FR3082514A1 - Dispositif de traitement des eaux comportant un tel dispositif - Google Patents

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Abstract

Le dispositif (100) de traitement des eaux comporte : - une cuve (505) comportant un moyen (105) de traitement biologique aérobie d'effluents présents dans ladite cuve, - une unité (110) de traitement, déportée du moyen de traitement biologique, qui comporte : - un moyen (165) de production d'air sous pression pour fournir l'air sous pression à la cuve, - un dégrilleur (120) des effluents issus de la cuve, - une pompe (130) à flux pulsatoire pour aspirer des effluents dégrillés de la cuve et - un filtre (135) tangentiel horizontal, pour filtrer les effluents issus de la pompe à flux pulsatoire, comportant une sortie (140) pour eau filtrée.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention vise un dispositif de traitement des eaux. Elle s’applique, notamment, au traitement d’eau dans des embarcations, fluviales et maritimes, d’habitations ou de sites industriels ou agricoles.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Le traitement des eaux noires et grises produites sur une embarcation et des eaux de carénage est un enjeu écologique important. Si, autrefois, les eaux grises et noires étaient déversées dans les eaux de la mer ou du fleuve sur lequel flotte l’embarcation, de nouvelles normes imposent la rétention à bord de ces eaux grises et noires.
Les rejets d'eaux noires participent au :
- développement d’algues entraînant la mort d’organismes vivants et
- risque sanitaire lié à la présence de bactéries, de virus, résidus de médicaments, de parasites dans les eaux pour les baigneurs (littoral, lacs...) mais également pour les utilisateurs d'eau potable à travers les réseaux d'alimentation.
Dans certains systèmes actuels, l’embarcation est équipée de cuves de récupération des eaux noires (eaux-vannes) et vidangée dans des stations portuaires dédiées.
S'il ne reste pas suffisamment de place, il existe des petites cuves qui s'installent en écharpe autour des toilettes existantes.
Ces systèmes présentent l’inconvénient de ne pas pouvoir être utilisé en cas de saturation. De plus, en raison du mécanisme de vidange employé, l’embarcation peut être limitée en autonomie de déplacement.
Dans d’autres systèmes actuels, l’embarcation est équipée d’un système de neutralisation des eaux noires par la mise en oeuvre de toilettes sèches.
Ces systèmes présentent également l’inconvénient de ne pas pouvoir être utilisé dans un cas de saturation. En effet :
- en vider le contenu dans la nature (voie d'eau ou berge) est interdit,
- en vider le contenu à la poubelle (même dans un sac) est interdit,
- le contenu des toilettes sèches, trop dense et sec, ne peut bénéficier des stations de pompage à eaux noires.
Dans d’autres systèmes actuels, l’embarcation est équipée de moyens d’ozonation ou de chloration des effluents après une dilution de ces effluents. Ces effluents sont ensuite rejetés en milieu naturel.
Dans d’autres systèmes actuels, l’embarcation est équipée d’un dispositif d’électrolyse de l’eau pour produire du chlore actif mélangé aux effluents rejetés par la suite en milieu naturel.
De la même manière, les eaux de carénage sont actuellement rejetées dans le milieu naturel, ce rejet entraînant des conséquences écologiques importantes.
Ainsi, il n’existe pas aujourd’hui de systèmes permettant un traitement autonome des eaux grises et noires embarqué à bord d’une embarcation et le traitement des eaux de carénage.
OBJET DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention vise un dispositif de traitement des eaux qui comporte :
- une cuve comportant un moyen de traitement biologique aérobie d’effluents présents dans ladite cuve,
- une unité de traitement, déportée du moyen de traitement biologique, qui comporte :
- un moyen de production d’air sous pression pour fournir l’air sous pression à la cuve,
- un dégrilleur des effluents issus de la cuve,
- une pompe à flux pulsatoire pour aspirer des effluents dégrillés de la cuve et
- un filtre tangentiel horizontal, pour filtrer les effluents issus de la pompe à flux pulsatoire, comportant une sortie pour eau filtrée.
Grâce à ces dispositions, aucun rejet de matières en suspension n’est à réaliser. Ainsi, une embarcation équipée d’un tel dispositif est autonome dans le traitement des eaux à bord. De plus, ce dispositif ne présente pas de pollution organique. Ce dispositif présente, de plus, une prophylaxie maximum, c’est à dire que ce dispositif ne rejette pas de virus et de bactéries. Ce dispositif permet également de limiter les rejets de nitrates et de phosphates. De plus, ce dispositif peut être adapté au débit de traitement de l’embarcation. Enfin, ce dispositif peut être dispersé dans un navire afin de présenter un dimensionnement ne nécessitant pas d’espace dédié dans l’embarcation, le dispositif pouvant être utilisé pour combler des espaces autrement vides.
