Brevet FR2573062A1 — publié le 19860516

INSTALLATION POUR LE TRAITEMENT DE LIQUIDES, NOTAMMENT D'EAU. COMPRENANT UN FILTRE REGENERABLE ET UNCOMPRESSEUR D AIR Les grandes installations fixes pour le traitement de liquides, et tout particulieremment d'eau, sont implantees sur des espaces vastes et disposent de tous les elements necessaires a leur fonctionnement, leur entretien et leur reparation ainsi que de l'énergie voulue pour Ja mise en oeuvre des appareils qu'elles comportent. C'est ainsi, par exemple, que ces installations comportent des pompes souvent puissantes pour mouvoir Je liquide et le forcer a passer par les différents appareils successifs constituant une sorte de channe entre la source de liquide å traiter et le point de départ de Ja dis tribution de liquide traite, pret a la distribution et a lemploi. Parmi les éléments de cette chaîne se trouvent des Filtres qui se colmatent plus ou moins vite puisque leur fonction est précisément d'arrenter les particules que le liquide contient et dont on veut le debarrasser. ces instaiiations fixes de grandes dimensions sont équi pees de filtres dont la masse filtrante est trop volumineuse pour être retiree lorqu'elle est saturne et remplacée par un matcriau neuf. On ne peut donc utiliser ici le système de cartouche interchangeable et la régnération est obtenue par une purge qui peut consister, par exemple, a inverser les entrees et les sorties des filtres afin que du Jiquide passe a l'envers dans la masse et décolle les impurctés occluses, celles ci etant alors évacuées. Une technique particuliere de regeneration consiste a envoyer dans les filtres non pas seulement du liquide mis en mouvement en sens inverse, mais une certaine quantite d'air comprime introduit dans ces filtres par le côte qui correspond å leur sortie en fonctionnement normal. lorsque l'installation de traitement doit Outre mobile, c'est-à-dire deplaçable, chacun de ses éléments doit être de dimensions relative ment modestes, et l'ensemble doit outre mis en oeuvre avec un minimum d'énergie. La pressente invention permet de réaliser une installation de trai tement de liquides, notamment d'eau, qui peut être réalisée d'une manière très compacte, particulièremment en vue de déplacements sur des sites differents et qui ne nécessite qu'un minimum d'dnergic. A cette fin, l'invention a pour objet une installation pour le traitement de liquides, notamment d'eau, du type comprenant un filtre régnérable, caracterisee en ce qu'elle comprend un compresseur destiné à établir de l'air comprimé dans un réservoir étanche devant contenir le liquide à traiter, cet air Comprimé étant destiné d'une part à mouvoir le liquide a traiter et d'autre part å régénérer le filtre par purge d'air, un orifice de sortie du réservoir étant relie a un tuyau qui aboutit a une touche a deux branches, l'une aboutis sant à une entrée de liquide a traiter dans le filtre et l'autre aboutissant a une entrée d'air dans le iiltre opposee a la précédente, ce filtre comprenant une sortie de liquide filtre et une sortie d'air de purge, éventuellement confondues. Selon d'autres caractéristiques de l'invention la capacité du réservoir est établie on jonction de la capacité du filtre, afin que l'air qui est contenu dans le reservoir vide de liquide et qui est porte à une pression donnee représente au moins le volume nécessaire a la purge du filtre; le réservoir comprend deux entrées d'air isolables, l'une reliee a un motocompresseur et l'autre a une pompe manuelle, le tuyau de sor tie étant équipé d'un manomètre situé en amont de la fourche:: le filtre comprend un couvercle tanche amovible traversb par le corps de la pompe manuelle; l'installation comprenant a la saunière connue une enceinte d'entrée situee on amont du filtre et dans laquelle des Matières que contient le liquide doivent etre floculees, ladite enceinte d'entrée est constituee par un long tuyau flexible et les divers éléments de l'installation s réservoir, compresseur, filtre et autres, sont pla ces dans un receptacle clos, le tuyau flexible étant dispose do manière aléatoire dans un espace subsistant entre ces divers élé- monts;; le tuyau