Brevet FR2799456A1 — publié le 20010413

i La présente invention concerne un dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène dans l'eau potable ultra pure et son procédé, capable en particulier d'augmenter la solubilité de l'oxygène contenu dans celle-ci et de prolonger la période de temps nécessaire à la stérilisation. La figure 1 présente un procédé classique relativement amélioré de traitement de l'eau potable, qui comprend un procédé d'oxydation par l'ozone pour mettre en oeuvre une première étape consistant à stériliser, épurer et désodoriser, un procédé de filtrage pour supprimer les substances oxydées, un procédé de traitement de l'eau douce par résine, un procédé pour désodoriser par charbon actif, et enfin un procédé plus sophistiqué de traitement par U. F. (ultra filtre) ou de traitement par O. I. (osmose inverse) (indispensable pour l'eau potable ultra pure), un procédé de refroidissement, un procédé d'injection d'ozone pour le mélanger de nouveau dans l'eau potable afin de stériliser, épurer et désodoriser l'eau stockée, mise sous pression et fournie finalement aux utilisateurs. Toutefois, dans le procédé d'injection d'ozone et le procédé de stockage, un inconvénient a été révélé concernant l'ozone injecté dans l'eau potable qui peut s'évaporer très facilement du fait de la qualité d'extrême activité de l'ozone, et par conséquent, l'effet de maintenir un niveau élevé de solubilité de l'oxygène dans l'eau potable et de prolonger la période de temps nécessaire à la stérilisation peut être très faible. Un objet principal de la présente invention est d'offrir un dispositif de traitement de l'eau et son procédé destinés à augmenter la solubilité de l'oxygène dans l'eau potable et à prolonger la période de temps nécessaire à la stérilisation. Le dispositif de traitement de l'eau et son procédé destinés à augmenter considérablement l'oxygène selon la présente invention comprend une pompe à haute pression pour introduire de manière forcée l'eau potable ultra pure traitée au préalable dans un conteneur fermé, un injecteur d'ozone pour injecter de l'ozone dense dans l'eau potable ultra pure, un refroidisseur pour refroidir l'eau potable stockée dans le conteneur fermé et un vibrateur supersonique pour agiter l'eau potable stockée. La présente invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux schémas annexés. La figure 1 est un organigramme représentant les procédés correspondant au traitement classique de l'eau potable; La figure 2 est un organigramme représentant les procédés correspondant au dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation préféré du dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la présente invention; et, La figure 4 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation préféré d'un dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la présente invention; La figure 5 est un graphique représentant la corrélation entre la viscosité et la pression de l'eau. La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène, comprenant une pompe à haute pression 1, un injecteur d'ozone 2, un conteneur fermé 3, un refroidisseur 4 et un vibrateur supersonique 5 combinés ensemble. La figure 2 représente les procédés mis en oeuvre par le dispositif de traitement de l'eau selon la présente invention, traitant encore une fois l'eau potable ultra pure déjà traitée au préalable par le traitement classique précédemment décrit de l'eau potable, dans lequel sont compris soit un traitement par osmose inverse (traitement par O. I.), soit un traitement par ultrafiltre (traitement par U. F.), soit un traitement par distillation, soit un traitement d'épuration, etc., dans le but d'augmenter la solubilité de l'oxygène dans l'eau potable ultra pure traitée selon les procédés classiques et enfin de la fournir en pression pour que l'eau fournie puisse contenir de l'oxygène à forte solubilité, et pour que la période de temps nécessaire à la stérilisation puisse être prolongée. Le traitement par O. I. peut supprimer au minimum 87 pour cent d'ions, le traitement par ultrafiltre peut supprimer des substances