LU81997A1

LU81997A1 - Appareil d'epuration d'eau de pluie

Info

Publication number: LU81997A1
Application number: LU81997A
Authority: LU
Inventors: G Xhonneux
Original assignee: G Xhonneux
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1980-04-22
Also published as: NL7812211A; ZA796672B; FR2444009A1; BE880639A; GR74021B; MA18671A1; IE49313B1; IT7928084A0; IE792372L; IT1193255B; JPS55116409A; DE2949960A1; CA1145488A; US4317733A; IN152070B; AU5375579A; AU533388B2; IL58956A0; CH641744A5; PT70588A

Description

J I · % • Demande de Brevet d’invention -j i I. ’ ·. *'.c î Γ ,Γ 1 ·-. . ' ’ · -» »" ’ y ' ! · i ·. - . - - ' s. . 1 il) - i| ,, ty **", î >' ; 7 . . y,;.. ^ y '· · "· ' ’· M 1 y/ ^ yy^ -- ,2: .vV--.vs'S.!\t5.....crs.....vi.‘ v?J f-. .............................................. .........

t ....... ce........2..J.AV.::iy...Viff.....: re.....UvlViL·. - '*‘A*. .3, à .£:.t.·. heures, au Ministère de l'Économie Naricnsls et des Classes Mc-y.sr.nes. è Luxen: jr-vrg : 1- 1ε prisante 1 ëQuête pour l'obtention d’un brevet d'invention concernant : ...................................................................................................................................................................................................................................... (4) ! a r*ei 1 d'?:· y ration öyyu de déclare, er. assumant 3e resterssbilité de cîtte (5έ:'?Γ&:1<:·η; Que I'-es> ;nver.t3ar{S; est isont: : ............. ....................... ... __________________________________________________________ _______ (Si 1 ? Z *· ” . S ä r T ? 2. la délégation de pouvoir, dptée de ........ ............ le ..........® 3. la description en langue.........ΓΑΓ'.7.'..®_1.?2_______________________________ de l'invention en deux exemplaires ; 4. .ï..1..~....... planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. is quittance ces taxes versée? au Bureau de l'Enre^stremen: è Luxembourg.

ie .......1 f.....déc&irfrre......Ι.?7.£...................................................................... ...... .......................................................

revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demandées; de (6) ..br.e.Y.e.t......dltnx.eüi.ÎM..............déposée® en en................B.fys - Bas................................................................................

le J E dê.ce Ebr.e ISIS sous. le. n.c 1S.-.1 .221.1.........................................................................................................(8) au nom de If ^DOSan tf...................................................;................................................................................................................................... (9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................

..lia.*.....boulevard.....Ërin..ce.-B..e.n.r.i..........................................................................................................................................................ao> * sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes * susmentionnées, — avec ^ajournement de cette délivrance à ....... ..LL............................. mois.

....................^ Π. Procès-verbal de Dépôt « La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale j et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : j 14 décembre 1979 ! , /ti.eu Z^N.

; /4? é .V Pr. le Ministre à 1 5.00 heures {Τ*Τ> % \e l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, fi \ %\ P.%/ \coir 1 0/ ,fc l êôd T) ±^L_jsfe .Al__/_/_ I · 2.£262 do ’ô ; ce la de 'c n :e corr e5 :·:,»' dar, :g

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ï MEMOIRE DESCRIPTIF

ί dêocsë à l'aopui d'une demande de

; BREVET D'INVENTION

au Grand-Duché de LUXEMBOURG au nom de Madame

j Gilberte, Marie, Josephine XHONNEUX

; pour: I "Appareil d'épuration d'eau de pluie".

; / / ; 1 L'invention se rapporte à un dispositif ds.purification d’eau ccnorsnant un compartiment os riltra-| * * tion contenant une masse xiltrante et présentant une en— A trée de l'eau non filtres et une sortie de l'eau rilir.se, ’ 5 la sortie étant situes à un niveau au-dessus de la masse filtrante.

L'invention sa rapporte plus particulièrement à une installation conçue pour produire de l'eau potable i I à -partir d'eau polluée eu specrai©menfc à partir d'eau ; 10 de pluie et cela d'une façon quasi automatique, grâce i à un dispositif c·. stérilisation interne à régulation intrinsèaue, de façon à ne nécessiter aucune main d'oeu-;i ors Qualifiée pour le montage, la mise en servj.ee et I l'entretien de l'installation.

15 Las dispositifs ce purification de cette natu- | rs déjà connus présentent souvent les désavantages sui- 1: ~ | vants : J - nécessité de recourir à des dispositifs délicats et !; souvent compliqués (de type mécanique et/ou électri— 20 que) pour la commande du système; - nécessité de recourir à une source d'énergie, et plus spécialement à l'énergie électrique; - nécessité de recourir à une main d'oeuvre gualifiée pour le montage et l'entretien du dispositif de puri- 25 fication; ·* - nécessité de recourir à des produits liquides stéri- ; lisants gui sont incommodes et dangereux à manipuler; - nécessité de recourir à une pompe doseuse pour injecter le liquide stérilisant dans l'eau de pluie; . 30 - coûts d'investissement relativement élevés, en rap- i port notamment avec le coût des dispositifs de com- / * mande. / // \ / y . Il va g6 sol que ces inconvénients peuvent ré duire fortement les applications éventuelles de ces dis-'* ’ positifs ce purification connus dans les pays industria lises et peuvent rendre leur usage pratiquernant impessi- ! 5 ble dans les pays en vois de développement et plus précisément dans leurs zones rurales. L'invention se rapporte donc principalement à la conception d'une installation ï . pouvant produire de l'eau potable à partir d'eau douce polluée et plus particulièrement à partir d'eau de pitre.

10 A cet effet, l'entrée d'eau déjà mentionnée est précédée par un compartiment de réception communiquant avec un récipient à produits stérilisants à un niveau situé sous le niveau maximal possible dans ledit compartiment de réception et au-dessus du niveau de la sortie 15 d'eau filtrée.

Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, le récipient est pourvu d'une paroi perméable à 1'eau gui est en contact avec le compartiment de réception.

