Brevet FR2770838A1 — publié le 19990514

DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE LIQUIDE CHARGE, NOTAMMENT DES EFFLUENTS DE BAINS PHOTOGRAPHIQUES La présente invention concerne un dispositif de séparation et de concentration de liquides chargés, notamment des effluents de bains photographiques en sorte de pouvoir rejeter de l'eau directement dans le réseau public des eaux usées, suivant les normes en vigueur et de pouvoir récupérer les boues recueillies pour traitement spécifique. On sait que de nombreuses industries produisent des effluents chargés dont la teneur en éléments polluants ou dangereux pour l'environnement ne permet pas un rejet directement dans le réseau public des eaux usées. Au contraire, ces effluents doivent être traités spécifiquement par des entreprises spécialisées qui facturent la prestation, fort logiquement, proportionnellement aux volumes d'effluents. Certaines entités dont les volumes d'effluents sont suffisants peuvent envisager de traiter leurs propres effluents en vue de les concentrer et de rejeter l'eau séparée directement dans le réseau des eaux usées et de recueillir les boues concentrées pour un traitement séparé dans des entités spécialisées. Le bilan financier, en tenant compte des amortissements de l'installation, peut s'avérer rentable à condition que l'installation soit d'un prix de revient bas et que la fiabilité soit très grande, car les marges sont très étroites. On peut imaginer des installations à décantation de grandes dimensions avec évaporation naturelle mais un tel projet se heurte aux problèmes de disponibilité de surface. Pour un laboratoire photographique installé en ville, un tel projet n'est pas envisageable, y compris pour des problèmes d'odeurs. De plus, il faut aussi que le traitement des effluents soit fiable car les laboratoires photographiques travaillent souvent en permanence, 7 jours 7 jours. Il faut aussi pouvoir adapter les capacités en fonction des besoins mais dans tous les cas, la capacité de traitement doit être suffisante pour que l'opérateur n'intervienne que périodiquement sur l'installation et n'ait pas à s'en préoccuper chaque jour. La présente invention vise à proposer un dispositif de traitement qui répond à ce cahier des charges. Ce dispositif fait appel à des éléments simples excluant toute électronique intégrée intérieure, en sorte de renforcer la fiabilité car les éléments électroniques à proximité ou au contact des liquides sont soumis à une ambiance agressive qui peut être une cause régulière de pannes et de défaillances. La compacité du dispositif est un atout important du dispositif qui répond au problème des faibles surfaces disponibles pour de telles installations. Le dispositif est entièrement en circuit clos, ce qui supprime tout problème d'odeurs. A cet effet, le dispositif selon l'invention, pour le traitement d'effluents liquides chargés comme des effluents de bains photographiques, se caractérise en ce qu'il comprend un circuit en série avec au moins la succession des éléments suivants - une alimentation en effluents liquides chargés, avec une pompe d'alimentation, - un module de filtration mécanique, avec une pompe de transfert, - un module de concentration, avec une pompe de transfert et une pompe de recyclage, - un module de rejet, et - une canalisation de rejet d'eau usée épurée. Ce module de filtration comprend au moins une colonne de filtration mécanique avec un détecteur de niveau et plus particulièrement ce module comprend deux colonnes en série à capacité de rétention croissante. Selon un mode de réalisation particulier, le module de concentration comprend au moins un bac de concentration prévu pour recevoir le filtrat du module de filtration mécanique, ce bac comprenant des moyens de chauffage pour la production de vapeur et des moyens d'évacuation du concentrat, des moyens d'évacuation desdites vapeurs, des moyens de condensation desdites vapeurs, un bac de récupération des liquides condensés. Dans ce module de concentration, les moyens d'évacuation du concentrat comprennent un bac de récupération équipé d'un filtre mécanique et une canalisation de recyclage munie d'une pompe et débouchant en amont de la dernière colonne du module de filtration et le filtre mécanique dispose d'une capacité de rétention inférieure ou égale à celle de la colonne aval du module de filtration mécanique. Selon une autre caractéristique, le module de