Brevet FR2029755A1 — publié le 19701023

La présente invention se rapporte à un proeé&é et à un appareil perfectionnés pour séparer par filtration des solides contenus dans un' liquide et plus particulièrement à un procédé et à un appareil perfectionnés pour séparer par filtration des solides 5 contenus dans un liquide par mise en oeuvre d'une aspiration intermittente . Des filtres utilisant une pompe pour augmenter le débit avec lequel des liquides traversent le lit filtrant sont "bien connus dans la technique. Cette pompe peut être située soit sur le côté 10 de l'entrée du lit filtrant soit sur le côté de la sortie (pompe aspirante). Dans le cas où la pompe est située du côté de l'entrée, elle tend de façon fâcheuse à réduire la dimension des solides en suspension dans le liquide avant l'arrivée au lit filtrant, ce qui augmente la difficulté de la filtration. En outre, il est nécessai-15 re que la pompe soit d'un type tel qu'elle puisse laisser les solides passer avec le liquide. Dans le cas des pompes aspirantes, un • réglage précis de leur débit pour correspondre au débit de l'entrée du liquide est nécessaire. En outre, il n'est pas souhaitable d'utiliser de telles pompes quand le lit est propre, car les dé-20 bits de traversée risquent d'être excessifs. Si la pompe a une capacité suffisamment faible pour ne pas produire des traversées excessives dans un lit propre, elle aura une capacité insuffisante quand le lit récolte des particules solides. Un fréquent lavage de la matière filtrante par un liquide la traversant de bas en haut 25 sera alors nécessaire. Ce lavage sera, dans ce qui suit, appelé simplement-"lavage11 ou "lavage par un liquide". De façon générale, la présente invention se rapporte à un procédé perfectionné pour séparer par filtration des solides contenus dans un liquide, dans un filtre comprenant un réservoir de 30 filtration, un lit filtrant étant disposé dans le réservoir et un compartiment inférieur de drainage étant placé au-dessous du lit filtrant. Pour mettre en oeuvre le procédé, on fait passer un liquide contenant des solides en suspension, par exemple de l'eau d'égout, à travers le lit filtrant tout en maintenant une certaine 35 hauteur de liquide au-dessus du lit filtrant. Quand la hauteur de liquide augmente au-delà d.Vun niveau maximal prédéterminé, on extrait par pompage du liquide du compartiment inférieur de drainage avec un débit suffisant pour augmenter le débit de l'écoulement à travers le lit filtrant. De préférence, on arrête aussi ce pompage 70 02344 2 2029755 en fonction d'un abaissement prédéterminé du niveau du liquide au-dessus du lit filtrant. Plus précisément, on peut arrêter le pompage quand la hauteur de liquide tombe au-dessous d'un niveau minimal prédéterminé. 5 la présente invention porte également sur un appareil pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus, cet appareil comprenant un réservoir de filtration contenant un lit filtrant séparant le réservoir en un compartiment d'entrée situé au-dessus du lit filtrant et un compartiment inférieur de drainage situé au-dessous du lit 10 filtrant. Le compartiment d'entrée comprend une sonde pour détecter un niveau ou une hauteur maximale de liquide dans le compartiment d'entrée, et un dispositif d'aspiration communique avec le compartiment inférieur de drainage pour soutirer du liquide de ce compartiment aune vitesse accrue quand le dispositif d'aspiration 15 est actionné par l'élévation de la hauteur de liquide au-dessus du niveau de la sonde .• Bien qu'on puisse arrêter la pompe au moyen d'une minuterie, l'appareil, dans sa forme préférée d'exécution, comprend à la fois une sonde supérieure et une sonde inférieure pour détecter à la 20 fois un niveau maximum prédéterminé et un niveau minimum prédéterminé de liquide dans le compartiment ,d*entrée. Le dispositif d'aspiration est actionné par 1'élévation du liquide au-dessus du niveau de la sonde supérieure, et arrêté par l'abaissement du liquide au-dessous de la sonde inférieure. 25 D'autres caractéristiques et avantages de la présente inven tion ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. La figure unique du dessin est une coupe .verticale schéma-30 tique du dispositif de l'invention. Sur le dessin, le filtre de la présente invention comprend un réservoir de filtration 10 et un réservoir 12 d'emmagasinement de liquide de lavage. Dans la forme préférée d'exécution représentée, le réservoir filtrant 10 est situé au-dessus du réservoir 35 d'emmagasinement 12 de liquide laveur, bien que, ainsi que les spécialistes le reconnaîtront, d'autres dispositions puissent être employées. Monté à l'intérieur du réservoir filtrant 10 se trouve un double fond 14 comprenant dès éléments filtrants convenables 16 qui permettent au liquide de