organiques et le procédé d'épuration peut supprimer les cations ou les anions. La pompe à haute pression 1 peut présenter une 2 2 capacité comprise entre 3 kg/cm et 200 kg/cm pour introduire de manière forcée l'eau potable ultra pure dûment traitée au préalable. L'injecteur d'ozone 2 peut présenter une capacité de concentration comprise entre 5 ppm et 100 ppm pour 1 tonne dans l'eau introduite par la pompe à haute pression 1. Le conteneur fermé 3 présente une taille appropriée pour recevoir et stocker l'eau introduite par la pompe à haute pression 1, un intérieur maintenu à une pression spécifique préréglée, une conduite d'entrée 30 et une conduite de sortie 31 pour introduire l'eau à l'intérieur et l'évacuer hors du dispositif. Le refroidisseur 4 est fixé autour du conteneur fermé 3 à un emplacement approprié, composé d'un compresseur 40 et d'un condenseur 41 afin de refroidir l'eau potable stockée dans le conteneur fermé 3 pour atteindre une température basse préréglée par leur fonction de congélation. Le vibrateur supersonique 5, fixé au conteneur fermé 3 à un emplacement approprié, est utilisé pour agiter l'eau stockée dans le conteneur fermé 3 de manière uniforme afin que l'ozone puisse être fusionné avec les particules de l'eau comme si elles étaient mises sous condition émulsionnée, et être maintenu dans la plus grande proportion par rapport à l'eau et pendant le plus longtemps possible. De plus, le vibrateur supersonique 5 peut forcer l'ozone et l'eau à augmenter leur force de percolation mutuelle, leur force de pénétration mutuelle, leur dimension de dispersion et leur dimension de contact afin d'agiter réellement l'ozone et l'eau de manière uniforme. De manière générale, l'eau potable ultra pure est introduite par la pompe à haute pression 1, fusionnée avec l'ozone par l'injecteur d'ozone 2, amenée à s'écouler au travers de la conduite d'entrée 30 dans le conteneur fermé 3, refroidie et maintenue à l'intérieur à une température basse préréglée par le refroidisseur 4, et les deux sont finalement mises sous vibrations et agitées pour fusionner ensemble sous condition uniforme, leurs forces mutuelles de percolation, de pénétration, leur dimension de dispersion et leur dimension de contact étant augmentées pour atteindre la fonction d'augmentation de la solubilité de l'oxygène dans l'eau potable, prolongeant la période de temps nécessaire à la stérilisation. En conséquence, une eau potable ultra pure et plus propre, dont la solubilité de l'oxygène est élevée, peut être obtenue. La pression à l'intérieur du conteneur fermé 3 dépend du pourcentage d'oxygène contenu dans l'eau potable, et n'est pas inférieure à 3 kg/cm2. Cette pression intérieure doit être continuellement maintenue, sous peine de voir l'ozone injecté dans l'eau potable s'évaporer très rapidement et s'échapper hors du conteneur fermé 3, ne pouvant demeurer à l'intérieur trop longtemps si bien que l'environnement pourrait être pollué et avoir des influences néfastes sur les travailleurs se trouvant à proximité. Si l'ozone contenu dans l'air dépasse 0,1 ppm, les organes respiratoires des travailleurs se trouvant à proximité seront touchés, et s'il dépasse 1 ppm, ceux-ci seront empoisonnés. La fréquence de l'onde ultrasonique est de préférence comprise entre 1, 5*105 et 6,0*105 cycles/sec, ce qui ne doit pas augmenter la température de l'eau stockée dans le conteneur fermé 3. Le refroidisseur 4 fonctionne de préférence pour maintenir l'eau contenue dans le conteneur fermé 3 à une température comprise entre 10 C et 20 C, à l'intérieur duquel l'ozone peut fusionner avec l'eau au plus haut degré. En outre, s'agissant de la conduite d'entrée 30 du conteneur fermé 3, une tuyère à haute pression 32 comportant plusieurs orifices y est de préférence fixée, afin d'augmenter le plus efficacement possible la dimension de contact de l'ozone avec l'eau et son pourcentage d'émulsion. La proportion du diamètre de la conduite d'entrée 30 par rapport à la conduite de sortie 31 est de préférence de 4 pour 1, afin de maintenir la pression intérieure du conteneur fermé 3. Selon la description