Le flux pulsatoire de la pompe induit une variation cyclique permanente de la pression exercée par le fluide sur la paroi membranaire.
De fait, les particules ne sont plus plaquées de manière durable contre la paroi membranaire du moyen de filtration mais au contraire ne peuvent pas masquer par accumulation la paroi de la membrane car elles sont périodiquement décollées par la baisse cyclique de pression et entraînées par le flux suivant. Ceci limite considérablement le colmatage de surface et la formation d'un gâteau.
D'autre part, la pompe à flux pulsatoire ne met pas en contact le fluide avec le mécanisme de la pompe, ce qui facilite entretien du dispositif. Enfin la pompe péristaltique permet une inversion de sens du fluide par inversion de son sens de rotation sans matériel additionnel de type vannes motorisées ou électrovannes montées sur by-pass.
Les rétro-lavages se produisent par inversion du sens de rotation de la pompe péristaltique. L'eau déjà filtrée est en contact avec les membranes qui baignent dans le réservoir d'eau filtrée.
Ainsi la distance à parcourir par l'eau chargée de particules devient une demilongueur de fibre et le décolmatage est plus efficace. Les fibres baignant dans l'eau déjà filtrée, la totalité des parois de fibres creuses est nettoyée de manière quasi homogène. Cette disposition réduit les difficultés de décolmatage observées sur les modules montés verticalement.
Il faut intégrer le fait que le gavage se fait préférentiellement à très faible pression, inférieure à 0,5 bar, et que rétro-lavage est préférentiellement effectué par aspiration.
Ce dispositif permet également de réaliser le traitement d’eau pour des habitations privées ou collectives.
Dans des modes de réalisation, le dégrilleur comporte :
- une entrée pour effluents dans un volume de dégrillage,
- un tamis reliant entourant l’entrée pour effluents dans le volume de dégrillage et
- autour de la grille tubulaire, le volume de dégrillage comportant une sortie pour effluents dégrillés reliée à la pompe à flux pulsatoire.
Dans des modes de réalisation, le dégrilleur est positionné de sorte que l’axe principal du tamis soit essentiellement vertical, l’entrée pour effluents étant positionnée en partie basse du dégrilleur.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une sonde de niveau positionnée dans la cuve, ladite sonde comportant :
- un tube creux configuré pour permettre le passage de deux fils électriques, ledit tube comportant une ouverture longitudinale à chaque extrémité,
- deux électrodes, chaque électrode étant reliée à un fil électrique, les deux électrodes dépassant au moins partiellement d’une première ouverture du tube,
- un cache tubulaire en matériau déformable recouvrant au moins partiellement chaque électrode fixé au tube creux pour former, avec le tube creux, un volume unique et
- un lest fixé au cache tubulaire.
Ainsi, lorsque les effluents atteignent la partie déformable de la sonde, le cache entre en contact avec les électrodes et pousse lesdites électrodes au contact l’une de l’autre. La détection d’un courant sur une électrode non alimentée en courant à l’état normal permet de détecter que le niveau sondé a été atteint dans la cuve.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un filtre à charbons actifs pour filtrer les effluents issus du filtre tangentiel.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de réalisation d’une osmose inverse des effluents issus du filtre tangentiel.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen d’injection de minéraux dans les effluents issus du filtre tangentiel.
Ces modes de réalisation permettent de rendre l’eau en sortie du dispositif propre à la consommation.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen d’ajout d’amendements dans les effluents issus du filtre tangentiel.
Ces modes de réalisation permettent de rendre l’eau en sortie du dispositif propre à l’irrigation.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un capteur de transmittance des effluents issus du filtre tangentielle et un détecteur d’une rupture de filtre en fonction de la transmittance captée.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte :
- une entrée pour air dans la cuve et
- un distributeur de flore bactérienne par effet Venturi relié à une conduite de fourniture d’air reliée à l’entrée pour air.
Dans des modes de réalisation, la cuve comporte au moins une crépine mobile, configuré pour flotter sur des effluents stockés.
Ces modes de réalisation permettent d’absorber les hydrocarbures présents dans les effluents au niveau de la crépine, cette absorption étant favorisée par la présence de bactéries sur ladite crépine.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
- la figure 2 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
- la figure 3 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dégrilleur du dispositif objet de la présente invention et
- la figure 4 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier d’une sonde de niveau du dispositif objet de la présente invention.
