WO2008009723A1 - Unite de dessalement d'eau de mer ou d'eau saumatre - Google Patents

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    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Definitions

  • the present invention relates to water desalination units, in particular seawater or brackish water.
  • Desalting seawater or brackish water consists in removing most of the dissolved salts and at the same time most of the other undesirable substances or particles, to obtain a so-called "soft" water, usable for human consumption or animal, and again for irrigating or irrigating crops.
  • the water desalination units comprise, on the one hand, means for collecting the water that it is desired to desalt, and on the other hand means for treating this water, for example of the type membrane filtration, distillation, refrigeration, reverse osmosis, electrodialysis or by electrostatic field (see for example US-5,124,012). And very generally, as described in this document US Pat. No. 5,124,012, the pumping of the base water takes place directly in the sea.
  • the present invention proposes to collect base water in a particular manner and in a particular area to allow for simplification of subsequent processing operations.
  • the water desalination unit is of the type comprising means for collecting water and means for treating the collected water, which means for collecting water comprise means water collection connected to a pumping station by one or more appropriate pipes, said pumping station supplying said water treatment means, for example membrane filtration, distillation, refrigeration, reverse osmosis, electrodyalysis or setting up of an electrostatic field, by one or more appropriate channels.
  • means for collecting water comprise means water collection connected to a pumping station by one or more appropriate pipes, said pumping station supplying said water treatment means, for example membrane filtration, distillation, refrigeration, reverse osmosis, electrodyalysis or setting up of an electrostatic field, by one or more appropriate channels.
  • the water collecting means comprise at least one collection or collection pipe whose porous or perforated active part is suitably positioned to collect the sea water, which active part of said pipe is located parallel to or substantially parallel to the sea line, buried in the sandy shore 50 m below the high level line from the sea and 50 m beyond the line of low level of the sea, to a depth of which is between 0.5 m and 3 m, this:
  • said pipe or said catchment pipes being additionally associated with a pipeline system (s) and pumping means for recovering the collected water and ensure its transfer to the processing means.
  • the installation of the water collection pipes in the particular zone defined above can be carried out without any particular technical problem and without requiring the implementation of complex means, because it takes place in a sandy substrate.
  • the removal of seawater or brackish water from the water in this particular area allows to benefit from the filtration action of this sandy substrate. A water with little or hardly any suspended matter and a good bacteriological quality is thus directly recovered, which makes it possible to simplify substantially the subsequent operations of filtration and aseptic / sterilization of the collected water.
  • these treatment means remain conventional and use the known techniques of membrane filtration, distillation, refrigeration, reverse osmosis, electrodialysis or electrostatic field, to obtain the desired desalinated water.
  • the active part (s) of the collection pipe (s) are buried in the zone comprised between the high and low level lines of the sea.
  • the active part of the collection pipe or pipes consists of a permeable pipe coated with filtering means intended to prevent the penetration of sediments and possibly other undesirable elements inside.
  • the corresponding filtering means advantageously comprise a filtering mass consisting of aggregates having a size adapted to prevent the sand from penetrating inside the active part of the collection pipe or pipes. They may also include an envelope of material (textile or other) whose structure is adapted to prevent any infiltration of sediment and possibly other undesirable elements within the active part of the collection pipe or pipes.
  • the desalination unit comprises means for collecting or collecting water, usually marked 1, and means for treating this collected water, generally marked 2.
  • the water collecting means 1 comprise at least one collection pipe 3 whose porous or perforated active portion 3 'is buried in the sandy substrate of the seaside, in the manner specified hereinafter, in order to take full advantage of the "sand filter" function of this substrate.
  • this active part 3 'of the collection pipe (s) 3 is buried in a strip of the sandy substrate of the seaside which is shown hatched in the appended figure, so as to limit the complexity and the difficulty of their burial , to allow an efficient and optimal collection of water.
  • a water corresponding to the sea water or to a more or less brackish water of the waterfront sheet is collected.
