FR3059251A1 - METHOD AND PLANT FOR TREATING FLUID CONTAINING ORGANIC, NATURAL OR SYNTHETIC MATERIALS, ESPECIALLY IN A DRINKING WATER LINE - Google Patents
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Abstract
Procédé de traitement de fluide, notamment de liquide, en particulier d'eau, contenant des matières organiques naturelles ou synthétiques, par passage d'un flux ascendant de fluide à travers un lit (2) de charbon actif, selon lequel : le charbon actif est sous forme de grains dont la taille effective est comprise entre 0,3 et 1,5 mm ; au moins une phase de filtration/adsorption est prévue au cours de laquelle la vitesse du fluide est suffisamment faible pour ne pas provoquer d'expansion sensible du lit de charbon actif qui assure à la fois une filtration et une adsorption des matières contenues dans le fluide ; et au moins une phase d'expansion est prévue, au cours de laquelle le fluide circule à une vitesse suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit de charbon actif qui subit alors un lavage par le fluide.Process for the treatment of fluid, in particular liquid, in particular water, containing natural or synthetic organic materials, by passing an upward flow of fluid through a bed (2) of activated carbon, according to which: activated carbon is in the form of grains whose effective size is between 0.3 and 1.5 mm; at least one filtration / adsorption phase is provided during which the fluid velocity is sufficiently low not to cause substantial expansion of the activated carbon bed which ensures both filtration and adsorption of the materials contained in the fluid ; and at least one expansion phase is provided, during which the fluid circulates at a rate sufficiently high to cause substantial expansion of the activated carbon bed which is then washed by the fluid.
Description
Titulaire(s) : DEGREMONT Société anonyme.Holder (s): DEGREMONT Société anonyme.
Mandataire(s) : CABINET ARMENGAUD AINE.Agent (s): CABINET ARMENGAUD AINE.
PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE FLUIDE CONTENANT DES MATIERES ORGANIQUES, NATURELLES OU SYNTHETIQUES, EN PARTICULIER DANS UNE FILIERE D'EAU POTABLE.PROCESS AND PLANT FOR TREATING FLUID CONTAINING ORGANIC, NATURAL OR SYNTHETIC MATERIALS, PARTICULARLY IN A DRINKING WATER INDUSTRY.
FR 3 059 251 - A1FR 3 059 251 - A1
15/) Procédé de traitement de fluide, notamment de liquide, en particulier d'eau, contenant des matières organiques naturelles ou synthétiques, par passage d'un flux ascendant de fluide à travers un lit (2) de charbon actif, selon lequel: le charbon actif est sous forme de grains dont la taille effective est comprise entre 0,3 et 1,5 mm; au moins une phase de filtration/adsorption est prévue au cours de laquelle la vitesse du fluide est suffisamment faible pour ne pas provoquer d'expansion sensible du lit de charbon actif qui assure à la fois une filtration et une adsorption des matières contenues dans le fluide ; et au moins une phase d'expansion est prévue, au cours de laquelle le fluide circule à une vitesse suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit de charbon actif qui subit alors un lavage par le fluide.15 /) Process for treating a fluid, in particular a liquid, in particular water, containing natural or synthetic organic materials, by passing an ascending flow of fluid through a bed (2) of activated carbon, according to which: the activated carbon is in the form of grains whose effective size is between 0.3 and 1.5 mm; at least one filtration / adsorption phase is provided during which the speed of the fluid is low enough not to cause significant expansion of the activated carbon bed which ensures both filtration and adsorption of the materials contained in the fluid ; and at least one expansion phase is provided, during which the fluid circulates at a sufficiently high speed to cause a significant expansion of the activated carbon bed which then undergoes washing by the fluid.
PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE FLUIDE CONTENANT DES MATIERES ORGANIQUES, NATURELLES OU SYNTHETIQUES, EN PARTICULIER DANS UNE FILIERE D'EAU POTABLEPROCESS AND PLANT FOR TREATING FLUID CONTAINING ORGANIC, NATURAL OR SYNTHETIC MATERIALS, PARTICULARLY IN A DRINKING WATER INDUSTRY
L’invention est relative à un procédé de traitement de fluide contenant des matières organiques, naturelles ou synthétiques, par passage du fluide à travers un lit de charbon actif, selon un flux ascendant.The invention relates to a process for treating a fluid containing organic, natural or synthetic materials, by passing the fluid through a bed of activated carbon, in an upward flow.
