FR2989283A1 - Method for intra modular unclogging of filtering module of diatomaceous filter to automatically clean module, involves introducing air inside filtering module in pulsating manner to remove diatoms and retained materials within envelope - Google Patents

Method for intra modular unclogging of filtering module of diatomaceous filter to automatically clean module, involves introducing air inside filtering module in pulsating manner to remove diatoms and retained materials within envelope Download PDF

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Abstract

The method involves introducing air inside a filtering module (2) of diatomaceous filter (1) in a pulsating manner to remove a cake of diatoms and retained materials inside a fabric envelope (4) of the filtering module, where the filtering module includes baffles that are formed by spacers (3) located inside the filtering module to support circulation of air and water in the filtering module. A layer of diatoms is formed on the envelope to filter traveling through the layer toward interior of the filtering module. An independent claim is also included for a filter for implementing a method for unclogging a filtering module of diatomaceous filter.

Description

- 1 - L'objet de cette invention concerne un dispositif appelé « décolmatage intra-modulaire ». Ce dispositif permet d'améliorer les performances de nettoyage automatique des filtres à diatomées lors d'un décolmatage. L'opération de décolmatage consiste à libérer les supports filtrants colmatés par la couche constituée de l'agglomérat de diatomées et des matières retenues. Cette couche s'enrichit des matières filtrées qui, à un certain seuil, génère une perte de charge telle qu'elle fait barrage au flux d'eau en affectant la qualité filtrante. Les filtres à diatomées sont généralement équipés en interne d'éléments filtrants que nous appelons modules. Ces modules sont constitués d'une structure rigide faisant cage ; celle-ci est recouverte d'une enveloppe fermée en tissu synthétique. Le nombre de modules varie selon le débit à traiter. Ces ensembles sont conjointement raccordés en un collecteur en partie haute, qui permet de recueillir l'eau filtrée. Le circuit d'eau chemine de l'extérieur vers l'intérieur des modules, au travers de la couche de diatomées constituée en un gâteau sur l'enveloppe textile qui, elle-même, s'appuie sur la cage rigide. Ainsi, l'eau parvient à l'intérieur de la cage pour se diriger vers les orifices de sortie en partie haute, après avoir traversé la couche filtrante de diatomées qui a retenu au passage les matières. A ce jour, la technique mise en oeuvre pour assurer la fonction de décolmatage et de nettoyage repose généralement sur le principe de circulation d'eau à contre-courant qui permet, par un effet de chasse, de décrocher la matière filtrante de son support. Cette technique est souvent complétée d'un apport d'air comprimé introduit en partie inférieure du filtre par une simple rampe perforée pour générer un effet de bullage externe en surface des toiles. En exploitation, on observe que ces procédés, même combinés, sont insuffisants, car ils ne permettent pas de décrocher toute les matières. Ces matières résiduelles, qui restent fixées en n'étant jamais évacuées, affectent la qualité filtrante des supports, induisent une perte de surface filtrante et une augmentation de la vitesse de filtration, et favorisent la production de chloramines dans l'eau. Ces chloramines, issues de la réaction des matières organiques en présence du chlore, procurent notamment des sensations d'inconfort aux baigneurs (irritations oculaires et nasales, notamment). Le dispositif selon l'invention permet, en phase de décolmatage, d'introduire de l'air à l'intérieur de la structure rigide des modules filtrants. L'air y est introduit sous pression et à grand débit en partie basse par des orifices largement dimensionnés. Ce mouvement d'air est animé, de plus, de manière pulsatoire, par l'effet syncopé obtenu par l'ouverture et la fermeture cadencées d'une vanne automatique sur un circuit d'air surpressé. Par ce dispositif, l'air ainsi introduit génère un effet de vagues sur le support en tissu qui se trouve secoué, brisant ainsi le gâteau. Ce gâteau, constitué des diatomées et des matières retenues, se décolle et est alors expulsé par l'air qui s'est engouffré à l'intérieur des modules filtrants. L'air surpressé est généré par une soufflante à canal latéral bi-étagé. Cet appareil permet d'obtenir un rapport débit/pression important de telle sorte que toute la surface du module filtrant est uniformément nettoyée. Les dessins en annexe illustrent le procédé technique objet de cette invention : La figure 1 représente en coupe le principe de fonctionnement d'un filtre à diatomées en mode filtration et de ses éléments constituants. - 2 - La figure 2 représente en coupe le procédé technique objet de cette invention. La figure 3 représente en élévation le principe fonctionnel d'un module. Selon ces dessins, le dispositif objet de cette invention est constitué, dans la forme, d'une chaîne d'éléments permettant de mettre en oeuvre le procédé en rapport avec l'invention. Le dispositif comprend un ensemble de modules intégrés dans un filtre (1). Ce filtre est alimenté par une pompe (11) permettant la circulation de l'eau, et de vannes automatiques (12) (13) dédiées aux différents modes de fonctionnement du filtre. Les modules sont constitués d'une structure rigide en Inox formant cage (2) dans laquelle des entretoises (3) permettent de maintenir un