flexible est réalisé on une matière lui donnant suffisam- ment de nerf pour qu'il assure, sans modification sensible de sa section de passage, le maintien élastique des divers éléments de l'installation; le receptacle clos est du type ayant une double paroi determinant un espace dans lequel le liquide peut entre stocke antres traitement; le receptacle clos est destine a etre porte a dos d'homme, soit par l'intermédiaire d'un chassie soit directement, par exemple au moyen de bretelles; le e tuyau flexible est réalise on une matière lisse présentant un coefficient de frottement aussi faible que possible. L'invention sera mieux comprise par la description detaillee ci-apras faite en référence au dessin annexe. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnes qu'a titre d'exemple indicatif et non limi- tatif. La figure 1 est un schéma d'ensemble d'une installation conforme a l'invention. La figure 2 est une vue schématique d'une installation conforme A l'invention dont tous les éléments sont disposés dans un réceptacle clos et comprenant une enceinte de floculation réalisée sous forme d'un tuyau flexible. La figure 3 est une vue sehematique montrant une installation conforme à l'invention réalisée sous forme d'un ensemble portable à dos d'homme. En se reportant à la figure 1, on voit. qu'une installation conforme à l'invention comprend un reservoir 1 muni d'un couvercle étanche 2 por tant le corps 3 d'une pompe à main qui sera décrite plus en détail ci aprds. Dans le réservoir 1, débouche une entrée 4 pour un tuyau 5 aboutissant a un motocompresseur 6 et muni d'une vanne 7. Le reservoir 1 est également muni d'une sortie 10 associée a un plon- geur 11 dont l'extrémité ouverte débouche au voisinage du fond du reservoir 1 et reliée a un tuyau do sortie 12 sur lequel est installe un manomètre 13. Le tuyau de sortie 12 aboutit a un fourche 14 comprenant 2 branches respectivement 15 et 16, la branche 15 aboutissant a une entrée I, d'un filtre 19 tandis que l'autre branche 16 aboutit a une entrée 19 du mOme filtre 18 wais opposée a l'entrée 17. Sur le tuyau constituant la branche 15 se trouve, ainsi que cela est connu, un distributeur 20 pour du sulfate d'alumine destine a favori- ser la floculation des matières en suspension ou dissoutes dans le liquide, le processus de floculation bien connu en lui-même, se ddrou- lant dans une enceinte d'entrée 21 interposée sur le tuyau 15 et de tout type connu ne nécessitant pas une description détaillée, comme étant a la portée de l'homme de mtier, Le tuyau 15 comporte également un distributeur 22 pour du chlore, dont l'usage est également connu pour son activité bactricide. Immédiatement en aval de la fourche 1o, se trouvent deux vannes 23, 24 sur les tuyaux constituant respectivement la branche 15 et la branche 16. Le filtre 18 est muni d'une sortie de liquide traits 30 aboutissant a une fourche 31 dont une branche 32 aboutit a une enceinte 33 contenant du charbon actif, la branche 34 constituant une sortie d'évacuation. Des vannes respectivement 35, 36. et 3/ sont prevues sur la sortie 30, la branche 32 et la branche 34. A sa partie inférieure, le filtre 18 présente une sortie 40 munie d'une vanne 41. Entre l'enceinte de floculation 21 et l'entrée 17 du filtre 18, se trouve un tuyau 42 muni d'une vanne 43. L'enceinte 33 contenant du charbon actif est reliée a un tuyau de sortie 44 aboutissant a une fourche 45 dont une branche 46 munie d'une vanne 41 correspond a une sortie d'évacuation, tandis que la branche 48 munie d'une vanne 49 aboutit à un dispositif 50 de tout type connu on soi pour sousettrc le liquide qui le traverse a des rayons ultraviolets ou autres radiations bactéricides. Le dispositif 50 est muni d'une sortie 51 pour l'evacuation du liquide traité selon la flèche F1 et est relié à un circuit électrique d'alimentation 52 comprenant essentiellement une source de courant 53 et un interrupteur de commande 54. L'installation qui vient dextre décrite ponctionne de la manière suivante On place dans le réservoir 1 une quantité de liquide a traiter A par l'ouverture que dégage le couvercle 2 retires on niaisant en sorte qu'il reste au