WO2008101816A2 - Ensemble de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfiltration, module membranaire, construction et procede de maintenance correspondants - Google Patents

Ensemble de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfiltration, module membranaire, construction et procede de maintenance correspondants Download PDF

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WO2008101816A2
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Christian Goudal
Pascal Thomas
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    • B01D2317/04—Elements in parallel

Definitions

  • Such installations conventionally include constructions intended to accommodate ultrafiltration or microfiltration membrane module batteries in a vertical position and including a frame supporting liquid collectors to be treated, treated liquid and concentrate, to which the cells are connected. membrane modules.
  • These installations implement membrane modules which have an elongate module body inside which is housed a filtration membrane. Each of the opposite ends of the module bodies are provided with lower and upper ends having tappings for connecting the modules to the collectors.
  • These membrane filtration modules are connected to the manifolds either by directly cooperating the branching of the end caps of the membrane modules with the taps of the manifolds, or by connecting the taps of the manifolds to the taps of the end caps of the modules by means of connection elements.
  • the liquid to be treated is brought under pressure by a collector common to the membrane modules and filtered by the membranes present therein.
  • the membranes of such membrane filtration modules consist of hollow fibers of a diameter allowing the treated liquid to pass through with the impurities to be retained which it contains having a diameter greater than the pore diameter of the hollow fibers in question.
  • the breaking capacity of the membranes is determined in particular by the diameter of these pores.
  • the so-called microfiltration membranes have a cutoff threshold of 0.1 microns.
  • Ultrafiltration membranes include a cutoff threshold of less than 0.04 microns.
  • the liquid filtered by the membranes present in the filtration modules is recovered in a manifold common to all the modules.
  • the concentrates containing the materials retained by the membranes are in turn evacuated by a collector common to all the membrane modules.
  • ultrafiltration or microfiltration liquids processing installations therefore have a construction consisting of a chassis supporting three collectors and a battery of membrane modules of identical filaments connected to these collectors.
  • a disadvantage of this technique of the prior art is that it has a relatively low productivity because the volume of liquid treated per square meter on the floor occupied by the treatment plant remains relatively low. Indeed, the number of modules implemented in such facilities is low relative to their size which is quite high. This can be explained in particular by the fact that, in such installations, the space separating the modules is important. This is clearly shown in FIG. 10. Indeed, the way in which the modules 101 are arranged and the way in which they are connected to the collectors 102, 103, 104 requires the modules 101 to be distributed on both sides of the collectors 102. , 103, 104 to form two lateral assemblies between which are arranged the collectors 102, 103, 104.
  • the maintenance in question may consist in periodically renewing all the modules of Membrane filtration of the batteries of the installation or to change only some modules thereof.
  • the constructions housing these modules are designed to receive only identical membrane filtration modules of one and the same type.
  • this type of membrane filtration module may no longer be available on the market. Secondly, even if it is available on the market, the supplier of this type of module may be out of stock for a certain period. Finally, the price of these original modules can be high.
  • the various membrane filtration modules available on the market if they all have common characteristics, namely a substantially cylindrical module body, end caps provided with taps at each end of the module body, do not present no less than extremely variable external parameters.
  • these parameters mention may be made of the overall length of the modules, the length of the module bodies, the diameter of the module bodies, the shape of the upper ends, the shape of the lower ends, the position of the connections on the end pieces. the diameter of the nozzles on the upper ends, the position of the stitching on the lower ends, the diameter of the stitching on the lower ends ...
  • membrane modules also have variable characteristics concerning the breaking capacity of the membranes they contain as well as the effective filtration surface thereof.
  • the maintenance of membrane filtration installations as described above thus includes an operation of replacing all or part of the original membrane filtration modules by identical membrane filtration modules.
  • Such modifications may include in particular a step of modifying the position of one or more of the collectors so as to adapt their positioning to the new parameters of the new membrane filtration modules.
  • an objective of this technique is to provide such a technique that allows, for a given floor area, to increase the productivity of ultrafiltration or microfiltration facilities.
  • Another objective of this technique is to implement such a technique which makes it possible to optimize the productivity of an ultrafiltration or microfiltration installation, in particular during maintenance operations.
  • This technique is also intended to provide such a technique that allows the implementation of different ultrafiltration or microfiltration modules whose bodies have varying dimensional characteristics, especially as regards their diameter and or their length.
  • This technique also aims to provide such a technique that is simple and can be expensive to implement.
  • said conduits of such a set extend essentially in said vertical plane.
  • said proposed technique is based on a completely new and inventive approach which makes it possible to reduce the spacing between the modules and to increase the productivity of the filtration installations implementing such sets of modules, because the membrane density can be significantly increased for a given area of floor occupation of the facility.
  • said upper and lower ends have a first stitching extending substantially along the main axis of said body, and a second stitching extending along a second axis, said main axis and said second axis forming a non-zero angle. This makes it possible to connect the taps to the ducts which extend substantially in the vertical plane of the membrane modules so as to limit the size of the installations using sets of modules according to the invention and thus to increase the productivity of such installations. .
  • said first stitching of said lower end pieces is blind, and said first stitching of said upper end pieces and said second stitches are open.
  • blind tapping of the lower end-pieces thus makes it possible to secure the assembly of modules according to the invention, for example to a frame, whereas the opening end-pieces can be connected to the ducts so as to allow water to circulate in the ducts. modules.
  • a set of membrane modules according to the invention comprises a first duct to which said first connections of said upper ends are connected, a second duct to which are connected the second quills of said upper nozzles, a third duct to which are connected the second quills of the lower ends.
  • the third conduit may thus allow raw water to be conveyed to the modules, whereas ultrafiltered or microfiltered water may circulate in the first conduit and the concentrate may circulate in the second conduit.
  • the set of modules according to the invention comprises connecting elements intended to connect at least some of said first and second taps to the taps of said ducts.
  • said connecting elements comprise rectilinear cuffs for the connection of said first tappings of said upper endpieces, and bent lower and upper cuffs. respectively for connecting said second tappings of said lower ends and said upper ends.
  • connection elements make it easy to connect the membrane modules to the ducts.
  • the angled sleeves connect the second connections to the corresponding ducts, while the straight sleeves connect the first connections of the upper ends to the corresponding ducts.
  • said sleeves are made of stainless steel and / or composite materials and / or plastic materials.
  • the use of such materials allows in particular to avoid corrosion.
  • At least some of said rectilinear cuffs are transparent.
  • said conduits have at one of their ends a portion forming a bend whose axis extends substantially in said vertical plane.
  • a set of membrane modules according to the invention comprises means for temporarily closing said ducts.
  • sealing means may allow to isolate a set of membrane modules according to the invention the rest of an installation implementing such sets, for example during maintenance operations, without the operation of the rest of the installation is disturbed. This makes it possible to maintain a high level of productivity, even during maintenance operations.
  • said temporary sealing means are isolation valves disposed at one end of each of said ducts.
  • the invention also relates to a membrane ultrafiltration or micro filtration module intended to be implemented in a set of membrane modules according to the invention, and which comprises means of adaptation of each upper nozzle and less than at least a dimensional characteristic of said body of said module.
  • an operator or a technician can replace a defective module body with a commercial module body regardless of the dimensional characteristics it presents.
  • the lower and upper end pieces are universal end pieces to the extent that they can be implemented on membrane module bodies of different dimensions.
  • said dimensional characteristic is the diameter of said body of said module.
  • said adaptation means advantageously comprise at least one ring interposed between each lower and upper nozzle and the body of said membrane module, said ring or rings having a first complementary contour of the inner contour of the upper and lower ends, and a second complementary contour of the outer contour of the body of said module.
  • said dimensional characteristic is the length of said bodies of said modules.
  • said adaptation means advantageously comprise threaded rods and turnbuckles connecting said upper nozzle to said lower nozzle and for securing said tips on said body and to adjust the distance separating the lower and upper ends to the length of said body .
  • the implementation of such threaded rods and turnbuckles thus makes it possible to easily adapt variable length module bodies in sets of membrane modules according to the invention.
  • the invention also relates to a construction intended to accommodate a battery of ultrafiltration or microfiltration membrane module assemblies according to the invention and which comprises at least one frame supporting:
  • connecting elements making it possible to connect at least some of said taken-out conduits of said sets.