DESCRIPTION D’EXEMPLES DE REALISATION DE L’INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. Par ailleurs, chaque paramètre d’un exemple de réalisation peut être mis en oeuvre indépendamment d’autres paramètres dudit exemple de réalisation.
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.
On note que les valeurs de pression exprimées ci-après sont des valeurs de pression relatives par rapport à la valeur de la pression atmosphérique. Ainsi, une pression dite de « 2 bar >> correspond à une pression absolue déterminée par la somme de 2 bar et de la pression atmosphérique au lieu du dispositif. Cette pression atmosphérique est proche de 1 bar.
On observe, sur la figure 1, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du dispositif 100 objet de la présente invention. Ce dispositif 100 de traitement des eaux comporte :
- une cuve 505 comportant un moyen 105 de traitement biologique aérobie d’effluents présents dans ladite cuve,
- une unité 110 de traitement, déportée du moyen de traitement biologique, qui comporte :
- un moyen 165 de production d’air sous pression pour fournir l’air sous pression à la cuve,
- un dégrilleur 120 des effluents issus de la cuve,
- une pompe 130 à flux pulsatoire pour aspirer des effluents dégrillés de la cuve et
- un filtre 135 tangentiel horizontal, pour filtrer les effluents issus de la pompe à flux pulsatoire, comportant une sortie 140 pour eau filtrée.
La cuve 505 est, par exemple, une cuve 505 d’accumulation d’eaux dans une embarcation. Cette cuve 505 peut être préexistante dans une embarcation avant l’installation du dispositif 100. Inversement, le dispositif 100 peut comporter une telle cuve 505 pour installation.
Dans des variantes, le dispositif 100 comporte au moins deux cuves 505, chaque cuve 505 mettant en oeuvre un moyen de traitement 105, préférentiellement.
La ou les cuves 505 sont préférentiellement positionnées de manière à présenter un axe de symétrie confondu avec l’axe de symétrie de la coque de l’embarcation, lorsque le dispositif 100 est placé dans une embarcation.
Chaque cuve 505 est dimensionnée en fonction des besoins quotidiens de traitement.
Chaque cuve 505 comporte préférentiellement une platine permettant le branchement :
- d’un conduit d’aspiration d’effluents,
- d’un retour de circulation d’effluents aspirés,
- d’un évent (non représenté),
- une sonde 510 de niveau et/ou
- d’une entrée 170 pour air sous pression produit par le moyen 165 de production d’air sous pression.
L’entrée 170 pour air est, par exemple, un diffuseur de bulles positionné au fond de la cuve 505. Préférentiellement, le dispositif 100 comporte un moyen 165 de production d’air sous pression et un moyen 175 de régulation du moyen 165 de production d’air sous pression et donc du diffuseur de bulles 170 configuré, pour commander la mise en fonctionnement périodique de ce moyen 165 de production d’air et du diffuseur de bulles 170.
L’entrée 170 d’air sous pression dans la cuve 505 est reliée, par exemple, au moyen de production d’air sous pression 165. Cet air comprimé présente préférentiellement une pression inférieure à 1 bar.
Cette entrée 170 d’air sous pression est, par exemple, formée par un ensemble de tubes microporeux à trames étroites ou par un ensemble de pierres d’aération de bassins à faible pression.
Le diffuseur de bulles est, par exemple, un tube microporeux présentant une pression de l’ordre de 0,3 bar pour délivrer une grande quantité de microbulles.
Le moyen de régulation 175 est, par exemple, un circuit électronique de commande configuré pour émettre des commandes de mise en fonctionnement et d’arrêt du diffuseur de bulles. Dans des variantes, le moyen de régulation 175 est intégré à un système de commande du dispositif 100 commandant la mise en fonctionnement conjointe ou indépendante de chaque moyen du dispositif 100.
L’utilisation d’un diffuseur de bulles permet de réaliser un bioréacteur séquentiel, c’est-à-dire un bioréacteur présentant des périodes d’aération et des périodes de non aération. L’alternance entre aération et non aération permet une dégradation complète de la matière organique dans la cuve et permet d’assurer la nitrification-dénitrification de cette matière sans dégagement d’odeurs.