concentration comprend un circuit de recirculation des vapeurs non condensées, ledit circuit comportant un couloir de recirculation reliant une première zone située immédiatement au-dessus du bac de récupération des liquides condensés et en aval des moyens de condensation à une zone formant le ciel du bac de concentration, une turbine de recirculation, un filtre mécanique interposé sur le chemin de recirculation. Le module de rejet comprend au moins un filtre à charbon actif. Selon un mode de réalisation préférentiel et particulièrement applicable à la présente invention, les moyens de détection de niveau de liquide comprennent un tube vertical associé au contenant dans lequel est disposé ledit liquide avec une communication entre ce contenant et ce tube, un guide central coaxial audit tube dans lequel sont disposés des interrupteurs à lame souple régulièrement espacés sur toute la hauteur et un flotteur, libre dans le tube vertical, monté coaxial et coulissant autour du guide avec un aimant noyé de façon étanche dans la matière du flotteur. La présente invention prévoit aussi un automate programmable équipé de liaisons avec tous les éléments actifs tels que les pompes, les moyens de détection de niveau, les moyens de chauffage, la turbine. Le dispositif selon l'invention est décrit ci-après selon un mode de réalisation particulier non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent: - figure 1, une vue schématique générale du dispositif avec ses circulations fluides, et - figure 2, une vue de détail des moyens de contrôle de niveau des différents contenants volumiques comme les bacs, les colonnes. On entend pour la suite de la description et pour l'invention de façon générale le terme "filtre" comme pouvant regrouper aussi la famille des décanteurs. Sur la figure 1, on a représenté le dispositif comprenant essentiellement un module 10 de filtration, un module 12 de concentration et un module 14 de rejet. Le module 10 de filtration est alimenté par une canalisation 1 6 en provenance des bacs de traitement des pellicules et papiers photographiques dans le cas d'un laboratoire photographique, exemple retenu pour la présente description. Cette canalisation comprend une pompe d'alimentation 1 8 et débouche dans une première colonne 20 de filtration statique du type colonne à cartouche 22 schématiquement représentée par un élément filtrant. La capacité de rétention est fixée à des dimensions supérieures à 100 lim. Cette colonne est équipée de moyens 24 de détection de niveau. Ces moyens 24 sont décrits de façon générale, en regard de la figure 2, car ces moyens seront repris dans la suite de la description et ils présentent en eux-mêmes des caractéristiques particulières. Sur la figure 2, on a représenté un détecteur 25 de niveau, tel que référencé 24 dans le mode de réalisation décrit, sous la forme d'un tube 26 vertical, monté parallèlement à l'une des parois et sur toute la hauteur du contenant dont on souhaite mesurer le niveau de liquide contenu. Ce tube vertical 26 comprend un évent 28 en partie haute et une liaison 30 en partie inférieure avec le volume intérieur du contenant pour que le liquide, par le principe des vases communiquants, se trouve à la même hauteur dans le contenant et dans le tube 26. Un flotteur 31 est monté coulissant autour d'un guide 32 central, creux. Ce flotteur 31 comprend un aimant 34 disposé au droit de la ligne de flottaison dudit flotteur, noyé dans une résine pour qu'il soit parfaitement isolé du milieu liquide. Dans le guide central creux, des interrupteurs 36 à lame souple sont étagés régulièrement sur toute la hauteur de ce guide, plus exactement sur toute la hauteur effective de liquide à mesurer. Ainsi le flotteur 31, en se déplaçant, provoque, par son aimant 34, la fermeture de l'interrupteur à lame souple correspondant, donnant l'indication du niveau, ceci sans contact des éléments sensibles avec le liquide. Une canalisation de liaison 38 relie la sortie de la première colonne 20 de filtration à la seconde colonne 40 de filtration. Cette seconde colonne est identique à la précédente mais elle est équipée d'un filtre 42 dont la capacité de rétention est fixée à des dimensions supérieures à 10 pm. Une pompe 44 assure le transfert de la première colonne 20 vers la seconde colonne 40. Une canalisation 46, équipée d'une pompe 48 relie le module 10 de filtration au module 1 2 de concentration. Ce module 