L’invention concerne plus particulièrement un traitement de l’eau dans une filière d’eau potable, pour l’abattement des matières organiques.The invention relates more particularly to a treatment of water in a drinking water system, for the abatement of organic matter.
Cet abattement des matières organiques (MO) est principalement réalisé par coagulation et par adsorption sur charbon actif (CA).This reduction of organic matter (OM) is mainly achieved by coagulation and by adsorption on activated carbon (CA).
La mise en œuvre de charbon actif pour compléter l’abattement des matières organiques et/ou pour capter les pesticides a été proposée depuis plusieurs décennies, en particulier sur filtre à charbon actif en grains (CAG) ou par ajout de charbon actif en poudre (CAP). Les ouvrages pour la mise en œuvre du charbon actif sont généralement qualifiés de réacteurs à charbon actif, et sont généralement ajoutés en aval d’une première étape de floculation-décantation.The use of activated carbon to supplement the reduction of organic matter and / or to capture pesticides has been proposed for several decades, in particular on granular activated carbon filter (CAG) or by adding powdered activated carbon ( CAP). The works for the implementation of activated carbon are generally qualified as activated carbon reactors, and are generally added downstream of a first flocculation-decantation stage.
Le charbon actif sert à retenir des micropolluants organiques, ou plus généralement des matières organiques, naturelles ou artificielles. En raison de son coût élevé, le charbon actif est généralement utilisé en affinage, c'est-à-dire dans une ou plusieurs étapes en fin de filière de traitement, alors que la teneur en matières organiques naturelles a été substantiellement réduite par un procédé moins coûteux, tel que la coagulation-floculation suivie d'une étape de séparation du floc. Dans ce cas, le charbon actif est utilisé sous forme de filtration sur charbon actif en grains (FCAG).Activated carbon is used to retain organic micropollutants, or more generally organic, natural or artificial matter. Due to its high cost, activated carbon is generally used in refining, that is to say in one or more stages at the end of the treatment chain, while the content of natural organic matter has been substantially reduced by a process. less costly, such as coagulation-flocculation followed by a step of separating the floc. In this case, activated carbon is used in the form of granular activated carbon filtration (FCAG).
Le charbon actif a aussi été utilisé sous forme de charbon actif en poudre (CAP) en floculation-décantation puisque sa rétention était possible facilement à ce stade, le charbon actif en poudre étant fixé par le floc. Cette étape se situait naturellement en tête de filière de traitement.Activated carbon was also used in the form of powdered activated carbon (PAC) in flocculation-settling since its retention was easily possible at this stage, the powdered activated carbon being fixed by the floc. This step was naturally at the head of the treatment chain.
Des réacteurs relativement récents sont à lits de CAG fin en expansion.Relatively recent reactors are expanding thin AGC beds.
Ces différents réacteurs connus présentent des inconvénients.These various known reactors have drawbacks.
Le filtre à charbon actif en grains classique correspond à un réacteur utilisé en affinage, à flux descendant pour garantir une très faible turbidité. De tels réacteurs retiennent les matières en suspension (MES) et nécessitent des installations annexes conséquentes pour le rétrolavage nécessairement à flux ascendant, donc en sens inverse du flux de filtration.The conventional granular activated carbon filter corresponds to a reactor used in refining, with a downward flow to guarantee very low turbidity. Such reactors retain suspended solids (MES) and require substantial additional facilities for backwashing necessarily with an upward flow, therefore in the opposite direction to the filtration flow.
Un réacteur à charbon actif en poudre (CAP), à flux ascendant, permet d'améliorer l'adsorption, mais avec l'inconvénient que le matériau fin, constitué par le CAP, est entraîné par l'eau. Il faut ensuite le séparer de l'eau, ce qui complique le traitement.An upward flux powder activated carbon (CAP) reactor improves adsorption, but with the disadvantage that the fine material, consisting of the CAP, is entrained by water. It must then be separated from the water, which complicates the treatment.
