Brevet FR2716385A1 — publié le 19950825

La présente invention est relative d'une manière générale au domaine du traitement des eaux et elle vise plus particulièrement un procédé et un dispositif destinés à assurer le nettoyage de modules de filtration par rétrolavage. Dans les installations de filtration actuellement réalisées mettant en oeuvre des modules de filtration tels que par exemple d'ultrafiltration, généralement montés en parallèle, le nettoyage de ces filtres est effectué simultanément par rétrolavage de l'ensemble des modules filtrants à l'aide de l'eau filtrée préalablement stockée. Ces installations de rétrolavage nécessitent donc d'une part des volumes très importants de liquide filtré pour le rétrolavage et par conséquent des enceintes de stockage importantes et, d'autre part des pompes de grande puissance destinées au refoulement du liquide filtré au travers de l'ensemble des modules de filtration pour en assurer un nettoyage simultané. Ces installations sont donc coûteuses non seulement en ce qui concerne leur réalisation, mais également en ce qui concerne les coûts de mise en oeuvre et d'entretien. La présente invention se propose d'apporter une technique de rétrolavage de modules filtrants se traduisant par une installation peu coûteuse et d'un fonctionnement particulièrement facile et fiable. En conséquence, cette invention concerne en premier lieu un procédé pour assurer le rétrolavage de modules de filtration, notamment dans une installation de traitement des eaux, ces modules de filtration étant montés en parallèle, caractérisé en ce que le rétrolavage est assuré unitairement module après module, en utilisant l'eau filtrée préalablement stockée dans des réservoirs à membrané sous pression, cette eau de rétrolavage étant refoulée sous pression à partir desdits réservoirs dans le module à nettoyer, en utilisant la pression d'alimentation dérivée du circuit d'alimentation en eau brute des modules de filtration On comprend que grâce au procédé selon l'invention les modules de filtration sont rétrolavés unitairement les uns après les autres, ce qui permet de limiter le débit instantané nécessaire pour réaliser un rétrolavage efficace d'une part, et pour ne pas être tenu d'utiliser une pompe supplémentaire uniquement pour cette opération, d'autre part. Cette invention vise également un dispositif mettant en oeuvre le procédé tel que défini ci-dessus. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte : - une pluralité de modules de filtration montés en parallèle, alimentés en eau brute sous pression à partir d'un réseau d'alimentation ou par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation, chaque module pouvant être isolé par une vanne amont et une vanne aval - un ou plusieurs réservoirs de stockage d'eau filtrée provenant desdits modules et destinée à assurer le rétrolavage de ces modules unitairement les uns après les autres, ces réservoirs étant du type à membrane sous pression - une dérivation sur la canalisation d'alimentation des modules en eau brute, sur laquelle est interposée une vanne trois voies pour diriger soit l'eau brute sous pression vers lesdits réservoirs de stockage afin d'en chasser l'eau filtrée qu'ils contiennent vers le module à nettoyer par rétrolavage, soit l'eau brute contenue dans les réservoirs vers l'égoût à la fin du rétrolavage ; - une vanne trois voies montée respectivement sur la conduite de sortie d'eau filtrée de chaque module de filtration de manière à diriger l'eau filtrée provenant du module correspondant vers la canalisation d'évacuation de l'eau filtrée, ou à diriger l'eau filtrée sous pression provenant desdits réservoirs de stockage dans le module à rétrolaver. Selon la présente invention, on prévoit un détecteur de débit sur la conduite à partir de laquelle les réservoirs alimentent en eau de rétrolavage sous pression le module de filtration à nettoyer, afin de détecter la fin du remplissage du réservoir, la fin de la vidange des réservoirs après le rétrolavage de l'un des modules de filtration et, toute fuite de réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé dont la figure unique est une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un dispositif mettant en oeuvre cette invention. En se référant au dessin, on voit que ce dispositif comprend une pluralité de modules de filtration, par exemple d'ultrafiltration, montés en parallèle M1, M2, M3, alimentés en eau brute à filtrer par le réseau sous pression 10, par l'intermédiaire d'un détendeur 12, ou par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation. Chacun des modules de filtration peut être isolé par des vannes montées respectivement en amont et en aval. Comme on le voit sur le dessin, le module M1 comporte une vanne amont (côté alimentation en eau brute sous pression) 20, et une vanne aval 22,, permettant lorsqu'elle est ouverte de diriger le liquide sortant du module vers une conduite 40 menant à l'égoût (position de rétrolavage du module considéré ainsi qu'on le décrira ciaprès). Les deux