dessus du liquide A un espace B, puis on remet on place le couvercle 2 pour qu'il soit refermé de manière étanche. On mot on route le motocompresseur 6 afin qu'il introduise par l'en- trée 4 et le tuyau 5, dont la vanne Z est ouverte, de l'air comprime dans l'espace B. On mesure la pression au moyen du manomètre 13, les vannes 23 et 24 étant formées, jusqu'a ce que la valeur souhaitée soit atteinte. Lors- que cette pression est obtenue, on arrête le motocompresseur 6 et l'on terme la vanne 7, puis on ouvre la vanne 23 afin que le liquide As mis en mouvement par l'air comprime dans l'espace B, s'écoule par le plongeur 11, le tuyau 12 et le tuyau 15 jusqu'a l'enceinte de iloculation 21, le sulfate d'alumine et le chlore placés dans les réservoir 20 et 22 étant introduits dans le liquide a traiter par tout moyen connu. Après avoir traversé l'enceinte de floculation 21, le liquide emprunte le tuyau 42 et, la vanne 43 étant ouverte, pénètre dans le filtre 18 par l'entrée 17. Le filtre 18 comprend une masse filtrante de tout type connu et sa constitution comme son fonctionnement détaillé ne seront pas décrits puisqu'ils sont a la portée do l'homme de motiver. Après avoir traverse la iuse filtrante du filtre 18, le liquide sort par la sortie 30 dont la vanne 35 est ouverte et emprunte la branche 32 dont la vanne 36 est ouverte tandis que la vanne 37 reste fermée, le liquide aboutissant ainsi a l'enceinte 33 dans laquelle il traverse une masse de charbon actif et emprunte le tuyau 44 et la branche 48 dont la vanne 49 est ouverte tandis @ue la vanne 47 obture la branche 46, le liquide aboutissant alors au dispositif 50 ou, subissant laction des rayons ultra violets, il atteint le degré de pureté voulue avant d'etre évacué par la sortie 51 selon la fleche Fl vers sa distribution pour son utilisation. Naturellement, pour que le dispositif 50 fonctionne, l'interrupteur 54 a été ferme pour alimenter le dispositif 50 a partir de la source de courant 53. Après un certain temps de ce fonctionnement normal, la masse filtrante du filtre 18 s'est plus ou moins colmatée et il est nécessaire de pro céder a sa régénération, Pour cela, selon l'invention, on utilise une purge d'air dont les aa- ractéristiques de volume et de pression sont contrôlées a partir du réservoir 1, A cet effet, les deux vannes 23 et 24 sont fermées, la 7 est ouverte et le motocompresseur 6 est mis on route pour que l'air comprimé rem- plisse non plus seulement 1 espace B mais l'ensemble du réservoir 1 qui est a ce moment vide de tout liquide. On mesure par le manomètre 13 la pression d air établie dans le réser- voir 1 et lorsque le pression voulue est atteinte, on ferme la vanne I, on arrente le motocompresseur 6 et l'on ouvre la vanne 24 afin que l'air comprimé parcoure le tuyau 12 puis la branche 16 et pénètre dans le filtre 18 par l'entrée 19, les vannes 35 et 43 étant fermées et la vanne 41 de la sortie 40 étant ouverte. On note que l'entrée d'air 19 est à l'opposé de l'entrée de liquide 17, de sorte que l'air comprimé pousse les impuretés agglomérées à la masse filtrante du filtre 18 et les décroche pour les chasser par la sortie 40 selon la flèche P2. Lorsque cette purge, ou chasse d'air, est terminée, c'est- a- dire lors qu'il ne sort plus ni d'air ni d'impuretés par la zip sortie 40, on ferme la vanne 41 et on ouvre les vannes 35 et 43. On ferme également les vannes 23 et 24 et l'on remplit a nouveau le réservoir k avec du liquide on laissant subsister un espace B pour pouvoir recommencer l'opération de "glonflage" par introduction d'air comprimé â partir du motocompresseur 6, du tuyau 5 et de la vanne 7 ouverte. Les vannes 23 et 24 maintenues formées permettent a la pression d'air de s'exercer dans le réservoir 1 et le tuyau 12 de sorte que le rano mètre 13 donne une indication réelle et lorsque la pression d'air est ainsi mesurée et constatée comme étant bonne, on ouvre la vanne 23 pour que le liquide a traiter emprunte la branche 15, comme précédem- ment décrit. En arrivant dans le filtre 18, le liquide a traiter rencontre une wa- se filtrante débarrassée de ses impuretés, iais qui ne peut pas entre totalement