précédente et dans le cadre de la présente invention, le dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène apporte une sécurité sur la fonction d'accroissement de la solubilité de l'oxygène dans l'eau potable et de prolongation de la période de temps nécessaire à la stérilisation et répondant ainsi à la demande d'eau potable ultra pure et empêchant la pollution de l'environnement par de l'ozone s'échappant de l'eau potable pendant la mise en bouteille ou lors de la prise d'eau au robinet. Par ailleurs, la qualité d'un environnement de travail et la sécurité des travailleurs sont indirectement améliorées. La figure 4 représente un second mode de réalisation préféré d'un dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène, présentant la même structure que le premier mode de réalisation préféré, à l'exception du conteneur fermé 3 qui comporte une partie supérieure en forme de cône 33, afin de guider l'eau potable qui entre et d'augmenter la dimension de contact de l'ozone avec l'eau et de l'oxygène fusionné dans l'eau potable. Comme le montre clairement la figure 5, la viscosité de l'eau est directement proportionnée à la pression, et cela signifie en physique que plus la pression est élevée, plus la viscosité est importante, c'est-àdire que la cohésion de l'eau devient plus élevée. De ce fait, une fois l'eau agitée par le vibrateur supersonique, les particules étant séparées, les particules de l'eau peuvent constamment pincer l'ozone puissamment grâce à sa cohésion 5 élevée, afin de créer une condition émulsionnée, et la période de temps nécessaire à la stérilisation par l'ozone peut ainsi être prolongée. C'est ce motif qui prouve que cette invention est utilisable soit en théorie, soit en pratique.10 En se référant aux figures 1 à 4, un procédé de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène, traitant l'eau potable ultra pure déjà traitée au préalable au moyen d'un traitement par O. I., d'un traitement par U. F. , d'un traitement par distillation ou d'un traitement d'épuration, est proposé et comprend les étapes consistant à: introduire l'eau et l'ozone sous pression dans un conteneur fermé 3, ledit conteneur fermé 3 étant maintenu à une pression d'au minimum 3 kg/cm; refroidir ladite eau et ledit ozone pressurisés au moyen du refroidisseur 4 dans ledit conteneur 3 pour augmenter de cette manière la viscosité de ladite eau; et, mettre sous vibrations ladite eau et ledit ozone refroidis au moyen d'un vibrateur supersonique 5 pour mélanger ledit ozone dans ladite eau dans laquelle la viscosité a été augmentée. Il comprend en outre l'étape consistant à retirer périodiquement au minimum une partie de l'eau et de l'ozone mélangés dudit conteneur 3 et à remplacer ladite eau et ledit ozone retirés dudit conteneur 3 en introduisant de l'eau et de l'ozone supplémentaires sous pression dans ledit conteneur 3 pour maintenir une 2 pression d'au moins 3 kg/cm dans ledit compartiment; refroidir les contenus dudit conteneur 3 et mettre sous vibrations lesdits contenus au moyen dudit vibrateur 5 supersonique 5 pour mélanger ladite ozone dans ladite eau. Les modes de réalisation préférés de la présente invention ayant été décrits précédemment, il sera reconnu et compris que des modifications variées peuvent leur être apportées et les revendications annexées ont pour but de couvrir l'esprit et la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène, par le traitement de l'eau potable ultra pure déjà traitée au préalable par l'intermédiaire d'un traitement par O. I., d'un traitement par U. F., d'un traitement par distillation ou d'un traitement d'épuration, et comprenant: une pompe à haute pression (1) ayant une capacité comprise 2 2 entre 3 kg/cm et 200 kg/cm pour introduire de manière forcée ladite eau potable dans un conteneur fermé (3); un injecteur d'ozone (2) fournissant à ladite eau potable introduite par ladite pompe à haute pression (1) entre 5 ppm et 100 ppm d'ozone pour 1 tonne d'eau; ledit conteneur fermé (3) recevant ladite eau potable injectée d'ozone fourni par ledit injecteur d'ozone (2), dont l'intérieur est maintenu