Brevet FR2429033A1 — publié le 19800118

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Jean CARPENTIER,Ingénieur à 1'Usine de Dunkerque de la Société Dertia: deresse,est relative au perfectionnement d'un filtre à sable destin à épurer une eau contenant de fines particules en suspension. En vue d'épurer une eau des fines particules en suspension qu'elle contient, on fait passer cette eau à travers un lit de sable disposé dans le fond d'un bac de filtration, le lit de sable reposant sur une surface plane comportant des buselures, c'est-à-dire des dispositifs permettant à l'eau de s'écouler à travers cette surface, tout en empêchant un passage du sable. L'eau épurée est récupérée dans un collecteur sous le lit de sable et dirigée vers son lieu d'utilisation. Après un certain temps de fonctionnement, il est nécessaire de régénérer la masse de sable qui se trouve saturée par les impuretés contenues dans l'eau. Pour opérer cette régénération, on ar rete l'alimentation en eau et on fait alors circuler, en sens contraire à l'écoulement de l'eau au cours de la phase de filtration, un courant d'air et un courant d'eau qui pénètrent par la partie inférieure de la masse de sable contenue dans le filtre. L'écoulement gazeux, créé par une alimentation d'air sous pression placée sous la surface du lit de sable, provoque un bouillonnement du sabl en mélange avec l'eau qui remonte jusqu'à la partie supérieure du bu de filtration, où l'eau servant alors de moyen de lavage est évacué latéralement par des déversoirs et collectée comme eau résiduaire. Ce brassage à l'air du mélange de sable dans l'eau provoqu une épuration du sable, mais pour qu'elle soit correcte il est nécessaire que la vitesse ascensionnelle de l'eau dans le bac soit très élevée, ce qui forme une émulsion qui, lorsque'l'eau est évapuée par le déversoir, entraîne une perte notable de sable. la présente invention a pour but de remédier à cet inconvé nient. Elle a ainsi pour objet un bac de filtration destiné à l'é puration de liquides, ayant une forme de cuve comportant une surfac de fond plane munie de dispositifs laissant uniquement passer le liquide, au moins une paroi dont le bord supérieur est en forme de déversoir, et contenant un lit de matière filtrante placée sur son fond, caractérisé en ce qu'il comporte le long de la partie intérieure d'au moins une paroi, une chambre de décantation communiquant à sa partie inférieure avec le bac. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la chambre de décantation est délimitée par un volet placé le long de la partie intérieure d'au moins une paroi du bac et faisant avec elle un angle réglable. chambre de décantation ainsi délimitée entre le volet et la paroi du bac constitue une zone de moindre bouillonnement dans laquelle le sable peut décanter et être renvoyé dans le bac par la partie inférieure de cette chambre de décantation. Le volet est positionné le long de la partie intérieure de la paroi du bac à l'aide d'un support en forme d'étrier comportant une découpe recevant la partie inférieure du volet, le volet étant solidaire d'une tige coulissante fixée au support qui permet ainsi de régler l'écartement entre le volet et la paroi. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la fig. 1 est une vue en perspective d'un bac de filtration selon 1 'invention; la fig. 2 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle de la partie supérieure d'une paroi intérieure du bac de filtration munie d'un volet réglable selon l'invention placé sur son support; et la fig. 3 est une vue de face du support de la fig. 2 recevant le volet. Sur le mode de réalisation représenté à la fig. 1, le bac 1 de filtration selon l'invention présente une forme de cuve parallélépipédique dont le fond 2 est plan et muni de dispositifs 3 appelés ci-aprbs buselures destinés à laisser uniquement passer le liquide à filtrer. Ce bac I comporte des parois longitudinales 4 et 4a dont la partie supérieure comporte des canaux 5 et 5a destinés au receuil des eaux de lavage de la masse filtrante 6 placée sur le fond 2 du bac de filtration. Le bord supérieur 7 placé sur le côté intérieure des parois 4 et 