Brevet FR2216377A1 — publié le 19740830

L'invention conc@nne @n fe@tre de filtration pour l'épuration de liquides, en particul@er l'eau, ainsi que son procédé de réalisation. De nombreuses méthodes de filtration et de clarification sont connues pour l'épuration le liquides, en particulier d'eau, de différentes provenances, Far exemple de riv@ères, ruisseaux, lacs, d'eau potable traitée et non traitée , etc. Ainsi, par exemple, l'eau ,:e rivière peut être débarrassée des partielles grossières par un filtre raide à sable, puis peut ensuite subir en lit naturel de gravier (enrichissement de l'eau souter-aine) une épuration suffisante pour être potable. De nême, des traitements chimiques préliminaires (précipitation) suivis d'une filtration et d'une stérilisation permettent d'épurer pratiquement toute eau de manière qu'elle convienne à la consommation. Il existe de nombreuses méthodes de filtration de l'eau en grandes quantités, mais pratiquement aucun procédé ni aucun appareillage convenables de filtration de l'eau en petites quantités, par exemple pour un ménage, une maison ou un petit village. En effet, l'appareillage nécessaire à l'épuration de petites quantités d'eau est beaucoup trop important pour être rentable. Certains filtres et dispositifs d'épuration de petites quantités d'eau sont certes connus, nais sont incapables d'épurer de l'eau ayant été contaminée par des bactéries dangereuses et/ou des produits chimiques nocifs ct/ou ayant un mauvais goût et/ou une mauvaise odeur et de préparer de manière sûre et rentable de l'eau pure potable pour l'homme et les animaux domestiques sans éliminer les matières minérales qui sont essentielles à la santé et à la vie et que l'eau non épurée contient normalement. Par exemple, les bactéries nocives sont certes retenues dans un milieu tel que le charbon actif non traité, mais elles s'y multiplient et peuvent réinfecter de l'eau préalablement épurée si sa consommation subit des interruptions. Le feutre de filtration selon l'invention se carac- térise par une nappe grossière de grosses fibres dont les pores sont soutendus par un réseau de fibres fines et dans laquelle sont placées des matières à urface spécifique élevée à très élevée, des substances bactéricides ou bactériostatique3 sts forme insoluble ans le liquide à épurer, en particulier :lns l'eau, étant déposées à la surface des fibres et/ou des matières à surface spécifique élevée à très élevée. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une coupe transversale du matériau filtrant dont le prossiss@ment est de 48. L'eau circule de bas en haut à @@ve@s @e @atéri@@ ; la figure 2 est une coupe transversale du matériau filtrant @@nt le prossissement est de 240. L'eau circule également de bas en baut à travers ce matériau ; la figure 3 est une vie du matériau filtrent avec un grossissement le 2400. Le réseau de fines fibres d'amiante placées sur les grosses fibres de cellulose est en particulier bicn visible; et la figure @ est une coupe transversale du matériau filtrant dont le grossissement est de 2400. L'eau circule de ba3 en hait 1 travers ce matériau. Le réseau de fines fibres d'amiante sur les grosses fibre de cellulose est aussi bien visible dans cette coupe. Le feutre de filtration selon l'invention est capabLe d'exécuter simultanément les processus d'épuration les plus divers et permet donc de réduire l'appareillage à un minimum ,e iimitant essentiellement à un simple dispositif de fixation de ce feutre de filtration universel. Les particularités avantageuses essentielles du matériau filtrant selon l'invention sont 1) retenue des particules grossières et fines, par exemple des bactéries dont les dimensions atteignent 0,4 pm; 2) la combinaison des fibres grosses et fines confère au matériau les qualités concomitantes de préfiltre grossier et de filtre finisseur fin , la préfiltration soulageant le filtre fin. Un unique filtre de finesse correspondante se colmaterait beaucoup trop rapidement 3) adsorption des produits chimiques, organiques et minéraux,qui donnent du goût et dégagent une odeur, par exemple du chlore libre, du chlorophénol, etc.; 4) les sutstances bactéricides ou bactériostatiques que le matériau filtrant contient lui donnent à lui-même le caractère bactéricide ou tout au moins bactériostatique. Les grosses fibres utilisables ont un diamètre de 0,005 à 0,5 mm et une longueur minimale de 1 mm, leur longueur maximale étant en @énéral le 50 mm, ces fibres p@uvant être en cellulosc raturelle o@ ré@@nérés, des fibres de poly@r@de@ @@turel@es @@ syn@@@tiques, des fibres acryliques, des fibres de poly@ster, de chlor@re de polyvinyle, de poly@réthanne, @e polyoléfines, etc. et p@@ exemple des fibre@ de @@tor, @@ l'@, @@ @@ @@@@. @e @@@e, is @@@ic @t @@ @@ix de @@@@. des poils de laine, de