20 D'autres caractéristiques et avantages de l'in vention ressortent clairement de la description ci-dessous de différentes variantes d'un dispositif de purification conforme à l'invention; cette description est donnée uniquement à titre d'exemple et ne limite en 25 aucune manière la portée de l’invention? les chiffres * i de référence utilisés dans cette description se rappor tent aux dessins annexés.

La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de purification conforme à l'invention.

30 La figure 2 est une coupe verticale d'un , dispositif de purification conforme à l'invention, de / conception commode et particulièrement avantageuse * ' : ί . i . ί i ; ! . la figure 3 est une vue de face avec ces coupes I: I partielles d'un élèvent supplée en t air e qui peut être il » ‘ ajouté facultativement et à titre de variante au disposi tif conforme à la figure 2.

> ^

5 La figure 4 est une cocos suivant la ligne IV—iV

11 de la figure 3.

La figure 5 est une couoa verticale d'une autre . | * . i i variante d'un dispositif suivant 11 invention.

I Dans toutes ces ligures, les mêmes chiffres ce J référence se rapportent à des éléments icisntloues ou si— îf ... .

tji milaires.

Quoique le dispositif conforme i l'invention :[ puisse être utilisé pour purifier ces eaux d'origine 1 quelconque, la description suivante se raouorte plus par- ticuiièrement à un dispositif de purification d'eau de j pluie provenant directement des toits, terrasses, etc..

| et donc fréquemment polluée physiquement, chimiquement | eu bacteriologicruement nar ces invouretés diverses, tan- 1 - ‘ dis que l'eau traitée est rendue parfaitement potable.

20 Le dispositif de purification conforme à l'in vention et représenté schématiquement à la figure 1 comprend#en sérielles éléments suivants : un préfiltre 1, un stérilisateur 2, un réservoir de décantation 3, un compartiment de filtration 4 et, au-dessus de ce dernier, t 25 un réservoir 5 à eau de rinçage.

; Le préfiltre comprend généralement un tamis horizontal avec de larges ouvertures 6 gui est destiné à retenir les grosses particules solides qui sont entraî-. nées par l'eau, telles que feuilles et branchettes, gra- • 30 vier, etc... Au-dessus de ce tamis, une sortie de trop- plein 7 est prévue afin de permettre à l'eau en excès de s'écouler soit vers l'égoût, soit vers un réservoir / à eau impure, lorsque le débit des précipitations atmos- / f\ .

phérigues est supérieur au débit maximal du préfiltre/ ί/ , Au v Ο-l b j-j j;~ uc o.e la üàss os ce orefiltre, uns tuyauterie S relie ce préfiltre au stérilisateur 2 oui * ' contient un rc ::ipient ou plus précisément une douille verticale 9 c._>cïne une paioi siuuee sous le rive^u nie^i™ a raal admissible dans le préfiltre et au-dessus du niveau d'eau minimal dans le stérilisateur (correspondant au débit d'eau nul), cerne paroi étant perméable à l'eau au , ‘ moins partiellement, par exemple par différents trous 10.

10 Le produit stérilisant sous forme solide et so luble est déversé dans ladite douille de façon que la solution saturée résultante puisse diffuser à travers les trous 10 dans le liquide déjà pré filtré. Le produit stérilisant est de préférence un produit chlarant et plus parti-15 culiërement de 1'hypochiorits ce calcium qui, outre la chloration de l'eau, provoque l'introduction d'une faible teneur en calcium dans'l'eau. D'autres produits solides, solubles et oxydants, tels par exemple le permanganate de potassium, peuvent également être utilisés en fonction 20 des usages particuliers de l'eau purifiée.

D'autres additifs solides pourraient être déversés facultativement dans la douille 9, comme par exemple des composés de magnésium, de fluor, et autres conformément aux prescriptions du service national de santé.

25 Le stérilisateur 2 est relié par une tuyauterie . 11 à la base du réservoir de décantation 3 tandis qu'une des tuyauteries 12 relie la partie supérieure de ce dernier réservoir au compartiment de filtration 4.

Cette tuyauterie 12 possède une sortie dans le * . 30 compartiment de filtration 4, au-dessus de la masse de filtration 13 qui est constituée de couches de particu- / 5 les filtrantes solides, de préférence de charbon actif,./ i ( 5 : . --.-.ηΛ 1 ' '-i'V'l—VU G <2 nna ,-4.

oui sont, suooorLeos όιγ un .· ---° — ρ-ν-— - «c ’ . . ^ . l^î se gu cG..vov_r ciment de sise legex*emsnc. au-aessas - ±3- 30 - i »-· ij . . T , · rîes nitration '.ans l filtration. La oartie au c · -y**- '— l rt * — ;j ' laquelle débouché la tuyau' ^ie 12 constitue la partie ,| t 5 d'entrée tandis oue la part'-5 sxviée k·-'-*·- “0-^ ^ lj constitue la partie de sort? “ u^ü:‘»‘ , i î] tion 4.

!f * Depuis cette parti- <3e sortie, un tube vertical I' ' 15 u on te jusqu1 au-dessus du oompartirent ce filtration, :'î 10 au niveau de la base du rés-voir à eau de rinçage 5. Un autre tube vertical 16 ε 'et··'r>à également. depuis ladite partie de sortie à travers *3 réservoir à ea^ de rinçage jusou 1 è une bien <3-s* -rnnee c«.ns ce <3=-«isr, qui est fonction de la quantité :'s liquide de rinçage neces- 15 saire oour nettoyer la mass- xilrrante 1j>. Ce uu.se 16 est pourvu, près de son exb -mite superu.eu-e o. un !| branchement horizontal cons- -tuant la sortie 21 pour I l'eau filtrée et donc potab’-· Ce tube 16 possédé une i$i ouverture supérieure 22 agi--;—nb en fait comme trop—prem I 20 d'écoulement du liquide de ;-nçage dans le réservoir 5.

Enfin, un siphon 1' monte au-dessus de la masse filtrante 13 jusgu'à une hct-eur bien définie au-dessus de l'ouverture supérieure d. tube 16,puis redescend après une courbe en U jusqu - une sortie qui débouche 25 dans un godet 18 à un niveai inférieur au niveau du fond 1 à crépines 14, tandis que lf bord supérieur du godet 18 I (qui est ouvert) se trouve ?- niveau du fond 14.