4a est en forme de déversoir communiquant avec les canaux 5 et 5a d'évacuation des eaux de lavage. Le bac 1 est encore délimité par deux parois latérales 8 dont une seule est représentée et qui se poursuivent à un niveau supérieur aux parois 4 et 4a. La paroi 8 est munie d'une arrivée 9 des eaux à filtrer comportant un dispositif d'ouverture et de fermeture par clapet. Sous le fond 2 est ménagé un espace 10 dans lequel est placé un collecteur 11 d'air de soufflage. L'espace 10 communique avec un canal 12 de sortie des eaux filtrées par l'intermédiaired'orificee 13 disposés dans le fond de l'espace 10. Dans le régime de fonctionnement en filtration du bac, le liquide à épurer qui, dans le mode de réalisation représenté, est de l'eau, pénètre par l'arrivée 9 et se répand sur la surface de la masse filtrante qui, toujours dans le mode de réalisation représenté est du sabîe,jusqu 'à un niveau situé en période de régime établi, en un point inférieur au bord supérieur des parois 4 et 4a. L'eau se trouvant dans le bac 1 traverse la masse filtrante en y laissant les particules en suspension qu'elle contient et est récupérée dans le canal 12 après avoir traversé les buselures 3 et pénétré dans l'es- pace 10 communiquant avec le canal 12 par les orifices 13. L'eau issue du canal 12 ainsi épurée est envoyée vers un réseau de distribution où elle est utilisée. Lorsque la masse de sable est saturée d'impuretés retenues, on fait alors fonctionner le bac comme dispositif de lavagedelamasse filtrante. C'est lors de ce stade qu'il est apparu nécessaire de prévoir des moyens destinés à empêcher la perte de sable. Dans ce but, un volet 14 placé le long de la partie intérieure du bord supérieur 7 des parois longitudinales 4 et 4a délimite une chambre de décantation 15 qui est plus nettement visible à la fig. 2. Le volet 14 est fixé le long des parois 4 et 4a par l'intermédiaire de supports 16 en forme d'étrier. Dans le régime de fonctionnement du bac en lavage de la masse filtrante, qui est représenté aux fig. 1 et 2, un courant d'air sous pression est introduit dans l'espace 10 à partir du collecteur 11 d'air de soufflage et pénètre dans la masse filtrante, accompagné d'un courant d'eau de lavage. Ce courant d'eau de lavage, s'écoulant dans le même sens que le courant d'air de soufflage, provient du canal 12 et traverse tout d'abord les buselures 3 de bas en haut avant d'atteindre la partie inférieure de la masse filtrante. Lors de la phase de lavage de la masse filtrante, le canal 12 peut être mis en charge en sens inverse à partir d'eau filtrée stockée dans un chateau d'eau. L'arrivée du courant d'eau en émulsion avec le courant d'air provoque un bouillonnement de la masse filtrante dans l'eau et une montée du niveau du liquide qui va fermer le clapet 9 d'admission de l'eau à filtrer et interrompre ce courant. La montée du niveau du liquide se fait jusqu'à un niveau au moins égal à l'angle supérieur 17 du bord 7 en forme de déversoir, afin que l'eau de lavage soit évacuée par les canaux 5 et 5a. C'est donc le débit d'eau de lavage accompagnant l'air de soufflage qui va provoquer le détassement, le brassage, le nettoyage et le rin çage de la masse filtrante. Le nettoyage est d'autant plus efficace que la vitesse de l'eau de lavage (donc le débit) est plus élevée. Cependant, on atteint rapidement un risque d'entratnement du sable avec la surverse, inconvénient que l'invention se propose de supprimer. Grâce au perfectionnement selon l'invention, à savoir le volet 14, le régime d'écoulement de l'eau est modifié au voisinage du bord supérieur 18 du volet 14 de telle sorte qu'il règne dans la chambre 15 un régime de moindre bouillonnement que dans le volume intérieur du bac 1. Ainsi, la perturbation apportée dans le régime d'écoulement par le volet 14 modifie la trajectoire du sable de fa çon à ce qu'il ne franchisse pas le bord 18, ou s'il l'a franchi, de façon à ce que les grains de sable puissent décanter dans la chambre 15 le long du volet 14 et être évacués à la partie inférieure de la chambre pour retourner dans le bac 1. Ce dispositif évite la perte de sable par entratnement, étant donné que le déversoir 