Les microorganismes mis en oeuvre sont renouvelés périodiquement par l’insertion manuelle ou automatique de ces microorganismes dans la cuve 505. Ce renouvellement est assuré, par exemple, tous les quinze jours.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte :
- une entrée 170 pour air dans la cuve 505 et
- un distributeur 540 de flore bactérienne par effet Venturi relié à une conduite
545 de fourniture d’air reliée à l’entrée 170 pour air.
Dans des modes de réalisation, la cuve 505 comporte au moins une crépine 550 mobile, configuré pour flotter sur des effluents stockés. Dans des variantes, chaque cuve 505 comporte une crépine 550 en amont du conduit d’aspiration d’effluents. Préférentiellement, chaque cuve 505 comporte une double crépine 550.
Le moyen de traitement 105 est, par exemple, un ensemencement de microorganismes, telles des bactéries, adaptés aux eaux douces ou aux eaux saumâtres voire salées, c’est-à-dire présentant environ 40 grammes de chlorure de sodium (NaCI) par litre d’eau. De cette manière, la cuve 505 agit comme un bioréacteur pour une réaction aérobie in situ.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte une sonde 510 de niveau positionnée dans la cuve, ladite sonde comportant :
- un tube 705 creux configuré pour permettre le passage de deux fils 710 électriques, ledit tube comportant une ouverture 715 longitudinale à chaque extrémité,
- deux électrodes 720, chaque électrode étant reliée à un fil électrique, les deux électrodes dépassant au moins partiellement d’une première ouverture du tube 705,
- un cache 725 tubulaire en matériau déformable recouvrant au moins partiellement chaque électrode fixé au tube creux pour former, avec le tube creux, un volume unique et
- un lest 730 fixé au cache tubulaire.
Un exemple d’une telle sonde 510 est illustré en figure 4.
Le tube 705 creux est, par exemple, un tube en polychlorure de vinyle, connu sous le sigle PVC, présentant une résistance à la déformation par compression déterminée. Ce tube 705 est configuré pour ne pas être déformé lors d’une immersion dans le milieu réactionnel de la cuve 505.
Une ouverture supérieure du tube 705 permet le passage de deux fils reliés chacun à une électrode 720. Chaque électrode 720 est, par exemple, de tout type connu de l’homme du métier des sondes de niveau.
Le cache tubulaire 725 est réalisé, par exemple, en matériau déformable configuré pour être déformé par une force de compression exercée par le milieu réactionnel sur le cache 725 lorsque ce cache 725 est émergé au-delà d’une certaine mesure prédéterminée. La compression du cache 725 met en contact les électrodes 720, dont une est préférentiellement alimentée en courant électrique, ce qui permet de détecter la présence d’un courant électrique dans l’autre électrode 720. Une telle détection implique, alors, le fait que le milieu réactionnel ait atteint le niveau prédéterminé. Un détecteur électronique relié à chaque fil électrique peut ainsi commander l’actionnement de l’unité 110 de traitement.
Le lest 730 est une masse fixée au cache tubulaire de sorte à ce que le lest entraîne le cache de manière gravitaire vers le fond de la cuve 505.
L’unité 110 de traitement est, par exemple, contenue dans un carter unique, en deux étages ou dispersée dans une embarcation et reliée par un ensemble de tubulures internes.
L’unité de traitement 110 est reliée à chaque cuve 505 par un ensemble de conduits d’air, d’aspiration, de retour de circulation d’effluents aspirés et de câbles de sondes de niveaux.
Le moyen d’aspiration 115 est, par exemple, une pompe péristaltique, surnommée « pompe de circulation >>. Cette pompe péristaltique est associée à une électrovanne, ou une vanne motorisée, ou tout autre moyen pour ouvrir ou fermer la circulation, par cuve du dispositif 100. Cette pompe fournit des effluents au dégrilleur 120.
Le moyen d’aspiration 115 aspire successivement ou simultanément des effluents dans une pluralité de cuves si le dispositif 100 comporte une pluralité de cuves.
Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 100 comporte un moyen (non représenté) de commande du moyen 115 d’aspiration configuré pour émettre successivement, et itérativement :
- une commande d’aspiration,
- une commande de mise en repos,
- une commande de rétrolavage et
- une commande de mise en repos.