L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé qui permet d'optimiser l'abattement des matières organiques dans un réacteur à charbon actif à flux ascendant et qui permet de réduire les coûts en investissements et en exploitation.The object of the invention is, above all, to provide a process which makes it possible to optimize the reduction of organic matter in an upward-flow activated carbon reactor and which makes it possible to reduce the investment and operating costs.
Selon l'invention, un procédé de traitement de fluide, notamment de liquide, en particulier d'eau, contenant des matières organiques naturelles ou synthétiques, par passage d'un flux ascendant de fluide à travers un lit de charbon actif, est caractérisé en ce que :According to the invention, a process for treating a fluid, in particular a liquid, in particular water, containing natural or synthetic organic materials, by passing an ascending flow of fluid through a bed of activated carbon, is characterized in what:
- le charbon actif est sous forme de grains,- the activated carbon is in the form of grains,
- au moins une phase de filtration/adsorption est prévue au cours de laquelle la vitesse du fluide est suffisamment faible pour ne pas provoquer d'expansion sensible du lit de charbon actif qui assure à la fois une filtration et une adsorption des matières contenues dans le fluide,- At least one filtration / adsorption phase is provided during which the speed of the fluid is sufficiently low so as not to cause significant expansion of the bed of activated carbon which ensures both filtration and adsorption of the materials contained in the fluid,
- et au moins une phase d'expansion est prévue, au cours de laquelle le fluide circule à une vitesse suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit de charbon actif qui subit alors un lavage par le fluide.- And at least one expansion phase is planned, during which the fluid circulates at a sufficiently high speed to cause a significant expansion of the activated carbon bed which then undergoes washing by the fluid.
La taille effective des grains de charbon actif est généralement comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence comprise entre 0,6 et 1,2 mm.The effective size of the activated carbon grains is generally between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm.
La vitesse de circulation du fluide lors de la phase de filtration/adsorption est avantageusement comprise entre 10 et 20 m/h, selon la taille des grains du charbon actif retenue, de préférence entre 12 et 15 m/h.The speed of circulation of the fluid during the filtration / adsorption phase is advantageously between 10 and 20 m / h, depending on the size of the grains of activated carbon retained, preferably between 12 and 15 m / h.
La vitesse de circulation du fluide, lors de la phase de lavage, est de préférence comprise entre 15 et 40 m/h, selon la taille des grains du charbon actif retenue.The speed of circulation of the fluid, during the washing phase, is preferably between 15 and 40 m / h, depending on the size of the grains of activated carbon selected.
L'expansion sensible du lit de charbon actif, lors de la phase de lavage, est au moins de 15 % de la hauteur du lit au repos alors que, pendant la phase de filtration/adsorption, l'augmentation éventuelle de la hauteur du lit ne dépasse pas 10 % de la hauteur au repos.The significant expansion of the activated carbon bed, during the washing phase, is at least 15% of the height of the bed at rest while, during the filtration / adsorption phase, the possible increase in the height of the bed does not exceed 10% of the height at rest.
Avantageusement, le fluide, notamment le liquide, est mis en circulation par une pompe à vitesse variable, et la vitesse de cette pompe est augmentée pendant la phase de lavage.Advantageously, the fluid, in particular the liquid, is circulated by a variable speed pump, and the speed of this pump is increased during the washing phase.
En variante, le flux de liquide, notamment d'eau, est assuré par gravité à partir d'une colonne de liquide dont la hauteur est supérieure à celle du liquide dans le réacteur contenant le lit de charbon actif, l'admission du liquide en bas du réacteur étant assurée à faible débit pour la phase de filtration/adsorption, et à plus fort débit pour la phase de lavage, avec effet de chasse.As a variant, the flow of liquid, in particular of water, is ensured by gravity from a column of liquid whose height is greater than that of the liquid in the reactor containing the bed of activated carbon, the admission of the liquid into bottom of the reactor being provided at a low flow rate for the filtration / adsorption phase, and at a higher flow rate for the washing phase, with flushing effect.
Une extraction partielle de charbon actif peut être effectuée lors de la phase de lavage.Partial extraction of activated carbon can be carried out during the washing phase.