espace entre les surfaces filtrantes, tout en formant des chicanes pour favoriser le bon écoulement de l'air dans l'eau. Ces entretoises (3), réparties en quinconce sur toute la surface, présentent la forme de deux cônes, opposés par leurs sommets, favorisant la circulation de l'air et de l'eau. La structure rigide en Inox formant cage(2) est constituée d'un châssis rectangulaire habillé sur ses deux faces opposées d'un treillage (16) en Inox de 190011 tendu à la manière d'une peau de tambour et rapporté par collage ou autre procédé. Cet ensemble dispose en sa partie supérieure d'orifices (17) permettant le passage de l'eau filtrée vers le collecteur (6) et en sa partie inférieure d'orifices (18) permettant l'introduction de l'air. Cette cage (2) est recouverte d'une enveloppe fermée (4) en tissu polypropylène. Sur cette enveloppe, les diatomées (5) se répartissent en une couche homogène au travers de laquelle l'eau chemine en y déposant les matières alors retenues par le tamis filtrant constitué, pour ressortir filtrée à l'intérieur des modules et être recueillie dans le collecteur (6), puis dirigée en sortie de filtre. Selon la figure 2 représentant le procédé technique objet de cette invention, on distingue en partie basse la tubulure (14) permettant l'introduction de l'air par des orifices (18) à l'intérieur des modules filtrants (2). Cette tubulure (14) est conçue de telle sorte que la répartition de l'air à l'intérieur de l'ensemble des modules soit équilibrée. Pour ce faire, elle forme boucle de répartition pour éviter tout circuit préférentiel dans un module (2). Sur cette tubulure (14) est raccordé en amont un dispositif de production d'air surpressé (8) couplé à une vanne automatique (7). Ces deux éléments sont asservis à un automate programmateur qui commande leur démarrage. La vanne automatique (7) fonctionne en mode syncopé par ouverture/fermeture alternée pour générer un effet pulsatoire dont la résultante est l'action mécanique sur l'enveloppe en tissu (4), associée à une poussée d'air à l'intérieur du module (2). Par le fait, le tissu (4) est secoué en ayant pour conséquence de briser le gâteau de diatomées (5) qui est alors expulsé en fond de filtre. Le surpresseur d'air (8) est dimensionné selon l'invention de telle sorte que, pour une surface filtrante totale de 40 m2 établie sur des modules de 1500 mm de hauteur, il puisse générer un débit de 250 m3/h à une pression de 450 mbar. Cette disposition selon l'invention permet de s'opposer à la charge statique due à la colonne d'eau dans le filtre en assurant son efficacité sur toute la hauteur des modules. Alors que la vanne automatique (7) a un fonctionnement discontinu, le surpresseur (8) fonctionne, lui, en continu. Pour ce faire, il est nécessaire d'interposer entre ces deux éléments une soupape de décharge tarée (15) qui permet l'échappement de l'air lors de la fermeture de la vanne automatique (7). Le procédé selon l'invention consiste en préalable en une vidange partielle du filtre sans dénoyer - 3 - les modules. Puis, sur ordre de démarrage, le surpresseur (8) se met en marche pendant cinq minutes ; cycle durant lequel, la vanne automatique (7) s'ouvre de manière syncopée pendant quinze secondes en cadence, alternée d'une fermeture de cinq secondes. Au cours de cette opération, les électrovannes (9) (10) s'ouvrent pour mettre le filtre à l'atmosphère et permettre l'échappement de l'air. Il est également tout à fait intéressant de compléter ce procédé par un décolmatage par circulation d'eau à contre-courant. Le procédé et son dispositif selon l'invention sont particulièrement destinés au nettoyage automatique des modules de filtres à diatomées. The object of this invention relates to a device called "intra-modular declogging". This device makes it possible to improve the automatic cleaning performance of the diatomaceous filters during unclogging. The unclogging operation consists in releasing the clogged filter media by the layer consisting of the diatom agglomerate and the retained materials. This layer is enriched with filtered materials which, at a certain threshold, generates a pressure drop such that it blocks the flow of water by affecting the filtering quality. Diatom filters are usually equipped internally with filter elements that we call modules. These modules consist of a rigid cage structure; it is covered with a closed envelope made of synthetic fabric. The number of modules varies according to the flow rate to be treated. These sets are connected together in a collector at the top, which collects filtered water. The water circuit travels from the outside to the inside of the modules, through the diatom layer constituted by a cake on the textile envelope which, itself, rests on the rigid cage. Thus, the water reaches the interior of the cage to go to the outlet openings in the upper part, after having passed through the diatom filter layer which has retained the materials. To date, the technique used to perform the cleaning and cleaning function is generally based on the principle of countercurrent water circulation which allows, by a flushing effect, to unhook the filter material from its support. This technique is often supplemented with a supply of compressed air introduced into the lower part of the filter by a simple perforated ramp to generate an external bubbling effect on the surface of the fabric. In operation, it is observed that these processes, even combined, are insufficient because they do not allow to unhook all the materials. These residual materials, which remain