Brevet FR2430782A1 — publié le 19800208

L'invention se rapporte à un filtre se rinçant a contrecourant, destine au traitement de liquides et contenant une matière filtrante granulaire qui retient les impuretes et qui est en vrac sur un plateau a tuyeres sous lequel se trouve une chambre collectrice de l'eau epuree par filtration. Ces filtres s'utilisent de preference pour l'eau et sont decrits, par exemple, dans l'article intitule "Sulzer-Normfilter in Kühlwasserversorgungsanlagen" (filtres normalisés Sulzer pour installations d'alimentation en eau de refroidissement) de J. Tylmann et F. Barlog, article qui a paru dans la revue "Technische Rundschau Sulzer" (revue technique Sulzer), fascicule 3 (1971), pages 163 à 172. Lorsque ces filtres sont utilises pour des eaux dont la souillure est relativement forte, par exemple pour des eaux usées, il est très frequemment impossible d'evacuer les dépôts des impuretes par l'eau de rinçage à contre-courant, c'est-à-dire l'eau passant dans le filtre dans le sens inverse à celui de la filtration, car ces impuretés s'agglutinent en formant des agglomerats relativement denses. Ces impuretes incrustees com- mencent ensuite de gonfler et de se dilater -en particulier lorsque la proportion de substance organique qu'elles contiennent est elevee- et en consequence a former des amas ou des blocs que le fluide de rinçage utilise et reparti uniformement sur la totalite de la surface filtrante est eventuellement incapable de detruire. D'etroites limites etant imposees a une elevation générale de la vitesse de rinçage a contre-courant -en raison de l'augmentation necessaire de la hauteur du filtre et du bâtiment qui en resulterait et/ou du risque inherent de voir la matiere filtrante entraînée et évacuée avec l'eau de rinçage l'invention a pour objet un filtre dont le rinçage à contrecourant de la rive est ameliore sans qu'il soit necessaire d'elever la vitesse de rinçage intégrée sur la totalite de la surface, afin que les agglo méats ou amas mentionnes, constitues d'impuretes et de la matière filtrante granulaire, puissent être detruits de manière fiable.Selon une particularite essentielle du filtre conforme a l'invention, il est conformé de manière que la rive du plateau comprenant au moins la première rangea des ajutages voisins du bord soit rincée par un flux d'eau superieur à celui du flux d'eau traversant le reste du plateau. La conformation selon l'invention, qui peut consister avantageusement, par exemple en une elevation du nombre des ajutages disposes le long de la rive et/ou en une augmentation de la section de passage des ajutages situes le long de cette rive, a pour consequence une elevation notable de la vitesse de rinçage à contre-courant dans la région de la rive et et conséquence les amas resultant d'agglomerations peuvent être détruits et les impuretés peuvent etre evacuees par rinçage de manière fiable. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes a titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - la figure I est une coupe axiale très schématisée de la structure d'ensemble d'un filtre ; - la figure 2 est une vue en plan schématique du plateau a tuyères du filtre de la figure I dont le nombre des tuyères est augmente la long de la rive ; et - la figure 3 represente à echelle agrandie et en coupe transversale une tuyère située dans la region de la rive et une tuyère situee dans le reste du plateau. Le filtre de la figure I se compose d'un cylindre d'acier I sur pieds qui repose sur quatre montants 2 fixes par soudage et dont la partie superieure ainsi que la partie inferieure sont fermees par un couvercle 3 et un fond 4 qui sont incurves. Une tubulure 5 de raccord à une canalisation de ventilation est fixée dans le couvercle 3 tandis que le fond 4 comporte un raccord 6 par lequel l'eau épurée par filtration est évacuée et par lequel arrive l'eau de rinçage à contre-courant. Une tubulure 7 de raccord à une canalisation non représentée d'air comprimé est disposée à la partie inferieure de l'enveloppe du cylindre I pour le cas où le rinçage à contre-courant comprend plusieurs phases au cours- desquelles de l'air est utilise en premier, puis un melange d'air et d'eau et finalement uniquement de liteau sont envoyes dans le filtre. Le liquide surnageant qui evacue les impuretes quitte le filtre 'par un orifice de sortie 8 auquel peut être raccordee une canalisation d'évacuation de ce liquide. Finalement, un raccord 9 d'entrée de l'eau brute est sensiblement au même niveau que l'orifice 8 de sortie du liquide surnageant. Un plateau à tuyères Il qui repose sur des montants 17 délimite la surface superieure d'une chambre 10 d'eau épurée qui se trouve à l'interieur du cylindre sur le fond 4. Une matière filtrante granulaire est en vrac sur le plateau il ; cette matière consiste, par exemple, en une couche inferieure 12 de sable forme de grains relativement fins de quartz et sur laquelle se trouve une couche 13 de grains plus gros de pierre ponce, mais dont la densite est inférieure. Cette couche est surmontée 4'une chambre de submersion 14. Finalement, un trou d'homme 30 est réalisé dans le fond 4 et un autre dans l'enveloppe du cylindre, à proximité du couvercle 3 ; la référence 