chèvre, de vea@, de v@che et de cheval, des fibres de "Nylon", de ter@ch@@late @e polyéthylène, @e polypropy@è@e, de polysty- rène, telles qu'utilisées en textile, des fibres de pâte à pap@er, par exemple de bois @e cônifères ou de bois d'arbres à feuilles, la paille de céréales, les herbes et les chiffons macérés @yant éventuellement été déchtrés à la bonne longuour, sont aussi utillsables. Les fibres fines utilisables ont un diamètre de 0,00005 à 0,005 mm et une @@on@@our minimale de @ mm, leur longueur maximale étant en général de 50 mm, et sont par exemple des fibres des matières mentionnées pour les grosses fibres, des fibres de verre (par exemple des fibres de silionne ou Beta), des trichites (monocristaux filamentaires), des fibres d'amiante, des fibres mi@érales synthétiques, par exemple de laitier, des fibres de laine minérale, des fibres de quartz, etc. La surface spécifique élevée à trè@ élevée @e la matière placée sans la nappe doit être d'au moins 10 m2/g. Les matières qui conviennent sont p@r exemple le gel de silice (jusqu'à 800 m2/g), les terreu décol@@@@tos, le Kieselguhr ayant évent@@llement subi une prépar@tion ou une enduetion de surface, le charbon @ctif (jusqu'à 1@00 m2/g), l'oxy@e d'aluminium activé, les zéolithes, etc. Les substances bactéricides ou b@ctériostatiques pouvent être organiques ou minérales et @oivent être pratiquement insolubles dans le liquide devant être épuré. Elles peuvent être déposées soit sons forme de particules insolubles et finement réparties, soit sous forme d'une solution d'une première phase dont elles sont @rsuite précipitées sur la surface des fibres et/ou de la matière à surface spécifique élevée à très élevée ou dont elles sont séparées par évaporation sous forme de pellicule. Il peut s'agir par exemple de métaux ou de composés métalliques insolubles dans le liquide @@vant être épuré, de préférence @'@@ ent ou de compo@és @@@@ent, de suivre ou de composés de cuivre, de ma@@@nèse ou de composés de man@@nèse, etc. La teneur en substances bactéricides ou bactériostatiques interdit la croissance et la multiplication des microorganismes sur le feutre de filtration. Le feutre de filtration selen l'invention peut contonir par exemple : 20 à 80 kg, de préférence 30 à 40 kg de grosses fibres ; 1 à 60 kg, de prèféreuce 30 à 40 k,- de fibres fines @e préfé @@@e @@ @ @0 @ @ @@@ @@@ @ @@ elevée à très élevée 0,01 à 6 % d'argent finement réparti ou de composés d'argent 0,01 à 5 % de cuivre finement réparti ou de composés de cuivre 0,01 à 5 % de manganèse finement réparti ou de composés de manganèse. Les fibres, qui peuvent être frisées ou étirées, peuvent être des fibres synthétiques, de laine artificielle, des fibres de produits de dissociation, etc. Les fibres d'amiante peuvent être traitées à l'acide et nettoyées. Les fibres (par exemple de cellulose ou d'amiante) peuvent être désintégrées dans des raffineurs ou analogues à la fine sue voulue. Les dimensions des fibres grosses et fines ainsi que leur rapport quantitatif peuvent être calculés pour donner la vites@@ voulue de passage. Des essais permattent de déterminer facilement les valeurs qui conviennent. Le feutre de filtration paut en principe se fabriquer par les méthodes de production du papier et du carton. Il est possible par exemple de mélanger les gresses fibres avec de l'eau et de les dés Intégrer dans un raffineur, plli3 d'ajouter les fibres fines, éventuellement en suspension dans l'eau et de procéder une fois encore à une désintégration au raffineur pour finalement ajouter en les mélangeant les matières à surface spécifique élevée à très élevée, de préférence en suspension dans l'eau. La suspension est par ailleurs additionnée des substances bactéricides ou bactériostatiques sous forme dc particules lorsqu'elles sont à l'état finement reparties dans l'eau et insolubles dans le liquide devant être épuré, ou sous forme de composés zollable3 dans l'eau et qui sont ensuite réduits convenablement en une pellicule insoluble dans le liquide devant etre épuré ou en dépôt sur les fibres et/ou les matières à surface spécifique élevée à très élevée. Cette mise en suspension s'effectue de préférence dam de l'eau ayant été desionisée par exemple par des échangeurs de cations et d'anions afin de ne pas charger en ions les matières à surface spécifique élevée à très élevée. Il est par ailleurs préférable de traiter les fibres grossières et/ou fines par exemple par des acides faibles ou forts, puis de bien les lessiver afin d'en éliminer les ions qu'elles contionnent. Il est préférable de laisser reposer la suspension réalisée de la manière décrite, puis de la débarrasser de la majeure partie d@ liquide par @@ant@tion. La r@te @insi obtenue est mise sous forme de bande sans fin par exemple sur un ruban essoreur