Ce moyen de commande est actionné, par exemple, lorsqu’une sonde de niveau basse de la cuve détecte la présence d’effluents dans la cuve. Ce moyen de commande commande l’ouverture d’une électrovanne, ou une vanne motorisée, reliant la cuve au moyen d’aspiration 115. Après un délai déterminé, tel huit secondes par exemple, le moyen d’aspiration 115 est activé. Le moyen d’aspiration 115 aspire pendant une durée déterminée, telle huit minutes par exemple, le contenu de la cuve. La mise en repos est ensuite commandée pour une durée déterminée, telle dix secondes par exemple. La durée de la mise en repos correspond à une durée de mise en fonctionnement ou d’arrêt du moyen d’aspiration 115 programmée. Cette durée correspond généralement à une rampe de mise en fonctionnement ou d’arrêt. Enfin, la commande de rétrolavage est configurée pour permettre le rétrolavage du moyen d’aspiration 115 pendant une minute pour éviter le colmatage des crépines.
Le moyen de commande 190 est inhibé lorsque la sonde ne détecte pas de présence d’effluents dans la cuve.
Ce moyen de commande 190 est, par exemple, un automate électronique programmable.
Cette pompe péristaltique présente, par exemple, une puissance de 100W.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 3, le dégrilleur 120 comporte :
- une entrée 605 pour effluents dans un volume 610 de dégrillage,
- un tamis 615 reliant entourant l’entrée pour effluents dans le volume de dégrillage et
- autour de la grille tubulaire, le volume de dégrillage comportant une sortie 620 pour effluents dégrillés reliée à la pompe 130 à flux pulsatoire.
Dans des variantes, telle que celle représentée en figure 3, le volume 610 de dégrillage peut comporter un collecteur 640 destiné à recevoir les effluents aspirés en amont du tamis 615.
Le tamis 615 est, par exemple, un tamis radial en matière souple, présentant des aspérités de l’ordre de 150 micromètres. Ce tamis, entourant l’entrée 605 pour effluents dans le volume de dégrillage, et éventuellement en aval du collecteur 640, est configuré pour retenir des solides contenus dans le flux d’effluents. Le caractère souple du tamis 615 est préférentiel, puisque cette configuration évite le risque de cisaillement du tamis 615 lors de rétrolavages.
Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 3, le dégrilleur 120 comporte deux supports de tamis, 625 et 630, situés à deux extrémités du volume 610 de sorte que le tamis 615 adopte une forme généralement tubulaire.
Préférentiellement, le dégrilleur 120 comporte un bouchon 635, en PVC par exemple, permettant une collecte des solides contenus dans le tamis 615.
La sortie 620 est positionnée, par rapport à l’entrée 605, de l’autre côté du tamis 615.
Dans des modes de réalisation, le dégrilleur 120 est positionné de sorte que l’axe principal du tamis 615 soit essentiellement vertical, l’entrée 605 pour effluents étant positionnée en partie basse du dégrilleur.
La pompe à flux pulsatoire 130, surnommée « pompe de gavage >>, est reliée au dégrilleur 120 d’une part et au moyen de filtration 135 d’autre part. Cette pompe de gavage comporte, de plus, un by-pass comportant une électrovanne normalement ouverte et une électrovanne normalement fermée. Alternativement, ce couple d’électrovannes est remplacé par une vanne motorisée 3 voies.
Cette pompe à flux pulsatoire 130 présente, par exemple, une puissance de 100W.
Cette pompe à flux pulsatoire 130 est, par exemple, équipée d’un moteur sans balais.
Dans des modes de réalisation préférentiels, la pompe 130 est configurée pour injecter les effluents dégrillés dans le moyen de filtration à une pression inférieure à 1 bar.
Dans des modes de réalisation préférentiels, le dispositif 100 comporte un moyen 195 de commande de la pompe 130 à flux pulsatoire pour aspirer des effluents dégrillés configuré pour émettre successivement, et itérativement :
- une commande d’aspiration,
- une première commande de mise en repos,
- une commande de rétrolavage et
- une deuxième commande de mise en repos.
Ce moyen de commande 195 est, par exemple, un automate électronique programmable.
Le cycle de fonctionnement du moyen de commande 195 est, par exemple :
- mise en fonctionnement de la pompe 130 à flux pulsatoire après un délai de quinze secondes une fois qu’un contacteur de régulateur de niveau bas du réservoir 125 est fermé, la pompe 130 fonctionnant pendant dix minutes,
- mise en repos de la pompe 130 pendant quinze secondes,
- inversion du sens de rotation pendant deux minutes de la pompe 130 pour réaliser le rétrolavage, ce flux étant envoyé dans au moins une cuve via le répartiteur,
- mise en repos de la pompe 130 pendant quinze secondes.
Le moyen de filtration 135 met en oeuvre, par exemple, un mécanisme de filtration tangentielle horizontale fonctionnant à une pression transmembranaire inférieure à un bar. Préférentiellement, la pression de fonctionnement est comprise entre 0,2 et 0,6 bar.