  • said frame comprises substantially vertical ladders, connected by substantially horizontal bed bases comprising longitudinal beams and crosspieces.
  • said frame comprises two said bed frames defining an upper stage and a lower stage.
  • Each lower and upper stage can thus be composed of several sets of membrane filtration modules or microfiltration according to the invention superimposed on each other. This superposition makes it possible to increase the membrane density and therefore the productivity of such constructions.
  • a wedge connects each first tapping of each of said lower ends to one of said bed bases.
  • a construction according to the invention comprises at least two of said frames mounted in parallel.
  • a platform extends between said lower and upper stages.
  • the presence of such a platform can facilitate access to the components of the upper floor especially during maintenance operations.
  • the invention also relates to a method of maintenance of a construction according to the invention and which comprises at least the steps of:
  • a membrane module body of an assembly according to the invention can therefore be easily deposited and replaced by a body of a commercial membrane module, whatever the dimensional characteristics it may be. present, especially in terms of diameter and length.
  • a set of membrane modules according to the invention therefore has a great modularity in terms of receiving membrane module body.
  • said step consisting in adapting each of said tips of said body of said deposited membrane module comprises the adaptation of said tips according to the diameter of said selected substitution membrane module body.
  • the adaptation of the membrane module bodies according to their diameter can advantageously be done by means of the rings interposed between the end pieces and the body.
  • said step consisting in adapting each of said tips of said body of said deposited membrane module comprises the adaptation as a function of the length of said selected substitution membrane module body.
  • the adaptation of the membrane module bodies according to their length can advantageously be done by screwing or unscrewing the turnbuckles. This adaptation can also be done by putting to length the shims connecting the first tapping of the lower ends to the frame, and by setting the length of the lower bends cranked.
  • said step of connecting said duct substitution module comprises adjusting the length of said lower cuff.
  • said step of setting up said substitution module in said construction comprises the selection and / or adaptation in length of said wedges as a function of the length of said selected substitution membrane module body.
  • Such shims can for example pre-exist in lengths different, the final adjustment can be obtained by a length, for example by cutting ...
  • FIG. 1 has a membrane module ultrafiltration or microfiltration according to the technique presented here.
  • FIG. 2 illustrates a racket or assembly comprising a plurality of membrane modules as represented in FIG. 1;
  • FIG. 3 illustrates a superposition of two rackets illustrated in FIG.
  • FIG. 4 represents a train of 128 membrane modules according to the technique presented here
  • FIG. 5 illustrates a chassis of a construction intended to accommodate a battery of sets of membrane modules according to the technique presented here
  • Figure 6 illustrates a frame shown in Figure 5 on which are arranged collectors
  • FIG. 7 represents a construction accommodating an array of modules of membrane modules according to the technique presented here
  • Figure 8 details a method of securing a membrane module to a frame according to the technique presented here
  • - Figure 9 is a representation of a workshop in which is set up an installation comprising several constructions as shown in Figure 7 in parallel
  • FIG. 10 illustrates an ultrafiltration or microfiltration construction according to the prior art. 6. Description of an embodiment of the technique presented here
  • the membrane modules extend parallel and vertically in a vertical plane, and the ducts also extend in this vertical plane.
  • FIG. 1 illustrates an ultrafiltration or microfiltration module according to the technique presented here.
  • Such an ultrafiltration or microfiltration module comprises an elongate body of cylindrical section.
  • This body 10 is hollow so as to accommodate one or more filtration membranes (not shown).
  • the membrane or membranes consist of hollow fibers of a diameter allowing the treated liquid to pass through with the impurities to be retained which it contains having a diameter greater than the diameter of the pores of the hollow fibers.
  • the breaking capacity of the membranes can vary and is determined in particular by the diameter of these pores.
  • the opposite ends of the body 10 are provided with an upper end
  • the upper end 11 and lower 12 have a first tapping 111, 121 which extends along the main axis R of the body 10 and a second tapping 112, 122 which extends the along an axis forming a non-zero angle with the main axis R of the body 10.
  • the connections 111, 112 and 122 are opening, while the stitch 121 is blind. Indeed, as will be explained later, this tapping 121 is a fastening element of the module to a frame.
  • Each of the upper 11 and lower 12 endpieces has at least three attachment tabs 113, 123, preferably four, each traversed by a bore.
  • Adapter rings are interposed between the upper end 11 and lower 12 and the body 10 of the module. These rings have an inner profile of complementary shape to the outer profile of the body 10, and an outer profile complementary to the inner profile of the upper end 11 and lower end 12. It is noted that there are several rings having different dimensions so that the upper end 11 and lower 12 may be adapted to bodies 10 of commercial modules which have particular diameters of different value.
  • Each threaded rod 14, 15 has an end through a fastening lug 113, 123 of a tip on which is screwed a bolt 16 whose size is chosen so that it can not pass through the bore passing through the fastening tabs 113, 123.
  • Each upper threaded rod 14 is connected to a lower threaded rod 15 by means of a turnbuckle 17.
  • threaded rods and turnbuckles makes it possible to secure the upper ends 11 and lower 12 to module bodies that have different lengths.
  • the upper end pieces 11 and lower 12 constitute universal tips that can be adapted and easily secured to different bodies of commercial modules that may have different dimensional characteristics, especially with regard to their diameter and / or length. 6.3 Elementary package of ultrafiltration or microfiltration modules
  • FIG. 2 illustrates an elementary assembly 20 of ultrafiltration or microfiltration modules according to this technique.
  • Such an elementary set of modules 20 is still called “racket”.
  • racket As shown, such an elementary assembly 20 consists of four ultrafiltration or microfiltration modules which extend vertically and parallel to each other in a substantially vertical plane P.
  • the first taps 111 of the upper ends 11 are connected to the connections 211 of a duct 21 inside which circulates ultrafiltered water.
  • the hydraulic connection of the connections 111 with the connections 211 is made by means of cuffs 24 having a fixed height.
  • These sleeves 24 are made of plastic and are transparent so as to allow the performance of an integrity test. Maintaining the cuffs 24 on the tappings 111 can for example be done by means of collars 25 which are preferably made of a plastic material or a stainless steel type material.
  • the second taps 112 of the upper end pieces 11 are connected to the connections 221 of a duct 22 inside which a concentrate flows.
  • the hydraulic connection of the connections 112 with the connections 221 is made by means of bent sleeves 26 having a fixed height and preferably made of a plastic or composite material. In another embodiment, these angled sleeves could also be made of stainless steel. These cuffs 26 can also be secured to the connections 221 and the connections 112 by means of collars 25.
  • the second connections 122 of the lower ends 12 are connected to the connections 231 of a duct 23 inside which raw water circulates, that is to say say water to be purified.
  • the hydraulic connection of the tappings 122 and the tappings 231 is made by means of bent sleeves 27 whose height can be adjusted according to the length of the body of the module to which it is connected. Indeed, as will be explained later, the ducts 21, 22 and 23 are fixed. The distance separating them is therefore constant. Also, the used module bodies may have different lengths, the implementation of such cuffs 27 whose length is variable allows to easily adapt and connect these modules of different length to the conduit 23.
  • Each of the ducts 21, 22, 23 has a through end intended to be connected to a collector and which is provided with temporary sealing means. This end has a portion forming a bend whose axis extends essentially in the plane P.
  • the temporary closure means are isolation valves whose function will be explained in more detail by the after.
  • the ducts 21, 22 and 23 extend substantially in the vertical plane P of the modules, which makes it possible to reduce the space between the modules and therefore to increase the number of modules used in an installation for a given floor area.
  • FIGS. 3 to 9 show an exemplary embodiment of a construction intended to accommodate elementary assemblies of ultrafiltration or microfiltration modules according to this technique.
  • two rackets (or elementary assemblies of filtration modules) 30 and upper 31, are superimposed, that is to say arranged one above the other essentially in the same vertical plane, and connected to each other.
  • the ducts 22 and 23 of the upper rack 31 and lower 30 are interconnected.
  • Such a superposition of two rackets is facilitated by the presence of the parts forming a bend at the end of the ducts, and may for example have a height of about 7 meters. She allows to increase the membrane density of the construction, and thus to increase productivity, that is to say, to increase the volume of treated liquid per unit of floor area of the building.
  • the filtration modules are thus divided into an upper stage 43 and a lower stage 44 each comprising 64 modules.