à une pression préréglée, une conduite d'entrée (30) pour guider ladite eau potable à l'intérieur dudit conteneur (3) et une conduite de sortie (31) pour que ladite eau potable stockée à l'intérieur s'écoule hors du dispositif pour être utilisée; un refroidisseur (4) fixé autour dudit conteneur fermé 3 composé d'un compresseur (40) et d'un condensateur (41) refroidissant et maintenant la température de ladite eau potable stockée dans ledit conteneur fermé (3) à une température basse préréglée; un vibrateur ultrasonique (5) fixé audit conteneur fermé (3) pour agiter ladite eau potable stockée dans ledit conteneur (3) sous condition uniforme; et ladite pompe à haute pression (1) introduisant ladite eau potable traitée au préalable dans ledit conteneur fermé (3), ledit injecteur d'ozone (2) ajoutant de l'ozone dans ladite eau potable, ladite eau potable additionnée d'ozone étant introduite dans ledit conteneur fermé (3), refroidie par ledit refroidisseur (4), maintenue à une température basse préréglée, puis agitée uniformément par ledit vibrateur supersonique (5) afin d'accroître la force mutuelle de percolation, la force mutuelle de pénétration, la dimension de dispersion et la dimension de contact de l'ozone avec l'eau, et augmenter ainsi la solubilité de l'oxygène dans ladite eau potable et prolonger la période de temps nécessaire à la stérilisation dans ladite eau potable. 2. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression préréglée à l'intérieur dudit conteneur fermé (3) est supérieure à 3 kg/cm. 3. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence générée par ledit vibrateur ultrasonique (5) est comprise entre 1,5 x 105 et 6,0 x 105 cycles/sec. 4. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit refroidisseur (4) comprend des moyens destinés à maintenir ladite eau potable stockée dans ledit conteneur fermé (3) à une température comprise entre 10C et 20 C. 5. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la revendication (1), caractérisé en ce que ladite conduite d'entrée (30) dudit conteneur fermé (3) est fixée avec une il tuyère à haute pression comportant plusieurs petits orifices afin d'augmenter la dimension de contact de l'ozone avec l'eau ainsi que la solubilité de l'oxygène. 6. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conteneur fermé (3) comporte une partie supérieure en forme de cône afin d'augmenter la dimension de contact de l'ozone avec l'eau ainsi que la solubilité de l'oxygène. 7. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion du diamètre de ladite conduite d'entrée (30) par rapport à ladite conduite de sortie (31) dudit conteneur fermé (3) est de quatre pour un afin de maintenir en continu la pression préréglée dudit intérieur de celui-ci. 8. Dispositif de traitement de l'eau destiné à augmenter la solubilité de l'oxygène, traitant l'eau potable ultra pure déjà traitée au préalable par l'intermédiaire d'un traitement par O. I., d'un traitement par U. F., d'un traitement par distillation ou d'un traitement d'épuration, et comprenant les étapes consistant à: introduire l'eau et l'ozone sous pression dans un conteneur fermé (3), ledit conteneur fermé (3) étant maintenu à une pression d'au moins 3 kg/cm; refroidir ladite eau et ledit ozone pressurisés dans ledit conteneur (3) pour augmenter de cette manière la viscosité de ladite eau; et mettre sous vibrations ladite eau et ledit ozone refroidis à l'aide d'un vibrateur supersonique (5), pour mélanger ledit ozone dans ladite eau dont la viscosité a été accrue. 9. Procédé selon la revendication 8 comprenant en outre l'étape consistant à retirer périodiquement au moins une partie de l'eau et de l'ozone mélangés dudit conteneur (3) et à remplacer ladite eau et ledit ozone retirés dudit conteneur (3) par l'introduction d'eau et d'ozone supplémentaires sous pression dans ledit conteneur (3), pour maintenir une pression d'au moins 3 kg/cm dans ledit compartiment; refroidir les contenus dudit conteneur (3) et mettre sous vibrations lesdits contenus à l'aide dudit vibrateur supersonique (5), pour mélanger ledit ozone dans ladite eau.