Un embranchement ir-srai 20 est relié au siphon 17 à un niveau supérieur à I ouverture supérieure 22 du / ’ 30 tube 16 et s'étend vers le h··s jusgu'à proximité du fond/ I du réservoir à liguide de rijçage 5. ^ Γ Ο ’ .Dans la variante confcrrae à la figure 1, ce fond est constitué par une cloison horizontale 23 séparant ce réservoir 5 et le compartiment ce filtration 4.

Quoique la variante décrite ci-dessus du dispo- 5 sitif de purification d'eau soit entièrement conforme au principe de l'invention et quoique son efficacité soit satisfaisants, il est toutefois évident crus cette » “ f conception présente des inconvénients précis dans de nom breux cas et notamment au moment du montage, qui néces-10 site une main d'oeuvre qualifiée pour le raccordement, le réglage et la mise en service de l'installation.

La figure 2 représente une conception simplifies du même dispositif conforme à l’invention et ayant l'avantage d'être moins encombrante, plus solide et plus 15 facile à. utiliser.

De plus, ce type peut être facilement transporté et peut être monté par un ouvrier non qualifié.

La principale différence par rapport à la variante de la figure 1 réside dans la combinaison des dif-20 fêrents compartiments dans deux colonnes verticales 24 et 25, situées l'une près de l'autre et pourvues de couvercles 27 et 27/respectivement, gui ne sont pas étanches à l'eau.

L'eau provenant d’un toit par exemple, descend .25 par un tuyau 28 alimenté par une gouttière (non repré-; sentée), traversant le couvercle 27 et débouchant au- dessus du tamis 6 du préfiltre 1. La douille 9 contenant le produit stérilisant s'étend à travers le tamis 6 et sa partie située sous ce tamis est pourvue de 30 trous 10.

Le compartiment où se produit la stérilisation / est situé autour de la douille 9 et se prolonge dans lé/ /.

/ J / :j :j .

; bas de la colonne 25 '/ers le réservoir de décantation 3, ! . > les compartiments ce stérilisation (ou chloration) et de 'A décantation formant donc une seule enceinte. La tuyautô- t rie 12 reliant le réservoir de décantation à la partis ! 5 d'entrée du compartiment ce filtration 4 présente une j partie verticale commençant près du fond âu réservoir de ; , décantation afin de faciliter la séparation des matières ; oecantees.

A

il De cette façon, l'eau chlorée doit ohiiçatoire- j; 1° ment parcourir toute la hauteur du réservoir de décantait tion, ce gui assure une durée de contact chlore/eau ma- |j xiirala.

iif | La colonne 24 comprend un compartiment de fil- ! *: tration 4 ainsi qu'un réservoir supérieur 5 à liquide j" 15 de rinçage, qui est séparé du précédent par une cloison (horizontale 23. Le réservoir 5 est fermé à sa partie supérieure par une cloison horizontale perforée 29, située C! | à une certaine distance sous le couvercle 26 et détermi- I nant donc un compartiment sec 30 supplémentaire pouvant 20 servir au stockage de l'agent stérilisant, d'où le nom de "compartiment de stockage".

Le siphon se compose principalement de deux parties situées chacune dans une des deux colonnes 24 et 25, comme le montre la figure 2. Ces deux parties sont rêu-v 25 nies par un raccord mécanigue amovible 31 avec joint ! d'étanchéité. Le godet 18 est situé entre les deux co lonnes et est pourvu d'une sortie latérale 32 gui est située légèrement au-dessus de la sortie incurvée du si-> phon 17, un couvercle perforé 33 fermant la partie supê- , | ’ 30 rieure de ce godet et servant également de traverse de / renforcement entre les deux colonnes. /// l/ / · / , Il faut souligner que le tard s 6 ainsi eue la cloison horizontale 25 reposent sur des supports 34 sans 7 ’ être fixés, afin de permettre leur enlèvement quand il est nécessaire d'accéder aux compartiments techniques.

5 Pour les mêmes raisons, la colonne 24 est cons tituée de deux portions qui sont réunies entre elles à la hauteur de la partie ce sortie du compartiment de fil- tration par l'intermédiaire d'un raccordement amovible avec joint d'étanchéité.

10 Une vanne, respectivement 36 et 37, est prévue à proximité du fond de chacune de ces colonnes. Une vanne analogue 3S peut se trouver également sur la tuyauterie 12 qui s'éuend entre les deux colonnes. La tout est monté sur un pied 39.

15 Le volume occupé par l'eau dans le dispositif de purification avant le compartiment de filtration est appelé le compartiment de réception d'eau. Ce compartiment comprend donc le préfiltre, le stérilisateur et le aécanteur.

20 Les figures 3 et 4 montrent une forme de réali sation perfectionnée d’un stérilisateur suivant l'invention gui pourrait éventuellement être utilisé dans la forme de réalisation suivant la figure 2.

Dans cette forme de réalisation on envisage sur- 25 tout de régler la perméabilité à l'eau de la douille 9 en fonction du débit du liquide gui traverse le prêfil-tre.

A cet effet, la partie verticale de la tuyauterie 12 gui s'étend dans le décanteur 3 présente une par- 30 tie 40 gui diverge vers le haut et dans laquelle est suspendu un flotteur 41 au moyen d'une tige 42 dont la partie supérieure est pourvue d'une glissière 43 gui peut se déplacer en regard des trous 10 prévus dans la paroif/ / i l . ί \ '1 de la douille 9. Ainsi, cotte tige peut coulisser dans i i un palier 44 agencé dans la partie cordée de la tuyaute- : | . , ris 12. La partie perméable à l'eau ce la douille,c.à d.

il la partis dans laouelle sont pratiqués les trous, se

II

i *' 5 trouve à une distance de la face inférieure du tamis du préfiltre oui est sensiblement égale à la moitié ce la i hauteur de cette partie perméable à l'eau. La liaison entre la glissière et le flotteur est telle que lorsque ce dernier se trouve dans sa position la plus basse, | 10 pratiquement la moitié supérieure de l'ensemble ces trous \. 10 est obturée.