7 connatt un régime d'eau plus calme. Le bord supérieur 18 du volet 14 peut être situé à un niveau supérieur ou inférieur à l'angle supérieur 17 du bord 7 en forme de déversoir suivant la granulométrie du sable de la masse filtrante et le débit d'eau de lavage. Ces deux possibilités, quant à la position du volet 14, sont illustrées à la fig. 2. Le support 16 représenté aux fig. 2 et 3, est en forme d'étrier fixé sur la partie supérieure de la partie intérieure de la paroi longitudinale 4 ou 4a au moyen d'une vis de serrage 19. Ce support 16 comporte une découpe 20 ménagée dans la partie du support placée du côté intérieur du bac, qui reçoit la partie inférieure du volet 14. Ce volet 14 est orientable au moyen d'une tige coulissante 21 solidaire du volet 14 par l'intermédiaire d'une partie cylindrique creuse 22 dans laquelle son extrémité coudée 23 est engagée. La tige coulissante 21 traverse un logement cylindrique 24 percé dans un tourillon 25 fixé à la partie supérieure de l'étrier 16. Cette tige coulissante 21 est arrêtée contre le tourillon 25 au moyen d'une bague 26 comportant une vis 27 de serrage sur la tige coulissante 21. On peut ainsi, grâce à ce dispositif, régler la hauteur du bord 18 par rapport au bord 17, ceci en fonction du régime de bouillonnement établi à l'intérieur du bac, afin d'éviter une perte trop importante de sable. Le sable décanté dans la chambre 15 est évacué par la fente 28 existant entre la partie- inférieure du volet et la partie intérieure du bord supérieur de la paroi 4a et dirigé vers l'intérieur du bac par un déflecteur 30 afin de le récupérer, ce déflecteur 30 étant situé à la partie inférieure du support placé dans le bac et à un niveau inférieur à la découpe 20. On peut régler le fonctionnement de la récupération du sabl en modifiant la largeur de la fente 28 par une modification appropriée correspondante de la découpe 20. De même, l'angle de cette découpe permet de jouer sur l'angle du volet avec la paroi du bac et donc sur la hauteur 18 de la partie supérieure du volet. Un autre paramètre de réglage réside dans la distance d séparant le bord supérieur 18 du volet 14 du bord supérieur 17. A la fois par le réglage de cette distance d et de la largeur de la fent 28 on obtient une décantation appropriée du sable et une évacuation par le déversoir 7 d'une eau de lavage de la masse filtrante exempt de sable. Le dispositif selon l'invention permet donc une économie appréciable de matière filtrante qui, jusqu'à présent , était en partie perdue lors de la phase de fonctionnement du bac en régénération de la masse filtrante. REVENDICATIONS 1. Bac de filtration destiné à l'épuration de liquides, ayant une forme de cuve comportant une surface de fond plane munie de dispositifs laissant uniquement passer le liquide, au moins une paroi dont le bord supérieur est en forme de déversoir, et contenant un lit de matière filtrante placée sur son fond, caractérisé en ce qu'il comporte le long de la partie intérieure d'au moins une paroi une chambre de décantation communiquant à sa partie inférieure avec le bac. 2. Bac de filtration suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de décantation est délimitée par un volet place le long de la paroi du bac et faisant avec elle un angle réglable. 3. Bac de filtration suivant la revendication 2, caractéri sê en ce que le volet est positionné à l'aide d'au moins deux supports comportant une découpe recevant la partie inférieure du volet, le volet étant solidaire d'une tige coulissante fixée au support. 4. Bac de filtration selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support est un étrier monté à cheval sur une paroi longitudinale du bac et serré contre elle à l'aide d'une vis. 5. Bac selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige coulissante comporte une bague d'arrêt réglable s'appuyant contre un logement cylindrique percé dans un tourillon fixé à la partie supérieure de l'étrier. 6. Bac selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte sous le volet et en contact avec la paroi longitudinale du bac, un déflecteur dirigé vers l'intérieur du bac pour le renvoi du sable recueilli.