1 2 de concentration comprend une enceinte 50 fermée, en partie supérieure de laquelle est disposée un bac 52 de concentration dans la partie supérieure duquel débouche la canalisation 46 de liaison du module de filtration au module de concentration. Ce bac 52 a un fond incliné en forme tronconique pour assurer l'accumulation des éléments décantés en partie centrale inférieure dudit bac. Cette partie centrale inférieure est munie d'une sortie 54, équipée d'un système 56 d'obturation à bouchon. Dans ce bac, il est prévu un ensemble de résistances 58 qui sont disposées en partie inférieure dudit bac en sorte de pouvoir chauffer le liquide contenu pour produire de la vapeur. Au-dessus du bac 52, il est prévu un couvercle 60 avec des sorties 62 à évents. Ces évents ont une forme et une inclinaison adaptées pour éviter au condensat de retomber dans le bac 52 et pour favoriser son adduction vers sa destination finale. Le couvercle 60 forme avec la paroi 64 supérieure de l'enceinte un couloir 66 d'évacuation. Des moyens 68 de détection de niveau analogue au détecteur 25 décrit ci-avant, sont associés au bac 52. Une sonde 70, disposée dans le bac, assure le contrôle de la température. Une pompe de recirculation 72 est disposée en partie inférieure du bac pour permettre une certaine homogénéisation mécanique complémentaire de la convection naturelle comme cela sera montré plus loin dans la description. Le couloir 66 d'évacuation se prolonge verticalement pour déboucher dans un bac 74 de récupération de l'eau de condensation, en partie basse de l'enceinte 50. Sur le trajet, il est disposé des moyens 76 de condensation qui comprennent, de façon connue, des parois 78 refroidies grâce à une circulation de fluide caloporteur venant d'une source froide, non représentée. Le bac 74 de récupération comprend des chicanes 80 interposées sur le cheminement du liquide accumulé dans ledit bac. Ce bac est équipé d'une pompe 82 de recirculation permettant une homogénéisation du liquide. Ce bac comprend aussi des moyens 84 de détection de niveau, analogues au détecteur de niveau 25. Ce bac est relié par une canalisation 86 au module 14 de rejet avec une pompe de circulation 88. II est également prévu à l'intérieur de l'enceinte du module de concentration, une recirculation de l'air chaud. Le circuit nécessaire à cette recirculation comprend un couloir 90 de recirculation qui est piqué sur le couloir 66 d'évacuation, à son extrémité inférieure, après le condenseur. Le couloir de recirculation est équipé de chicanes 92 et comprend un filtre 94 mécanique, du type fibreux, puis d'une turbine 96 de ventilation qui assure la circulation de l'air. Le couloir de recirculation est avantageusement délimité par les parois du bac 52 de concentration, par les parois correspondantes de l'enceinte 50 et par une partie 98 du couvercle 60 qui permet de canaliser l'air vers le volume libre au-dessus du liquide contenu dans le bac 52 de concentration. Le module de concentration comprend enfin une partie de récupération des matières concentrées plus généralement appelées boues. Cette partie est essentiellement constituée d'un bac 100 de récupération avec des moyens 102 de détection de niveau, analogues au détecteur 25 de niveau, ce bac ayant une contenance au moins égale à celle du bac 52. Un filtre mécanique 104 assure une préfiltration des boues issues de la cuve 52 de concentration, à 100 lim, de façon identique au filtre de la première colonne 20. Le filtrat est évacué par une canalisation 106 de retour, équipée d'une pompe 108 de transfert, ladite canalisation débouchant dans la seconde colonne de filtration 40 à 10 lim, en vue d'un recyclage du liquide. Le module 14 de rejet est alimenté par la canalisation 86 de sortie du module 1 2 de concentration. Ce module comprend, en partie haute, un filtre 110 à charbon actif, un passage 1 1 2 à chicanes ainsi que des moyens 114 de détection de niveau, du même type que le détecteur de niveau 25 précité et décrit. Une pompe 116 de recirculation assure l'homogénéisation. Le module 14 de rejet est directement relié au réseau d'évacuation des eaux usées par une canalisation 1 1 8 de sortie. L'ensemble des composants actifs et de mesure du dispositif, à savoir les pompes, les moyens de détection de niveau, la sonde de température, est relié à un module de pilotage 1 20 sous forme d'un automate programmable qui régit les différentes phases de