Brevet FR2616770A1 — publié le 19881223

La présente invention concerne une unité de traitement d'eau destinée à transformer de l'eau brute en eau douce. On connait des unités de traitement d'eau destinées au dessalement de l'eau saumâtre par un procédé d'évaporation et de condensation successives. Ce procédé utilise deux cellules maintenues à des températures décroissantes. La chaleur de la vapeur introduite dans la première cellule est utilisée pour évaporer å partir d'eau brute une quantité de vapeur pratiquement équivalente mais à plus faible température. Cette vapeur est ensuite introduite dans la deuxième cellule où elle est condensée tout en faisant fonction de source chaude pour la production, à partir d'eau brute, d'une quantité de vapeur pratiquement équivalente mais à plus faible température, celle-ci étant aspirée et recomprimée grâce à de la vapeur haute pression provenant du générateur de vapeur, ce mélange alimentant la première cellule. La vapeur condensée dans chaque cellule est récupérée sous forme d'eau distillée. Ce procédé présente l'inconvénient de fournir une eau insuffisamment pure car si la plupart des éléments nocifs pouvant se trouver dans l'eau brute sont, éliminés par un procédé de distillation (métaux, sels, détergents, coliformes, streptocoques, matières en suspension), certains autres codistillent avec l'eau et se retrouvent dans l'eau distillée (mercure1 pesticide, phénol, hydrocarbures aromatiques, amoniaque). Pour remédier à cet inconvénient, la présente invention a pour but de proposer une unité de production d'eau douce dans laquelle les éléments ayant éventuellement codistillés avec l'eau sont en majeure partie éliminés. A cet effet, l'invention a pour objet une unité de traitement d'eau comportant au moins une unité de distillation d'eau brute comprenant un ensemble évaporateur-condenseur caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de traitement chimique de l'eau brute implantés sur le circuit d'alimentation d'eau brute, en amont de la partie évaporateur, pour en modifier l'acidité, un tampon mixte, disposé à la sortie de la partie évaporateur, pour empêcher l'entrainement de gouttelettes d'eau brute avec la vapeur à condenser et fixer certains éléments ayant codistillés avec l'eau brute, et un filtre, disposé en aval de la partie condenseur sur le circuit de récupération de l'eau distillée, pour fixer des impuretés de celle-ci. Selon d'autres caractéristiques - le tampon mixte comprend deux matériaux de filtration tels que de l'inox 316 L et de la laine d'argent; - la laine d'argent est entourée par l'inox 316 L; - la laine d'argent est disposée autour d'une armature; - le tampon mixte présente la forme d'un parallélépipède rectangle dont les faces longitudinales sont constituées par l'inox 316 L et sont traversées par la vapeur; - le filtre est un filtre à charbon actif;; - l'unité de traitement d'eau est du type comportant une seconde unité de distillation d'eau brute dont la partie évaporateur utilise comme source chaude la vapeur non condensée sortant du tampon mixte de la partie évaporateur de la première unité de dis tillation et est caractérisée en ce qu'elle comporte un second tampon mixte disposé à la sortie de la partie évaporateur de la deuxième unité de distillation et en ce que le filtre est un filtre commun aux deux circuits de récupération d'eau distillée. L'invention va être décrite plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels - la Figure 1 est un schéma de principe d'une unité de traitement d'eau selon l'invention; - la Figure 2 est une vue en perspective partiellement arrachée d'un ensemble évaporateur condenseur à deux cellules faisant partie de l'unité de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue en perspective partiellement arrachée d'un tampon mixte de l'unité représentée à la Figure 1. L'unité de traitement d'eau représentée schématiquement à la Figure 1 comporte une unité de distillation 1 composée de ceux cellules 2 et 3. Chacune de ces cellules comporte un compartiment évaporateur 4 et un réseau tubulaire formant condenseur 5. La partie supérieure du compartiment évaporateur 4 comporte un plateau