'1 1 Les trous 10 sont situes ne j.onc c 'une cénératri- s „ | cs ce la douille qui présente à cet endroit une surépais- j seur 49 recouverte d'une couche poreuse de fibres de verre | 15 ou de plastique 50.Cette dernière est maintenue par une ί contre-plaque 51 contre cette suréoaisseur et est perforée jf - - - - - I de trous 52 ayant un diamètre supérieur à celui des trous I 10 et situés en regard de ceux-ci.Cette couche poreuse 50 | est destinée à réduire la vitesse ce diffusion de la solu- 20 tion chlorée

La montée et la descente de la glissière 43 sont assurées par les guides 53, fixés latéralement le long de la surépaisseur 49 pourvue de trous.

Les diverses variantes du dispositif de purifi-25 cation conforme à l'invention, décrites ci-dessus et re-j présentées par les figures, nécessitent quelques explications complémentaires quant au rôle de leurs divers éléments.

L'eau de pluie, provenant par exemple d'une 30 gouttière, traverse le tamis 6 du préfiltre, comme indi- j gué par la flèche 45, et passe dans le stérilisateur ΌλΥ/ compartiment de stérilisation 2. /// ! 10

Quand le débit d'eau de pluie, par exemple en cas d'orage, est supérieur au débit maximal admissible clu dispositif de purification, l'eau en excès est évacuée J par la sortie du trop-plein 7, soit vers l'égott, soit 5 vers une citerne à eau non potable.

Quanc le cte.ext o. eeu esu muxmiul, la parue cie , charge dans la masse filtrante 13 est telle que le niveau de l'eau dans le compartiment de coloration correspond au niveau du trop-plein 7.

10 Quand le débit est nul, l'eau remplit le compar timent de chloration jusqu'au niveau XX qui correspond au niveau de la sortie.

Quand le débit est compris entre le débit nul et le débit maximal, le niveau d'eau ZZ dans le comparti-15 ment 2 s'établit à une hauteur au-dessus du niveau maximal XX qui est proportionnelle au débit.

Comme la perte de charge linéairement proportionnelle au débit de la masse filtrante est très importante par rapport aux pertes de charges proportionnelles 20 au carré du débit dans les tuyauteries, ces dernières sont négligeables en pratigue.

La douille est remplis de pastillas d'hypochlo-rite de calcium. Les pastilles situées sous le niveau de 11 eau sont les seules à être graduellement dissoutes •25 au contact de l'eau en formant une solution saturée.

Cette solution diffuse à travers les trous 10 et se dilue dans l'eau avoisinante. Le débit q d'ions de chlo- o re à chaque trou est régi par la formule de la diffusion bien connue : / 30 „ / Ç i e //, g -Οχ - X S · /

- ^O (J

( ; ' l

ι \ J

' · où : o est le coefficient de diffusion i j en esu la concentration en chlore dans la douille f c est la concentration en chlore g^os le comoarti- ; 6 ' i lient ce coloration

II

j ] 5 s est la ssetion d'un trou i e est la longueur d'un trou c.à â. 3.‘eoaisseur de la .

paroi es la douille.

, Pour des raisons Oratiques, par exemple éviter le bouchage et faciliter le forage, il n’est pas souhai-! 10 table.de prévoir un diamètre de trous plus petit qu'en viron 2 mm, quoique cas trous de diamètres plus faibles ; puissent éventuellement convenir. Pour un diamètre ce <j trous de 2 mm par exemple, le débit d’ions de chlore | peut être estimé à environ 1 g,/h si 1'eoaisseur de paroi g. 15 "e" est égale à 4 mm.

1 ) | Comme 1 à 10 trous peuvent être en fonctionne ment suivant le débit d'eau de pluie, le débit d'ions chlore dans le stérilisateur pourrait varier en u2TG 1 gA et 10 gA- Comme ces débits de chlore de cette impor-20 tance seraient excessifs pour des installations petites et moyennes, une diminution du débit de chloration devrait donc être souvent prévue, en augmentant l'épaisseur de paroi. Ce résultat peut être obtenu en prévoyant une surépaisseur locale de la paroi.

25 Dans les variantes suivant les figures 3 et 4, cette surépaisseur est représentée par la référence 49.

Si, toutefois, la réduction de chloration ainsi obtenue s'avère encore insuffisante, on peut recourir à une cou- -ehe poreuse 50 dont l'épaisseur et la perméabilité à 30 l'eau seraient déterminées expérimentalement, par exem- / pie en modifiant le nombre de couches de tissu ou leurψ~Ι caractéristiques physiques. //,/ 12 L'eau chlorée, de cette façon, coole ensuite à travers le corr.partintent de stérilisation et le réservoir es aeeantation, où elle séjourne un temps suffisant (corn— pris généralement entre 5 et 60 minutes suivant le degré 5 de pollution de l'eau), afin d'assurer la destruction des germes et bactéries.

Ce temps de contact est en fait déterminé par le • débit d'eau et la capacité totale (compartiment de steré- lisation -f réservoir de décantation) . Cette capacité 10 totale se compose en réalité de deux parties : 1) Le volume d'eau sous le niveau X>I qui reste constant 2) Le volume d'eau entre le niveau >DI et le niveau ZZ gui est proportionnel au débit d’eau.

15

Si l'on représente donc par 100% le cebit d'eau maximal et si l'on représente également par 100% la capacité en eau maximale, on obtient les valeurs suivantes pour un dispositif ce purification d'eau conforme au 20 principe de la figure 2.

j .

/ i'. 13 i i Débit Capacité Rapport Temps de contact d'eau de con— Capacité de rour 2__colons»g | tac^ contact ce cia-n. avec âiam.