  • the train 42 of filtration modules can be installed in a chassis 50
  • FIG. 7 Such a frame 50 is illustrated in FIG.
  • the frame 50 is composed of three vertical ladders 51. Structural elements forming braces 54 can be implemented so as to reinforce the rigidity of the vertical ladders 51, and therefore that of the frame 50.
  • the vertical ladders 51 are connected together. to the others by means of longitudinal beams 52 which extend substantially horizontally.
  • Cross members 53 extend parallel to each other and join the longitudinal beams 52 in pairs. These crosspieces 53 form somm artists for supporting the filtration modules, as will be explained in more detail later.
  • the frame 50 can support multiple collectors.
  • it makes it possible to support two collectors 61 inside which ultrafiltered water can circulate, two collectors 62 inside which the raw water can circulate, and a collector 63 inside which the concentrate can circulate.
  • the collectors 61, 62, 63 may advantageously have a nominal diameter of 250 millimeters. They are placed above, between and below the sets of modules. This makes it possible to make them easily accessible in every point of the construction.
  • Each of the collectors 61, 62, 63 has a succession of taps to which the ducts 21, 22, 23 of each racket are respectively connected.
  • this frame 50 also makes it possible to support the modules that make up a train of 128 modules. More specifically, each module is connected to a cross member 53 of the frame via the first branch 121 blind of its lower end 12.
  • Figure 8 illustrates in more detail the method of securing the modules to the frame.
  • a shim 80 is interposed between the stitching 121 and the cross member 53 of the frame. This shim 80 comprises a bore (not shown) inside which the blind stitching 121 is inserted.
  • the shim 80 is also provided with two lateral plates 81 which make it possible to slide the module along the crossbar 53 and centering the module on the frame 50.
  • the height of the shim 80 may vary in order to compensate for variations in the length of the body 10 of the module used which may vary from one body to another.
  • Each train 128 of 128 modules is connected to the networks of raw water 71, ultrafiltered water 72, backwash water 73, concentrate discharges 74, and cleaning in place 75 by means of pipes.
  • Such an architecture is advantageous in that it allows the upper stages 43 and lower 44 to operate hydraulically in parallel.
  • a backwashing operation of the membranes can be, if necessary, performed independently and successively on each floor.
  • isolation valves 28 at the end of each of the racquet ducts makes it possible to isolate the rackets independently of one another during certain maintenance operations. Thus, if it is necessary to replace a filtration module, only the racket containing it should be isolated, and the rest of the train can continue to operate normally. In such a situation, the loss of capacity of the installation will represent only about 3% of the total capacity of the installation.
  • FIG. 9 a workshop is presented in which five filter constructions 92 according to this technique are put in series.
  • a platform 91 is inserted between the lower and upper floors of each installation, below the intermediate collectors.
  • Such a platform 91 makes it possible in particular to facilitate access to the equipment of the upper floor, especially during maintenance operations. It also makes it possible to reinforce the bracing of the chassis. 6.5 Maintenance process
  • the technique presented here also relates to a method of maintaining an ultrafiltration or microfiltration installation by replacing at least one filtration module.
  • Such a method includes a step of isolating from the rest of the installation at least one set of filtration modules or racket requiring the replacement of at least one module body.
  • the isolation valves 28 located between the ducts of the racket concerned and the corresponding collectors can be closed.
  • snowshoes according to the technique presented here is particularly advantageous. Indeed, their particular architecture, and the way they are connected to different collectors, when a maintenance operation is necessary on one or more modules comprising a racket, not isolate, that is to say, to cut from the rest of the construction, only this racquet while letting the rest of the construction work. Such an architecture therefore makes it possible to maintain a high level of productivity, even during maintenance operations.
  • the module of the racket whose body must be replaced is then deposited.
  • the sleeves connecting the ends of the module to the ducts must be disconnected, then the module must be slid outside the installation.
  • the previous module or modules must also be deposited in the same way.
  • the body of the module removed from the installation is then deposited.
  • the turnbuckles connecting the threaded rods to secure the lower and upper ends to the body must be unscrewed, then the ends removed.
  • the next step is to choose a module module substitution body deposited from among a range of commercially available modules available.
  • the maintenance method according to the technique presented here comprises in particular a step of adapting the selected substitution module body according to some of its dimensional characteristics.
  • an adapter ring is chosen from a range of available adapter rings, depending on the diameter of the selected substitution module body.
  • the adapter ring whose outer diameter is complementary to the inner diameter of the end pieces, will be chosen so that its inside diameter is complementary to that of the substitution module body chosen.
  • the end pieces are then secured to the body by means of the threaded rods which are tightened by means of the turnbuckles.
  • the implementation of such threaded rods and turnbuckles to secure the ends to the body is particularly advantageous because it allows to compensate simply and effectively. length variations between the deposited module body and the selected substitution module body. This aspect further enhances the universal nature of the end caps.
  • a shim for connecting the lower end to the frame is then selected or adjusted in length to compensate for the difference in length that may exist between the replaced module body and the substitution body.
  • the shim can be chosen from a range of gauge blocks.
  • the length of the shim may be adjusted, for example by an operator, in order to compensate for variations in the length of the bodies.
  • a connecting sleeve of the lower nozzle to the conduit is also selected from a range of cuff depending on the length of the substitution body.
  • the length of the connecting cuffs of the lower end piece may be adjusted by an operator.
  • the isolation valves can then be reopened.
  • the construction can then again operate at maximum capacity.

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Abstract

La technique présenté ici concerne un ensemble de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfiltration de liquides tels que de l'eau comprenant au moins un jeu de modules membranaires s'étendant essentiellement dans un plan vertical et au moins un conduit, lesdits modules présentant chacun un corps de module allongé pourvu à ses deux extrémités opposées d'embouts amovibles inférieur et supérieur présentant chacun au moins un piquage de raccordement à un piquage dudit conduit. Selon cette technique, lesdits conduits d'un tel ensemble s'étendent essentiellement dans ledit plan vertical.

Description

Ensemble de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfiltration, module membranaire, construction et procédé de maintenance correspondants
1. Domaine Le domaine de la technique présentée ici est celui de la conception et de la réalisation d'installations de traitement de liquides tels que les eaux mettant en œuvre des modules d'ultrafiltration ou de microfiltration.
2. Art antérieur
De telles installations comprennent de façon classique des constructions destinées à accueillir des batteries de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfiltration dans une position verticale et incluant un châssis supportant des collecteurs de liquide à traiter, de liquide traité et de concentrât, auxquels sont connectés les modules membranaires.
Ces installations mettent en œuvre des modules membranaires qui présentent un corps de module allongé à l'intérieur duquel est logée une membrane de filtration. Chacune des extrémités opposées des corps de modules sont pourvues d'embouts inférieur et supérieur présentant des piquages permettant de raccorder les modules aux collecteurs. Ces modules de filtration membranaires sont raccordés aux collecteurs soit en faisant coopérer directement les piquages des embouts des modules membranaires avec les piquages des collecteurs, soit en reliant les piquages des collecteurs aux piquages des embouts des modules grâce à des éléments de connexion.
Dans ce type d'installation, le liquide à traiter est amené sous pression, par un collecteur commun aux modules membranaires et filtré par les membranes présentes dans ceux-ci.
Les membranes de tels modules de filtration membranaires sont constituées de fibres creuses d'un diamètre permettant de laisser passer le liquide traité avec les impuretés à retenir qu'il contient présentant un diamètre supérieur au diamètre des pores des fibres creuses en question. Le pouvoir de coupure des membranes est déterminé notamment par le diamètre de ces pores. Les membranes dites de micro filtration présentent un seuil de coupure de 0,1 μm. Les membranes dites d'ultrafîltration comprennent un seuil de coupure inférieur à 0,04 μm.
Le liquide filtré par les membranes présentes dans les modules de filtration est récupéré dans un collecteur commun à l'ensemble des modules. Les concentrats contenant les matières retenues par les membranes sont quant à eux évacués par un collecteur commun à l'ensemble des modules membranaires.
D'une façon classique, les installations de traitement de liquides par ultrafîltration ou microfïltration présentent donc une construction constituée d'un châssis supportant trois collecteurs et d'une batterie de modules membranaires de fïltrations identiques reliés à ces collecteurs.