d'arrosage 6 en eau brute de l'évaporateur et un tampon 7 de filtration de la vapeur. Un circuit d'eau brute amène de l'eau à distiller au plateau d'arrosage 6. Ce circuit comporte une prise d'eau brute munie d'une crépine 8, une pompe de soutirage 9 alimentant un réservoir 10 muni d'un robinet à flotteur 11. Une conduite 12 relie le réservoir 10 au plateau d'arrosage 6. Conformément à l'invention, des moyens de traitement chimiques constitués par un bac de traitement 13 sont disposés sur le circuit d'eau brute entre le réservoir 10 et les plateaux d'arrosage 6. Les compartiments évaporateurs 5 communiquent entre eux à leur partie inférieure par un tube en U 14 et une pompe 15 est reliée au compartiment évaporateur 4 de la cellule 3. Le condenseur 5 de la cellule 2 est relié à un circuit de vapeur possédant deux sources. La première source comporte un générateur de vapeur 16 alimenté depuis un réservoir d'eau douce 17 par une pompe 18. La deuxième source est constituée par la vapeur produite par l'évaporateur 4 de la cellule 3 à la sortie 19 de laquelle est relié le condenseur 5 de la cellule 2. La vapeur provenant de ces deux sources passe au travers d'un thermocompresseur 20 monté en amont de l'entrée du condenseur 5 de la cellule 2. Les sorties des condenseurs 5 sont reliées à un circuit de récupération de l'eau distillée qui comprend une pompe d'eau distillée 21~reliée à un réservoir d'eau distillée 22 au travers d'un filtre 23. La sortie 24 de l'évaporateur de la cellule 2 communique avec l'entrée 25 du condenseur 5 de la cellule 3. Un évacuateur 26 est relié aux condenseurs 5 des cellules 2 et 3, cette dernière liaison n'étant pas représentée, pour extraire les éléments incondensables de la vapeur y entrant. A la Figure 2, on a représenté un mode de réalisation de l'unité de distillation 1 qui fait apparaitre les deux entrées 28 d'eau préalablement traitée chimiquement, l'entrée de vapeur 29 du condenseur 5 de la cellule 2 deux sorties d'eau distillée 30, une sortie de saumure 31 et une sortie d'éléments incondensables 32. Conformément à l'invention, le tampon 7 est un tampon mixte disposé entre l'enveloppe et le plateau d'arrosage de chaque cellule, ce qui oblige la vapeur formée dans l'évaporateur 4 à traverser le tampon mixte 7. Chaque tampon mixte 7, comme représenté à la Figure 3, a une forme de parallélépipède rectangle. Il comporte une armature de renfort 33: entourée de laine d'argent 34. Cette dernière est située entre deux couches 35 d'inox 316L (selon norme AISI) par exemple tisse et l'ensemble est entouré par une toile d'inox 316L. Chaque tampon est disposé de façon que la vapeur traverse ses parois longitudinales. En se reportant à nouveau à la Figure 1, on constate que l'eau brute passe dans le bac de traitement chimique 13 avant de parvenir à l'unité de distillation. Ce bac de traitement 13 de type conventionnel et qui n'est pas représenté en détail comporte généralement une pompe doseuse qui injecte un mélange de détartrant et d'acide chlorhydrique dans la conduite d'eau brute 12. Ce traitement permet d'amener le pH de l'eau brute à une valeur comprise entre 5,5 et 6 environ. On a fait des essais pour montrer qu'à partir d'une eau brute à pH = 7 contenant 3,75 mg/l d'ions NH4+, et si aucun traitement chimique n'est fait, le distillat contient 12 mg/l d'ions NH4+. Au contraire, à partir d'une eau brute, contenant 8,7 mg/l d'ions NH4+, et traitée chimiquement pour en ramener le pH à 6, le distillat ne contient plus que 0,47 mg/l. L'eau ainsi traitée est alors convoyée jusqu'au plateau d'arrosage 6 de chaque cellule où elle tombe en pluie sur le réseau tubulaire 5 chauffé par de la vapeur. L'eau se transforme alors en partie en vapeur qui traverse les tampons mixtes 7. La vapeur formée dans la cellule 2 alimente le réseau tubulaire de la cellule 3 alors que la vapeur formée dans la cellule 3 alimente le réseau tubulaire 5 de la cellule 2 après avoir été réchauffée et comprimée par le thermocompresseur 20 alimenté en vapeur haute pression par le générateur de vapeur 16. Les tampons mixtes traversés par la vapeur d'eau distillée empêchent l'entrainement de gouttelettes d'eau