I . débit d'eau identique de la colcr.~ il 5 -‘"-o da ch 1er a- il fi on = V"2* I diaip.. de la : I colonne de | ’ filtration.

i o/ *___* * ^ .

j /: ru-juiS minutes -------------------------5____________________________________________ _ 10 100 100 1.000 5 10 90 96 1.067 5,3 10,7 ! SO 92 1.150 5,7 11,5 ; t I 70 SS 1.259 j 6,3 12,6 !| 60 84 1.400 j 7 14

Si 15 50 80 1.600 c p , 40 76 1.900 9,5 15 j 30 72 2.400 12 24 20 68 3.400 17 34 10 64 6.400 32 64 20 5 62 12.200 61 122 0 60

Le fait que le temps de contact est plus long 25 pour un débit d’eau plus faible est particulièrement avantageux; en cas de pluie fine, le débit d’eau est évidemment assez faible mais cette eau peut être fortement polluée; au contraire, en cas de forte averse, les saletés du toit sont diluées par une plus grande quantité d’eau 30 avec donc une diminition correspondante du degré de poilu tion. /1/ / / 14

Les deux colonnes de droite du tableau cr-dessus indiquent les temps de contact correspondant, d'une part, à deux colonnes techniques de diamètres identiques, et, d'autre part, à une colonne ce chloration avant un diamè-5 tre égal à celui de la colonne ce filtration multiplié par V°2. Il va de soi que toutes les autres proportions et dimensions peuvent évidemment être envisagées afin d’obtenir le temps de contact souhaitable du point de vue de l'hygiène.

10 Les très grosses impuretés, telles que du pa pier, des feuilles d'arbres, des grenailles, etc., sont retenues par le tamis 6 du préfiltre, tandis que les grosses impuretés, telles le sable, ayant une densité assez élevée, se décantent et s'accumulent sur le fond du ré-15 servoir de décantation, qui peut être nettoyé périodiquement en ouvrant le robinet de purge 37 qui permet également de prélever un échantillon d'eau ou de vider la colonne 25 si l'appareil doit être déplacé.

L'eau stérilisée coule ensuite dans le cotnpar-20 timent de filtration 4 par la tuyauterie 12 et traverse de haut en bas la masse filtrante 13, comme le montre la flèche 46.

Ce compartiment réalise donc simultanément une filtration fine, une déchloration et une désodori-25 sation, si bien qu'une eau parfaitement potable, hygiénique et agréable est obtenue à la sortie 21.

L'eau potable remplit également le réservoir à eau de rinçage en passant par le tube 15.

Le siphon 17 est rempli d'eau non filtrée 30 jusgu'au niveau ZZ qui correspond au niveau de l'eau dans le compartiment de chloration 2. A débit constant, les pertes de charge dans la masse filtrante augmentent proA/

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J. .J

| gressivement par suite da 1’encrasseront graduel de celle- il ci.

\{ ; Quand le niveau d'eau ZZ dans le compartiment de chloration atteint sa valeur mmKimalc (c.à d. γγ), le 5 siphon est complètement rempli.

; Un courant d'eau se déclenche alors immédiate" i : * ment par Le siphon 17, à partir du compartiment 4, comme : ’ l'indique la flèche 48. La stabilité ce ce courant d'eau ; ; est assurée par le godet 16 dans lequel débouche l’extré- ; I 10 mité inférieure du siphon. Dans cas conditions, la vitss- || se du courant d'eau est déterminée par la loi ce Toricelli f c. à g. qu'elle est proportionnelle à la racine carrée de jj la différence de hauteur entre le niveau XX et le niveau dans le godet 1S. Cs courant d'eau provoque une baisse 15 du niveau d'eau dans le réservoir 5 à partir du niveau XX et, indirectement, dans le compartiment de chloration 2 ! à partir du niveau ZZ. L'eau descend du réservoir 5 par le tube 15, puis remonte à travers la masse filtrante. Un rinçage à contre-courant et une régénération efficace de 20 la masse filtrante sont obtenus de cette façon car la vitesse de 11 eau est maximale au début et décroît ensuite en même temps que le niveau de 1'eau dans le réservoir 5.

Quand le réservoir 5 est presque vide, le tuyau latéral 20 permet à l'air d'être aspiré dans le siphon, 25 ce qui provoque la rupture du courant d'eau.

Dès ce moment le dispositif de purification d'eau fonctionne à nouveau dans des conditions normales et l'eau passe à nouveau de haut en bas à travers la masse filtrante.L'eau filtrée remplit à nouveaule tube 15 30 et le réservoir à eau de rinçage 5 jusqu'au niveau XX. / L'eau s'écoule en même temps vers le haut par / le tube 16 jusqu'à la sortie 21. il va de soi crue les^ / // if / 1 c.

hauteurs et sections ces différents compartiments, la çranulomé tr i e de la masse filtrante et la vitesse de rinçage sont déterminées avec précision afin de réaliser 1'élimination complète des impuretés de la masse filtran-5 te sans que les particules ce cette masse (et plus particulièrement les crains de charbon actif) ne soient sou-. levés et entraînés dans le siphon.

' La variante au dispositif de purification d'eau conforme à l'invention et reorésentée à la figure 2 peut 10 avoir, par exemple, une hauteur totale de 2,5 m pour une épaisseur de charbon actif ce 0,50 τη, ce oui permet d'installer facilement l'appareil sous la gouttière d'une maison sans étage. Si une couche plus mince de charbon actif peut suffire (ce qui est souvent le cas), la hauteur 15 totale peut être réduite en conséquence. Par exemple, si la couche de charbon actif est de 0,25 m d'épaisseur, la hauteur totale du dispositif est réduite à environ 1,5 m.

Le diamètre des deux colonnes techniques 24 et 25 est choisi en fonction du débit d'eau désiré. Ce dé-20 bit peut être de l'ordre de 1 m3/h pour les petites installations mais n'est limité que par des considérations pratiques dans le cas des plus grandes installations.

Outre le charbon actif, d'autres agents filtrants classiques peuvent également être utilisés, comme le sable, les ►25 masses déferrisantes, 1'hydro-anthracite, etc...

La figure 5 montre encore une autre variante, très compacte, du dispositif de purification suivant l'invention.