Une charge progressive en charbon actif est avantageusement réalisée, en étant adaptée aux besoins en abattement des teneurs en polluants.A progressive charge of activated carbon is advantageously carried out, being adapted to the needs for reduction of the pollutant contents.
En aval du traitement par charbon actif, on peut prévoir une étape de filtration, en particulier par filtration granulaire ou membranaire, de préférence combinée dans la même unité.After the activated carbon treatment, a filtration step can be provided, in particular by granular or membrane filtration, preferably combined in the same unit.
Selon le procédé de l'invention :According to the method of the invention:
- l'appareil ou réacteur assure une filtration ou une pré-filtration, en arrêtant des matières en suspension qui entrent dans le réacteur, d'où une réduction des besoins éventuels de filtration en aval, selon la qualité souhaitée par l'utilisateur ;- The apparatus or reactor provides filtration or pre-filtration, stopping suspended solids entering the reactor, resulting in a reduction of possible downstream filtration needs, depending on the quality desired by the user;
- le réacteur ne nécessite que le fluide d'entrée, généralement l'eau à traiter, pour le lavage périodique ou pour l'extraction du charbon actif en grains, d'où une installation simplifiée ;- The reactor only requires the inlet fluid, generally the water to be treated, for periodic washing or for the extraction of granular activated carbon, hence a simplified installation;
- le fluide d'entrée est soumis à des pulsations qui correspondent aux changements de la vitesse de circulation du fluide.- the inlet fluid is subjected to pulsations which correspond to changes in the speed of circulation of the fluid.
L'invention est également relative à une installation pour la mise en œuvre du procédé de traitement de fluide défini précédemment, cette installation comprenant un réacteur dans lequel est disposé un lit de charbon actif avec, en partie basse du réacteur, une entrée du fluide, notamment du liquide, à traiter, et un moyen d'évacuation du fluide traité en partie haute du réacteur, cette installation étant caractérisée en ce que le charbon actif est en grains, et l'installation comporte un moyen de mise en circulation du fluide, selon flux ascendant, suivant au moins deux vitesses, dont l'une est insuffisante pour provoquer une expansion sensible du lit, et dont l'autre est suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit.The invention also relates to an installation for implementing the fluid treatment method defined above, this installation comprising a reactor in which is disposed a bed of activated carbon with, at the bottom of the reactor, an inlet for the fluid, in particular of the liquid to be treated, and a means of evacuating the treated fluid in the upper part of the reactor, this installation being characterized in that the activated carbon is in grains, and the installation comprises a means for circulating the fluid, according to ascending flow, according to at least two speeds, one of which is insufficient to cause significant expansion of the bed, and the other of which is strong enough to cause significant expansion of the bed.
Par expansion sensible, on désigne une expansion telle que la hauteur du lit augmente d'au moins 15 % de la hauteur au repos.By substantial expansion is meant an expansion such that the height of the bed increases by at least 15% of the height at rest.
La taille effective des grains de charbon actif est généralement comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence entre 0,6 et 1,2 mmThe effective size of the activated carbon grains is generally between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm
Avantageusement, le moyen de mise en circulation du fluide, notamment du liquide, est une pompe à vitesse variable.Advantageously, the means for circulating the fluid, in particular the liquid, is a variable speed pump.
Selon une variante, dans le cas d'un liquide en particulier d'eau, le moyen de mise en circulation comprend une colonne de liquide de hauteur supérieure à celle du liquide dans le réacteur avec une alimentation à faible débit pour la phase de filtration/adsorption, et une alimentation à plus fort débit pour la phase de lavage pour créer un effet de chasse ; une vanne peut être prévue pour mettre en service la conduite à fort débit.According to a variant, in the case of a liquid in particular of water, the means for circulating comprises a column of liquid of a height greater than that of the liquid in the reactor with a low-flow feed for the filtration phase / adsorption, and a higher flow feed for the washing phase to create a flushing effect; a valve can be provided to put the high-flow line into service.
Une conduite est avantageusement prévue sur la paroi du réacteur et débouche dans la hauteur du lit de charbon actif au repos, de sorte qu'une évacuation d’une partie du charbon actif du lit peut être assurée lors de la phase de lavage.A pipe is advantageously provided on the wall of the reactor and opens into the height of the bed of activated carbon at rest, so that a discharge of part of the activated carbon from the bed can be ensured during the washing phase.