autres modules sont pourvus de paires de vannes identiques. L'eau filtrée par les modules sort de ces derniers par l'intermédiaire de canalisations d'évacuation S1, S2 et S3 raccordées à la canalisation générale d'évacuation S, menant au circuit d'utilisation. Comme connu, cette canalisation S est munie d'un manomètre 14, d'un détendeur 16 et d'un compteur 18. Sur chacune des conduites d'évacuation d'eau filtrée S1, S2, S3 est interposée une vanne trois voies respectivement 24,, 242, 243, de manière à mettre en communication respectivement chacune desdites conduites d'évacuation avec la conduite de refoulement 32 des réservoirs de stockage R1 et R2, à l'aide desquels s'effectue le rétrolavage successif des modules de filtration. Ces réservoirs de stockage sous pression sont du type connu à membrane et l'eau filtrée qu'ils contiennent, d'un côté de la membrane, est chassée sous pression par l'intermédiaire de la pression de la canalisation d'alimentation en eau brute de l'installation, cette pression s'exerçant sur l'autre côté de la membrane. A cet effet, cette canalisation 10 comporte une dérivation 28 sur laquelle est interposée une vanne trois voies 26 permettant de diriger soit l'eau brute sous pression vers les réservoirs R1 et R2 montés en série, soit l'eau brute contenue dans lesdits réservoirs vers l'égoût à la fin du rétrolavage, comme on le décrira ci-après. L'installation comporte par ailleurs des clapets antiretour tarés 34 et 38, ainsi qu'un limiteur de débit 36, comme on peut le voir sur le dessin, assurant un remplissage lent des réservoirs R1 et R2 et un débit rapide lors du rétrolavage de l'un des modules de filtration. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif selon la présente invention. 1 - SERVICE Le réseau sous pression alimente en eau brute l'installation par l'intermédiaire de la canalisation 10. L'eau brute passe parallèlement dans les modules de filtration M1, M2, M3, les vannes amont de ces derniers 20,, 20n, 203 étant ouvertes et les vannes aval 22,, 222, 223 étant fermées afin d'isoler la canalisation 40 de mise à l'égoût. L'eau filtrée sort des modules par les conduites respectives S1, S2 et S3, et elle est évacuée vers le circuit d'utilisation par l'intermédiaire de la conduite S après passage au travers du manomètre 14, du détendeur 16 et du compteur 18, les vannes trois voies respectives 24,, 242 et 243 étant dans la position qui interdit la mise en communication des conduites d'évacuation d'eau filtrée avec la conduite 32 des réservoirs de stockage R1, R2. L'installation comporte des moyens permettant de connaitre à tout moment les valeurs respectives de la pression et du débit d'évacuation, les variations de la pression d'écoulement, ou du débit de l'eau filtrée permettant de connaitre à tout moment le degré de colmatage des modules de filtration. 2 - RETROLAVAGE Lorsque la pression au travers de l'un quelconque des modules de filtration M1, M2, M3 augmente au delà un seuil prédéterminé, il y a lieu de procéder au nettoyage par rétrolavage du module considéré, l'installation selon l'invention permettant, ainsi qu'on l'a déjà précisé ci-dessus, de rétrolaver unitairement les modules les uns après les autres. On peut prévoir un système de servo-distributeurs hydrauliques permettant de réaliser la commande automatique des vannes, ainsi que le choix du module à rétrolaver, en fonction de la pression dans ce module. Bien entendu, dans le cas d'un lavage semi-automatique, la sélection du module à rétrolaver peut se faire manuellement. On décrira à titre d'exemple la manière selon laquelle s'effectue le rétrolavage du module Ml, étant entendu que ce fonctionnement est identique pour n'importe quel autre module. Pour effectuer le rétrolavage du module MI, la vanne automatique 20, se ferme, la vanne automatique 22, s'ouvre, et la vanne trois voies 24, change de position (fermeture vers la sortie S1 d'eau traitée, et ouverture vers la conduite 32 sur le circuit en provenance des réservoirs sous pression R1 et R2). La vanne trois voies 26 change alors de position (fermeture du circuit vers l'égoût et ouverture du circuit sur l'eau brute provenant du réseau d'alimentation sous pression 10) et l'eau contenue dans les réservoirs à membrane R1 et R2 est ainsi chassée, sous l'effet de la pression admise par la conduite 28, vers le module M1, en sens inverse de la filtration, ce qui assure le rétrolavage de ce module. Pendant cette opération, dont la durée peut être de l'ordre par exemple de 45 secondes, l'eau assurant le rétrolavage sort du module M1 au travers de la vanne 22; pour être évacuée vers l'égoût par l'intermédiaire de la conduite 40. La fonction d'ultrafiltration du module M1 peut alors reprendre. A cet effet la vanne 20, s'ouvre, la vanne 221 se ferme et l'eau ultrafiltrée par le module Ml est alors acheminée au travers de la vanne trois voies 24r, qui reprend sa position initiale vers les réservoirs à membrane R1 et R2, par l'intermédiaire de la conduite 36. Ainsi les réservoirs R1 et R2 se remplissent