purifiée, de sorte qu'il faut s'assurer de la qualité du liquide traité et cela se fait en ouvrant les vannes 35 et 37 tandis que l'on ferme les vannes 36 et 41. Le liquide traité sort, par conséquent, par le tuyau 34 selon la fle- chc F3 et le conducteur de l'installation observe la turbidité ou la clarté du liquide a cet endroit jusqu'à ce qu'il constate que le liquide présente la pureté voulue. Lorsque cette qualité est atteinte, le conducteur ferme la vanne 37 et ouvre la vanne 36 afin que l'installation fonctionne normalement et que le liquide passe sur le charbon actif de l'enceinte 33 et de la atteigne la sortie de l'installation. comme on l'indiquait dans le préambule Ci- dessus, l'invention permet de réaliser des installations très compactes et ne nécessitant que peu d'énergie et l'on vient de voir que le motocoipresseur 6, par exemple, n'est mis on route que pour établir une pression d'air dans le réser- voir 1 et le tuyau 12, ce qui sous- entend qu'il ne doit pas fonctionner en continu.Cela est particulièremment appréciable lorsque le moteur fonctionne avec un carburant car celui-ci doit être transporté et stocké. Or, on dehors des problèmes de courts, on simplifie et l'on réduit les poids et les volumes a transporter et a stocker. L'avantage est évidemment important aussi lorsque le moteur est élec- trique, car il permet d'économiser des batteries ou tout simplement le courant fourni par le secteur. Mais, selon l'invention, on peut faire fonctionner l'installation sans aucune énergie autre que l'énergie musculaire en utilisant la pompe que 1 'on a représenté ici comme ayant un corps 3 relié au couvercle 2. Le corps 3, muni d'un clapet d'entrée d'air 60 et d'un clapet de sortie d'air 61, contient un tige 62 portant un piston 63 a son extrémité située a l'intérieur du corps 3 et d'une poignée de manoeuvre 64 a son extrémité extérieure au corps 3. Avec ces dispositions, on peut "gonfler" le réservoir 1 en introduisant de l'air que l'on comprime au moyen de la pompe manuelle, les vannes 7, 23 et 24 étant ferlées, et en surveillant la pression par le manomètre 13. Le fonctionnement normal prévoit que l'on a d'abord introduit le liquide å traiter A dans le réservoir 1 et l'on établit bien entendu la pression d'air comprime dans les mornes conditions avec la pompe nuelle qu'avec le motocompresseur 6. Pour la régénération du filtre 18, on agit comme précédemment, l'air comprimé ayant été obtenu par la pompe manuelle et non par le motocompresseur 6. L'utilisation d'un stock d'air comprimé mesuré en volume par le ruser voir 1 et le tuyau 12 et en pression par le manomètre 13 permet de doser exactement la chasse d'air, d'une part pour mettre en mouvement le liquide a traiter lorsque l'installation fonctionne normalement et d'autre part pour régénérer le filtre 18 lorsque cela est nécessaire. Quelles que soient les conditions dans lesquelles l'installation est mise en oeuvre et surveillée, on est donc assuré d'un fonctionnement parfait sans faire appel a une main d 'oeuvre spécialement formée et qualifiée. Lorsque l'on ne dispose pas d'une source de courant électrique 53, le générateur de rayons ultra- violets 50 ne peut évidemment pas fonctionner, auquel cas on ferme la vanne 49 et l'on ouvre la vanne 47 afin que le liquide traité emprunte, a la sortie de l'enceinte a charbon actif 33, le tuyau 44 et le tuyau 46 pour sortir selon la flèche F4 en vue de son utilisation. A cet égard, on petit que Si le liquide a traiter est de l'eau, certaines conditions permettent de consommer cette eau traitée directement a la sortie de l'enceinte A charbon actif 33 par le tuyau 46 sans faire appel au générateur 50. Sur la figure 2, on a représenté un mode de réalisation particulière- ment intéressant lorsque l'on veut réaliser une installation de filtration portative. Dans un réceptacle clos 70 tel qu'une caisse, une cantine ou un bac en matière synthétique, on dispose tous les 4 entS nécessaires au trai tement, tels que le réservoir 1, le motocompresseur 6, le filtre 18, etc. On fixe éventuellement ces éléments a l'intérieur du réceptacle 70 et l'on dispose ensuite un tuyau flexiblequi constitue