Ce dispositif comprend, au lieu de deux colonnes 30 techniques, un caisson unique 25 divisé en plusieurs compartiments, un compartiment d'entrée comprenant le pré- / filtre 6 et deux compartiments latéraux superposés 4 et / ' -t t 17 î 1i a ï Ij0 COvn.po.Jf"C j.Tïi'30 u ‘4 .ÎCVOsO-O le COlap3.IT*bXίΓί'3Π u QQ f Ïlt-ÏT9 ti-ΟΠ r ! tandis que le compartiment 5 forme le réservoir de l'eau de rinçage, pratiquement tout le restant au contenu au caisson déterminant une sone de stérilisation 2 et une 5 zone de décantation 3. La zone de stérilisation est caractérisée par la fait qu'elle se prolonge latéralement au-dessus du compartiment d'eau de rinçage, sur toute la largeur du caisson. Ceci permet donc a'augmenter le tamos de stérilisation sans augmenter la hauteur du dispositif 10 de purification.

:l Par ailleurs, la sortie du liquide filtré 21 îi sst ors vue a la suü-t t..ou j.;urs < -- r -Sîrvour g'eau oe I . , | rxnçage o, a un niveau eorrespona au niveau XX ce la n- j ^ure 2.

‘i 15 La figure 5 représente également un autre type I de dispositif de désamorçage conçu pour remplacer le f tuyau 20 de la figure 2. Suivant cette variante la partie • ï: “ f. du compartiment de filtration située au-dessus de la mas- ,: se filtrante 13 est reliée au compartiment de décantation 20 3 par un tube 12 présentant l'allure d'un T, dont la branche descendante 40 aboutit à proximité du fond du compartiment de décantation 3 et dont la branche 55,formant la tubulure de désamorçage du siphon 17 et opposée à celle aboutissant dans le compartiment de filtra-’ 25 tion, débouche dans la partie supérieure du compartiment de décantation par l'intermédiaire d'une vanne 56 à flotteur d'obturation 57. Cette branche 55 est courbée vers le haut de manière à ce que l'entrée de celle-ci, indiquée par la flèche 58, se situe pratiquement à la hauteur du 30 fond du réservoir 5. Ce système de désamorçage du siphon permet une 1 utilisation plus complète de l'eau du réservoir 5, comparé au tube latéral 20 connecté au siphon/ 17 dans la forme de réalisation de la figure 2. j' % / / * /

1 P

Il va de soi que ce dispositif de désamorçage pourrait être également utilisé pour un appareil à ceux colonnes distinctes, comme représenté à la figure 2. Réciproquement,le tuyau de désamorçage 20 pourrait conve-5 nir aussi pour la variante constructive à cuisson unique compact 25 suivant la figure 5.

Le dimensionnement d'un dispositif de purifica-cion d sau conrorme a l'invention implique le calcul de * "a hauteur et de la section de la masse filtrante afin 10 ..'obtenir le débit d'eau requis, le calcul ces pertes de charge pour différents débits et différents taux d'encrassement du filtre, le calcul du temps de contact et donc le dimensionnement des compartiments de chloration et de décantation, le dimensionnement de la capacité et de la 15 hauteur du réservoir 5 à eau de rinçage ainsi que le nombre, les intervalles, la disposition, le diamètre et la longueur des trous de la paroi de la douille du stérilisateur, en tenant compte des lois de la diffusion avec ou sans couches de tissus réglant la perméabilité.

2o Le stérilisateur décrit ci-dessus peut dégager du chlore en quantités proportionnelles à la hauteur d'eau dans le compartiment de chloration et donc au débit d'eau, de sorte gue la teneur en chlore dans le réservoir de décantation est maintenue quasi constante aussi longtemps 25 que la masse filtrante 13 est propre. Quand cette masse . s’encrasse, le niveau d'eau augmente à débit constant, ce gui entraîne une augmentation correspondante de la teneur en chlore de l’eau. Ce fait ne nuit en rien à la potabilité de l'eau et peut même être considéré comme 30 avantageux car il permet d'oxyder plus complètement cer- / taines impuretés organiques retenues dans la masse filyy tränte. /ff τ i

Si, toutefois, 1 'augmentation de. la consomma-tion de chlore qui en résulte est considérée comme étant ' indésirable (cas des grandes installation principalement), ! il peut être utile de recourir au dispositif de régulation ! · 5 représente à la figure 3.

Corne la longueur de la glissière 43 (montante : et descendante) est environ égale à celle de la partie conique 40, le flotteur 41 est à son niveau le plus bas * possible pour un faible débit et environ 50:1 des trous du ! iQ stérilisateur sont donc obturés par la glissière 43.

i D'autre part, un débit élevé soulèvera le flot- ; ; teur, ce qui rendra fonctionnel les trous suoerieurs du stérilisateur. Toute autre position intermédiaire est , évidemment possible. Les conditions de fonctionnement 15 ce ce dispositif de régulation sont conformes au Drincipe tien connu du rotametre(ôebitmètre).

Il est essentiel que la partie mobile de ce mé- ; canisme soit conçue de façon gue son poids apparent cor- ! responde exactement a la valeur souhaitable. Ceci se i j 20 réalise facilement en choisissant la flottaison d'un lé ger bloc de plastique expansé fixé à la tige mobile 42.

La description ci-dessus a donc clairement montré que le dispositif de purification d'eau conforme à l'invention fonctionne d’une manière entièrement automa- * 25 tique et est à régulation intrinsèque, ce qui élimine tout I . besoin de moteur, pompe, dispositifs électrigues ou méca niques; plus précisément la concentration en chlore dans l'eau et donc l'effet de stérilisation sont quasi cons-i tants ou varient dans un intervalle assez étroit, presgue 30 indépendant du débit d'eau instantané, grâce à la comhi-' naison .appropriée et aux actions réciproques des lois

naturelles, ce gui constitue une différence essentielle j par rapport aux dispositifs connus de purification d'eau/J

li J " ζ ο L'introduction du produit stérilisant dans l'eau de pluie s'effectue d'une façon complètement auto- il . ma tique et sans pompe doseuse, sous l’effet des lois |1 ...

| ur~s sxnples de la diffusion et de la dissolution et avec ! ; ! ' 5 une proportionalice quasi linéaire au débit d'eau, sauf I' quand le xiltre est très sale, cas où le dosage peut se trouver augmenté. D’autre part, les dispositifs connus ; * et classiques de purification impliquent généralement des i pompes doseuses coûteuses et souvent délicates afin d'in- XO jecter un produit liquide stérilisant.