Le moyen de filtration 135 comporte, préférentiellement :
- un collecteur 205 amont comportant, sur une partie basse, une entrée 210 pour effluents dégrillés,
- un collecteur 215 aval comportant, sur une partie basse, une sortie 220 pour retentât,
- un compartiment 225, positionné entre le collecteur amont et le connecteur aval, comportant au moins un module 230 d’ultrafiltration à fibres creuses, ce compartiment comportant la sortie pour eau filtrée, positionnée sur une partie haute du moyen de filtration par rapport à l’entrée pour effluents dégrillés et la sortie pour retentât.
Le collecteur 205 amont est relié, par exemple, à la pompe de gavage par le biais de l’entrée 210 pour effluents dégrillés.
Le collecteur 215 aval est relié, par exemple, à une cuve de traitement par le biais de la sortie 220 pour retentât.
Chaque collecteur, 205 et 215, présente, par exemple, une forme de cylindre de révolution plat ou de disque épais et creux.
Le compartiment 225 est, par exemple, un volume délimité par les collecteurs, 205 et 215. Ce compartiment 225 est traversé par chaque module 230 d’ultrafiltration, chaque module 230 d’ultrafiltration reliant le collecteur 205 aval au collecteur 215 amont. Dans des modes de réalisation préférentiels, le dispositif 100 comporte douze modules 230 d’ultrafiltration dont les jonctions avec le collecteur aval 215 et le collecteur amont 205 sont organisés en cercles concentriques sur lesdits collecteurs, 205 et 215.
Ainsi, le flux arrive dans le collecteur amont 205 en partie basse, puis circule dans les fibres creuses et remplit le collecteur aval 215. Ensuite, le flux rejoint le compartiment 225 via une électrovanne ou une vanne motorisée deux voies via le répartiteur. La position de l’entrée 210 et de la sortie 220 évite tout risque d’accumulation de particules dans les collecteurs, 205 et 215, et donc dans les fibres creuses.
Chaque module 230 d’ultrafiltration présente, par exemple, un seuil de coupure à 19 nanomètres. Chaque module 230 d’ultrafiltration est, préférentiellement, un filtre à membrane. Le flux traversant chaque module 230 est tangentiel et orienté de l’intérieur vers l’extérieur de la paroi membranaire.
Ce moyen de filtration 135 comporte, préférentiellement, une soupape 310 de décharge d’effluents dégrillés en amont du module d’ultrafiltration. Cette soupape 310 est tarée, par exemple, à 0,6 bars.
Dans des variantes préférentielles, une ligne relie l’entrée 210 et la sortie 220 pour constituer une jonction entre les deux collecteurs, 205 et 215. Cette ligne comporte une électrovanne, ou une vanne motorisée, dont l’ouverture, au moment de la réalisation d’un rétrolavage du dispositif, permet un nettoyage complet des collecteurs, 205 et 215.
Dans des variantes préférentielles, le moyen de filtration 135 comporte une vanne d’isolement du collecteur amont 205 et une vanne d’isolement du collecteur aval 215.
Le compartiment 225 permet la collecte des eaux filtrées, les modules 230 pouvant être immergés dans les eaux filtrées du fait du positionnement en partie haute de la sortie 140 pour eau filtrée. Cette eau filtrée est utilisée pendant la réalisation de retrolavages pour nettoyer les fibres creuses des modules 230 d’ultrafiltration.
Chaque module 230 d’ultrafiltration est séparé des collecteurs, 205 et 215, respectivement par une plaque en PMMA (poly méthacrylate de méthyle) perforée. Chaque perforation permet la fixation d’un module 230 d’ultrafiltration. Cette fixation est rendue étanche par la mise en oeuvre d’un joint polymère souple.
Chaque module 230 d’ultrafiltration est fixé aux collecteurs, 205 et 215, par la mise en oeuvre de deux brides reliées par au moins une tige filetée traversant ledit module 230. Chaque bride présente, par exemple, une forme de cercle traversé par deux bandes diamétrales et ces bandes étant préférentiellement perpendiculaires entre elles. Une première bride est positionnée du côté du collecteur amont 205, et une autre bride est positionnée du côté du collecteur aval 215. Le collecteur amont 205 est solidaire d’une plaque qui porte les modules 230. Ainsi, le démontage du collecteur aval 215 permet un accès rapide aux modules 230.
