Brevet FR2180436A1 — publié le 19731130

L'invention a pour objet un perfectionnement aux appareils d'osmose inverse, ledit perfectionnement permettant un lavage automatique des membranes que comportent lesdits appareils. L'invention est applicable en particulier aux appareils d'osmose inverse destinés au traitement des eaux saumâtres fortement concentrées en ions susceptibles de précipiter - sulfates, bicarbonates, calcium, magnésium, par exemple. On sait qu'un appareil d'osmose inverse comporte plusieurs membranes disposées en série ou en parallèle ; ces membranes sont balayées par l'eau à épurer et, après un certain temps d'utilisation, doivent autre nettoyées, soit du fait de la prolifération bactérienne qui se produit à la longue dans l'appareil, soit du fait de dépôts divers ( fer, plancton,etc.) soit du fait de l'entartrage provoqué par la précipitation de sels alcalino-terreux. En effet, dans ce dernier cas, il se constitue à la surface des membranes un film contenant différents sels à une concentration nettement supérieure à celle de l'eau brute ce qui peut conduire à la précipitation de ces sels. Par exemple, dans le cas d'un traitement d'une eau saumâtre concentrée en ions susceptibles de précipiter, ladite eau saumitre à épurer balayant sous pression élevée -de 30 à 100 barsles membranes de l'appareil, se concentre très fortement et dépose sur les membranes un précipité de sulfates et/ou de carbonates de calcium par exemple, constituant du tartre, lequel provoque une réduction du débit et de la qualité de l'eau épurée. Il est alors nécessaire d'arrêter la marche de l'appareil, et de nettoyer les membranes, ce qui est une opération délicate du fait de leur fragilité. De plus, si les membranes, après nettoyage, peuvent retrouver leur débit initial, elles subissent toutefois un endommagement irréversible et perdent de leur sélectivité. Pour éviter ces risques d'entartrage, il est connu d'injecter dans le circuit de l'eau à épurer, une certaine quantité de séquestrant ou retardateur de précipitation, polyphosphates par exemple, ou encore certains polymères organiques. Cependant ces retardateurs de précipitation ne sont efficaces que si leur temps de rétention dans l'appareil est assez court - environ 4-O minutes en marche normale - et ils perdent progressivement leur effet ; en cas d'arrêt de l'appareil par exemple , l'eau stagne et ils ne peuvent éviter que la précipitation se produise et que les membranes s'entartrent. Un autre moyen pour éviter ces risques d'entartrage consiste à traiter préalablement l'eau à épurer par acidification ou par adoucissement . Mais ces traitements préalables content beaucoup plus cher qu'une simple injection de séquestrant L'invention pallie l'inconvénient que représente un nettoyage des membranes et permet, en particulier , d'utiliser des séquestrants en toute sécurité , sans risque d'entartrage en cas d'arrêt de l'appareil d'osmose inverse Le perfectionnement , objet de l'invention consiste à doter/de moyens tels et agencés de telle sorte qu'en cas d'arr8t , volontaire ou non , de l'appareil , celui- ci se trouve automatiquement vidé de l'eau à traiter qu'il contenait, laquelle est remplacée intégralement par une eau de qualité convenable , pendant la durée de l'arr8t , le remplissage normal en eau à traiter#s'effectuant automatiquement au moment de la remise en marche de l'appareil . Tout contact prolongé d'eau à traiter avec les membranes est ainsi évité et les membranes ne risquant plus ni la souillure des bactéries , ni l'entartrage ne nécessitent aucun nettoyage particulier et ne subissent donc aucun endommagement lies divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre , de deux formes de réalisation . Il est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'exemples non limitatifs et que toutes autres formes proportions et dispositions pourraient entre adoptées sans sortir du cadre de l'invention .Cette description est faite en référence aux dessins ci-joints sur lesquels La Fig. 1 représente le schéma d'une installation suivant une disposition avantageuse de l'invention la Fig. 2 représente le schéma d'une installation suivant un autre mode de réalisation de l'invention Dans un appareil d'osmose inverse opérant normalement sous pression élevée de 30 à 100 bars , on introduit par exemple de l'eau saumâtre , fortement concentrée en ions susceptibles de précipiter ( sulfates, bicarbonates, calcium, magnésium ), additionnée ou non de séquestrant ; cette eau saumitre se concentre puisque l'eau pure seule traverse les membranes de l'appareil. L'eau épurée est recueillie à la sortie de l'appareil; la saumure est rejetée. Suivant la disposition habituelle de 1' appareil, en cas d'arrêt dudit appareil, l'eau saumâtre concentrée, additionnée ou non de séquestrant, demeure en contact avec les membranes sur lesquelles se dépose peu à peu un précipité de sels alcalino-terreux qui entartre lesdites membranes et entraîne la nécessité de leur nettoyage. Suivant l'invention, l'appareil 1 est agencé conformément à la disposition représentée par la Fig. 1. Une capacité 2 d'eau épurée, dont le volume est adapté au volume de l'appareil lui-m8me -2 à 4 fois ce dernier par exemple - est