Brevet FR2177844A1 — publié le 19731109

La présente invention a pour objet un filtre à sédimentation destiné à la purification, la désinfection et l'ozonisation simultanées de liteau. Depuis quelques années, la purification de l'eau, en particulier de l'eau de boisson, de l'eau d'usage et de l'eau de piscine, s'effectue, dans une proportion sans cesse cr#issante, au moyen d'une filtration par sédimentation sur kieselguhr. Contrairement à la filtration sur sable, cette filtration présente 1 avantage d'exiger des appareils de moindres dimensions, car la couche filtrante est plus compacte et se montre par conséquent efficace avec un moindre volume. Par ailleurs, on peut séparer de nouveau sans difficulté le gâteau de filtration, et l'on peut enlever par rinçage et rejeter la saleté qui subsiste sur le matériel de filtration. Dans la filtration par sédimentation sur kieselguhr ce sont en premier lieu les particules solides, et également les particules qui sont en solution collotdale, qui sont éliminées de l'eau. On obtient de cette manière des filtrats optiquement limpides, qui ne contiennent que de faibles quantités d'éléments néphélogènes (moins de 2 mg de SiO2/litre d'eau). Il n'est cependant pas possible d'éliminer simultanément de l'eau les impuretés qui y sont en solution vraie, par exemple des substances organiques telles que l'ammoniac, des mono- ou dichloramines, etc..., ou d'en diminuer la teneur. C'est ainsi que les directives de la V.D.I. (Verein Deutscher Ingenieure) pour la construction et l'exploitation- des bains, indiquent, dans leur texte du 21/5/1971 relatif au traitement préalable de l'eau destinée aux piscines, paragraphe 1.1133 (composition chimique de lteau de piscine), que l'oxydabilité de l'eau de piscine ne doit dépasser que de moins de 3 mg de KMnO4/litre d'eau l'oxydabilité de l'eau de remplissage (pour l'eau de boisson : moins de 12 mg de KMnO4/litre d'eau). Ces valeurs données par les directives ne pouvaient être atteintes Jusqu'd présent par filtration par sédimentation sur kieselguhr. Pour éliminer de l'eau d'usage les substances dissoutes, on a déjà ajouté en continu à l'eau de l'ozone, à titre d'agent oxydant ; les substances organiques sont oxydées et précipitent. Néanmoins, les règlements de sécurité exigent que la CMLT (concentration maximul sur lieu de travail) pour l'ozone soit de 0,1 p.p.m., autrement dit 0,2 mg d'ozone/m3 d'air inhalé. Il faut donc éliminer ensuite l'ozone encore présent et le rendre inoffensif. Dans les installations connues, le mode opératoire est le suivant : en aval du filtre destiné à l'élimination des substances solides ou en solution colloïdale est disposé un appareil d'ozonisation, et, en aval de celui-ci est installé un filtre à charbon actif, ceci afin d'éliminer l'excès d'ozone et les substances organiques qui ont précipité. Cette installation déjà connue exige donc la présence de deux filtres ; cette disposition est donc conteuse et entraîne la présence de surfaces de traitement étendues. Le dispositif conforme à la présente invention permet d'éliminer ces inconvénients. Pour atteindre ce résultat on dispose l'appareil d'ozonisation en amont du filtre à sédimentation, et on relie le bottier de ce dernier, par l'intermédiaire d'un doseur, à un récipient contenant du kieselguhr et à un récipient contenant du charbon actif. L'introduction en continu du kieselguhr et du charbon actif peut s'effectuer simultanément. Il est également avantageux d'introduire d'abord le charbon actif et ensuite le kielselguhr, de telle façon que le filtre à sédimentation dépose d'abord une couche de charbon actif, puis une couche i kieiselguhr. Ce dernier procédé présente l'avantage que, lorsqu'il est traversé par de l'eau, le charbon actif garde son activité jusqu'à la fin de 11 opération. Il est cependant loisible de disposer le filtre à sédimentation de manière à ce que le bottier du filtre en question soit relié, par l'intermédiaire d'un doseur, à un récipient contenant un mélange de ielselguhr et de charbon actif. Il reste néanmoins possible d'utiliser comme doseur l'injecteur de l'appareil d'ozonisation. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, fera mieux comprendre l'esprit de la présente invention. Cette description montre un exemple d'application de l'inventison, dans laquelle on utilise des récipients séparés pour le charbon actif et pour le kieselguhr, et l'on emploie l'injecteur d'ozone comme doseur. A l'intérieur du bottier de filtre 1 est disposée une bougie filtrante 2. Le bottier 1 présente également une amenée d'eau 3 et une conduite d'évacuation 4. La conduite d'amenée 3 est munie d'un dispositif latéral d'amenée 5, dans lequel sont disposés en série une pompe 6 et un injecteur 7, l'injecteur 7 étant relié à un appareil d'ozonisation 8. La conduite d'amenée d'ozone 9 est reliée aux récipients 10 et 11, qui contiennent respectivement le charbon actif