Préférentiellement, au moins un module 230 est un filtre à fibres creuses électriquement neutre. Préférentiellement, la perméabilité des fibres mises en oeuvre dans chaque module d’ultrafiltration est de l’ordre de 800L/m2/bar.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte un filtre 145 à charbons actifs pour filtrer les effluents issus du filtre tangentiel.
Le filtre 145 à charbons actifs est, par exemple, contenu dans un contenant en polycarbonate ou en Polyéthylène, entièrement étanche. Ce contenant comporte un point bas d’arrivée d’eaux filtrées et un point haut de sortie des eaux traitées. Ce filtre 145 fonctionne de manière gravitaire.
Préférentiellement, l’entrée et la sortie du filtre 145 sont protégées par une crépine de grand volume constituée d’un tube perforé recouvert d’un tamis polymère dont les aspérités présentent un dimensionnement de trois cent micromètres environ.
Dans des variantes, le dispositif 100 comporte une ligne directe entre le collecteur 215 aval et le collecteur amont 205. De cette manière, lors d’un rétrolavage, l’aspiration des particules dans ces collecteurs, 205 et 215, est facilitée.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte un moyen 515 de réalisation d’une osmose inverse des effluents issus du filtre tangentiel.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte un moyen 520 d’injection de minéraux dans les effluents issus du filtre 135 tangentiel.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte un moyen 525 d’ajout d’amendements dans les effluents issus du filtre tangentiel.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte un capteur 530 de transmittance des effluents issus du filtre 135 tangentiel et un détecteur 535 d’une rupture de filtre en fonction de la transmittance captée.
Le capteur 530 est configuré pour mesurer une intensité lumineuse traversant un flux en sortie du filtre. Ce flux lumineux est préférentiellement émis par un émetteur (non représenté) de lumière à travers le flux en sortie du filtre.
Lorsque la transmittance lumineuse est inférieure à une valeur limite déterminée, le détecteur 535 détermine qu’une rupture de filtre s’est produite.
Le détecteur 535 est, par exemple, un circuit électronique de mesure associé au capteur 530.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 100 comporte un moyen de communication de la détection d’une défaillance détectée.
Ce moyen de communication est, par exemple, une antenne configurée pour émettre un signal représentatif de la détection d’une défaillance sur un réseau de données. Ce réseau de données est, par exemple, un réseau de données mobiles de type GSM (pour « Groupe Spécial Mobile ») ou un réseau de type machine à machine.
Dans des variantes, ce moyen de communication émet un signal représentatif d’au moins une transmittance captée.
Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 100 comporte une réserve 150 d’eau, reliée à la sortie du filtre charbon actif.
La réserve d’eau 150 est, par exemple, un réservoir distinct du volume interne du compartiment 225. Dans des variantes, cette réserve d’eau 150 est formée par le volume interne du compartiment 225.
Dans des variantes, la réserve d’eau 150 comporte une sortie pour eau (non référencée) vers le milieu naturel aux alentours du dispositif 10.
Dans des variantes, la réserve d’eau 150 comporte une sortie pour eau reliée à un filtre à ultraviolets 315 et à un surpresseur 320, l’eau ainsi sortie étant déplacée vers un exutoire pour une réutilisation éventuelle.
Dans des variantes, la réserve d’eau 150 comporte une entrée 325 pour eau complémentaire provenant d’un réseau de distribution d’eau. La fourniture en eau par l’entrée 325 peut être conditionnée au signalement de l’absence d’eau par une sonde (non représentée) positionnée dans la réserve 150, préférentiellement en partie basse.
Ces modes de réalisation sont mis en oeuvre, par exemple, sur des sites de carénage, des sites industriels ou des sites agricoles.
Dans des variantes préférentielles, le dispositif 100 comporte un coffret électrique de protection, de gestion et de régulation qui comporte :
- des organes de protection des personnes et des matériels électriques,
- des relais de charge,
- chaque automate programmable et
- des platines électroniques de commande des moteurs de pompes péristaltiques.
Ainsi, comme on le comprend, le bioréacteur, formé par les cuves et le moyen de traitement 105 biologique, est couplé au dégrilleur 120 auto-entretenu puis au moyen d’ultrafiltration 135 ne laissant passer aucune bactérie, aucun virus et aucune matière en suspension. Ainsi, les eaux traitées par le dispositif 100 sont stériles en sortie de membrane et ne présentent aucun danger ni pour le milieu ni pour l’être humain. Les eaux traitées sont conformes à la qualité dite « d’eau de baignade améliorée », c’est à dire ne comportant pas de microorganismes.