disposée à la sortie de l'appareil, entre la sortie d'eau épurée a et le bac de stockage de cette eau. Elle est reliée au bac 3 par la canalisation f et à l'appareil par une tuyauterie b munie d'une vanne, par exemple une électrovanne, qui se trouve fermée lorsque la pompe alimentant par la canalisation c l'appareil en eau saumâtre à épurer, additionnée ou non de séquestrant, est en marche et qui s'ouvre automatiquement à l'arrêt de la pompe. L'eau épurée provenant de la capacité 2 pénètre donc automatiquement dans l'appareil à l'arrêt de celui-ci et balaye l'eau saumâtre concentrée qu'il contient. Une tuyauterie 6 munie également d'une vanne 7, électrovanne par exemple, est raccordée à la tuyauterie de rejet 8 de la saumure et disposée de manière à permettre le remplacement intégral de l'eau saumâtre par de l'eau épurée. Le volume de la capacité 2 et sa disposition à une hauteur bien déterminée d'une part, la disposition de la tuyauterie 6 avantageusement en col de cygne, d'autre part, sont calculés de façon à ce que l'appareil soit toujours rempli d'eau, sans possibilité de mise en communication avec l'atmosphère. Les électrovannes 4 et 7 sont de préférence actionnées par des batteries de secours, indépendantes de l'appareil. La disposition de l'invention suivant la Fig. 1 s'avère intéressante par le fait que l'eau de la capacité 2 d'eau épurée circule en permanence, sans risque de stagnation. Suivant un autre mode avantageux de réalisation de l'invention et représenté à la Fig. 2, l'eau déjà traitée destinée à chasser l'eau saumâtre au moment de l'arrêt de l'appareil provient d'une capacité 2a d'eau épurée alimentée à partir du réservoir de stockage 3a de 1 'eau épurée provenantlmoyennant une canalisation e,de l'appareil et duquel l'eau est refoulée par une canalisation d munie d'une pompe 9. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre l'addition à cette eau épurée, à partir du réservoir 10 de produits de conditionnement appropriés, antibactériens ou autres. Suivant un troisième mode de réalisation de l'invention, l'eau de lavage introduite dans l'appareil provient du réseau de distribution. L'avantage de ce troisième mode de réalisation est la possibilité,d'une part, d'un bon balayage de l'appareil grâce à la pression du réseau, d'autre part, d'un traitement préalable de l'eau injectée, par adoucissement par exemple, à la suite duquel l'eau, exempte de calcium, est rendue inoffensive pour les membranes. Suivant une forme de réalisation de l'invention, dans l'un ou l'autre mode de réalisation, les tuyauteries d'admission de l'eau épurée dans l'appareil et de sortie de l'eau saumâtre chassée de l'appareil sont munies de clapets à ressort fermés quand la pression est supérieure à 20 ou 30 bars et qui s'ouvrent quand la pression baisse dans l'appareil, au moment de l'arrêt de celui-ci. Un dispositif d'arrêt manuel est alors nécessaire pour la remise en route de l'appareil d'osmose inverse, de façon à assurer la fermeture des clapets. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, dans l'un ou l'autre mode de réalisation, les tuyauteries d'arrivée de l'eau épurée et de sortie de l'eau saumâtre chassée de l'appareil sont munies de robinets à asservissement par le liquide traité dans l'appareil. Outre son application aux appareils d'osmose destinés au traitement des eaux saumâtres, l'invention s'applique à tous les appareils d'osmose inverse dont les membranes nécessitent un nettoyage et donc subissent un endommagement irréversible, qui nuit à leur efficacité. REVENDICATIONS 1. Appareil d'osmose inverse, pour le traitement de liquides, notamment d'eaux saumâtres fortement concentrées en ions susceptibles de précipiter sur les membranes que comporte r' appareil, caractérisé en ce qu'il est muni de moyens destinés à provoquer l'admission dans l'appareil, d'un liquide, destiné au lavage des membranes, admission entraînant successivement l'évacuation du liquide en traitement et son remplacement par le liquide de lavage, le fonctionnement desdits moyens étant asservi à la pression du liquide à traiter dans l'appareil. 2. Appareil suivant 1) caractérisé en ce que les moyens destinés à provoquer l'admission du liquide de lavage dans l'appareil consistent soit en des électrovannes, soit en des clapets à ressorts, soit en des robinets à asservissement. 3. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le liquide de lavage consiste en du liquide traité par l'appareil, liquide avantageusement contenu dans une enceinte, par exemple en charge par rapport à l'appareil. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendicatits précédentes dans lequel le liquide de lavage consiste en du liquide traité par l'appareil, contenu dans une enceinte de stockage et refoulé dans l'enceinte en charge suivant 1). 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2), dans lequel le liquide de lavage consiste en de l'eau empruntée au réseau de distribution. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendicatioes 1 à 5 caractérisé en ce que le volume et l'emplacement de distribution et l'agencement de la canalisation d'évacuation de l'effluent sont déterminés de façon à éviter toute mise à l'atmosphère de l'appareil.