Brevet FR2572301A1 — publié le 19860502

L'invention concerne un procédé pour la filtration d'une suspension sur couche filtrante granulaire et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, du type des appareils de filtration continue sur sable, utilisables en traitement des eaux de toute nature pour la filtration de suspensions ou d'émulsions. Les filtres à couche filtrante granulaire s'encrassent après un certain temps de fonctionnement et nécessitent une régénération de la masse filtrante. Il est connu depuis longtemps, pour éviter l'arrêt de l'alimentation du filtre en fluide à filtrer, pendant la régénération de la masse filtrante et donc pour assurer un fonctionnement continu du fil- tre, de soumettre la masse filtrante à un écoulement de telle manière que, tout en maintenant constant le débit du fluide à filtrer, on puisse, par circulation, nettoyer la masse filtrante encrassée. Plusieurs appareils ont déjà été décrits pour la mise en oeuvre de ce type de procédé: la filtration est effectuée à courant ascen- dant à travers une masse granulaire de sable, le sable encrassé est ex- trait à contre-courant au moyen d'un éjecteur à air ou à eau, participant également à la régénération. La reprise du sable est habituellement continue: dans certains procédés le lavage du sable est effectué à l'extérieur du filtre des portions de sable sont extraites, régénérées et recyclées sans inter- ruption de la marche du filtre. Ces appareils nécessitent un équipement complexe et coûteux. Dans d'autres procédés connus, on réalise un lavage du sable à l'air comprimé, un éjecteur à air disposé dans la partie centrale du filtre permettant à la fois la reprise du sable par un tube central et son lavage à l'air dans ce tube central, le sable étant soumis à un lavage à l'eau à la partie supérieure du filtre. Cependant, ces procédés présentent des inconvénients la vitesse de passage du sable dans le tube central étant souvent trop grande, des poches d'air se forment et ne participent pas au lavage du sable; en outre, les risques d'abrasion sont importants, de même que 72301 2-z les pertes de sable par attrition. La consommation d'air comprimé est continue; de plus, la mise en oeuvre de ces procédés nécessite des appareils cylindriques de grande hauteur, munis de dispositifs annexes tels que cônes de dispersion pour le sable lavé. L'invention permet d'éliminer ces inconvénients. Elle permet en outre d'adapter le volume de sable lavé au niveau de colma- tage du filtre et donc de régler les cycles de transfert du sable et d'op- timiser la consommation d'air comprimé. Le procédé suivant l'invention, pour la filtration d'une suspension sur couche filtrante granulaire, dans lequel le fluide à traiter traverse la masse granulaire suivant un courant vertical ascendant, cette masse granulaire étant, en vue de son lavage à l'air, entrafhée en continu au moyen d'un éjecteur à air comprimé, dans un tube oh elle prend un mouvement ascendant et à la sortie duquel elle est lavée à l'eau-audessus de la couche oh s'effectue la filtration, après quoi elle est recyclée par gravité à la partie supérieure de la couche de filtration, est caractérisé en ce que la masse granulaire chargée ayant subi ce premier lavage est fluidisée au-dessus de la couche filtrante et soumise à un lavage com- plémentaire à l'eau et à l'air surpressé. Suivant l'invention, l'air surpressé de fluidisation et de lavage complémentaire de la masse granulaire est sous une pression de 0, 1 à 0, 4 bar, l'air comprimé de reprise de la masse granulaire étant sous une pression de 3 à 4 bars. Suivant une disposition préférée de l'invention, les ali- mentations de l'appareil en air surpressé et en air comprimé sont inter- mittentes et avantageusement synchrones. L'invention concerne également un appareil pour la mise en oeuvre du procédé. Cet appareil de filtration, constitué par une en- ceinte fermée, cylindro-conique, comportant une zone de filtration sur couche filtrante granulaire, des moyens pour introduire le fluide à trai- ter dans la partie inférieure de cette couche filtrante, des moyens pour la reprise de l'eau filtrée à la partie supérieure de l'appareil; et une 3- zone de lavage située au-dessus de la zone de filtration et dans laquelle débouche un tube axial alimenté à sa b ase en air comprimé, destiné à entrariner la masse filtrante chargée vers la zone de lavage, des moyens pour évacuer l'eau de lavage de cette zone, est caractérisé en ce qu'il est muni d'un collecteur d'air