Toutes les eaux restées en amont de la membrane filtrante sont progressivement dégradées par le moyen de traitement 105 biologique.
Les filtres du dispositif 100 sont auto-entretenus par l’action de rétrolavages programmés, ces rétrolavages étant assurés par la mise en circulation inverse de l’eau traitée par le dispositif 100.
Le dispositif 100 peut être mis en oeuvre dans le cadre d’une habitation ou pour tout système nécessitant la récupération d’eau filtrée à partir d’eaux impropres à la consommation ou au rejet dans le milieu naturel. Alternativement, le dispositif 100 peut être mis en oeuvre dans le cadre d’une exploitation industrielle, agricole ou commerciale afin de traiter des effluents caractéristiques de ces exploitations.
Comme on le comprend à la lecture de la présente description, le dispositif
100 peut être soit dispersé dans une embarcation, soit au contraire intégré dans un conteneur et ne présenter que des entrées et sorties pour fixation à un système existant. Ce conteneur peut présenter, par exemple, une longueur de vingt pieds ou 5 de quarante pieds dans les applications de traitement d’effluent de carénages, industriels ou agricoles.
Alternativement, le dispositif 100 peut être positionné sur une palette (traduit par « skid », en anglais) de manière à être rendu mobile. Cette alternative est particulièrement destinée à être mise en oeuvre dans le cadre d’habitations.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (100) de traitement des eaux, caractérisé en ce qu’il comporte :
    - une cuve (505) comportant un moyen (105) de traitement biologique aérobie d’effluents présents dans ladite cuve,
    - une unité (110) de traitement, déportée du moyen de traitement biologique, qui comporte :
    - un moyen (165) de production d’air sous pression pour fournir l’air sous pression à la cuve,
    - un dégrilleur (120) des effluents issus de la cuve,
    - une pompe (130) à flux pulsatoire pour aspirer des effluents dégrillés de la cuve et
    - un filtre (135) tangentiel horizontal, pour filtrer les effluents issus de la pompe à flux pulsatoire, comportant une sortie (140) pour eau filtrée.
  2. 2. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel le dégrilleur (120) comporte :
    - une entrée (605) pour effluents dans un volume (610) de dégrillage,
    - un tamis (615) reliant entourant l’entrée pour effluents dans le volume de dégrillage et
    - autour de la grille tubulaire, le volume de dégrillage comportant une sortie (620) pour effluents dégrillés reliée à la pompe (130) à flux pulsatoire.
  3. 3. Dispositif (100) selon la revendication 2, dans lequel le dégrilleur (120) est positionné de sorte que l’axe principal du tamis (615) soit essentiellement vertical, l’entrée (605) pour effluents étant positionnée en partie basse du dégrilleur.
  4. 4. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte une sonde (510) de niveau positionnée dans la cuve, ladite sonde comportant :
    - un tube (705) creux configuré pour permettre le passage de deux fils (710) électriques, ledit tube comportant une ouverture (715) longitudinale à chaque extrémité,
    - deux électrodes (720), chaque électrode étant reliée à un fil électrique, les deux électrodes dépassant au moins partiellement d’une première ouverture du tube,
    - un cache (725) tubulaire en matériau déformable recouvrant au moins partiellement chaque électrode fixé au tube creux pour former, avec le tube creux, un volume unique et
    - un lest (730) fixé au cache tubulaire.
  5. 5. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 4, qui comporte un filtre (145) à charbons actifs pour filtrer les effluents issus du filtre tangentiel.
  6. 6. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 5, qui comporte un moyen (515) de réalisation d’une osmose inverse des effluents issus du filtre tangentiel.
  7. 7. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 6, qui comporte un moyen (520) d’injection de minéraux dans les effluents issus du filtre (135) tangentiel.
  8. 8. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 7, qui comporte un moyen (525) d’ajout d’amendements dans les effluents issus du filtre tangentiel.
  9. 9. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 8, qui comporte un capteur (530) de transmittance des effluents issus du filtre (135) tangentiel et un détecteur (535) d’une rupture de filtre en fonction de la transmittance captée.
  10. 10. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 9, qui comporte :
    - une entrée (170) pour air dans la cuve (505) et
    - un distributeur (540) de flore bactérienne par effet Venturi relié à une conduite (545) de fourniture d’air reliée à l’entrée pour air.
  11. 11. Dispositif (100) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la cuve (505) comporte au moins une crépine (550) mobile, configuré pour flotter sur des effluents stockés.
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