31 désigne un orifice d'observation et de prélèvement d'échantillons de la matière filtrante, cet orifice étant ferme par une fenêtre. La figure 2 représente dans un secteur la disposition des tuyères 15 dans le plateau Il ; sur cette figure, une ligne 32 formée de points fait la séparation entre la rive 16, qui comprend dans l'exemple particulier les deux rangées extérieures de tuyères, et le reste du plateau 11 le nombre des tuyères 15 par unité de surface est approximativement deux fois plus grand dans la région de la rive 16 que dans le reste du plateau Il. En admettant une répartition d'ensemble moyenne de 83 tuyeres par metre carré, la région 16 comprend, par exemple 132 tuyères par mètre carré, tandis que le reste du plateau n'en comprend que 68. Les tuyères 15 qui se composent d'une tete 20 (figure 3) et d'un tuyau de descente 21 et dont la structure est bien connue sont vissées soit directement dans le plateau 11, soit dans un manchon 22 qui, de son côté est bloqué dans le plateau 11. Une rondelle d'entretoisement 23, sur laquelle reposent des anneaux ou des lamelles fendues 24 qui entourent con centriquement la tête 20, entoure de son côté le tuyau de descente 21 du coté de la surface supérieure du plateau 11 ; les trajets 26 de circulation de liteau épurée ainsi que de l'eau de rinçage sont ménagés entre ces anneaux 24 qui reposent les uns sur les autres par des ergots de guidage 25 répartis sur leur circonférence. Une entretoise fermée 27 obture l'espace situé à l'intérieur de la tête 20 et subsistant au-dessus des lamelles fendues 24 de la tuyère 15 qui est à droite dans la représentation de la figure 3 et qui se trouve à l'extérieur de la région 16 de la rive. L'eau ne peut donc pas passer par la section d'ouverture située à la circonférence de la tête 20 et recouverte par 11 entretoise 27. La hauteur de cette entretoise de l'exemple représenté correspond à celle de trois lamelles fendues empilées 24. Trois autres lamelles fendues 24 remplacent l'entretoise 27 de la tuyère 15' située dans la région de la rive du plateau et représentée à la gauche de la figure 3+de maniere à accroître la section de passage a travers l'enveloppe de la tete 20 de cette tuyere. La section de passage de chacune des tuyeres 15' située dans la région 16 de la rive est accrue de cette maniere. L'augmentation pratiquement de 100 % du débit admis dans les deux exemples précédents pour la région de la rive 16 ne doit représenter en aucun cas une valeur numérique limitative ; la proportion dans laquelle il faut augmenter le débit d dteau de rinçage sur la rive 16 est différent pour chaque filtre -selon le genre et la quantité des souillures arrivant dans le filtre et selon la forme de ce dernier ainsi que suivant le nombre et la répartition des tuyères- ; cette proportion se détermine au mieux par des essais préalables. Les deux dispositions mentionnées,qui peuvent etre mises en oeuvre chacune indépendamment ou ensemble,permettent d'augmenter le débit d'eau de rinçage le long de la rive 16 par rapport aux filtres de l'art antérieur sans qu'il soit nécessaire d'élever de manière générale la vitesse de rinçage à contre-courant par rapport à la totalité de la surface. Ces deux dispositions ayant pour conséquence une augmentation de la section de circulation le long de la rive du filtre, l'augmentation du débit local de rinçage à contre-courant se traduit aussi par une élévation de la vitesse locale de circulation de l'eau de rinçage et ainsi le rouleau de rinçage se dirigeant vers le centre du filtre dissout et évacue les souillures qui se sont éventuellement agglutinées. L'élévation de la section de circulation dans la rive 16 n'a aucun effet défavorable sur la filtration proprement dite dont le processus est beaucoup plus lent que celui du rinçage à contrecourant. L'invention n'est bien entendu pas limitée aux exemples représantés d'un filtre cylindrique fermé ; elle est également applicable, par exemple, aux lita filtrants ouverts de section rectangulaireouà des filtres d'autres formes. Elle n'est pas non plus liée à un rinçage à contre-courant en trois phases, mais est aussi applicable aux filtres à rinçage à contre-courant simplement à l'eau. REVENDICATIONS 1. - Filtre se rinçant à contre-courant, destiné au traitement de liquides et dans lequel une matière filtrante granulaire qui retient les impuretés est en vrac sur un plateau à tuyeres sous lequel se trouve une chambre collectrice de l'eau épurée par filtration, caractérisé en ce qu'il est conformé de manière que la rive (16) du plateau (11) qui#comprend aumoins la première rangée des tuyeres (15) voisine du bord soit rincée à contre-courant à débit d'eau supérieur à celui du flux passant à travers le reste de ce plateau à tuyeres (11). 2. - Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite conformation consiste en un nombre de tuyères (15) par unité de surface qui est plus grand dans la région de la rive (16) que sur le reste du plateau (11). 3. - Filtre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section de passage par les tuyères individuelles (15) situees dans la région de la rive (16) est plus grande que celle d'une tuyère (15) se trouvant-dans le reste du plateau (11).