Un inconvénient de cette technique de l'art antérieur est qu'elle a une productivité relativement faible du fait que le volume de liquide traité par mètre carré au sol occupé par l'installation de traitement reste relativement faible. En effet, le nombre de modules mis en œuvre dans de telles installations est faible relativement à leur encombrement qui est assez élevé. Ceci peut notamment être expliqué par le fait que, dans de telles installations, l'espace séparant les modules est important. Ceci apparaît clairement sur la figure 10. Effectivement, la manière dont son agencés les modules 101, et la manière dont ils sont raccordés aux collecteurs 102, 103, 104 impose notamment que les modules 101 soient répartis de part et d'autres des collecteurs 102 ,103, 104 pour former deux ensembles latéraux entre lesquels sont disposés les collecteurs 102, 103, 104.
Par ailleurs, de telles installations de filtration membranaire doivent faire l'objet d'une maintenance régulière consistant notamment à remplacer tout ou partie des modules de filtration membranaire des batteries de modules qu'elles mettent en œuvre, lorsqu'ils ne remplissent plus correctement leur fonction.
Selon les conditions d'utilisation de ces installations, la maintenance en question peut consister à renouveler périodiquement l'ensemble des modules de fïltration membranaires des batteries de l'installation ou à procéder au changement de seulement certains modules de celles-ci.
Dans un cas comme dans l'autre, les constructions accueillant ces modules sont conçues pour ne recevoir que des modules de fïltration membranaires identiques d'un seul et même type.
De ce fait, ces constructions n'étant dédiées qu'à un seul type de module de fïltration membranaire, le remplacement de tout ou partie de ceux-ci ne peut se faire que par des modules de forme identique.
Or, le remplacement des modules de fïltration membranaire d'origine de l'installation des modules par des modules de fïltration membranaire identiques peut poser un certain nombre de problèmes.
En premier lieu, ce type de module de fïltration membranaire peut ne plus être disponible sur le marché. En second lieu, même s'il est disponible sur le marché, le fournisseur de ce type de module peut être en rupture de stock pendant une certaine période. Enfin, le prix de ces modules d'origine peut être élevé.
Les différents modules de fïltration membranaire disponibles sur le marché, s'ils présentent tous des caractéristiques communes, à savoir un corps de module essentiellement cylindrique, des embouts d'extrémités pourvus de piquages à chacune des extrémités du corps de module, n'en présentent pas moins des paramètres extérieurs extrêmement variables. Au rang de ces paramètres, on peut notamment citer la longueur hors tout des modules, la longueur des corps de modules, le diamètre des corps de modules, la forme des embouts supérieurs, la forme des embouts inférieurs, la position des piquages sur les embouts supérieurs, le diamètre des piquages sur les embouts supérieurs, la position du piquage sur les embouts inférieurs, le diamètre du piquage sur les embouts inférieurs...
Ces modules membranaires présentent également des caractéristiques variables concernant le pouvoir de coupure de membranes qu'ils contiennent ainsi que la surface de fïltration effective de celles-ci.
En pratique, la maintenance des installations de fïltration membranaire telles que décrites ci-dessus comprend donc une opération consistant à remplacer tout ou partie des modules de filtration membranaire d'origine par des modules de fïltration membranaire identiques.
Dans les cas extrêmes où ces modules de fïltration membranaire d'origine ne sont plus disponibles sur le marché, il est donc nécessaire d'apporter des modifications qui peuvent parfois être lourdes aux constructions fixes accueillant ces modules membranaires de façon à pouvoir permettre à celles-ci d'accueillir des modules de formes différentes.
De telles modifications peuvent comprendre notamment une étape consistant à modifier la position d'un ou plusieurs des collecteurs de façon à adapter leur positionnement aux nouveaux paramètres des nouveaux modules de filtration membranaire.
On notera que dans certains cas, de telles transformations ne sont pas possibles du fait de contraintes concernant les limites d'emprise de telles installations. De telles opérations de transformations, quand elles sont possibles, sont complexes et coûteuses.
Un autre inconvénient de cette technique de l'art antérieur est que, au cours des opérations de maintenance parfois nécessaires, par exemple pour procéder au remplacement d'un module de filtration, l'ensemble de la construction doit être isolée, c'est-à-dire que les entrées et sorties de liquides doivent être coupées pour l'ensemble de la construction. Ceci est notamment dû au fait que tous les modules mis en œuvre dans une telle construction sont reliés à des collecteurs communs. Aussi, même dans le cas où seul un module doit être remplacé, l'ensemble de la construction doit être isolée du reste de l'installation, avec pour conséquence de réduire momentanément mais de façon importante la productivité d'une telle installation.
3. Objectifs
La technique ici proposée a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de cette technique est de fournir une telle technique qui permette, pour une surface d'occupation au sol donnée, d'augmenter la productivité des installations d'ultrafîltration ou de microfïltration.
Un autre objectif de cette technique est de mettre en œuvre une telle technique qui permette d'optimiser la productivité d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration, en particulier lors des opérations de maintenance.
Cette technique a encore pour objectif de fournir une telle technique qui permette la mise en œuvre de différents modules d'ultrafîltration ou de microfïltration dont les corps présentent des caractéristiques dimensionnelles variables, notamment en ce qui concerne leur diamètre et ou leur longueur.
Cette technique vise également à fournir une telle technique qui soit simple et peut coûteuse à mettre en œuvre.
4. Exposé de la technique proposée Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un ensemble de modules membranaires d'ultrafîltration ou de microfïltration de liquides tels que de l'eau comprenant au moins un jeu de modules membranaires s'étendant essentiellement dans un plan vertical et au moins un conduit, lesdits modules présentant chacun un corps de module allongé pourvu à ses deux extrémités opposées d'embouts amovibles inférieur et supérieur présentant chacun au moins un piquage de raccordement à un piquage dudit conduit.
Selon la technique proposée, lesdits conduits d'un tel ensemble s'étendent essentiellement dans ledit plan vertical. Ainsi, la technique proposée repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive qui permet de réduire l'espacement entre les modules et d'augmenter la productivité des installations de fîltration mettant en œuvre de tels ensembles de modules, du fait que la densité membranaire peut être considérablement augmentée pour une surface donnée d'occupation au sol de l'installation. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lesdits embouts supérieur et inférieur présentent un premier piquage s 'étendant essentiellement selon l'axe principal dudit corps, et un second piquage s'étendant le long d'un second axe, lesdits axe principal et ledit second axe formant un angle non nul. Ceci permet de connecter les piquages aux conduits qui s'étendent sensiblement dans le plan vertical des modules membranaires de façon à limiter l'encombrement des installations mettant en œuvre des ensembles de modules selon l'invention et donc d'augmenter la productivité de telles installations.
Préférentiellement, ledit premier piquage desdits embouts inférieurs est borgne, et ledit premier piquage desdits embouts supérieurs et lesdits deuxièmes piquages sont débouchant.
Le piquage borgne des embouts inférieurs permet ainsi la solidarisation de l'ensemble de modules selon l'invention, par exemple à un châssis, alors que les embouts débouchant peuvent être reliés aux conduits de façon à permettre à de l'eau de circuler dans les modules.
Avantageusement, un ensemble de modules membranaires selon l'invention comprend un premier conduit auquel sont reliés lesdits premiers piquages desdits embouts supérieurs, un second conduit auquel sont reliés les deuxièmes piquages desdits embouts supérieurs, un troisième conduit auquel sont reliés les deuxièmes piquages des embouts inférieurs.
Le troisième conduit peut ainsi permettre d'acheminer de l'eau brute en direction des modules, alors que l'eau ultrafîltrée ou microfïltrée peut circuler dans le premier conduit et le concentrât peut circuler dans le deuxième conduit.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'ensemble de modules selon l'invention comprend des éléments de connexion destinés à connecter au moins certains desdits premiers et seconds piquages aux piquages desdits conduits.
Avantageusement, lesdits éléments de connexion comprennent des manchettes rectilignes pour la connexion desdits premiers piquages desdits embouts supérieurs, et des manchettes inférieures et supérieures coudées respectivement pour la connexion desdits seconds piquages desdits embouts inférieurs et desdits embouts supérieurs.
La mise en œuvre de tels éléments de connexion permet de relier aisément les modules membranaires aux conduits. Les manchettes coudées permettent de connecter les deuxièmes piquages aux conduits correspondants, alors que les manchettes rectilignes permettent de connecter les premiers piquages des embouts supérieurs aux conduits correspondants.