l'enceinte d'en trée du filtre 18, enceinte d' entrée dans laquelle se développe la floculation selon un procédé bien connu. Le tuyau 21 est raccordé par une de ses extrémités au réservoir 1 et par son autre extrémité a l'entrée 19 du filtre 19 en empilant des courbes successives de ce tuyau dans le volume aléatoire qui subsiste entre les divers éléments de l'installation. On obtient ainsi un ensemble unitaire et parfaitement compact le rS ceptacle 70 pouvant être fermé au moyen d'un couvercle 71 de tout type connu et être muni de poignées de transport 72. La sortie du filtre 19 peut être munie d'un tuyau souple d'une certaine longueur permettant de recueillir le liquide traité avec ou sans utilisation de charbon actif et de générateur de rayons ultra-violets. Une installation do ce type est extrêmement robuste et rustique si le réceptacle 70 est lui- choisi pour sa solidité. Il est portable par une personne et peut être suffisamment compact pour être mis sans difficulté dans le coffre d'une voiture ou sur un bateau et a plus forte raison un camion ou une camionnette peut il en transporter plusieurs pour les besoins en eau par exemple d'un groupe de personnes devant séjourner provisoirement dans des endroits ou l'on ne trouve aucune source d'eau potable ce qui évite, bien évidemment, le transport volumineux, coûteux et parfois impossible d'eau potable depuis un lieu de production jusqu'a l'endroit où doivent séjourner lesdites personnes. Il est bon de choisir la matière constitutive du tuyau 21 de telle manière que celui-ci puisse être a la fois flexible et suffisafnent résistant, c'est-à-dire avoir du nerf, pour que les courbes selon lesquelles on le cintre aient tendance a s'ouvrir, c'est-å-dire å s 'appliquer contre les parois du réceptacle 70 et contre les éléments de 1' installation de traitement, en vue de maintenir ces éléments élastiquement sans pour autant que les efforts de ballottement, lors du transport par exemple, écrasent le tuyau 21 et finissent par l'af- faiblir. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le réceptacle 70 est du type a deux parois 73 et 74 ménageant entre elles un espace étanche 75 pouvant servir de réservoir a de l'eau filtrée et purifiée, ce qui pereet de disposer d'un stock d'eau potable d'avance et de le transporter dans des endroits où il n'y a pas d'eau du tout ou, tout simplement, pendant un déplacement. on prévoit alors un raccordement 76 entre la sortie 30 du filtre 18 et l'espace 75, soit direct. comme cela est représenté schématiquement, avec interposition d'un robinet (non représenté), soit après passage sur du charbon actif et/ou dans une unité de stérilisation 50 couse on la a indiqué précédemment. On prévoit alors un orifice 77 permettant de faire écouler l'eau du réservoir 75 vers l'extérieur pour son utilisation, cet orifice 77 étant obturé soit par un bouchon 78 comme représenté, soit par un robinet de tout type connu. Selon un mode de réalisation avantageux, le réceptacle clos 70 est constitué par une glacière démunie de l'isolant norialement placé en tre les parois 73 et 74. On obtient ainsi, a faible prix de revient, un enseablo compact et d'omploi facile, entiarerment insensible a oxydation et facilement nettoyable. Naturellement, on peut, selon le même principe, réaliser des installations de tout calibre y compris non portables. A l'opposé, il est possible de prévoir une installation conforme a 1' invention sous forme encore plus compacte et portable a dos d'homme, ainsi que cela est illustré par la figure 3. On voit sur cette figure 3 un réceptacle 80 contenant tous les éléments de filtration, d'épuration et de désinfection voulus ainsi qu'une enceinte de floculation réalisée éventuellement sous forme d'un tuyau flexible du type de celui représenté sur la figure 2. Le réceptacle 80 comporte des bretelles SI pour son portage par un homme et un orifice 82 suni d'un bouchon 83 analogue a l'orifice 77 et au bouchon 78. Il comporte, sur l'un de ses côtés, un levier 94 muni d'une poignée 85 et qui peut être manoeuvré par des mouvements pivotants verticaux alternatifs du porteur afin de "gonfler" le réservoir situé