fonctionnement ainsi que cela est maintenant décrit. Le dispositif est alimenté en effluents à travers la canalisation d'alimentation 16. Ces effluents sont filtrés à 100 lim dans la première colonne 20 puis le filtrat est transféré dans la seconde colonne 40 où il est filtré à 101lm . Ainsi les particules au-dessus de 10 lim sont retenues dans les cartouches des deux colonnes de filtration, pour l'essentiel. Les différentes phases de remplissage des colonnes et de passage de l'une à l'autre sont réalisées par l'automate 120 programmable dans lequel les niveaux ont été enregistrés, ce qui permet la mise en marche des pompes une fois les niveaux programmés atteints, le signal étant donné par les moyens 24 de détection des niveaux. Le filtrat est conduit dans le bac 52 de concentration où il s'accumule jusqu'à ce que les moyens de détection de niveau 68 informent l'automate que le niveau maximum du bac est atteint. Dès lors, les résistances 58 sont alimentées pour chauffer le liquide contenu dans le bac de concentration, ce qui assure la vaporisation de l'eau contenue, vaporisation qui est facilitée par la circulation de l'atmosphère gazeuse au-dessus du liquide engendrée par la turbine 96. L'eau vaporisée est conduite vers le condenseur, ce qui provoque son retour à l'état liquide et son accumulation dans le bac 74 d'accumulation. La vapeur non condensée est ramenée vers le ciel gazeux du bac de concentration, à travers le filtre mécanique 94. Une fois le niveau maximum atteint dans le bac 74 d'accumulation, les moyens 84 de détection informent l'automate programmable qui met la pompe 88 en route, assurant le transfert de l'eau condensée vers le module 14 de rejet. Cette eau est alors traitée par les charbons actifs ce qui a pour effet de neutraliser les odeurs avant son rejet dans le réseau d'évacuation des eaux usées. Lorsque le niveau de liquide dans le bac 52 de concentration est insuffisant, c'est à dire immédiatement au-dessus des résistances 58, L'automate programmable arrête le chauffage par les résistances 58, la turbine 96, le condenseur 76 avec les temporisations nécessaires. Le dispositif attend ensuite un nouveau remplissage de liquide à traiter, L'ensemble se mettant en veille sauf la pompe de brassage 72 qui évite la décantation des boues au fond du bac 52. Le bouchon 56 est ouvert et le liquide fortement chargé et très concentré est évacué du bac 52 de concentration, à travers le trou 54, vers le bac 100 de récupération. Le liquide fortement concentré est de nouveau filtré dans ce bac par le filtre mécanique 104 à 100 lim ce qui permet de retenir les éventuelles particules de gros diamètre qui seraient passées dans le bac 52 de concentration. Le rétentat sur le filtre est prévu pour être évacué et traité comme les rétentats des cartouches des première et seconde colonnes, par une unité spécialisée. Le filtrat est quant à lui, recyclé par un transfert en amont de la seconde colonne afin de traiter mécaniquement ce filtrat à 10 clam. Le liquide est ensuite traité de nouveau comme précédemment. L'entretien du dispositif se résume au retrait des cartouches saturées et au remplacement par des cartouches neuves. On peut noter que l'installation est prévue pour fonctionner en discontinu dans le cas du mode de réalisation préférentiel, ce qui peut permettre la programmation du traitement de concentration durant les périodes à tarif d'électricité réduit puisque c'est la seule consommation énergétique et le seul coût de fonctionnement avec le prix du nettoyage et de changement des filtres. Pour donner des ordres de grandeur, un tel dispositif donne entièrement satisfaction pour un laboratoire photographique traitant jusqu'à 50 000 m2 de papier par an. Cette activité génère de l'ordre de 100 litres de liquide chargé par jour. On peut aussi bénéficier d'une source de chaleur de type capteur solaire puisque le traitement est généralement programmé la nuit, l'eau chaude ayant été accumulée pendant toute la journée. On note bien entendu que les différents bacs et plus généralement toutes les parties au contact du liquide ou des vapeurs sont réalisées en acier inoxydable, les pompes sont de type à entraînement magnétique et les axes de roulement sont en polytétrafluoroéthylène. De façon pratique, les canalisations sont réalisées en polytétrafluoroéthylène souple avec une tresse métallique de renfort extérieur, les extrémités étant équipées de