L’invention consiste, mises à part les dispositions exposées cidessus, en un certain nombre d’autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d’exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins :The invention consists, apart from the arrangements set out above, of a certain number of other arrangements which will be more explicitly discussed below in connection with embodiments described with reference to the appended drawings, but which are in no way limiting. . In these drawings:
Fig. 1 est une coupe schématique verticale d’une installation mettant en œuvre le procédé de l’invention, en phase de filtration/adsorption.Fig. 1 is a vertical schematic section of an installation implementing the method of the invention, in the filtration / adsorption phase.
Fig. 2 représente, semblablement à Fig. 1, l’installation en phase de lavage, etFig. 2 represents, similarly to FIG. 1, the installation in the washing phase, and
Fig. 3 montre, semblablement à Fig. 1, une variante de réalisation.Fig. 3 shows, similarly to FIG. 1, an alternative embodiment.
En se reportant à Fig. 1 des dessins, on peut voir une installation pour le traitement de l’eau dans une filière d’eau potable, cette installation comprenant un réacteur 1, dont la hauteur peut être de plusieurs mètres, notamment de l’ordre de 3 ou 4 m. En partie basse de ce réacteur, est disposé un lit 2 de charbon actif en grains dont la taille effective est comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence entre 0,6 et 1,2 mm. Le lit 2 peut être obtenu en superposant des couches de charbon actif 2a, 2b, 2c correspondant à des remplissages progressifs effectués par déversement depuis la partie haute ouverte du réacteur 1. L’épaisseur de chaque couche de charbon actif peut être comprise entre 10 cm et 50 cm, lors du déversement. Le réacteur est muni, sur sa partie haute ouverte, d'une couverture de protection la amovible, non étanche, laissant passer l'air.Referring to Fig. 1 of the drawings, an installation for treating water in a drinking water system can be seen, this installation comprising a reactor 1, the height of which can be several meters, in particular of the order of 3 or 4 m . In the lower part of this reactor, a bed 2 of granular activated carbon is arranged, the effective size of which is between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm. The bed 2 can be obtained by superposing layers of activated carbon 2a, 2b, 2c corresponding to progressive fillings carried out by pouring from the open top of the reactor 1. The thickness of each layer of activated carbon can be between 10 cm and 50 cm, during the spill. The reactor is provided, on its open upper part, with a removable, non-waterproof protective cover, allowing air to pass.
Le lit 2 est posé sur une couche support 3, notamment en gravier. En variante, le lit 2 pourrait être supporté par une plaque perforée prévue en fond du réacteur 1.The bed 2 is placed on a support layer 3, in particular in gravel. As a variant, the bed 2 could be supported by a perforated plate provided at the bottom of the reactor 1.
Un moyen d’entrée 4 de l’eau à traiter est prévu en partie basse du réacteur et est constitué notamment par une rampe de distribution, s'étendant dans la couche support 3. Un moyen d'évacuation 5, constitué par une conduite munie d'une vanne 6, est prévu en partie haute du réacteur 1.An inlet means 4 for the water to be treated is provided in the lower part of the reactor and is constituted in particular by a distribution ramp, extending in the support layer 3. An outlet means 5, constituted by a pipe provided a valve 6 is provided in the upper part of the reactor 1.
L'installation comporte un moyen M de mise en circulation de l'eau suivant au moins deux vitesses dont l'une est insuffisante pour provoquer une expansion sensible du lit 2, c'est-à-dire une augmentation sensible de la hauteur H1 du lit au repos, et dont l'autre est suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit 2 dont la hauteur est augmentée en H 2 comme illustré sur Fig. 2.The installation comprises a means M of circulating the water at least at two speeds, one of which is insufficient to cause a significant expansion of the bed 2, that is to say a significant increase in the height H1 of the bed at rest, and the other of which is strong enough to cause significant expansion of bed 2, the height of which is increased in H 2 as illustrated in FIG. 2.
Selon la réalisation de Fig. 1 et 2, le moyen M est constitué par une pompe 7 à vitesse variable.According to the embodiment of FIG. 1 and 2, the means M consists of a variable speed pump 7.
