en matières solides en suspension, et des moyens (10) de mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous de ladite eau traitée, caractérisée en ce que lesdits moyens de traitement comprennent : - une chambre de filtration (1) de ladite eau, ladite chambre de filtration logeant une masse filtrante (3) constituée par une pluralité de fibres creuses flexibles ; - des moyens de microrétrolavage (5, 6, 8) desdites fibres comprenant des moyens de circulation de l'eau traitée à contre courant dans lesdites fibres ; - des moyens de rétrolavage spécifiques (5, 7, 9) desdites fibres comprenant des moyens de circulation d'une solution nettoyante à contre courant dans lesdites fibres.
10. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend 30 des moyens (13) de détection d'un chevauchement entre un microrétrolavage etun rétrolavage spécifique, et des moyens (13) d'annulation dudit microrétrolavage au profit dudit rétrolavage spécifique lorsqu'un chevauchement est détecté.
11. 11. Installation selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (13) de contrôle de la validité de ladite mesure en continu de ladite teneur en polluants dissous pendant lesdites étapes de rétrolavages spécifiques et lesdites étapes de microrétrolavage.
12. 12. Installation selon la revendication 1l, caractérisée en ce que lesdits moyens de contrôle comprennent des moyens de mémorisation des résultats de la dernière mesure réalisée avant le déclenchement d'une étape de rétrolavage spécifique, et des moyens de maintien desdits résultats durant ladite phase de rétrolavage spécifique et durant une période de temps comprise entre 1 et 30 minutes après la fin dudit rétrolavage spécifique.