brute susceptibles de polluer l'eau distillée qui est produite par condensation de cette vapeur. De plus, ces tampons mixtes ont pour propriété de fixer le mercure et le sulfure d'hydrogène contenus dans la vapeur. Des essais réalisés à partir d'une eau brute contenant 7,6 mg/l de mercure ont montré qu'après distillation et passage à travers un tampon séparateur simple en inox 316L, la quantité résiduelle de mercure de l'eau distillée est de 0,68 mg/l. Au contraire, à partir de la même eau brute après distillation et passage de la vapeur à travers un tampon selon l'invention mixte inox 316L/laine d'argent, la quantité résiduelle de mercure dans l'eau distillée n'est plus que de 0,002 mg/l. Cette vapeur obtenue à partir-de l'eau traitée chimiquement et après passage à travers les tampons mixtes est condensée dans les réseaux tubulaires des condenseurs 5 et se retrouve à ljétat d'eau distillée. Elle est soutirée par la pompe d'eau distillée 21 qui l'envoie dans le réservoir 22 au travers d'un filtre à charbon actif 23. Ce filtre 23 permet de fixer les phénols, les hydrocarbures aromatiques, les pesticides et sert également de barrière de sécurité à l'encontre d'éléments tels que l'ammoniaque et le mercure qui pourraient subsister dans l'eau distillée. La partie d'eau brute non transformée en vapeur dans l'évaporateur se retrouve à la partie inférieure de celui-ci sous forme de saumure qui est évacuée par la pompe de saumure 15. L'unité de traitement d'eau selon l'invention permet donc d'obtenir une eau distillée exempte de métaux, de sels, détergents, #oliformes, streptocoques et- matières en suspension, et de plus à peu près exempte d'éléments codistillant avec l'eau tels que mercure, pesticides, phénols, hydrocarbures aromatiques-, ammoniaque, dans des teneurs conformes au seuil de potabilité. Une unité de traitement d'eau selon l'invention peut aisément être rendue compacte et être installée sur une remorque ou dans un conteneur pour son transport sur le lieu d'utilisation. REVENDICATIONS 1 - Unité de traitement d'eau comportant au moins une unité de distillation (1) d'eau brute comprenant un ensemble évaporateur-condenseur caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de traitement chimique (13) de l'eau brute implantés sur le circuit d'alimentation d'eau brute, en amont de la partie évaporateur, pour en modifier l'acidité, un tampon mixte (7), disposé à la sortie de la partie évaporateur pour empêcher l'entrainement de gouttelettes d'eau brute avec la vapeur à condenser et fixer certains éléments ayant codistillés avec l'eau brute, et un filtre (23), disposé en aval de la partie condenseur sur le circuit de récupération de l'eau distillée, pour fixer des impuretés de celle-ci. 2 - Unité de traitement d'eau selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tampon mixte (7) comprend deux matériaux de filtration tels que de l'inox 316 L (35) et de la laine d'argent (34). 3 - Unité de traitement d'eau selon la revendication 2, caractérisée en ce que la laine d'argent est entouré par l'inox 316 L. 4 - Unité de traitement d'eau selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la laine d'argent est disposée autour d'une armature (23). 5 - Unité de traitemen#t d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le tampon mixte (7) présente la forme d'un parallélépipède rectangle dont les faces longitudinales sont constituées par l'inox 316 L et sont traversées par la vapeur. 6 - Unité de traitement d'eau selon la revendication 1, caractérisée en ce que le filtre (23) est un filtre à charbon actif. 7 - Unité de traitement d'eau selon la re dication 1 caractérisée en ce que l'unité de traitement d'eau est du type comportant une seconde unité de distillation (3) d'eau brute dont la partie évaporateur utilise comme source chaude la vapeur non condensée sortant du tampon mixte (7) de la partie évaporateur de la première unité de distillation et est caractérisée en ce qu'elle comporte un second tampon mixte disposé à la sortie de la partie évaporateur de la deuxième unité de distillation et en ce que le filtre (23) est un filtre commun aux deux circuits de récupération d'eau distillée.