tel qu'utilisé dans les machines de fabrication du papier et des feutres, éventuellement avec apport de chaleur. Les tapis filtrants ayant les dimensions voulues et pouvant avoir une épaisseur de 2 à 10 mm peuvent ensuite être réalisés à l'aide de ce feutre de filtration. Il va de soi que les feutres décrits et représentés peuvent subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Feutre de filtration pour l'épuration de liquides en particulier de l'eau, caractérisé par une @appe grossière de grosses fibres, dont les porcs sont sout@ndus par on réseau de fibres f@nes très élevée, des substances bactéricides ou bactériostatiques sous forme insoluble dans le liquide devant être épuré, en particulier Ian l'eau, étant déposée la surface des fibres et, le cas échéant ou en variante, des matières à surface spécifique élevée à très élevée. 2. Feutre de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que les grosses fibres, qui ont un diamètre de 0,005 à 0,5 mm et une longueur minimale de 1 mm, leur longueur maximale ne dépassant en générai pas 50 mm, sont par exemple en cellulose naturelle ou régénérée, des fibres de polyamides naturelles ou synthétiques, des fibres acryliques, des fibres de polyester, dc chlorure de polyvinyle, de polyuréthanne,de polyoléfines, et analogues, et par exemple des fibres de coton, de lin, de chanvre, de jute, de ramie et de noix de coco, des poils de laine, de chèvre, de veau, de vache et de cheval, des fibres de "Nylon", de térephtalate de polyéthylène, des fibres de polypropylène, de polystyrène telles qu'utilisées en textile, des fibres de patte à papier, par exemple de bois de conifères ou de bois d'arbres à feuilles, la paille de céréales, les herbes et les chiffons macérés ayant éventuellement été déchirés à la bonne longueur conviennent aussi. 3. Feutre de filtration selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les fibres fines, qui ont un diamètre de 0,00005 à 0,005 mm et une longueur minimale de 1 mm, leur longueur maximale ne dépassant en général pas 50 mm, sont par exemple en cellulose naturelle ou régénérée, des fibres de polyamides naturelles ou synthétiques, des fibres acryliques, des fibres de polyester, de chlorure de polyvinyle, de polyuréthanne, de polyoléfines, des fibres de verre, par exemple de silionne, de qualité béta, des trichites (monocristaux filamentaires), des fibres d'amiante, des fibres minérales synthétiques, par exemple de laitier, des fibres de laine minérale, de fibres de quartz et analogues. 4. Feutre de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les matières à surface spécifique élevée à très élevée ont une surface spécifique d'au moins 10 m2/g et sont par exemple @n @@l de silice (jusqu'à 800 m2/g), des terres lé@@lor@nte@, le Ni@@el @r @@@@@ évent @llement sub@ une préparation ou une enduction de @@@@ace, de charben astif (jusqu'à 1000 m2/g), l'oxyde l'aluminium activé, les méolithes et analogues. 5. Feutre se filtr@@@@n selon l'une quelcorqu@ les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les substances bactéricides ou bactériostatiques sont de@ métaux finement répartis ou des composés métalliques, de préférence l'@rgent ou les composés d'argent, le cuivre on les composés de cuivre ou le manganèse ou les composés de manganèse. 6. Procédé de réalisation d'un feutre de fillration selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on mélange les grosses fibres avec de l'eau et on les désagrège de préférence dans un baffineur, puis on y ajoute les fibres fines, éventuellement en suspension dans l'eau, puis on procède de préférense une fois encore à une désinté@ration au raffiseur pour finalement ajouter et mélanger les matières à surface spécifique élevés à très élevée, de préférence en suspension dans l'eau, la suspension étant additionnéc des substances bactéricides ou bactériostatiques sous forme particulaire lorsqu'elles sont sous forme finement réparties dans l'eau et in soi@bles dans le liquide @@v@@t être épuré, ou sous forme de composés solubles dans l'eau qui sont ensuite réd@its convenablement en une pellicule insoluble dans le liquide devant être épuré ou en un dépôt sur les fibres et, le cas éché@nt ou en variarte, sur des matières à surface spécifique élevée à très élevée, la suspension ainsi réalisée étant de préférance débarrassée de la majeure partie du liquide par décantation après qu'elle a reposé et la pâte ainsi obtenue étant mise sous forme d'une bande @ans fin par exemple sur un ruban essoreur tel qu'utilisé dans les machines à papier et à feutre, éventuellement avec apport de chaleur. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'eau utilisée pour la @@@e en susponnion est désionisée et par exemple a été tra@@é@ dans des échangeurs de cations et des échangeurs d'anions.