Avantageusement, lesdites manchettes sont réalisées en acier inoxydable et/ou en matériaux composites et/ou en matériaux plastiques. L'emploi de tels matériaux permet notamment d'éviter la corrosion.
Préférentiellement, au moins certaines desdites manchettes rectilignes sont transparentes.
La mise en œuvre de telles manchettes transparentes permet notamment de réaliser le test d'intégrité. Selon une caractéristique préférée de l'invention, lesdits conduits présentent à l'une de leurs extrémités une partie formant un coude dont l'axe s'étend essentiellement dans ledit plan vertical.
Ceci permet notamment de pouvoir superposer et de relier deux ensembles de modules membranaires selon l'invention entre eux. Avantageusement, un ensemble de modules membranaires selon l'invention comprend des moyens d'obturation provisoire desdits conduits.
La mise en œuvre de tels moyens d'obturation peut permettre d'isoler un ensemble de modules membranaires selon l'invention du reste d'une installation mettant en ouvre de tels ensembles, par exemple au cours d'opérations de maintenance, sans que le fonctionnement du reste de l'installation soit perturbé. Ceci permet donc de conserver un niveau de productivité élevé y compris lors d'opérations de maintenance.
Préférentiellement, lesdits moyens d'obturation provisoire sont des vannes d'isolement disposées à une extrémité de chacun desdits conduits. L'invention porte également sur un module membranaire d'ultrafîltration ou de micro fïltration destiné à être mis en œuvre dans un ensemble de modules membranaires selon l'invention, et qui comprend des moyens d'adaptation de chaque embout supérieur et inférieur à au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps dudit module.
Il est ainsi possible de mettre en œuvre des corps de modules de différentes tailles dans un ensemble de modules membranaires selon l'invention.
Ainsi, lors d'opération de maintenance, un opérateur ou un technicien pourra remplacer un corps de module défectueux par un corps de module du commerce quelles que soient les caractéristiques dimensionnelles qu'il présente.
Les embouts inférieurs et supérieurs constituent des embouts universels dans la mesure où ils peuvent être mis en œuvre sur des corps de modules membranaires de dimensions différentes.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite caractéristique dimensionnelle est le diamètre dudit corps dudit module.
Dans ce cas, lesdits moyens d'adaptation comprennent avantageusement au moins une bague interposée entre chaque embout inférieur et supérieur et le corps dudit module membranaire, la ou lesdites bagues présentant un premier contour complémentaire du contour intérieur des embouts supérieur et inférieur, et un second contour complémentaire du contour extérieur du corps dudit module.
Il est ainsi possible d'adapter facilement le diamètre extérieur d'un corps de module membranaire au diamètre intérieur d'un embout selon l'invention. Ceci permet notamment d'élargir la gamme de corps de modules pouvant être mis en œuvre dans un ensemble de modules membranaires selon l'invention. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, ladite caractéristique dimensionnelle est la longueur desdits corps desdits modules.
Dans ce cas, lesdits moyens d'adaptation comprennent avantageusement des tiges filetées et des ridoirs reliant ledit embout supérieur audit embout inférieur et permettant de solidariser lesdits embouts sur lesdits corps et d'adapter la distance séparant les embouts inférieur et supérieur à la longueur dudit corps. La mise en œuvre de telles tiges filetées et de ridoirs permet ainsi de pouvoir adapter facilement des corps de module de longueur variable dans des ensembles de modules membranaires selon l'invention.
L'invention porte également sur une construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles de modules membranaires d'ultrafîltration ou de microfîltration selon l'invention et qui comprend au moins un châssis supportant :
- lesdits ensembles de modules membranaires ;
- un collecteur inférieur ;
- deux collecteurs intermédiaires ; - deux collecteurs supérieurs, lesdits collecteurs étant positionnés essentiellement horizontalement, et présentant des prises ; et
- des éléments de connexion permettant de connecter au moins certaines desdites prises audits conduits desdits ensembles.
Avantageusement, ledit châssis comprend des échelles sensiblement verticales, reliées par des sommiers sensiblement horizontaux comprenant des poutres longitudinales et des traverses.
Ces traverses permettent de solidariser facilement lesdits ensembles de modules membranaires selon l'invention.
Préférentiellement, ledit châssis comprend deux desdits sommiers définissant un étage supérieur et un étage inférieur.
Chaque étage inférieur et supérieur peut ainsi être composé de plusieurs ensembles de modules membranaires de fîltration ou de microfîltration selon l'invention superposés les uns aux autres. Cette superposition permet d'augmenter la densité membranaire et donc la productivité de telles constructions. Avantageusement, une cale relie chaque premier piquage de chacun desdits embouts inférieur à l'un desdits sommiers.
Une telle cale peut avantageusement combler des variations de longueur des corps de module, et ainsi permettre de solidariser au châssis de corps de modules différents notamment sur le plan de la longueur. Selon une caractéristique préférée, une construction selon l'invention comprend au moins deux desdits châssis montés en parallèle.
Plusieurs châssis supportant chacun plusieurs ensembles de modules membranaires selon l'invention peuvent donc être montés en série de façon à augmenter la capacité et la productivité de telles constructions.
Selon un aspect préféré de l'invention, une plateforme s'étend entre lesdits étages inférieur et supérieur.
La présence d'une telle plateforme peut faciliter l'accès aux éléments composant l'étage supérieur notamment lors d'opérations de maintenance. L'invention concerne également un procédé de maintenance d'une construction selon l'invention et qui comprend au moins les étapes consistant à :
- isoler au moins un desdits ensembles selon l'invention nécessitant une opération de maintenance ;
- déposer au moins un desdits modules membranaires selon l'invention dudit ensemble isolé ;
- déposer le corps dudit module membranaire déposé ;
- sélectionner un corps de module membranaire de substitution audit corps dudit module membranaire déposé parmi une gamme de corps de modules membranaires ; - adapter chacun desdits embouts dudit corps dudit module membranaire déposé audit corps de module de substitution sélectionné en fonction d'au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné ;
- solidariser lesdits embouts sur ledit corps de module membranaire de substitution sélectionné pour former un module de substitution ;
- mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction ;
- connecter ledit module de substitution auxdits conduits.
Un corps de module membranaire d'un ensemble selon l'invention peut donc être facilement déposé et remplacé par un corps d'un module membranaire du commerce, ce quelles que soient les caractéristiques dimensionnelles qu'il présente, notamment en termes de diamètre et de longueur. Un ensemble de modules membranaires selon l'invention possède donc une grande modularité en termes d'accueil de corps de module membranaire.
Selon l'invention, seul d'ensemble auquel appartient le module devant être remplacé doit être isolé de reste de la construction. Ceci permet ainsi de maintenir un taux de productivité élevé y compris durant les opérations de maintenance.
Préférentiellement, ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts dudit corps dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation desdits embouts en fonction du diamètre dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.
L'adaptation des corps de modules membranaires en fonction de leur diamètre peut avantageusement se faire au moyen des bagues interposées entre les embouts et le corps.
Avantageusement, ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts dudit corps dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.
L'adaptation des corps de modules membranaires en fonction de leur longueur peut avantageusement se faire en procédant au vissage ou au dévissage des ridoirs. Cette adaptation peut également se faire par une mise à longueur des cales reliant le premier piquage des embouts inférieurs au châssis, et par une mise à longueur des manchettes inférieures coudées.
Selon un autre aspect préféré de l'invention, ladite étape consistant à connecter ledit module de substitution audits conduits comprend l'ajustement de la longueur de ladite manchette inférieure.
Préférentiellement, ladite étape consistant à mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction comprend la sélection et/ou l'adaptation en longueur desdites cales en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné. De telles cales peuvent par exemple préexister selon des longueurs différentes, l'ajustement définitif pouvant être obtenu par une mise à longueur, par exemple par tronçonnage...
5. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la technique proposée apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 présente un module membranaire d'ultrafîltration ou de microfîltration selon la technique présentée ici. - la figure 2 illustre une raquette ou ensemble comprenant plusieurs modules membranaires tel que représenté sur la figure 1 ; la figure 3 illustre une superposition de deux raquettes illustrées à la figure
2 ; la figure 4 représente un train de 128 modules membranaires selon la technique présentée ici ; la figure 5 illustre un châssis d'une construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles de modules membranaires selon la technique présentée ici; la figure 6 illustre un châssis représenté à la figure 5 sur lequel sont agencés des collecteurs; la figure 7 représente une construction accueillant une batterie d'ensemble de modules membranaires selon la technique présentée ici ; la figure 8 détaille un mode de solidarisation d'un module membranaire à un châssis selon la technique présentée ici ; - la figure 9 est une représentation d'un atelier dans lequel est mis en place une installation comprenant plusieurs constructions telles que représentées à la figure 7 mises en parallèles ; la figure 10 illustre une construction d'ultrafîltration ou de microfîltration selon l'art antérieur. 6. Description d'un mode de réalisation de la technique présentée ici
6.1 Rappel du principe de la technique présentée ici
Le principe général de la technique présentée ici repose sur la mise en œuvre d'ensembles de modules membranaires d'ultrafîltration ou de microfîltration, dont les extrémités opposées des corps de modules sont pourvues d'embouts amovibles qui présentent des piquages de raccordement à des conduits.
Selon cette technique, les modules membranaires s'étendent parallèlement et verticalement dans un plan vertical, et les conduits s'étendent également dans ce plan vertical.
Cette approche permet donc de réduire l'espacement entre les modules et d'augmenter la productivité des installations de fîltration mettant en œuvre de tels ensembles de modules, du fait que la densité membranaire peut être considérablement augmentée pour une surface donnée d'occupation au sol de l'installation.
6.2 Module d'ultrafîltration ou de microfîltration
La figure 1 illustre un module d'ultrafîltration ou de microfîltration selon la technique présentée ici.
Un tel module d'ultrafîltration ou de microfîltration comprend un corps 10 allongé de section cylindrique. Ce corps 10 est creux de façon à pouvoir y loger une ou plusieurs membranes de fîltration (non représentées). La ou les membranes sont constituées de fibres creuses d'un diamètre permettant de laisser passer le liquide traité avec les impuretés à retenir qu'il contient présentant un diamètre supérieur au diamètre des pores des fibres creuses. Le pouvoir de coupure des membranes peut varier et est déterminé notamment par le diamètre de ces pores.
Les extrémités opposées du corps 10 sont pourvues d'un embout supérieur
11 et d'un embout inférieur 12. Les embouts supérieur 11 et inférieur 12 présentent un premier piquage 111, 121 qui s'étend le long de l'axe principal R du corps 10 et un deuxième piquage 112, 122 qui s'étend le long d'un axe formant un angle non nul avec l'axe principal R du corps 10. Les piquages 111, 112 et 122 sont débouchant, alors que le piquage 121 est borgne. En effet, comme il sera expliqué plus loin, ce piquage 121 constitue un élément de fixation du module à un châssis.
Un interconnecteur ouvert (non représenté), logé à l'intérieur de l'embout supérieur 11 , permet de raccorder le premier piquage 111 à un conduit, et un interconnecteur fermé (non représenté), logé à l'intérieur de l'embout inférieur 12 permet d'obturer le premier piquage 121.
Chacun des embouts supérieur 11 et inférieur 12 présente au moins trois pattes de fixation 113, 123, de préférence quatre, chacune traversée par un perçage.
Des bagues d'adaptation sont intercalées entre les embouts supérieur 11 et inférieur 12 et le corps 10 du module. Ces bagues présentent un profil intérieur de forme complémentaire au profil extérieur du corps 10, et un profil extérieur complémentaire du profil intérieur des embouts supérieur 11 et inférieur 12. On note qu'il existe plusieurs bagues présentant des dimensions différentes de façon à ce que les embouts supérieur 11 et inférieur 12 puissent être adaptés sur des corps 10 de modules du commerce qui présentent notamment des diamètres de valeur différente.
Les embouts supérieur 11 et inférieur 12 sont maintenus sur le corps 10 du module au moyens de tiges filetées supérieures 14 et inférieures 15. Chaque tige filetée 14, 15 présente une extrémité traversant une patte de fixation 113, 123 d'un embout sur laquelle est vissé un boulon 16 dont la taille est choisie de façon qu'il ne puisse pas passer à travers le perçage traversant les pattes de fixation 113, 123. Chaque tige filetée supérieure 14 est reliée à une tige filetée inférieure 15 au moyen d'un ridoir 17.
La mise en œuvre de tiges filetées et de ridoirs permet de solidariser les embouts supérieurs 11 et inférieur 12 à des corps de module qui présentent des longueurs différentes.
De part la mise en œuvre des bagues d'adaptation et de tiges filetées 14, 15 reliées par des ridoirs 17, les embouts supérieur 11 et inférieur 12 constituent des embouts universels qui peuvent être adaptés et solidarisés facilement sur différents corps de modules du commerce pouvant présenter des caractéristiques dimensionnelles différentes, notamment en ce qui concerne leur diamètre et/ou leur longueur. 6.3 Ensemble élémentaire de modules d'ultrafïltration ou de microfiltration
La figure 2 illustre un ensemble élémentaire 20 de modules d'ultrafïltration ou de microfiltration selon cette technique. Un tel ensemble élémentaire 20 de modules est encore appelé « raquette ». Tel que cela est représenté, un tel ensemble élémentaire 20 se compose de quatre modules d'ultrafïltration ou de microfiltration qui s'étendent à la verticale et parallèlement les uns aux autres dans un plan P sensiblement vertical.
Les premiers piquages 111 des embouts supérieurs 11 sont reliés aux piquages 211 d'un conduit 21 à l'intérieur duquel circule de l'eau ultrafïltrée. Le raccordement hydraulique des piquages 111 avec les piquages 211 se fait au moyen de manchettes 24 présentant une hauteur fixe. Ces manchettes 24 sont réalisées en matière plastique et sont transparentes de façon à permettre la réalisation d'un test d'intégrité. Le maintien des manchettes 24 sur les piquages 111 peut par exemple se faire au moyen de colliers 25 qui sont préférentiellement réalisés dans un matériau plastique ou dans un matériau de type acier inoxydable.
Les deuxièmes piquages 112 des embouts supérieurs 11 sont reliés aux piquages 221 d'un conduit 22 à l'intérieur duquel circule un concentrât. Le raccordement hydraulique des piquages 112 avec les piquages 221 se fait au moyen de manchettes coudées 26 présentant une hauteur fixe et préférentiellement réalisées dans un matériau plastique ou composite. Dans un autre mode de réalisation, ces manchettes coudées pourraient également être réalisées en acier inoxydable. Ces manchettes 26 peuvent également être solidarisées aux piquages 221 et aux piquages 112 au moyen de colliers 25.
Les deuxièmes piquages 122 des embouts inférieurs 12 sont reliés aux piquages 231 d'un conduit 23 à l'intérieur duquel circule de l'eau brute, c'est-à- dire de l'eau devant être purifiée. Le raccordement hydraulique des piquages 122 et des piquages 231 est réalisé au moyen de manchettes coudées 27 dont la hauteur peut être ajustée en fonction de la longueur du corps du module auquel elle est reliée. En effet, comme il sera expliqué par la suite, les conduits 21, 22 et 23 sont fixes. La distance qui les sépare est donc constante. Aussi, les corps de modules utilisés pouvant présenter des longueurs différentes, la mise en œuvre de telles manchettes 27 dont la longueur est variable permet d'adapter et de raccorder facilement ces modules de longueur différente au conduit 23.
Chacun des conduits 21, 22, 23 présente une extrémité débouchante destinée à être connectée à un collecteur et qui est munie de moyens d'obturation provisoire. Cette extrémité présente une partie formant un coude dont l'axe s'étend essentiellement dans le plan P. Dans le mode de réalisation décrit, les moyens d'obturation provisoire sont des vannes d'isolement dont la fonction sera expliquée plus en détail par la suite. Tel que cela apparaît, les conduits 21, 22 et 23 s'étendent sensiblement dans le plan P vertical des modules ce qui permet de réduire l'espace séparant les modules et donc d'augmenter le nombre de modules mis en œuvre dans une installation pour une surface au sol donnée.
6.4 Construction accueillant des ensembles élémentaires de modules d'ultrafîltration ou de microfiltration
On présente en relation avec les figures 3 à 9 un exemple de mode de réalisation d'une construction destinée à accueillir des ensembles élémentaires de modules d'ultrafiltration ou de microfiltration selon cette technique.