  • seaside area seen in cross-section, shows:
  • the point marked 12 corresponds to the ground line, parallel to the sea line, located 50 m below the ground line 7 corresponding to the high level of the sea 6
  • the point marked 13 corresponds to the ground line, parallel to the sea line, situated 50 m beyond the ground line 1 1 corresponding to the low level of the sea 10.
  • the active part 3 'of the collection pipe or pipes 3 is buried parallel or substantially parallel to the sea line, between the soil lines 12 and 13.
  • the pipe or pipes 3 are buried at a depth a which is comprised: - between 0.5 m and 3 m from the surface of the ground, if placed between sea lines 7 and 1 1,
  • the corresponding burial is preferably carried out between the lines 7 and 11, respectively corresponding to the high and low levels of the sea.
  • the pipe or pipes 3 is placed between the lines 7 and 9 above. In this way, at least at certain times of catchment (especially when the sea level is sufficiently low), the removal of water will cause a drying of the sandy substrate peripheral, resulting in medium or long term stabilization of the sand from the beach.
  • the laying of the pipe or pipes 3 is performed by digging a trench in the sandy substrate 4, or by means of a machine that allows a direct burial, without trenching.
  • This or these collection pipes 3 advantageously consist of a flexible pipe, made of plastic, such as PVC for example, provided with multiple perforations and coated with filtering means 14 adapted to prevent the sand and possibly other undesirable elements from penetrating the inside, within the water collection pipe.
  • These filtering means 14 may consist of aggregates having a suitable size. Instead of these aggregates, or in addition, they may also consist of an envelope made of a suitable material (for example of textile or other nature).
  • the collection pipe or pipes 3 are connected to a pumping station 15 by a piping system (s) indicated schematically 16.
  • a piping system indicated schematically 16.
  • One or more tanks can be interposed between the collection pipe (s) 3 and the gas station. pumping 15.
  • a secondary system of pipe (s) 17 ensures the transfer of the water collected by the pumping station 15 to the processing means 2.

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Abstract

L'invention concerne une unité de dessalement d'eau de mer ou d'eau saumâtre, avec des moyens de collecte de l'eau (1) et des moyens de traitement (2) de l'eau collectée, par exemple de type filtration membranaire, distillation, réfrigération, osmose inverse, électrodialyse ou encore par champ électrostatique. Dans cette unité de dessalement, les moyens de collecte d'eau (1) comprennent au moins un tuyau de captage (3) dont la partie active (3') poreuse ou perforée est positionnée de manière adaptée pour collecter l'eau de bord de mer, laquelle partie active (3') dudit tuyau de captage (3) est disposée parallèlement ou sensiblement parallèlement à la ligne de mer, enfouie dans le rivage sablonneux entre 50 m en-deçà de la ligne de niveau haut de la mer (7) et 50 m au-delà de la ligne de niveau bas de la mer (11), ceci à une profondeur (a) comprise entre 0,5 m et 3 m : - par rapport à la surface du sol, dans la zone comprise entre les lignes de niveau haut de la mer (7) et de niveau bas de la mer (11), - par rapport au niveau haut de la mer (6), dans la zone comprise entre la ligne de niveau haut de la mer (7) et 50 m en-deçà, et - par rapport au niveau bas de la mer (10), dans la zone comprise entre la ligne de niveau bas de la mer (11) et 50 m au-delà. Le ou les tuyaux de captage (3) sont associés à un système de canalisations (16, 17) et à des moyens de pompage (15) pour récupérer l'eau collectée et assurer son transfert jusqu'aux moyens de traitement (2) aptes à assurer le dessalement.

Description

UNITE DE DESSALEMENT D ' EAU DE MER OU D ' EAU SAUMATRE
La présente invention concerne les unités de dessalement d'eau, en particulier d'eau de mer ou d'eau saumâtre.
Dessaler une eau de mer ou une eau saumâtre consiste à en prélever la majeure partie des sels dissous et par la même occasion la majeure partie des autres substances ou particules non désirables, pour obtenir une eau dite « douce », utilisable pour la consommation humaine ou animale, et encore pour l'arrosage ou l'irrigation des cultures.