et le kielselguhr, par l'intermédiaire des conduites 12 et 13. Les conduites 9, 12 et 13 sont munies chacune d'une électrovanne 14 et d'une soupape de retenue 15. A partir des récipients 10 et 11, on amène en continu le charbon actif et le kieselguhr en les réunissant au courant d'ozone 9, et on les fait passer, par l'intermédiaire de l'injecteur 7, dans le courant d'eau non traitée. Dans le bottier de filtre 1 les deux matières filtrantes se déposent sur la paroi extérieure de la bougie de filtration 2. Selon la façon dont est effectuée l'amenée, on peut réaliser un mélange de charbon actif et de kieselguhr sur la bougie filtrante, ou bien mettre en suspension les couches séparément en les introduisant en continu l'une après l'autre dans un ordre quelconque. On amène l'ozone en continu dans l'eau brute, à raison de 0,1 à 0,8 mg d'ozone par litre d'eau. Pour régler l'addition d'ozone en amont et en aval de la zone de filtration par sédimentation, on peut mesurer le potentiel rédox, et le maintenir entre +700 mVet +900 mV, grâce à un réglage automatique du générateur d'ozone au moyen d'une cellule de mesure du potentiel rédox. La filtration par sédimentation se produit au bout d'un temps de contact de 0,5 à 6 minutes. Pendant ce temps de contact il s'établit des potentiels rédox de plus de 800 mV, qui assurent une coagulation des substances nuisibles contenues dans l'eau et en outre détruisent les micro-organismes éventuellement présents, tels que bactéries et virus. Ces précipités, ainsi que les substances solides et collotdales présentes dans l'eau, sont éliminés simultanément selon l'invention grâce à une operation de filtration. Le rapport entre le kielselguhr et le charbon actif doit être compris entre 10:0,5 et 10:4, avec une amnée d'ozone supérieure à 0,5 mg par litre d'eau. L'exemple qui suit a pour but d'illustrer la présente invention. Sauf indication contraire expresse, les parties et pourcentages s'entendent en poids. Les températures sont indiquées en degrés Celsius. EXEMPLE Dans l'eau d'une piscine (volume de la piscine = 100 m3o on introduit 7 litres d'urine à l'état non chargé. L'eau de piscine ainsi traitée est envoyée, en circuit,sur le filtre conforme à l'invention à raison de 15 m /heure. Le rapport dans le mélange entre kielselguhr et charbon actif est égal à 10:0,5. On ajoute à l'eau à filtrer en continu à peu près de 0,5 à 0,8 mg d'ozone par litre d'eau. Les résultats de cette série d'essais ressortent des valeurs indiquées dans le tableau suivant. TABLEAU Résultats des essais selon l'exemple Ammoniac, en mg |Consommation mg;çonsommation Potentiel Ozone, en mg/l Durée de après de KMnO4, en rédox, en avant après lavant avant après avantaprès le filtre O 0,05 0,05 5,1 5,0 +260 +260 0 0 1 0,05 0,05 5,1 5,0 +700 +300 0,36 0 > 0 3 0,02 0,02 4,8 4,8 +900 +430 0,36 0,0 7 0,00 0,00 3,2 3,2 +880 +750 0,38 0,09 Les résultats du tableau précédent montrent clairement que la teneur en ammoniac - qui est au départ égale à 0,05 mg de NH4 par litre d'eau de piscine - et l'oxydabilité qui est au départ d'environ 5,1 mg de KMn04 par litre d'eau diminuent continuellement, et que le potentiel rédox qui est au départ égal à + 260 mV (mesuré avec des électrodes platinecalomel) monte sans arrêt, en passant par une valeur de + 700 mV, pour aboutir à une valeur maximum de + 900 mV ou de + 880 mV. Une fois que l'ammoniac contenu a été complètement dégradé et que la consommation du permanganate de potassium par l'eau a atteint une valeur d'environ 3,2 mg de KMnO4 par litre d'eau, il apparaet, avec l'addition d'ozone indiquée - d'environ 0,8 mg d ozone par litre d'eau - un excès d'environ 0,38 mg d'ozone par litre d'eau et une teneur résiduelle en ozone égale à 0,09 mg par litre d'eau, le potentiel rédox étant ici de + 750 mV. Ainsi qu'il ressort des résultats donnés dans le tableau, on peut également, conformément à l'invention, opérer en réglant l'addition de l'ozone nécessaire par l'intermédiaire d'une cellule de mesure du potentiel rédox. Les potentiels rédox, tels qu'ils sont mesurés dans le présent exemple, assurent une coagulation irréprochable des matières indésirables contenues dans l'eau, et, en même temps, une oxydation rapide et stre des substances minérales et organiques ainsi qu'une destruction sûre des micro-organismes. REVENDICATIONS 1.- Filtre pour dispositif d'ozonisation, destiné à la purification, la désinfection et l'ozonisation simultanées de l'eau, caractérisé en ce qu'il est construit comme un filtre à à sédimentation de type connu et qu'il contient, comme matières du sédiment, du kielselguhr et du charbon actif. 2.- Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport quantitatif entre le kieselguhr et le charbon actif va de 10:0,5 à 10:4. 3.- Filtre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le filtre contient, comme couche interne, du charbon actif, et, comme couche externe, du kieselguhr.