Quand le dispositif de purification d‘eau conforme à l'invention est en service, son entretien se limi-' t ί te à l'addition ce produit stérilisant dans la douille S, l’enlèvement périodique des dépôts du fond du réservoir X5 de décantation par le robinet de purge et l'élimination manuelle ces très grosses impuretés déposées sur le tamis 6 du préfiltre. Aucune compétence technique n'est évidemment requise pour effectuer ces opérations. Un contrôle périodique de ^efficacité de la chloration et de 20 la quantité d'eau peut être toutefois désirable. Ce con- j trôle peut être confié aux services nationaux ou locaux de la santé publique.

; Le godet 18 est conçu de façon que l'eau de rin çage et toutes ses impuretés soient évacuées dans l’égoût 25 sous une pression limitée. Les matériaux de construction de ces dispositifs de purification d'eau sont surtout des plastiques et plus précisément le PVC.

Pour ce gui concerne encore l'effet de stérilisation, il est important de noter que, si la masse filtran-! 30 te 13 est formée par du charbon actif, celle-ci a notam ment pour effet de détruire les dernières traces d'agents stérilisants et oxydants, constitués généralement de chia-y re actif. Ceci a l'avantage de supprimer les goûts et f L·' Ί- i 21 i odeurs désagréables. Un inconvénient, toutefois, réside | ’ dans le fait crue, par suite ae cette élimination, l'eau filtrée n'est plus protégée contre la recontamination. i En fait, tous les agents stérilisants cxycants sont cos 5 anions oxygénés, tels que : CIO , 10 , BrO , MnO, aui, lors de la filtration sur du en arc on. aofir, sont trans- ^ _?__»_ _i_ _q_ formés en ions Cl , X , Br , Mn , qui,eux, sont sans effet stérilisant.

’ Pour réaliser une post-stérilisation, suivant 10 l'invention, on a recours à un cation stérilisant et non ! plus à un anion.Le plus efficace de ces cations est l'ion argent Ag‘ dont l'utilisation à ces doses généralement très inferieures a 1 raçr/i esc connu depuis longtemps.

Cet ion Ag‘ ne peut être éliminé de l'eau ni chimiquement | 15 ni physiquement et permet d'assurer ainsi une post-stéri lisation efficace, hygiéniquement acceptable.

j I Comme les composés AgCl, Agi, AgBr sont prati- I quement insolubles dans l'eau, il est donc requis de ne I pas utiliser dans le dispositif suivant l'invention, du | 20 moins si une post-stérilisation est souhaitée, des anions CIO , 10 ou BrO comme agents de préstérilisation.

Suivant l'invention, on utilise comme ion oxydant l'ion MnO^ , de préférence sous forme de permanganate de potas-

Isium.

L'argent est introduit dans l'eau avanta-> geusement sous forme d'un sel soluble, tel que sul fate, fluorure ou fluosilicate, ces deux derniers sels ayant en outre l'avantage d'introduire dans l’eau une certaine teneur en fluor. Le sel d'argent 30 choisi peut être mélangé au permanganate de potassium en . poudre, ce mélange de poudre étant ensuite aggloméré en / pastilles. / ψ V- / ο 2 »

Bien entendu, ce proeéô S ce post-stérilisation n'est applicable qu'à une eau brute exempte de chlorures.

L'invention n'est nullement limitée aux variantes décrites ci-dessus et de nombreuses autres variantes 5 peuvent être conçues dans le cadre de la présente demande ce brevet.

Par exemple, la couche poreuse 50 peut être appliquée sur une douille 9 avec ou sans surépaisseur locale et avec ou sans glissière mobile 43. L'injection -Q du produit stérilisant proportionrseller.ent au débit d'eau peut se réaliser éventuellement en employant un produit liquide, par exemple au moyen d'un système de flotteur, qui est ou n'est pas uns partie intégrante du dispositif--' de Ourification. / / Ï7 t -f