De manière classique, les unités de dessalement d'eau comprennent, d'une part, des moyens de collecte de l'eau que l'on souhaite dessaler, et d'autre part des moyens de traitement de cette eau, par exemple de type filtration membranaire, distillation, réfrigération, osmose inverse, électrodialyse ou encore par champ électrostatique (voir par exemple le document US-5 124 012). Et très généralement, comme décrit dans ce document US-5 124 012, le pompage de l'eau de base s'effectue directement dans la mer.
Mais les moyens de traitement ultérieurs mis en œuvre posent problème en particulier du fait qu'ils nécessitent la présence de moyens de pré filtration ou de filtration complexes pour capter les particules ou sédiments en suspension, et aussi de moyens d'aseptisation ou de stérilisation compliqués, pour s'assurer de l'absence de bactéries dans le produit final.
La présente invention propose de collecter l'eau de base d'une manière et dans une zone particulières afin de permettre une simplification des opérations de traitement ultérieures.
A cet effet, l'unité de dessalement d'eau conforme à l'invention est du type comprenant des moyens de collecte de l'eau et des moyens de traitement de l'eau collectée, lesquels moyens de collecte d'eau comprennent des moyens de captage d'eau reliés à une station de pompage par une ou plusieurs canalisations appropriées, ladite station de pompage alimentant lesdits moyens de traitement de l'eau, par exemple du genre filtration membranaire, distillation, réfrigération, osmose inverse, électrodyalyse ou mise en œuvre d'un champ électrostatique, par une ou plusieurs canalisations appropriées.
Selon l'invention, les moyens de collecte de l'eau comprennent au moins un tuyau de collecte ou de captage dont la partie active poreuse ou perforée est positionnée de manière adaptée pour collecter l'eau de bord de mer, laquelle partie active dudit tuyau de captage est disposée parallèlement ou sensiblement parallèlement à la ligne de mer, enfouie dans le rivage sablonneux entre 50 m en-deçà de la ligne de niveau haut de la mer et 50 m au-delà de la ligne de niveau bas de la mer, à une profondeur a qui est comprise entre 0,5 m et 3 m, ceci :
- par rapport à la surface du sol, dans la zone comprise entre les lignes de niveau haut et bas de la mer, - par rapport au niveau haut de la mer, dans la zone comprise entre la ligne de niveau haut de la mer et 50 m en-deçà, et
- par rapport au niveau bas de la mer, dans la zone comprise entre la ligne de niveau bas de la mer et 50 m au-delà, ledit tuyau ou lesdits tuyaux de captage étant en outre associés à un système de canalisation(s) et à des moyens de pompage pour récupérer l'eau collectée et assurer son transfert jusqu'aux moyens de traitement.
La pose des tuyaux de collecte d'eau dans la zone particulière définie ci-dessus peut être réalisée sans problème technique particulier et sans nécessiter la mise en œuvre de moyens complexes, du fait qu'elle s'effectue dans un substrat sablonneux. D'autre part, le prélèvement d'eau de mer ou d'eau saumâtre de la nappe, dans cette zone particulière, permet de bénéficier de l'action de filtration de ce substrat sablonneux. On récupère ainsi directement une eau ayant peu ou pratiquement pas de matières en suspension et d'une bonne qualité bactériologique, ce qui permet de simplifier sensiblement les opérations ultérieures de filtration et d'aseptisation/stérilisation de l'eau collectée.
Même simplifiés, ces moyens de traitement restent classiques et utilisent les techniques connues de filtration membranaire, distillation, réfrigération, osmose inverse, électrodialyse ou champ électrostatique, pour obtenir l'eau dessalée recherchée. De préférence, notamment pour faciliter leur pose, la ou les parties actives du ou des tuyaux de captage sont enfouies dans la zone comprise entre les lignes de niveau haut et bas de la mer.
Selon encore une autre caractéristique, la partie active du ou des tuyaux de captage consiste en un tuyau perméable enrobé de moyens filtrants destinés à empêcher la pénétration de sédiments et éventuellement d'autres éléments indésirables à l'intérieur.