à nouveau d'eau filtrée destinée à assurer le rétrolavage d'un autre module. Pendant ce remplissage, la vanne trois voies 26 ouvre le circuit vers l'égoût et ferme l'arrivée d'eau brute en provenance de la canalisation 10, afin d'assurer la vidange de 1' eau brute contenue dans les réservoirs R1 et R2. On peut prévoir un limiteur de débit interposé sur la conduite 28 afin d'éviter une vidange trop rapide dommageable aux membranes des réservoirs R1, R2. La fin du remplissage des réservoirs est contrôlée par tout moyen approprié, par exemple par une turbine ou un débitmètre 30. Ce même moyen permet également de détecter toute fuite sur une membrane de l'un des réservoirs R1 ou R2. Lors du retour au fonctionnement normal, lorsque tous les réservoirs R1 et R2 sont remplis d'eau filtrée pour un rétrolavage ultérieur, la vanne trois voies 241 du module M1 dont le rétrolavage est terminé change de position (ouverture sur la sortie de l'eau traitée, et fermeture sur la conduite 32 en provenance des réservoirs R1 et R2). L'installation reprend son fonctionnement normal tout en étant prête à assurer le rétrolavage du module suivant M2 ou M3 de la même manière que décrite ci-dessus. L'installation selon la présente invention peut s'appliquer à tous types de modules filtrants classiques: modules d'ultrafiltration, de microfiltration ou autres. Ainsi qu'on l'a vu ci-dessus, cette installation permettant de réaliser un rétrolavage unitaire des modules les uns après les autres, d'éviter la nécessité d'une part de disposer d'une enceinte de stockage importante d'eau de rétrolavage, et d'autre part d'utiliser une pompe supplémentaire de grande capacité pour cette opération. Il en résulte des économies importantes sur les coûts de fabrication, de mise en oeuvre et d'entretien, et la possibilité de réaliser des installations de filtration peu encombrantes, d'un poids modéré, permettant un transport facile ce qui en autorise une utilisation en cas d'urgence. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ou de mise en oeuvre décrits ou mentionnés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS - Procédé pour assurer le rétrolavage de modules de filtration, notamment dans une installation de traitement des eaux, ces modules de filtration étant montés en parallèle, caractérisé en ce que le rétrolavage est assuré unitairement module après module, en utilisant l'eau filtrée préalablement stockée dans des réservoirs membrane sous pression, cette eau de rétrolavage étant refoulée sous pression à partir desdits réservoirs dans le module à nettoyer, en utilisant la pression d'alimentation dérivée du circuit d'alimentation en eau brute des modules de filtration - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte - une pluralité de modules de filtration (Ml, 2, M3) montés en parallèle, alimentés en eau brute sous pression à partir d'un réseau d'alimentation (10) ou par l'intermédiaire d'une pompe 'alimentation, chaque module pouvant être isolé par une vanne amont et une vanne aval (respectivement 20,, 202, 203 et 22,, 222, 223); - un ou plusieurs réservoirs (R1, R2) de stockage d'eau filtrée provenant desdits modules et destinée à assurer le rétrolavage nitairement de ces modules les uns après les autres, ces réservoirs étant du type à membrane sous pression - une dérivation (28) sur la canalisation d'alimentation (10) des modules en eau brute, sur laquelle est interposée une vanne trois voies (26) pour diriger soit l'eau brute sous pression vers esdits réservoirs de stockage (R1, R2) afin d'en chasser l'eau filtrée qu'ils contiennent vers le module à nettoyer par rétrolavage, soit l'eau brute contenue dans lesdits réservoirs vers l'égoût à la fin du rétrolavage - une vanne trois voies (24" 243, 243) montée respectivement sur la conduite (S1, S2, S3) de sortie d'eau filtrée de chaque module de filtration de manière à diriger l'eau filtrée provenant du module correspondant vers la canalisation (S) d'évacuation de l'eau filtrée, ou à diriger l'eau filtrée sous pression provenant desdits réservoirs de stockage (R1, R2) dans le module à rétrolaver. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu' on prévoit un moyen (30) tel que détecteur de débit sur la conduite (32) à partir de laquelle les réservoirs alimentent en eau de rétrolavage sous pression le module de filtration à nettoyer, afin de détecter toute fuite de réservoir. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce qu' il comporte un système de servo-distributeurs hydrauliques permettant d'une part de réaliser la commande des diverses vannes automatiques du dispositif, et d'autre part de déterminer le choix du module à rétrolaver en fonction de la variation de la pression ou du débit au travers de ce dernier. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que l'on prévoit un limiteur de débit sur la conduite (28) assurant la vidange de l'eau brute des réservoirs (R1, R2) à la fin d'un rétrolavage, afin d'éviter une vidange trop rapide dommageable aux membranes desdits réservoirs.