Dans une telle construction, deux raquettes (ou ensembles élémentaires de modules de filtration) inférieure 30 et supérieure 31, sont superposées, c'est-à-dire disposées l'une au-dessus de l'autre essentiellement dans le même plan vertical, et reliées entre-elles. À cet effet, les conduits 22 et 23 des raquettes supérieure 31 et inférieure 30 sont reliés entre eux. Une telle superposition de deux raquettes est facilitée grâce à la présence des parties formant un coude à l'extrémité des conduits, et peut par exemple présenter une hauteur de l'ordre de 7 mètres. Elle permet d'augmenter la densité membranaire de la construction, et donc d'en augmenter la productivité, c'est-à-dire d'accroître le volume de liquide traité par unité de surface d'occupation au sol de la construction.
Tel que cela est représenté sur la figure 4, huit superpositions de deux raquettes sont réunies pour former un bloc 41 de 64 modules de fîltration. Deux blocs 41 de 64 modules de fîltration sont réunis pour former un train 42 de 128 modules de fîltration.
Dans une telle configuration, les modules de fîltration sont ainsi répartis en un étage supérieur 43 et un étage inférieur 44 comprenant chacun 64 modules. Le train 42 de modules de fîltration peut être installé dans un châssis 50
(cf. figure 7). Un tel châssis 50 est illustré sur la figue 5.
Le châssis 50 se compose de trois échelles verticales 51. Des éléments de structure formant des croisillons 54 peuvent être mis en œuvre de façon à renforcer la rigidité des échelles verticales 51, et donc celle du châssis 50. Les échelles verticales 51 sont reliées les unes aux autres au moyen de poutres longitudinales 52 qui s'étendent sensiblement à l'horizontale. Des traverses 53 s'étendent parallèlement les unes aux autres et joignent les poutres longitudinales 52 deux à deux. Ces traverses 53 forment des sommiers destinés à supporter les modules de fîltration, comme il sera expliqué plus en détail par la suite.
Comme cela apparaît sur la figure 6, le châssis 50 permet de supporter plusieurs collecteurs. Il permet notamment de supporter deux collecteurs 61 à l'intérieur desquels peut circuler l'eau ultrafîltrée, deux collecteurs 62 à l'intérieur desquels peut circuler l'eau brute, et un collecteur 63 à l'intérieur duquel peut circuler le concentrât.
Les collecteurs 61, 62, 63 peuvent avantageusement présenter un diamètre nominal de 250 millimètres. Ils sont placés au-dessus, entre et au-dessous des ensembles de modules. Ceci permet notamment de les rendre facilement accessibles en tout point de la construction. Chacun des collecteurs 61, 62, 63 présente une succession de piquages auxquels sont respectivement reliés les conduits 21, 22, 23 de chaque raquette.
Tel que cela apparaît sur la figure 7, ce châssis 50 permet en outre de supporter les modules qui composent un train de 128 modules. Plus précisément, chaque module est relié à une traverse 53 du châssis par l'intermédiaire du premier piquage 121 borgne de son embout inférieur 12. La figure 8 illustre plus en détails le mode de solidarisation des modules au châssis. Une cale 80 est intercalée entre le piquage 121 et la traverse 53 du châssis. Cette cale 80 comprend un alésage (non représenté) à l'intérieur duquel vient s'inscrire le piquage borgne 121. La cale 80 est également munie de deux plats latéraux 81 qui permettent de faire coulisser le module le long de la traverse 53 et d'assurer le centrage du module sur le châssis 50. La hauteur de la cale 80 peut varier afin de compenser les variations de longueur du corps 10 du module mis en œuvre pouvant varier d'un corps à une autre. Chaque train 42 de 128 modules est relié aux réseaux d'eau brute 71, d'eau ultrafiltrée 72, d'eau de rétrolavage 73, de rejets de concentrats 74, et de nettoyage en place 75 au moyen de canalisations.
Une telle architecture est avantageuse en ce qu'elle permet aux étages supérieur 43 et inférieur 44 de fonctionner hydrauliquement en parallèle. Ainsi, une opération de rétrolavage des membranes peut être, si nécessaire, exécutée de façon indépendante et successivement sur chaque étage.
Par ailleurs, la mise en place de vannes d'isolement 28 à l'extrémité de chacun des conduits des raquettes permet d'isoler les raquettes les unes indépendamment des autres lors de certaines opérations de maintenance. Ainsi, s'il est nécessaire de remplacer un module de filtration, seule la raquette le contenant devra être isolée, et le reste du train pourra continuer à fonctionner normalement. Dans une telle situation, la perte de capacité de l'installation ne représentera qu'environ 3 % de la capacité totale de l'installation.
On présente en relation avec la figure 9 un atelier dans lequel cinq constructions de filtration 92 selon cette technique sont mises en série. Une plateforme 91 est insérée entre les étages inférieur et supérieur de chaque installation, en dessous des collecteurs intermédiaires. Une telle plateforme 91 permet notamment de faciliter l'accès aux matériels de l'étage supérieur notamment au cours des opérations de maintenance. Elle permet en outre de renforcer le contreventement des châssis. 6.5 Procédé de maintenance
La technique présentée ici se rapporte également à un procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de micro fîltration consistant à remplacer au moins un module de fîltration. Un tel procédé comprend notamment une étape consistant à isoler du reste de l'installation au moins un ensemble de modules de fîltration ou raquette nécessitant le remplacement d'au moins un corps de module. Pour ce faire, les vannes d'isolement 28 située entre les conduits de la raquette concernée et les collecteurs correspondant peuvent être fermées. La mise en œuvre de raquettes selon la technique présentée ici est particulièrement avantageuse. En effet, leur architecture particulière, et la façon dont elles sont reliées aux différents collecteurs permet, lorsqu'une opération de maintenance est nécessaire sur un ou plusieurs modules composant une raquette, de n'isoler, c'est-à-dire de couper du reste de la construction, que cette raquette tout en laissant le reste de la construction fonctionner. Une telle architecture permet donc de conserver un niveau de productivité élevé y compris lors des opérations de maintenance.
Le module de la raquette dont le corps doit être remplacé est ensuite déposé. Pour cela, les manchettes reliant les embouts du module aux conduits doivent être déconnectées, puis le module doit être coulissé en dehors de l'installation.
Si le module devant être déposé se situe entre deux autres modules, le ou les modules précédents doivent également être déposés de la même façon. Le corps du module retiré de l'installation est ensuite déposé. Pour cela, les ridoirs reliant les tiges filetées permettant de solidariser les embouts inférieur et supérieur au corps doivent être dévissés, puis les embouts retirés.
L'étape suivante consiste à choisir un corps de module de substitution au corps de module déposé parmi une gamme de modules disponibles existant sur le marché.
Il existe sur le marché une grande variété de corps de modules dont les caractéristiques dimensionnelles sont variables. Ceci est notamment le cas en ce qui concerne la valeur de leur diamètre et leur longueur. Or selon les circonstances, il est fréquent que les caractéristiques dimensionnelles des corps de modules disponibles sur le marché ne soient pas identiques à celles du corps de module devant être remplacé. Toutefois, comme il a été expliqué, les embouts mis en œuvre dans les raquettes selon la technique présentée ici sont universels et peuvent donc s'adapter sur des corps de module notamment de diamètre différent. À cet effet, le procédé de maintenance selon la technique présentée ici comprend notamment une étape consistant à adapter le corps de module de substitution sélectionné en fonction de certaines de ses caractéristiques dimensionnelles.
Ainsi, une bague d'adaptation est choisie parmi une gamme de bagues d'adaptation disponibles, en fonction du diamètre du corps de module de substitution sélectionné. La bague d'adaptation, dont le diamètre extérieur est complémentaire du diamètre intérieur des embouts, sera choisie de façon que son diamètre intérieur soit complémentaire de celui du corps de module de substitution choisi.
La bague choisie est ensuite intercalée entre chaque embout et le corps du module. Cette approche particulière selon la technique présentée ici permet ainsi d'adapter une très grande variété de corps de modules.