Les moyens filtrants correspondants comprennent avantageusement un massif filtrant constitué de granulats ayant un calibre adapté pour empêcher le sable de pénétrer à l'intérieur de la partie active du ou des tuyaux de captage. Ils peuvent également comprendre une enveloppe en matériau (textile ou autre) dont la structure est adaptée pour empêcher toute infiltration de sédiment et éventuellement d'autres éléments indésirables à l'intérieur de la partie active du ou des tuyaux de captage.
L'invention va maintenant être illustrée à l'aide de la description suivante et de la figure annexée qui montre schématiquement une unité de dessalement conforme à l'invention, avec les moyens de collecte d'eau ménagés dans une zone de bord de mer vue en coupe transversale.
L'unité de dessalement conforme à l'invention comporte des moyens de collecte ou de captage de l'eau, repérés généralement 1 , et des moyens de traitement de cette eau collectée, repérés généralement 2. Les moyens de collecte d'eau 1 comprennent au moins un tuyau de captage 3 dont la partie active 3' poreuse ou perforée est enfouie dans le substrat sablonneux du bord de mer, ceci de la manière précisée ci-après, pour profiter au maximum de la fonction « filtre à sable » de ce substrat.
En particulier, cette partie active 3' du ou des tuyaux de captage 3 est enfouie dans une bande du substrat sablonneux du bord de mer qui est représentée hachurée sur la figure annexée, de manière, tout en limitant la complexité et la difficulté de leur enfouissage, à permettre une collecte efficace et optimale de l'eau.
En fonction du positionnement du ou des tuyaux poreux ou perforés, on collecte une eau correspondant à l'eau de mer ou à une eau plus ou moins saumâtre de la nappe de bord de mer.
Sur la figure annexée, la zone de bord de mer, vue en coupe transversale, montre :
- le substrat sablonneux 4 et la mer 5,
- le niveau haut de la mer 6, avec la ligne de sol correspondante 7, - le niveau moyen de la mer 8, avec la ligne de sol correspondante 9,
- le niveau bas de la mer 10 avec la ligne de sol correspondante 1 1.
En outre, le point repéré 12 correspond à la ligne de sol, parallèle à la ligne de mer, située 50 m en-deçà de la ligne de sol 7 correspondant au niveau haut de la mer 6, et le point repéré 13 correspond à la ligne de sol, parallèle à la ligne de mer, située 50 m au-delà de la ligne de sol 1 1 correspondant au niveau bas de la mer 10.
Ainsi, conformément aux explications précédentes, selon l'invention, la partie active 3' du ou des tuyaux de captage 3 est enfouie parallèlement ou sensiblement parallèlement à la ligne de mer, entre les lignes de sol 12 et 13. En outre, entre ces deux lignes 12 et 13, le ou les tuyaux 3 sont enfouis à une profondeur a qui est comprise : - entre 0,5 m et 3 m par rapport à la surface du sol, si on les place entre les lignes de mer 7 et 1 1 ,
- entre 0,5 m et 3 m par rapport au niveau haut de la mer 6, si on les place dans la zone comprise entre les lignes précitées 12 et 7, et - entre 0,5 m et 3 m par rapport au niveau bas de la mer 10, si on les place dans la zone comprise entre les lignes précitées 11 et 13.
Pour des raisons de facilité de pose et d'optimisation de collecte, l'enfouissage correspondant est de préférence réalisé entre les lignes 7 et 11 , correspondant respectivement aux niveaux haut et bas de la mer. On peut alors profiter des périodes d'absence d'eau ou de faible hauteur d'eau pour réaliser la pose du ou des tuyaux.
D'autre part, encore de préférence, on pose le ou les tuyaux 3 entre les lignes 7 et 9 précitées. De la sorte, au moins à certains moments du captage (en particulier lorsque le niveau de la mer sera suffisamment bas), le prélèvement d'eau provoquera un assèchement du substrat sablonneux périphérique, entraînant ainsi à moyen ou long terme, une stabilisation du sable de la plage.