traverser le double fond 14 de façon 70 02344 2029755 bien connue dans la technique. Un lit filtrant 18 d'un agent filtrant convenable tel que du sable, de l'anthracite, etc., est situé à l'intérieur du réservoir filtrant 10, sur le double fond 14. Le lit filtrant 18 et le double fond 14 séparent le réservoir 10 5 en un compartiment d'entrée 20 et un compartiment inférieur 22 de drainage. Un tuyau d'entrée 24.possédant une soupape 25 et un tuyau de sortie 26 de liquide laveur communiquent avec le compartiment d'entrée 20, de préférence à sa partie supérieure. La communication entre le compartiment inférieur 22 de drai-10 nage et le réservoir 12 d'emmagasinement de liquide laveur est assurée par un-conduit de liaison 34 comportant une soupape 36. Un conduit 38 en dépression, comportant une pompe d'aspiration 40, fait également communiquer le compartiment inférieur de drainage 22 et le réservoir 12 d'emmagasinement de liquide laveur. 15 Une conduite de transfert 42 possédant une pompe 44 commu nique avec un tuyau 46 de sortie de service et avec un tuyau 48 d'introduction de liquide laveur par un raccord en T comportant % un robinet 50 à deux voies. Comme le comprendront les spécialistes, on peut quelquefois utiliser deux telles pompes ou plus pour se 20 prémunir contre une défaillance et/ou le débordement dans le réservoir 12 d'emmagasinement de liquide laveur. Ainsi qu'on l'expliquera ci-après, le fonctionnement de la forme représentée d'exécution est commandée par la réponse à des signaux provenant de différentes sondes. Le réservoir filtrant 10 25 comporte deux sondes du niveau du liquide, qui communiquent avec le compartiment d'entrée 20. Une sonde 52 de niveau supérieur communique avec une partie supérieure du compartiment d'entrée 20, tandis qu'une sonde 54 de niveau inférieur communique avec le compartiment d'entrée 20, au-dessous de la^sonde 52 de niveau supé-30 rieur. Une sonde 56 du niveau d'évacuation du liquide laveur communique avec une partie inférieure du réservoir 12 d'emmagasinement de liquide laveur, comme le montre la figure. Bien que les sondes de niveau 52, 54 et 56 représentées sur la figure soient du type à électrode, les spécialistes comprendront qu'on peut uti-35 liser n'importe quelle sonde de niveau de liquide de l'un des nombreux types connus. Une sonde de dépression 57 est située sur le conduit en dépression 38 entre le compartiment inférieur 22 de drainage et la pompe aspirante 40 afin de détecter l'importance du vide qui apparaît quand la pompe 40 fonctionne. 70 02344 4 2029755 Afin de pouvoir éventuellement utiliser uné" technique de nettoyage par l'air pendant l'opération de nettoyage par un liquide, la forme préférée d'exécution de la "présente invention représentée sur la figure comprend un ventilateur à air 58 communi-5 quant avec le compartiment inférieur 22 de drainage par une conduite d'air 60. Dans le fonctionnement, pendant le cycle de service, du liquide contenant des solides en suspension, par exemple de l'eai^ d'égout, est envoyé dans le compartiment d'entrée 20 du réser-tfoir 10 filtrant 10 par le tuyau d'entrée 24. Sous l'influence de la masse de liquide qui atteint une certaine hauteur dans le compartiment d'entrée 20, le liquide descend à travers le lit filtrant 18 et les éléments filtrants 16 et pénètre dans le compartiment inférieur 22 de .drainage. Ce liquide filtré se rend alors au réservoir 15 12 d'emmagasinement de liquide laveur par le conduit de liaison 34. Au moyen de la pompe 44, on extrait par pompage le liquide filtré du réservoir 12 d'emmagasinement de liquide laveur par la conduite de transfert 42. Comme le montre la figure, le robinet 50 à deux voies est mis en position de façon à envoyer le liquide filtré 20 dans le tuyau 46 de sortie de service. La hauteur de liquide dans le compartiment d'entrée 20 atteindra finalement un niveau auquel elle est à peu près constante, c'est-à-dire pour lequel elle produit une pression suffisante pour permettre l'écoulement continu à travers le lit filtrant 18. A me-25 sure que des solides filtrés sont collectés par le lit filtrant 18, une pression de plus en plus élevée est nécessaire pour faire passer du liquide à travers le lit filtrant 18 et la hauteur du liquide s'élève. Finalement, le niveau s'élevant vient en contact avec $ • la sonde 52 de niveau supérieur. Quand ceci a lieu, la pompe aspi-30 rante 40 montée dans le conduit en dépression 38 est actionnée et la soupape 36 sur la conduite de liaison 34 se ferme. Du liquide est maintenant extrait du compartiment inférieur 22 de drainage à vitesse accrue, provoquant la chute du niveau de liquide dans le compartiment d'entrée 20 jusqu'à ce que ce niveau atteigne la son-35 de 54 de niveau inférieur. Quand cette sonde détecte le passage du niveau de. liquide,la pompe aspirante 40 est arrêtée et la soupape 36 ouverte,et du liquide s'écoulera à nouveau-par,1a conduite de_ liaison 34 du compartiment inférieur 22. de drainage.vers le réservoir 12 d'.emmagasinement de liquide laveur.Le niveau du liquide 40 dans le compartiment d'entrée 20 recommencera alors à s'élever. 