surpressé, disposé au-dessus de la couche filtrante. Suivant une autre caractéristique de l'invention, des moyens sont prévus pour alimenter le collecteur d'air surpressé, de façon conti- nue ou intermittente, avantageusement en synchronisme avec l'alimenta- tion en air comprimé du tube axial assurant la reprise de la masse fil- trante chargée. On a décrit ci-après, uniquement à titre d'exemple non li- mitatif une forme de réalisation de l'appareil suivant l'invention, en référence à la figure unique du dessin annexé qui montre de façon sché- matique et en coupe cet appareil. L'appareil est constitué d'une enceinte cylindro-conique 1 comportant une zone de filtration 2 emplie d'un matériau granulaire tel que du sable. L'eau à traiter est introduite par le collecteur 3 et traverse la couche filtrante de bas en haut. L'eau filtrée est recueillie par le dé- versoir 4. La masse filtrante chargée est aspirée dans le tube central 5 au moyen d'un éjecteur d'air comprimé 6, alimenté par la canalisation 7, sous 3 à 4 bars. De cette façon, l'air comprimé entrafhe le sable vers la zone de lavage 8. Le sable lavé est recyclé par la cheminée 9 vers la couche filtrante, l'eau de lavage étant évacuée par le déversoir 10. Conformément à l'invention, un collecteur d'air surpressé 11, sous 0,1 à 0,4 bar, est disposé au-dessus de la couche filtrante et au-dessous de la cheminée 9, cet air surpressé assurant la fluidisation du sable retombant de la cheminée après un premier lavage et assurant, en outre, un lavage complémentaire en air et eau de ce sable. Le collecteur 11 d'air surpressé est alimenté par la cana- lisation 12 reliée à la canalisation 7 d'alimentation en air comprimé de l'éjecteur 6 et munie de rnoyens, tels que détendeur et vanne de réglage 4 - de débit 13 pour assurer le fonctionnement intermittent e, avantageuse- ment synchrone de l'éjecteur 6 et du collecteur 11. L'appareil comporte en outre des moyens de régulation tels que minuterie 14, permettant de régler les cycles de lavage en fonction du colmatage de la couche fil- trante. - 5 - REVENDICATIONS 1. Procédé pour la filtration d'une suspension sur couche filtrante granulaire, dans lequel le fluide à traiter traverse la masse granulaire suivant un courant vertical ascendant, cette masse granulaire étant, en vue de son lavage à l'air, entrafhée en continu au moyen d'un éjecteur à air comprimé, dans un tube oh elle prend un mouvement ascen- dant et à la sortie duquel elle est lavée à l'air au-dessus de la couche oh s'effectue la filtration, après quoi elle est recyclée par gravité à la par- tie supérieure de la couche de filtration, caractérisé en ce que la masse granulaire chargée ayant subi ce premier lavage est fluidisée au-dessus de la couche filtrante et soumise à un lavage complémentaire à l'eau et à l'air surpressé. Z. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'air surpressé de fluidisation et de lavage complémentaire de la masse granulaire est sous une pression de O, 1 à 0, 4 bar 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier lavage et le lavage com- plémentaire de la masse granulaire chargée sont réalisés de façon inter- mittente et en synchronisme. 4. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comportant dans une enceinte fermée, de forme cylindro-conique, une zone de filtration sur couche filtrante granulaire, des moyens pour introduire le fluide à traiter dans la partie inférieure de cette couche filtrante, des moyens pour la reprise de l'eau filtrée à la partie supérieure de l'appareil;, et une zone de lavage située au-dessus de la zone de filtration et dans laquelle débouche un tube axial alimenté à sa base en air comprimé, destiné à entrafher la masse filtrante chargée, vers la zone de lavage, des moyens pour évacuer l'eau de lavage de cette zone, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il est (1)i muni d'un collecteur d'air surpressé, disposé au-dessus de la couche fil- trante granulaire (2). -6- 5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens tels que détendeur et vanne de réglage de débit 13) pour alimenter le collecteur(1 1) d'air surpressé, de façon continue ou intermittente, avantageusement en synchronisme avec l'alimentation en air comprimé de l'éjecteur(6)assurant, par le moyen du tube axial(8|, la reprise de la masse filtrante chargée. 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens tels que minuterie (14) destinés au réglage des cycles de lavage en fonction du colmatage de la couche filtrante.