La pompe 7 est prévue pour assurer, à faible vitesse, une mise en circulation de l'eau dans le lit 2 selon une vitesse de 10 à 20 m/h (mètre/heure) selon la taille du charbon actif en grains retenue, et de préférence entre 12 et 15 m/h. Pour une telle vitesse de circulation, le lit 2 ne subit pas d'expansion ou tout au moins d'expansion sensible de sorte qu'il assure un traitement de filtration et un traitement d'adsorption. Si le lit 2 était expansé de manière sensible, le traitement de filtration ne serait pas assuré.The pump 7 is designed to ensure, at low speed, that the water in the bed 2 is circulated at a speed of 10 to 20 m / h (meter / hour) depending on the size of the activated carbon in grains, and preferably between 12 and 15 m / h. For such a circulation speed, the bed 2 does not undergo expansion or at least substantial expansion so that it provides a filtration treatment and an adsorption treatment. If bed 2 were significantly expanded, filtration treatment would not be ensured.
Cette phase de traitement correspond à une phase de filtration/adsorption. Le lit 2 retient, par filtration, des matières qui salissent les grains de charbon actif de sorte qu'un lavage des grains du lit 2 doit être effectué périodiquement.This treatment phase corresponds to a filtration / adsorption phase. The bed 2 retains, by filtration, materials which soil the grains of activated carbon so that washing of the grains of bed 2 must be carried out periodically.
Ce lavage est réalisé en augmentant la vitesse de la pompe 7 pour que la vitesse de circulation du liquide dans le lit 2 augmente et fasse passer ce lit en expansion. La vitesse de circulation de l'eau est avantageusement comprise entre 15 et 40 m/h pour cette opération de lavage. L'eau de lavage est évacuée par une conduite 8 munie d'une vanne 9 prévue également en partie haute du réacteur 1.This washing is carried out by increasing the speed of the pump 7 so that the speed of circulation of the liquid in the bed 2 increases and causes this expanding bed to pass. The water circulation speed is advantageously between 15 and 40 m / h for this washing operation. The washing water is discharged through a pipe 8 provided with a valve 9 also provided in the upper part of the reactor 1.
Des pulsations sont ainsi générées périodiquement dans le lit 2 pour en assurer le lavage.Pulses are thus generated periodically in bed 2 to ensure washing.
Au cours de la phase d'expansion, illustrée sur Fig. 2, une évacuation d'une partie du charbon actif du lit peut être assurée à l'aide d'une conduite 10 prévue sur la paroi du réacteur 1 et débouchant dans la hauteur du lit 2 au repos. La conduite 10 est munie d'une vanne 11 dont l'ouverture, pendant la phase d'expansion du lit, permet d'évacuer vers un bac B une certaine quantité de charbon actif pour en assurer la réactivation. Un déversement (non représenté) d'une quantité sensiblement équivalente de charbon actif régénéré, ou neuf, est effectué par l'extrémité haute ouverte du réacteur 1 pour un renouvellement périodique du charbon actif. On effectue, également de cette manière, un remplissage progressif du lit 2 par couches successives.During the expansion phase, illustrated in Fig. 2, a discharge of part of the activated carbon from the bed can be ensured using a pipe 10 provided on the wall of the reactor 1 and opening into the height of the bed 2 at rest. Line 10 is provided with a valve 11, the opening of which, during the expansion phase of the bed, allows a certain quantity of activated carbon to be evacuated to a tank B to reactivate it. A spill (not shown) of a substantially equivalent amount of regenerated or new activated carbon is carried out by the high open end of the reactor 1 for periodic renewal of the activated carbon. Also carried out in this way, a progressive filling of the bed 2 in successive layers.
La teneur en charbon actif de l'eau, dans la zone du lit 2, y compris lors de l'expansion, est d'au moins 350 g/L.The active carbon content of the water in the area of bed 2, including during expansion, is at least 350 g / L.
L'exploitation de l'installation, pour la mise en œuvre du procédé de l'invention, est la suivante.The operation of the installation, for the implementation of the method of the invention, is as follows.