70 02344 5 2029755 On répète le cycle décrit ci-dessus jusqu'à ce que le lit filtrant 18 ait collecté suffisamment de solides pour exiger un lavage par un'liquide. On met le cycle de lavage en route de préférence automatiquement en détectant, par la sonde 57 de dépres-5 sion, la valeur de dépression produite par la pompe aspirante 40. La sonde de dépression 57 indiquera le degré d'obturation du lit filtrant 18 qui s'est produit, et on peut ainsi la régler pour qu'elle fasse débuter le lavage par un liquide lorsqu'une quantité prédéterminée de solides a été collectée par le lit filtrant 18. 10 Quand ce point est atteint, la soupape 25 du tuyau d'entrée 24 se ferme, tandis que la pompe aspirante 40 continue à fonctionner. Quand le niveau de liquide passe par la sonde inférieure de niveau 54, la pompe à vide 40 est arrêtée et l'opération de nettoyage par l'air est déclenchée par la mise en route du ventila-15 teur 58. Celui-ci envoie de l'air vers le haut à travers le lit filtrant 18, ce qui fait disparaître la compacité des particules • emprisonnées. A la fin de l'opération de nettoyage par l'air, le ventilateur 58 est arrêté par une minuterie convenable (non représentée), et l'opération de lavage par un liquide commence. 20 Pour commencer cette opération, on règle le robinet 50 à deux voies de façon à assurer la communication entre la conduite de transfert 42 et le tuyau 48 d'envoi de liquide de lavage. On fait démarrer la pompe 44 et elle envoie vers le haut de l'eau de lavage à travers le lit filtrant 18 et dans le compartiment d'en-25 trée 20, et finalement à l'extérieur par lé tuyau 26 de sortie du liquide laveur. Quand le réservoir 12 d'emmagasinement de liquide laveur est vide, ainsi que l'indique le passage du niveau du liquide devant la sonde 56 de niveau d'évacuation du liquide laveur, on agit sur le robinet 50 à deux voies de façonna assurer la com-30 munication avec le tuyau 46 de sortie de service, on .ouvre respectivement les soupapes 25 et 36 montées sur le tuyau d'entrée 24 et la conduite de liaison 34, et le fonctionnement normal reprend cont-me décrit ci-dessus. Il va de soi que la présente inventions, été décrite" ci-35 dessus à titre purement indicatif mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 70 02344 6 2029755 BEVENDICAIIONS 1. Procédé pour séparer par filtration des solides en suspension dans un liquide, dans un filtre comprenant un réservoir de filtration dans lequel est disposé un lit filtrant et un comparti- 5 ment inférieur de drainage situé au-dessous du lit filtrant, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes : on fait passer un liquida contenant des solides à travers le lit filtrant en maintenant au-dessus du lit filtrant une certaine hauteur de liquide exerçant une pression sur ce dernier, et 10 on extrait par. pompage du liquide du compartiment inférieur de drainage, de façon à augmenter l'écoulement à travers le lit filtrant quand la hauteur et donc la pression du liquide s'élève au-dessus d'un niveau maximal prédéterminé. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 15 qu'il consiste en outre à arrêter le pompage quand le niveau et la pression de liquide tombent au-dessous d'un, niveau rrnrnmnm pré-" déterminé. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à laver le filtre par un liquide circulant 20 en sens inverse quand la pression nécessaire pour exécuter le pompage atteint un niveau prédéterminé. 4. Procédé.pour séparer par filtration des solides en suspension contenus, dans un liquide, dans un filtre comprenant un réservoir de filtration dans lequel est disposé un lit filtrant et 25 un compartiment infériéur de drainage situé au-dessous du lit fil-. trant, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à faire passer un liquide contenant des solides à travers le lit filtrant tout en maintenant au-dessus du^lit filtrant , T -. . extraire périodiquement une hauteur de liquide exerçant une pression sur ce dernier,à/par 30 pompage du liquide du compartiment inférieur de drainage de façon à augmenter l'écoulement à travers le lit filtrant quand le niveau de liquide exerçant une pression atteint un niveau maximal prédéterminé, à arrêter ce pompage quand cette hauteur de liquide tombe au-dessous d'un niveau minimal prédéterminé et à laver ce filtre par 35 un liquide circulant" en sens inverse quand la chute de pression nécessaire pour accomplir le pompage atteint un niveau prédéterminé. 