Brevet FR2801806A1 — publié le 20010608

La présente invention est relative aux équipements de séparation solide/liquide réalisée par filtration sur matériaux membranaires textiles. Plus particulièrement, l'invention concerne des perfectionnements apportés aux équipements de filtration du type ci-dessus, destinés de façon plus spécifique au traitement des suspensions de boues résultant d'épurations physico-chimiques ou biologiques (boues activées, liqueurs mixtes). Elle s'applique notamment à l'épuration d'eaux usées par voie biologique. La présente invention se propose d'apporter des perfectionnements à un équipement de séparation tel que décrit dans FR-A-2 775 91 . Cet état antérieur de la technique divulgue un équipement de séparation qui est constitué d'au moins une plaque immergée dans la suspension à traiter, ladite plaque étant inclinée par rapport à la verticale et réalisée sous la forme d'une plaque évidée comportant un ou plusieurs compartiments dont seule la face inférieure est recouverte du support filtrant, la face supérieure étant pleine ; les capacités internes de la plaque évidée sont raccordées à un collecteur recueillant l'eau traitée et il est prévu des moyens pour assurer un balayage gazeux, ces moyens étant positionnés en dessous de la plaque afin que les bulles gazeuses qu'ils émettent s'écoulent le long du support filtrant. Les performances d'un tel équipement de séparation, en terme de longévité de filtration avant colmatage et de qualité de filtrat (concentration de matières en suspension résiduelles) reposent sur le fait que le balayage gazeux émis à la base des plaques doit rester homogène lorsqu'il parcourt plaques jusqu'à la surface de la cuve dans laquelle est disposé l'équipement de filtration. Ce balayage gazeux permet de maintenir un encrassement minimal, garant d'une séparation solide/liquide optimisée. Dans la pratique, on a constaté que toute colonne de bulles ou rideau 30 bulles, même légèrement inclinée donne lieu à des courants de recirculation de l'eau, induits par des instabilités des régimes d'écoulement et par des hétérogénéités du taux de présence du gaz de balayage. Ces courants de recirculation d'eau se manifestent au niveau des équipements de filtration à plaques inclinées où bulles, émises de façon homogène à la base des plaques, sont soumises à différentes turbulences sur leur parcours vers la surface, ce qui a pour effet soit de les éloigner du matériau filtrant à balayer, soit de les concentrer en panache dans certaines zones, au détriment d'autres zones non balayées où s'instaurent des courants d'eau descendants. Les conséquences immédiates les performances de filtration sont les suivantes - les zones sur-aérées où les bulles se mettent en panache ne présentent pas l'encrassement minimal support filtrant et elles produisent donc une moins bonne filtration des matières en suspension et, - les zones non balayées par le gaz connaissent un colmatage rapide. II résulte de ces dysfonctionnements que les équipements de filtration à plaques inclinées selon la technique actuelle travaillent dans des conditions dégradées. La présente invention s'est donc fixé pour objectif d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus et d'apporter un équipement de filtration à plaques inclinées, perfectionné de manière à favoriser le maintien de l'homogénéité du balayage gazeux des plaques inclinées afin d'en optimiser les performances. La présente invention a donc pour objet un équipement de séparation d'une suspension solide/liquide par filtration, notamment des boues d'une liqueur d'épuration biologique ou physico-chimique, sur matériaux filtrants textiles ou membranaires, constitué d'au moins une plaque de filtration immergée dans la suspension à traiter, ladite plaque étant inclinée par rapport à la verticale et réalisée sous la forme d'une plaque évidée comportant un ou plusieurs compartiments dont seule la face inférieure est recouverte du support filtrant, la face supérieure étant pleine ;les capacités internes de la plaque évidée sont raccordées à un collecteur recueillant l'eau traitée et il est prévu des moyens pour assurer un balayage gazeux, homogène; ces moyens étant positionnés en dessous de la plaque afin que les bulles gazeuses qu'ils émettent s'écoulent le long du support filtrant, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des plaques sensiblement planes qui sont intercalées entre les plaques de filtration, de façon ' créer une séparation entre, d'un côté, les courants ascendants de gaz et d'eau devant les supports filtrants desdites plaques et, de l'autre côté, les courants descendants de recirculation de l'eau seule. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence à la figure unique du dessin annexé qui est une vue schématique en coupe verticale d'un équipement séparation selon la présente invention. En référant à la figure, on y a désigné par la référence 2, les plaques de filtration dont la constitution a été décrite dans Fr-A 911 auquel le lecteur est prié de se reporter. Selon la présente invention, met en oeuvre plaques 1 de séparation des flux ascendants et descendants. Comme peut le voir sur la figure, ces plaques de séparation 1 sont intercalées entre les plaques de filtration 2 et elles sont disposées de manière la quasi-totalité du débit gazeux circule dans l'espace supérieur désigné par la référence 3. II en résulte que le volume de cet espace 3, délimité entre plaque de filtration et une plaque 1 de séparation des flux, qui présente une densité inférieure à 1 car constitué d'eaux et de bulles gazeuses 4 générées par les moyens de balayage gazeux 5, connaît naturellement un régime ascendant, alors que le volume 6, délimité entre la plaque de séparation des flux 1 et le de