Pendant la phase de filtration/adsorption, la pompe 7 tourne à une vitesse relativement faible pour que la vitesse de l'eau, en flux ascendant, dans le réacteur 1 ne provoque pas d'expansion ou d'expansion sensible du lit 2. L'eau traitée est évacuée par la conduite 5, la vanne 6 étant ouverte. Les vannes 9 et 11 sont fermées.During the filtration / adsorption phase, the pump 7 rotates at a relatively low speed so that the speed of the water, in ascending flow, in the reactor 1 does not cause expansion or appreciable expansion of the bed 2. L the treated water is discharged through line 5, the valve 6 being open. Valves 9 and 11 are closed.
La phase de lavage, illustrée sur Fig. 2, est obtenue en augmentant la vitesse de la pompe 7 de sorte que la vitesse de circulation de l'eau dans le réacteur 1 provoque l'expansion du lit 2 comme illustré. La vanne 6 est fermée tandis que la vanne 9 d'évacuation de l'eau de lavage par la conduite 8 est ouverte.The washing phase, illustrated in Fig. 2, is obtained by increasing the speed of the pump 7 so that the speed of circulation of the water in the reactor 1 causes the expansion of the bed 2 as illustrated. The valve 6 is closed while the valve 9 for discharging the washing water through the pipe 8 is open.
L'installation en filtrant, ou en pré-filtrant, arrête les matières en suspension présentes dans l'eau, ce qui limite les besoins éventuels de filtration en aval.The installation by filtering, or by pre-filtering, stops the suspended matter present in the water, which limits the possible needs of filtration downstream.
L'eau à traiter constitue le fluide pour le lavage périodique, ce qui simplifie l'installation.The water to be treated constitutes the fluid for the periodic washing, which simplifies the installation.
Fig. 3 illustre une variante de réalisation de l'installation selon laquelle le flux d'eau à traiter est assuré par gravité à partir d'une colonne d'eau 12 dont la hauteur est supérieure d'une distance E à la hauteur maximale de l'eau dans le réacteur 1. L'eau à traiter est admise, par une conduite 12a, dans la partie haute de la colonne 12 au-dessus du niveau de l'eau dans cette colonne. La partie basse de la colonne est reliée à la rampe 4 par l'intermédiaire d'une vanne 13 installée sur une conduite 14 à forte section et fort débit. Une conduite 15 à faible section et faible débit relie la partie basse de la colonne 12 à une zone de la rampe 4, en aval de la vanne 13. Les autres éléments du réacteur de Fig. 3 sont semblables ou identiques aux éléments déjà décrits à propos des figures précédentes et sont désignés par les mêmes références numériques sans que leur description soit reprise.Fig. 3 illustrates an alternative embodiment of the installation according to which the flow of water to be treated is provided by gravity from a water column 12 whose height is greater by a distance E than the maximum height of the water in reactor 1. The water to be treated is admitted, via a line 12a, into the upper part of column 12 above the level of water in this column. The lower part of the column is connected to the ramp 4 by means of a valve 13 installed on a pipe 14 with a large section and high flow rate. A pipe 15 with a small section and low flow rate connects the lower part of the column 12 to an area of the ramp 4, downstream of the valve 13. The other elements of the reactor of FIG. 3 are similar or identical to the elements already described in connection with the preceding figures and are designated by the same reference numerals without their description being repeated.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, dans le cas d'un liquide en particulier d'eau, le moyen de mise en circulation M comprend une colonne 12 de liquide de hauteur supérieure, notamment d'au moins 1 m, à celle du liquide dans le réacteur (1) avec une alimentation à faible débit pour la phase de filtration/adsorption, et une alimentation à plus fort débit pour la phase de lavage pour créer un effet de chasse, une vanne 13 étant prévue pour mettre en service l'une ou l'autre conduite.In a particular embodiment of the invention, in the case of a liquid, in particular water, the circulation means M comprises a column 12 of liquid of greater height, in particular at least 1 m, at that of the liquid in the reactor (1) with a low flow supply for the filtration / adsorption phase, and a higher flow supply for the washing phase to create a flushing effect, a valve 13 being provided for putting in service either conduct.