Claims

2. Dispositif de purification d'eau suivant ;| la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient à ï 15 oroau-it stérilisant comur end une oaroi perméable à l'eau : ί ~ ^ Iet est en contact avec le compartiment de réception du liquide.
3.- Dispositif de purification d'eau suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le récipient 20 perméable à l'eau est formé par une douille sensiblement verticale située dans le compartiment de réception du liquide.
4,- Dispositif de purification d'eau suivant l'une ou l'autre des revendications 2 ou 3, caractérisé . 25 en ce que la paroi perméable à l'eau est essentiellement | située au-dessus du niveau de la sortie d'eau filtrée.
5.- Dispositif de purification d'eau suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la paroi perméable est pourvue· de plusieurs ' 30 trous en alignement vertical.
6.- Dispositif de purification d'eau suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que les / trous sont recouverts par une couche poreuse réglant Lf; 1 r * ''"ί .4 âif fusion, que fibres de verre ou de matière élastique.
7.- Dispositif ce purification c1 eau suivant l'une ces revendications 5 ou 6, caractérisé par une sur-épaisseur jncale ce la paroi à l'endroit des trous.
5 S.- Dispositif de purification d'eau suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisa par ces moyens prévus pour adapter la perméabilité à l'eau du récirient * à produit stérilisant en fonction du débit d'eau dans le cotnparriment ce réception du liquide.
10 S.— Dispositif de purification d'eau suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour adapter ladite perméabilité à l'eau comprennent un tube debout de section croissante vers le haut situé avant 1'entrée dans le compartiment de filtration ^ contenant un flot-15 teur pouvant faire monter ou descendre une glissière le long de la partie de la paroi perméable à l'eau afin d'obturer partiellement cette partie perméable. 10, - Dispositif de purification d'eau suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la partie per- 20 méable à l'eau du récipient s'élève sous un préfiltre prévu dans le compartiment de réception jusqu’à une distance sous ce filtre qui est sensiblement égale à la demi hauteur de ladite partie perméable à l'eau.
11. Dispositif de purification d'eau suivant 25 l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé ' en ce gue la glissière est agencée, par rapport au flotteur, de manière que, lorsgue ce dernier occupe sa position la plus basse, la moitié supérieure de la partie perméable de la paroi du récipient à produit stérilisant soit obturée. 30 12.-Dispositif de purification d'eau suivant t l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un compartiment de décantation situé sous le corn- / partiment de réception d'eau et avant le compartiment dé"/ filtration. / Jf ! Zo
13. Dispositif de purification d'eau suivant l'une quelconque des revendications precedentes, caracté- ; risé par un réservoir à liquide de rinçage situé à un ni- ά . veau au-dessus du cor.'.parfciment de filtration et relié oar | 5 sa base à la partie du compartiment de filtration située ! après la masse filtrante, du côté de l'eau filtrée, et j , par un siphon montant danois la partie du compartiment de ! · filtration située avant la masse filtrante, du côté de l'entrée d'eau non filtrée, jusqu'à une hauteur détermi-10 née au-dessus du niveau du liquide dans le réservoir à i liquide de rinçage et redescendant jusqu'à ce que son | extrémité soit située sous le niveau du réservoir à li- quide de rinçage.
14. Dispositif de purification suivant l'une 15 quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une masse filtrante constitué d'un lit de particules filtrantes supporté par un fond à crépines situé à une certaine hauteur au-dessus de la base du compartiment de filtration, l'entrée de liquide non filtré étant située 20 au-dessus dudit lit et une tuyauterie de liaison s'éten- Idant jusqu'à la base du compartiment de réception du liquide depuis la partie du compartiment de filtration situé sous le fond à crépines.
15.- Dispositif de purification suivant l’une . 25 quelconque des revendications 13 à 14, caractérisé en ce gue ladite extrémité du siphon débouche dans un godet pourvu d'une sortie de trop-plein située près du niveau de la base de la masse filtrante. Γ6.- Dispositif de purification suivant l'une ; ‘ 30 quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé par , une sortie de trop-plein dans le compartiment de récep- / tion du liquide qui est située à un niveau supérieur àfuy celui du sommet du siphon. (Jf * / I « 26 17. dispositif de purification suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un préfiltre situé dans le compartiment de réception avant le récipient à produit stérilisant. 5 Γ8.- Dispositif de purification d'eau suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé, d'une part, par une première colonne technique ver- * . ticale comprenant le compartiment de filtration et le ré servoir à liquide de rinçage et, d'autre part, par une 10 seconde colonne technique verticale comprenant le compartiment de réception et le récipient à produit stérilisant, le siphon ayant une forme en ü renversé, avec une branche dans la première colonne et la seconde branche dans la seconde colonne et se terminant près de la base de cette 15 dernière dans un godet permettant d'évacuer le liquide de rinçage sous une certaine pression.
19.- Dispositif de purification d'eau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend un caisson divisé en plusieurs corn-20 partiments,à savoir d'un côté un compartiment d'entrée comprenant un préfiltre, et de l'autre côté deux compartiments latéraux superposés, dont celui situé en dessous comprend la masse filtrante et dont l'autre forme le compartiment d'eau de rinçage, ledit compartiment d'entrée 25 comprenant une zone de stérilisation et une zone de dé- ♦ cantation, la zone de stérilisation se prolongeant latéralement au-dessus du compartiment d'eau de rinçage, sur toute la largeur du caisson. ’ 30 20.- Dispositif de purification suivant l'une , guelcongue des revendications 13 à 29, caractérisé en c&r/ que la sortie de liquide filtré est prévue à la partie/f/ /// Lf f 27 j supérieure du compartiment ou réservoir d'eau de rinçage, , 1 à un niveau inférieur à la partie supérieure récourbée du siphon. : , 21.- Dispositif de purification d'eau suivant 5 l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce gue la partie du compartiment de filtration si-| tuée après la masse filtrante est directement reliée par au moins un tube séparé à ladite sortie de liquide filtré, j 22,- Dispositif de purification suivant la re- J 10 vendication précédente, caractérisé en ce gue ledit tube I; séparé présente une ouverture donnant dans le réservoir à : T. ï liquide de rinçage au niveau de liquide maximal admissi- 'i ble dans ledit réservoir, l'ouverture étant située à un niveau supérieur à ladite sortie d'eau filtrée. 15 23.- Dispositif de filtration suivant l'une ,quelconque des revendications 13 à 22, caractérisé par un :| branchement latéral du siphon gui descend depuis un niveau || supérieur au niveau de la sortie d'eau filtrée, dans le ; ** ·· réservoir de liquide de rinçage jusqu'au voisinage du 2. fond de ce dernier réservoir.
24.- Dispositif de purification suivant l'une quelconque des revendications 13 à 22, caractérisé en ce que la partie du compartiment de filtration située avant la masse filtrante est reliée au compartiment de décanta-25 tion par un tube présentant l'allufe d'un T dont la ; branche descendante aboutit à proximité du fond du com partiment de décantation et dont une des deux autres branches, situées de part et d'autre de la branche descendante, débouche dans ladite partie du compartiment de filtration, * 30 la troisième branche débouchant dans la partie supérieu re du compartiment de décantation par l'intermédiaire / d'une vanne à flotteur d'obturation, à un niveau située/ y? / - 28 ] en dessous du réservoir d'eau de rinçage et au-dessus de l'extrémité inférieure du siphon. .. . 25.- Procédé de purification d'eau au moyen du dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 1 à 24, caractérisé en ce gu'on introduit un agent de post-stérilisation dans le récipient pour le produit stérilisant.
26. Procédé suivant la revendication 25, carac- térisé en ce qu'on utilise comme agent de post-stérili-10 sation, un sel d'argent soluble associé à des pastilles de permanganate soluble.
27.- Procédé suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'on utilise comme sel d'argent du fluorure ou du fluosilicate d'argent. 15 ,:...3.......:.-/- .....15....... : : À " ’· . n. - “ ' : ri . i . : -utua:.. . /........ _ u.-y.r.M 20 b - ; - ^ ^ Λ ^Λ 5 Ί 5 25 x »