La pose du ou des tuyaux 3 est réalisée par creusage d'une tranchée dans le substrat sablonneux 4, ou au moyen d'un engin qui permet un enfouissage direct, sans faire de tranchée. Ce ou ces tuyaux de collecte 3 consistent avantageusement en un tuyau souple, en matière plastique, genre PVC par exemple, muni de multiples perforations et enrobé de moyens filtrants 14 adaptés pour empêcher le sable et éventuellement d'autres éléments indésirables de pénétrer à l'intérieur, au sein de la conduite de collecte d'eau.
Ces moyens filtrants 14 peuvent être constitués de granulats ayant un calibre adapté. A la place de ces granulats, ou en complément, ils peuvent aussi consister en une enveloppe en un matériau adapté (par exemple de nature textile ou autre).
Le ou les tuyaux de captage 3 sont reliés à une station de pompage 15 par un système de canalisation(s) repéré schématiquement 16. Un ou plusieurs réservoirs (non représentés) peuvent être interposés entre le ou les tuyaux de captage 3 et la station de pompage 15.
D'autre part, un système secondaire de canalisation(s) 17 assure le transfert de l'eau collectée par la station de pompage 15, jusqu'aux moyens de traitement 2.

Claims

- REVENDICATIONS -
1.- Unité de dessalement d'eau de mer ou d'eau saumâtre, comprenant des moyens de collecte de l'eau (1 ) et des moyens de traitement (2) de l'eau collectée, lesquels moyens de collecte d'eau (1 ) comprennent des moyens de captage d'eau (3) reliés à une station de pompage (15) par une ou plusieurs canalisations appropriées (16), ladite station de pompage (15) alimentant lesdits moyens de traitement de l'eau (2), par exemple de type filtration membranaire, distillation, réfrigération, osmose inverse, électrodyalyse ou mise en œuvre d'un champ électrostatique, par une ou plusieurs canalisations appropriées, caractérisée en ce que les moyens de collecte d'eau (1 ) comprennent au moins un tuyau de captage (3) dont la partie active (3') poreuse ou perforée est positionnée de manière adaptée pour collecter l'eau de bord de mer, laquelle partie active (3') dudit tuyau de captage (3) est disposée parallèlement ou sensiblement parallèlement à la ligne de mer, enfouie dans le rivage sablonneux (4), entre 50 m en-deçà de la ligne de niveau haut de la mer (7) et 50 m au-delà de la ligne de niveau bas de la mer (11 ), à une profondeur a comprise entre 0,5 m et 3 m :
- par rapport à la surface du sol, dans la zone comprise entre lesdites lignes de niveau haut de la mer (7) et de niveau bas de la mer (11 ),
- par rapport au niveau haut de la mer (6), dans la zone comprise entre la ligne de niveau haut de la mer (7) et 50 m en-deçà, et - par rapport au niveau bas de la mer (10), dans la zone comprise entre la ligne de niveau bas de la mer (11 ) et 50 m au-delà, ledit tuyau de captage (3) étant associé à un système de canalisation(s) (16, 17) et à des moyens de pompage (15) pour récupérer l'eau collectée et assurer son transfert jusqu'auxdits moyens de traitement (2).
2.- Unité de dessalement d'eau selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les moyens de collecte (1 ) comprennent au moins un tuyau de captage (3) dont la partie active (3') est enfouie dans la zone comprise entre la ligne de niveau haut de la mer (7) et la ligne de niveau bas de la mer (1 1 ).
3.- Unité de dessalement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la partie active (3') du ou des tuyaux de captage (3) consiste en un tuyau perméable enrobé de moyens filtrants (14) destinés à empêcher le sable et éventuellement d'autres éléments indésirables de pénétrer à l'intérieur.
4.- Unité de dessalement selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens filtrants (14) comprennent un massif filtrant constitué de granulats ayant un calibre adapté pour empêcher le sable de pénétrer à l'intérieur de la partie active (3') du ou des tuyaux de captage (3).
5.- Unité de dessalement selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que les moyens filtrants (14) comprennent une enveloppe en matériau adapté pour empêcher toute infiltration de sédiments et éventuellement d'autres éléments indésirables à l'intérieur de la partie active (3') du ou des tuyaux de captage (3).
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