fixed by never being evacuated, affect the filtering quality of the supports, induce a loss of filtering surface and an increase in the rate of filtration, and promote the production of chloramines in water. These chloramines, resulting from the reaction of organic materials in the presence of chlorine, provide in particular sensations of discomfort to bathers (eye and nasal irritation, in particular). The device according to the invention allows, in unclogging phase, to introduce air inside the rigid structure of the filter modules. The air is introduced under pressure and at a high flow rate at the bottom by large-sized orifices. This movement of air is animated, moreover, in a pulsating manner, by the syncopated effect obtained by the timed opening and closing of an automatic valve on a circuit of supercharged air. By this device, the air thus introduced generates a wave effect on the fabric support which is shaken, thus breaking the cake. This cake, consisting of diatoms and retained materials, peels off and is then expelled by the air that has engulfed inside the filter modules. The supercharged air is generated by a two-stage side channel blower. This apparatus provides a significant flow / pressure ratio so that the entire surface of the filter module is uniformly cleaned. The drawings in the appendix illustrate the technical process that is the subject of this invention: FIG. 1 represents in section the operating principle of a diatom filter in filtration mode and of its constituent elements. FIG. 2 represents in section the technical process that is the subject of this invention. Figure 3 shows in elevation the functional principle of a module. According to these drawings, the device which is the subject of this invention consists, in the form, of a chain of elements making it possible to implement the method in connection with the invention. The device comprises a set of modules integrated in a filter (1). This filter is powered by a pump (11) for the circulation of water, and automatic valves (12) (13) dedicated to different modes of operation of the filter. The modules consist of a rigid stainless cage structure (2) in which spacers (3) maintain a space between the filtering surfaces, while forming baffles to promote the proper flow of air into the water. These spacers (3), staggered over the entire surface, have the shape of two cones, opposed by their tops, promoting the flow of air and water. The rigid stainless steel cage structure (2) consists of a rectangular frame dressed on its two opposite sides of a lattice (16) stainless steel 190011 stretched like a drum skin and reported by gluing or other process. This assembly has in its upper part orifices (17) allowing the passage of filtered water to the manifold (6) and in its lower part of orifices (18) for the introduction of air. This cage (2) is covered with a closed envelope (4) of polypropylene fabric. On this envelope, the diatoms (5) are distributed in a homogeneous layer through which the water travels by depositing the materials then retained by the filtering screen constituted, to come out filtered inside the modules and be collected in the manifold (6), then directed to the filter outlet. According to FIG. 2, representing the technical process that is the subject of this invention, there is a bottom portion of the pipe (14) for introducing air through orifices (18) inside the filtering modules (2). This tubing (14) is designed such that the distribution of air inside the set of modules is balanced. To do this, it forms a distribution loop to avoid any preferential circuit in a module (2). On this pipe (14) is connected upstream a device for producing compressed air (8) coupled to an automatic valve (7). These two elements are slaved to a controller that controls their startup. The automatic valve (7) operates in syncopated mode by alternating opening / closing to generate a pulsating effect whose resultant is the mechanical action on the fabric envelope (4), associated with an air thrust inside the module (2). In fact, the fabric (4) is shaken with the consequence of breaking the diatom cake (5) which is then expelled at the bottom of the filter. The air booster (8) is dimensioned according to the invention so that, for a total filter surface of 40 m2 established on modules 1500 mm high, it can generate a flow rate of 250 m3 / h at a pressure 450 mbar. This arrangement according to the invention makes it possible to oppose the static charge due to the water column in the filter, ensuring its efficiency over the entire height of the modules. While the automatic valve (7) has a discontinuous operation, the booster (8) runs, him, continuously. To do this, it is necessary to interpose between these two elements a calibrated discharge valve (15) which allows the escape of air when closing the automatic valve (7). The method according to the invention consists in advance in a partial emptying of the filter without denuding the modules. Then, on start order, the booster (8) starts for five minutes; cycle during which the automatic valve (7) opens syncopated for fifteen seconds in rhythm, alternated with a five-second closing. During this operation, the solenoid valves (9) (10) open to put the filter in the atmosphere and allow the escape of air. It is also quite interesting to complete this process by unclogging by circulating water against the current. The method and its device according to the invention are particularly intended for the automatic cleaning of the diatomaceous filter modules.