raccords rapides étanches lors de la déconnexion, afin de pouvoir aisément débrancher les colonnes par exemple. On note aussi que l'ensemble des circuits a été décrit de façon fluidique et schématique sans entrer dans les détails pratiques de réalisation à la portée de l'homme de l'art. C'est ainsi que de nombreuses canalisations doivent être équipées de clapets anti-retour comme les canalisation d'alimentation ou de recirculation. De même, on peut aussi prévoir un nettoyage de la cuve du bac 52 de travail par des jets d'eau claire sous pression si nécessaire. Le module de filtres d'entrée peut être aussi remplacé par un module de décantation en fonction des produits qui doivent être traités. Dans ce cas, des chicanes assurent la dépose des particules les plus lourdes, ce qui assure aussi un prétraitement efficace. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement d'effluents liquides chargés comme des effluents de bains photographiques, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit en série avec au moins la succession des éléments suivants - une alimentation (16) en effluents liquides chargés, avec une pompe - un module (10) de filtration mécanique, avec une canalisation (46) et une pompe (48) de transfert, - un module (12) de concentration, avec une canalisation (86) et une pompe (88) de transfert et une canalisation (106) et une pompe (108) de recyclage, - un module (14) de rejet, et - une canalisation (118) de rejet d'eau usée épurée. 2. Dispositif de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module (10) de filtration comprend au moins une colonne (20,40) de filtration mécanique avec un détecteur (24) de niveau. 3. Dispositif de traitement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module (10) de filtration comprend deux colonnes (20,40) en série à capacité de rétention croissante. 4. Dispositif de traitement selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le module (12) de concentration comprend au moins un bac (52) de concentration prévu pour recevoir le filtrat du module de filtration mécanique, ce bac comprenant des moyens (58) de chauffage pour la production de vapeur et des moyens (100) d'évacuation du concentrat, des moyens (66) d'évacuation desdites vapeurs, des moyens (76) de condensation desdites vapeurs, un bac (74) de récupération des liquides condensés. 5. Dispositif de traitement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation du concentrat comprennent un bac (100) de récupération équipé d'un filtre (104) mécanique et une canalisation (106) de recyclage munie d'une pompe (108) et débouchant en amont de la dernière colonne (40) du module de filtration. 6. Dispositif de traitement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le filtre (104) mécanique dispose d'une capacité de rétention inférieure ou égale à celle de la colonne (40) aval du module de filtration mécanique. 7. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le module de concentration comprend un circuit de recirculation des vapeurs non condensées, ledit circuit comportant un couloir (90) de recirculation reliant une première zone située immédiatement au-dessus du bac (74) de récupération des liquides condensés et en aval des moyens (76) de condensation à une zone formant le ciel du bac (52) de concentration, une turbine (96) de recirculation, un filtre (94) mécanique interposé sur le chemin de recirculation. 8. Dispositif de traitement selon l'une quelconque des yrevendications précédentes, caractérisé en ce que le module (14) de rejet comprend au moins un filtre (110) à charbon actif et des moyens (114) de détection de niveau. 9. Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (25) de détection de niveau de liquide comprennent un tube (26) vertical associé au contenant dans lequel est disposé ledit liquide avec une communication (30) entre ce contenant et ce tube, un guide (32) central coaxial audit tube dans lequel sont disposés des interrupteurs (36) à lame souple régulièrement espacés sur toute la hauteur et un flotteur (31), libre dans le tube vertical, monté coaxial et coulissant autour du guide avec un aimant (34) noyé de façon étanche dans la matière du flotteur. 1 0. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un automate (120) programmable équipé de liaisons avec tous les éléments actifs tels que les pompes, les moyens de détection de niveau, les moyens de chauffage, la turbine.