Pour la phase de filtration/adsorption, la vanne 13 est fermée et l'alimentation en eau à traiter s'effectue par la conduite 15 selon un débit relativement faible, de sorte que la vitesse de circulation du flux ascendant dans le réacteur 1 est faible et ne provoque pas une expansion du lit 2.For the filtration / adsorption phase, the valve 13 is closed and the supply of water to be treated takes place via line 15 at a relatively low flow rate, so that the speed of circulation of the upward flow in the reactor 1 is low and does not cause expansion of bed 2.
Pour la phase de lavage, l'ouverture de la vanne 13 est commandée. Un écoulement rapide, produisant un phénomène de chasse, est créé avec une vitesse élevée du flux d'eau ascendant dans le lit 2 qui est mis en expansion, de manière semblable à la représentation de Fig. 2. La vanne 13 est du type tout ou rien.For the washing phase, the opening of the valve 13 is controlled. A rapid flow, producing a flushing phenomenon, is created with a high speed of the upward flow of water in the bed 2 which is expanded, in a similar manner to the representation of FIG. 2. The valve 13 is of the all or nothing type.
En variante, on pourrait prévoir une vanne à ouverture réglable qui permettrait de supprimer la conduite 15 ; la vanne serait réglée à un faible débit pendant la phase de filtration/adsorption, et à un fort débit pendant la phase de lavage.Alternatively, one could provide an adjustable opening valve which would remove the line 15; the valve would be adjusted to a low flow during the filtration / adsorption phase, and to a high flow during the washing phase.
Une étape de filtration, en particulier filtration granulaire ou membranaire, peut être prévue en aval du réacteur 1 de traitement par charbon actif. Dans le cas d'une filtration granulaire aval, le bassin de filtration peut être combiné avec le réacteur 1 dans une même unité de la manière suivante : le bassin de filtration granulaire est accolé à une paroi verticale du réacteur 1 avec une cloison commune par-dessus laquelle l'eau traitée dans le réacteur 1 se déverse dans la cellule de filtration granulaire où le flux est descendant avec sortie en partie basse. L'unité de traitement ainsi formée est du type biflux.A filtration step, in particular granular or membrane filtration, can be provided downstream of the reactor 1 for treatment with activated carbon. In the case of downstream granular filtration, the filtration basin can be combined with the reactor 1 in the same unit as follows: the granular filtration basin is attached to a vertical wall of the reactor 1 with a common partition per- above which the water treated in reactor 1 is poured into the granular filtration cell where the flow is descending with exit at the bottom. The processing unit thus formed is of the biflux type.
Le procédé de l'invention a été testé sur une unité pilote qui a fonctionné sur de l'eau coagulée-décantée dans une usine de traitement d'eau, dans la filière de traitement classique des réalisations en France, sur des eaux riches en matières organiques.The process of the invention has been tested on a pilot unit which has operated on coagulated-decanted water in a water treatment plant, in the conventional treatment sector for realizations in France, on water rich in materials. organic.
Les essais ont montré que :Tests have shown that:
- l'abattement en turbidité, qui correspond à la fonction filtration, a atteint 70 %,- the reduction in turbidity, which corresponds to the filtration function, reached 70%,
- l'abattement en carbone organique total (COT) qui correspond à la fonction adsorption a atteint 70 %, pour une hauteur de lit 2 de charbon actif comprise entre 0,1 et 0,5 m, lorsque le lit est au repos et non expansé, et pour une vitesse de circulation de l'eau dans le réacteur en flux ascendant de 11 à 16 m/h.- the reduction in total organic carbon (TOC) which corresponds to the adsorption function has reached 70%, for a height of bed 2 of activated carbon of between 0.1 and 0.5 m, when the bed is at rest and not expanded, and for a speed of circulation of water in the reactor in ascending flow from 11 to 16 m / h.
L'invention est applicable à la production d'eau destinée à la consommation humaine, ou à la production d'eau de procédé, ainsi qu'au traitement des eaux usées nécessitant un abattement notable des matières organiques dont les micropolluants, pour lesquels seuls quelques adsorbants sont efficaces, principalement le charbon actif.The invention is applicable to the production of water intended for human consumption, or to the production of process water, as well as to the treatment of waste water requiring a significant reduction in organic matter including micropollutants, for which only a few adsorbents are effective, mainly activated carbon.
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