70 02344 7 2029755 5. Appareil filtrant pour éliminer des solides en suspension dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de filtrage renfermant un lit filtrant, .ce lit séparant ce réservoir en un compartiment d'entrée situé au-dessus du lit fil- 5 trant et un compartiment inférieur de drainage situé au-dessous du lit filtrant, une sonde pour détecter un niveau maximum prédéterminé de liquide dans ce compartiment d'entrée et un dispositif aspirant communiquant avec le compartiment inférieur de drainage pour retirer, avec un débit augmenté, du liquide de ce comparti- 10 ment inférieur de drainage, ce dispositif aspirant étant mis en fonctionnement par l'élévation du liquide audit niveau maximum dans le compartiment d'entrée. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un réservoir d'emmagasinement de liquide 15 de lavage par circulation en sens inverse ainsi qu'un dispositif pour établir la communication entre le compartiment inférieur de ■ drainage et le réservoir d'emmagasinement de liquide de lavage, le dispositif d'aspiration communiquant avec le réservoir d'emmagasinement de liquide laveur pour y envoyer du liquide. 20 7. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une sonde de dépression reliée de façon à faire démarrer un cycle de lavage par un liquide quand la dépression pro-. duite par le dispositif d'aspiration atteint un niveau prédéterminé. 25. 8. Appareil filtrant pour éliminer des. solides en suspen sion dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de filtration renfermant un lit filtrant,ce lit séparant le réservoir en-un compartiment d'entrée situé au-dessus du lit filtrant et un compartiment inférieur de drainage situé ëu-dessous du lit 30 filtrant, une sonde supérieure pour détecter un niveau prédéterminé maximal de liquide dans le compartiment d'entrée, une sonde inférieure située au-dessous, de la sonde supérieure pour détecter un niveau prédéterminé minimal de liquide dans le compartiment d'entrée, un dispositif d'aspiration communiquant avec le compar- 35 timent inférieur de drainage pour soutirer du liquide de ce compartiment à un débit, augmenté, ce dispositif d'aspiration étant mis en fonctionnement par la montée du liquide dans le compartiment d'entrée audit niveau maximal et étant mis au repos par la descente de ce liquide jusqu'au niveau minimal. 70 02344 b 2029755 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un réservoir d'emmagasinement de liquide de lavage par circulation en sens inverse ainsi qu'un dispositif établissant la communication entre le compartiment inférieur de 5 drainage et le réservoir d'emmagasinement de liquide de lavage, le dispositif d'aspiration communiquant avec le récipient d'emmagasinement de liquide de lavage pour y envoyer du liquide. 10. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une sonde montée de façon à faire démarrer 10 un cycle de lavage par un liquide quand la dépression produite par le dispositif d'aspiration atteint un niveau prédéterminé. 11. Appareil filtrant, pour éliminer des solides suspendus dans un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de filtration renfermant un lit filtrant., ce lit séparant ce réser- 15 voir en un compartiment d'entrée situé au-dessus du lit filtrant et un compartiment inférieur de drainage situé au-dessous du lit filtrant, une sonde supérieure pour détecter un niveau maximal prédéterminé de liquide dans le compartiment d'entrée, une sonde inférieure située au-dessous de la sonde supérieure pour détecter 20 un niveau minimal prédéterminé de liquide dans le compartiment d'entrée, un réservoir d'emmagasinement de liquide de lavage par circulation en sens inverse, ce réservoir étant situé au-dessous du réservoir de filtration, un dispositif établissant la communication entre le compartiment inférieur de drainage et le réservoir 25 d'emmagasinement de liquide de lavage, un dispositif d'aspiration .pour soutirer avec un débit augmenté du liquide du compartiment inférieur de drainage et pour envoyer ce liquide au réservoir "d'emmagasinement de liquide de lavage, ce dispositif d'aspiration étant mis en fonctionnement par l'élévation du liquide dans le com-30 partiment d'entrée jusqu'au niveau maximal et mis au repos par la descente du liquide jusqu'au niveau minimal, une pompe de lavage par un liquide et un dispositif de lavage par un liquide reliant le réservoir d'emmagasinement de liquide de lavage et le compartiment inférieur de drainage, et une sonde de dépression montée de 35 façon à faire démarrer un cycle de lavage par un liquide quand la dépression produite par le dispositif d'aspiration atteint un niveau prédéterminé. 12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif pour envoyer de l'air sous pression dans le compartiment inférieur de drainage.