la plaque de filtration suivante, de densité 1 car composé uniquement d'eau, connaît un régime descendant et réalise ainsi la fonction de recirculation de l'eau sans perturbation du balayage gazeux. Afin d'obtenir des courants non perturbés par un recyclage regulier de l'eau, l'invention prévoit les caractéristiques et moyens suivants - la distance entre la plaque de filtration 2 et la plaque de séparation des flux 1 doit être supérieure à l'épaisseur du matelas de bulles qui parcourt le support filtrant. Ce matelas, en fonction de la taille bulles et du débit imposé présente une épaisseur de 1 cm à plus de 5 cm. Cette caractéristique permet d'éviter qu'une partie des bulles ne passe mauvais côté de la plaque de séparation des flux 1, c'est-à-dire du côté retour . On peut prévoir en outre, dans le même but, un déflecteur tel que 7, positionne à l'extrémité inférieure de chaque plaque de séparation 1, manière @ assurer une meilleure canalisation de l'entrée des bulles gazeuses entre les plaques 1 et 2. - le sommet de chaque plaque de séparation des flux 1 doit se trouver sous le niveau du liquide dans la cuve 8, de préférence à une distance comprise entre 2 et 20 cm ; - les bulles du balayage gazeux du support de filtration ne doivent pas être trop petites, afin de ne pas être entraînées par le courant descendant créer ainsi une perturbation. Les bulles dites moyennes ou grosses satisfont ces conditions. Selon la présente invention, les plaques de séparation des flux 1 peuvent être positionnées à mi-distance entre les plaques de filtration 2 ou bien être décalées par rapport à la position médiane entre lesdites plaques de filtration. Les plaques de séparation 1 peuvent être indépendantes des plaques de filtration 2 ou elles peuvent en être solidaires. Ce dernier cas est le plus favorable car l'ensemble présente une meilleure rigidité et conserve parfaitement ses caractéristiques géométriques en fonctionnement, ce qui garantit stabilité des performances. Selon la présente invention, les plaques de séparation des flux 1 peuvent être fixées, sur la face pleine des plaques de filtration 2, par exemple par collage ou soudage. Ainsi, chaque plaque de filtration telle que 2 profite de la plaque de séparation 1 qui est fixée sur la plaque de filtration adjacente. Par ailleurs, selon l'invention, les plaques de séparation 1 peuvent être planes ou bien comporter des nervures de préférence parallèles aux flux hydrauliques, ou des pattes permettant de les fixer en un certain nombre de points sur la face pleine de la plaque de filtration sans perturber veines fluides de l'écoulement. Grâce à la présente invention, on peut garantir une filtration optimale sur la totalité de la surface filtrante grâce à un balayage gazeux, homogène en tous points, de la pluralité de plaques inclinées 2 immergées dans cuve 8. Ceci se traduit par le maintien d'une configuration de fonctionnement optimisé, dosage équilibré entre le flux de balayage gazeux et le flux de filtration, qui donne les meilleurs résultats en termes durée de filtration avant colmatage et qualité du filtrat, au point de des matières en suspension résiduelles.La surface de filtration est donc utilisée à son plein rendement. II demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits etlou mentionnés ' dessus mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Equipement de séparation d'une suspension solide/liquide filtration, notamment des boues d'une liqueur d'épuration biologique physico-chimique, sur matériaux filtrants textiles ou membranaires, constitué d'au moins une plaque de filtration immergée dans la suspension traiter, ladite plaque étant inclinée par rapport à la verticale et réalisée sous la forme d'une plaque évidée comportant un ou plusieurs compartiments dont seule la face inférieure est recouverte du support filtrant, la face supérieure étant pleine ; les capacités internes de la plaque évidée sont raccordées ' un collecteur recueillant l'eau traitée et il est prévu des moyens pour assurer un balayage gazeux, homogène, ces moyens étant positionnés en dessous de la plaque afin que les bulles gazeuses qu'ils émettent s'écoulent long du support filtrant, caractérisé en ce qu'il comporte outre des plaques sensiblement planes (1) qui sont intercalées entre les plaques de filtration (2), de façon à créer une séparation entre, d'un côté, les courants ascendants de gaz et d'eau devant les supports filtrants desdites plaques et, l'autre côté, les courants descendants de recirculation de l'eau seule. 2 - Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites plaques de séparation des flux (1) sont positionnées à mi-distance entre les plaques de filtration (2). 3 - Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites plaques de séparation des flux (1) sont décalées par rapport à la position médiane entre les plaques de filtration (2). 4- Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la distance entre la plaque de filtration (2) et la plaque de séparation des flux (1) est supérieure à l'épaisseur du matelas de bulles gazeuses qui s'écoulent le long du support filtrant. 5- Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le sommet de chaque plaque de séparation des flux (1) est situé sous le niveau du liquide à filtrer. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les plaques de séparation de flux (1) sont fixees sur la face pleine des plaques de filtration (2). 7- Equipement selon la revendication 6 caractérisé en ce les plaques de séparation (1) sont munies de nervures ou de pattes en de leur fixation sur la face pleine des plaques de filtration (2). 8 - Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie inférieure de chacune plaques de séparation (1) est munie d'un déflecteur (7).