Les embouts sont ensuite solidarisés au corps au moyen des tiges filetées qui sont serrées au moyen des ridoirs. La mise en œuvre de telles tiges filetées et de ridoirs afin de solidariser les embouts au corps est particulièrement avantageuse du fait qu'elle permet de compenser simplement et efficacement les variations de longueur entre le corps de module déposé et le corps de module de substitution sélectionné. Cet aspect renforce encore le caractère universel des embouts.
Une cale permettant de relier l'embout inférieur au châssis est ensuite sélectionné ou ajustée en longueur afin de compenser la différence de longueur susceptible d'exister entre le corps de module remplacé et le corps de substitution. La cale pourra être choisie parmi une gamme de cale étalon. Selon une variante, la longueur de la cale pourra être ajustée, par exemple par un opérateur, afin de compenser les variations de longueur des corps. Une manchette de raccordement de l'embout inférieur au conduit est également choisie parmi une gamme de manchette en fonction de la longueur du corps de substitution. Selon une variante, la longueur des manchettes de raccordement de l'embout inférieur pourra être ajustée par un opérateur.
Le fait d'adapter la longueur des cales et la longueur des manchettes permettant de raccorder l'embout inférieur, permet d'adapter facilement des corps de module de substitution de longueur variable, et en particulier de pouvoir raccorder un module entre des conduits dont l'espacement est constant quelque soit la longueur du corps qu'il met en œuvre et sans nécessiter de transformation de la construction dans laquelle il prend place. Le module est ensuite inséré dans l'installation et ses manchettes sont raccordées aux conduits.
Les vannes d'isolement peuvent ensuite être rouvertes. La construction peut alors de nouveau fonctionner au maximum de ses capacités.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfïltration de liquides tels que de l'eau comprenant au moins un jeu de modules membranaires s'étendant essentiellement dans un plan vertical (P) et au moins un conduit (21, 22, 23), lesdits modules présentant chacun un corps (10) de module allongé pourvu à ses deux extrémités opposées d'embouts amovibles inférieur (12) et supérieur (11) présentant chacun au moins un piquage de raccordement (111, 112, 121, 122) à un piquage (211, 221, 231) dudit conduit (21, 22, 23), caractérisé en ce que le ou lesdits conduits (21, 22, 23) s'étendent essentiellement dans ledit plan vertical (P).
2. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits embouts supérieur (11) et inférieur (12) présentent un premier piquage (111, 121) s'étendant essentiellement selon l'axe principal dudit corps (10), et un second piquage (112, 122) s'étendant le long d'un second axe, lesdits axe principal (R) et ledit second axe formant un angle non nul.
3. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier piquage (121) desdits embouts inférieurs (12) est borgne, et en ce que ledit premier piquage (111) desdits embouts supérieurs (11) et lesdits deuxièmes piquages (112, 122) sont débouchant.
4. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconques des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend un premier conduit (21) auquel sont reliés lesdits premiers piquages (111) desdits embouts supérieurs (11), un second conduit (22) auquel sont reliés les deuxièmes piquages (112) desdits embouts supérieurs (11), un troisième conduit (23) auquel sont reliés les deuxièmes piquages (122) des embouts inférieurs (12).
5. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de connexion destinés à connecter au moins certains desdits premiers (111, 121) et seconds (112, 122) piquages aux piquages desdits conduits (21, 22, 23).
6. Ensemble de modules membranaires selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits éléments de connexion comprennent des manchettes rectilignes (24) pour la connexion desdits premiers piquages (111) desdits embouts supérieurs (11), et des manchettes inférieures (27) et supérieures (26) coudées respectivement pour la connexion desdits seconds piquages (122, 112) desdits embouts inférieurs (12) et desdits embouts supérieurs (11).
7. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites manchettes (24, 26, 27) sont réalisées en acier inoxydable et/ou en matériaux composites et/ou en matériaux plastiques.
8. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'au moins certaines desdites manchettes (24, 26, 27) rectilignes sont transparentes.
9. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits conduits (21, 22, 23) présentent à l'une de leurs extrémités une partie formant un coude dont l'axe s'étend essentiellement dans ledit plan vertical (P).
10. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconques des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'obturation provisoire desdits conduits (21, 22, 23).
11. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation provisoire sont des vannes d'isolement (28) disposées à une extrémité de chacun desdits conduits (21, 22, 23).
12. Module membranaire d'ultrafïltration ou de microfïltration destiné à être mis en œuvre dans un ensemble (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'adaptation de chaque embout supérieur et inférieur à au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps (10) dudit module.
13. Module membranaire d'ultrafiltration ou de microfïltration selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite caractéristique dimensionnelle est le diamètre dudit corps (10) dudit module.
14. Module membranaire selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens d'adaptation comprennent au moins une bague (13) interposée entre chaque embout inférieur (12) et supérieur (11) et le corps (10) dudit module membranaire, la ou lesdites bagues (13) présentant un premier contour complémentaire du contour intérieur des embouts supérieur (11) et inférieur (12), et un second contour complémentaire du contour extérieur du corps (10) dudit module.
15. Module membranaire selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite caractéristique dimensionnelle est la longueur desdits corps (10) desdits modules.
16. Module membranaire selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits moyens d'adaptation comprennent des tiges filetées (14, 15) et des ridoirs
(17) reliant ledit embout supérieur (11) audit embout inférieur (12) et permettant de solidariser lesdits embouts (11, 12) sur lesdits corps (10) et d'adapter la distance séparant les embouts inférieur (12) et supérieur (11) à la longueur dudit corps (10).
17. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfïltration selon les revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un châssis (50) supportant :
- lesdits ensembles (20) de modules membranaires ;
- un collecteur inférieur (62) ; - deux collecteurs intermédiaires (61, 62) ;
- deux collecteurs supérieurs (61, 63), lesdits collecteurs (61, 62, 63) étant positionnés essentiellement horizontalement, et présentant des prises ; et - des éléments de connexion permettant de connecter au moins certaines desdites prises audits conduits (21, 22, 23) desdits ensembles (20).
18. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafïltration ou de microfïltration selon la revendication 17, caractérisée en ce que ledit châssis (50) comprend des échelles (51) sensiblement verticales, reliées par des sommiers sensiblement horizontaux comprenant des poutres longitudinales (52) et des traverses (53).
19. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafïltration ou de microfïltration selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit châssis (50) comprend deux desdits sommiers définissant un étage supérieur et un étage inférieur.
20. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de micro filtration selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisée en ce qu'une cale (80) relie chaque premier piquage (121) de chacun desdits embouts inférieurs (12) à l'un desdits sommiers.
21. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de micro filtration selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux châssis (50) montés en parallèle.
22. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de micro filtration selon l'une quelconque des revendications 17 à 21, caractérisée en ce qu'une plateforme 91) s'étend entre lesdits étage inférieur et supérieur.
23. Procédé de maintenance d'une construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfïltration selon les revendications 17 à 22, ledit procédé comprenant au moins les étapes consistant à : - isoler au moins un desdits ensembles (20) selon l'une des revendications 1 à 11 nécessitant une opération de maintenance ;
- déposer au moins un desdits modules membranaires selon l'une des revendications 12 à 16 dudit ensemble isolé ; - déposer le corps (10) dudit module membranaire déposé ;
- sélectionner un corps de module membranaire de substitution audit corps (10) dudit module membranaire déposé parmi une gamme de corps de modules membranaires ;
- adapter chacun desdits embouts (11, 12) dudit corps (10) dudit module membranaire déposé audit corps de module de substitution sélectionné en fonction d'au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné ;
- solidariser lesdits embouts (11, 12) sur ledit corps de module membranaire de substitution sélectionné pour former un module de substitution ;
- mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction ;
- connecter ledit module de substitution auxdits conduits (21, 22, 23).
24. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de micro fîltration selon la revendication 23, caractérisé en ce que ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts (11, 12) dudit corps (10) dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation desdits embouts (11, 12) en fonction du diamètre dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.
25. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration selon l'une quelconque des revendications 23 et 24, caractérisé en ce que ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts (11, 12) dudit corps (10) dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.
26. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, caractérisé en ce que ladite étape consistant à connecter ledit module de substitution audits conduits (21, 22, 23) comprend l'ajustement de la longueur de ladite manchette inférieure (27).
27. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration selon l'une quelconque des revendications 23 à 26, caractérisé en ce que ladite étape consistant à mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction comprend la sélection et/ou l'adaptation en longueur desdites cales (80) en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.
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