Claims (8)

REVENDICATIONS1. Procédé de décolmatage de module filtrant (2) d'un filtre (1) à diatomées, ce module filtrant (2) présentant une enveloppe (4) sur laquelle se forme une couche de diatomées filtrant l'eau cheminant à travers ladite couche vers l'intérieur dudit module filtrant (2), ladite couche de diatomées formant un gâteau comprenant les diatomées et des matières retenues par ladite couche de diatomées, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'introduire de l'air à l'intérieur dudit module filtrant (2) pour décoller, de ladite enveloppe (4) du module filtrant (2), le gâteau de diatomées et de matières retenues. REVENDICATIONS1. Method for unclogging the filter module (2) from a diatom filter (1), this filtering module (2) having an envelope (4) on which a diatom layer is formed filtering the water passing through said diaper interior of said filter module (2), said diatomaceous layer forming a cake comprising the diatoms and materials retained by said diatomaceous layer, characterized in that it comprises the step of introducing air into the interior said filter module (2) for taking off, from said envelope (4) of the filter module (2), the diatom cake and retained materials. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire d'introduire l'air à l'intérieur du module filtrant (2) de manière pulsatoire. 2. Method according to claim 1 characterized in that it comprises the additional step of introducing the air inside the filtering module (2) in a pulsating manner. 3. Filtre (1) pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le module filtrant (2) comprend des chicanes pour favoriser la circulation de l'air et de l'eau dans ledit module filtrant (2). 3. Filter (1) for the implementation of a method according to one of the preceding claims characterized in that the filter module (2) comprises baffles to promote the circulation of air and water in said filter module (2). 4. Filtre (1) selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdites chicanes sont formées par des entretoises (3) situées à l'intérieur dudit module filtrant (2). 4. Filter (1) according to claim 3 characterized in that said baffles are formed by spacers (3) located inside said filter module (2). 5. Filtre (1) selon l'une des revendications 3 ou 4 ou caractérisé en ce qu'il comprend une tubulure (14) pour introduire l'air dans le module filtrant (2). 5. Filter (1) according to one of claims 3 or 4 or characterized in that it comprises a pipe (14) for introducing air into the filter module (2). 6. Filtre (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que la tubulure (14) est formée de façon à équilibrer la répartition d'air dans ledit module filtrant (2). 6. Filter (1) according to claim 5 characterized in that the tubing (14) is formed to balance the distribution of air in said filter module (2). 7. Filtre (1) selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend un surpresseur d'air (8) associé à une vanne automatique (7) commandée par un automate. 7. Filter (1) according to one of claims 3 to 7 characterized in that it comprises an air booster (8) associated with an automatic valve (7) controlled by an automaton. 8. Filtre (1) selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisé en ce que le module filtrant est constitué d'une cage rigide (2) de forme rectangulaire présentant un treillage (16), des entrées d'air (18) et une sortie (17) d'air et d'eau. 8. Filter (1) according to one of claims 3 to 7 characterized in that the filter module consists of a rigid cage (2) of rectangular shape having a lattice (16), air inlets (18) and an outlet (17) of air and water.
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