a l'inté- rieur du réceptacle ao, ce levier 84 et la poignée 85 jouant le rôle de la peste menue île décrite en regard de la figure 1 et dont la poignée 64 est visible sur la figure 2, la pression que l'on établit ainsi dans le réservoir étant vérifiée au moyen d'un manomètre 86. Il ressort de la description ci-dessus que l'invention permet de réa lise des installations de filtration d'eau de toute importance, v compris de très faible volume, et d'assurer un fonctionnement sûr malgré la rareté voire l'absence d'énergie et malgré des conditions d'emploi très difficiles, sans personnel qualifié. Une installation portable conforme à l'invention est donc particulièremment. adaptée aux besoins de certains pave non dquipés ou non dqui- pables avec de grandes installations fixes. Une installation conforme à l'invention peut non seulement être réalisée sous la forme portable très compacte décrite en regard des figures 2 et 3 mains peut aussi être beaucoup plus volumineuse pour assurer une distribution d'eau selon un réseau plus ou moins développé sans nécessiter de travaux d'implantation. REVENDICATIONS 1- Installation pour le traitement de liquides, notamment d'eau, du type comprenant un filtre réqénérable, caractérisée en ce qu'elle comprend un compresseur (36) destiné a établir de l'air comprimé dans un réservoir étanche (1) devant contenir le liquide a traiter (A), cet air comprimé étant destiné d'une part å mouvoir le liquide à traiter (A) et, d'autre part, a réqénérer le filtre (18) par pur se d'air, un orifice de sortie (lo) du réservoir (1) étant relié a un tuvau (12) qui aboutit a une fourche (14) a deux branches (15 et 16), l'une aboutissant a une entrée (17) de liquide a traiter (A) dans le filtre (18) et l'autre (16), aboutissant a une entrée d'air (19) dans le filtre, opposée a la précédente (17), le filtre (18) comprenant une sortie (30) de liquide filtré et une sortie (40) d'air de purqe éventuellement confondues. 2- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la capacité du réservoir (1) est établie en fonction de la capacité du filtre (18). afin que l'air qui est contenu dans le réservoir (1) vide de liquide et qui est porté a une pression donnée représente au moins le volume nécessaire a la purge du filtre 3- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réservoir (1) comprend deux entrées d'air (461) isolables, l'une (4) reliée a un moto-compresseur (6) et l'autre a une pompe manuel- le (3), le tuyau de sortie (12) étant équipé d'un manometre (13) situé en amont de la fourche (14). 4- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le réservoir (1) comprend un couvercle étanche amovible (2) traversé par le corps (3) de la pompe manuelle. 5- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que comprenant a la manière connue une enceinte d'entrée (21) située en amont du filtre (18) et dans laquelle des matières que contient le liquide (A) doivent etre floculées, ladite enceinte d'entrée (21) est constituée par un tuyau flexible et les divers éléments de l'installation : réservoir (1), compresseur (3-6), filtre (18) et autres (20-22) sont placés dans un réceptacle clos (70-80), le tuyau flexible (21) étant disposé de manière aléatoire dans un es pace subsistant entre ces divers éléments. 6- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le tuyau flexible (21) est réalisé en une matière lui donnant suffi samment de nerf pour qu'il assure, sans modification sensible de sa section de passage, le maintien élastique des diveres éléments (1--6 18) de l'installation. 7- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le réceptacle clos (78) cst du type ayant une double paroi (73-74) déterminant un espace (75) dans lequel le liquide stocké après traitements s- Installation selon la revendication 5, Caractérisée en ce que le réceptacle clos (80) est destiné à être porté à dos d'homme, soit par l'intermédiaire d'un châssis, soit directement, par exemple au moyen de bretelles (S). 9- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tuyau flexible (210 est réalisé en une matier lisse présentant un coefficient de frottement aussi faible que possible.