Brevet FR2828820A1 — publié le 20030228

La présente invention concerne un procédé de régénération notamment destiné à des éléments filtrants disposés dans des dispositifs de traitement de l'eau et une installation permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Les dispositifs de traitement de l'eau destinés à améliorer la qualité de l'eau distribuée dans le réseau collectif, en éliminant ou en diminuant certains de ses composés tels que le chlore, les matières en suspension, les nitrates, les pesticides, le calcaire, les métaux lourds, sans toutefois éliminer les minéraux présents naturellement dans l'eau tels que le calcium, le fer, le magnésium sont généralement constitués d'une cuve à l'intérieur de laquelle sont disposés des éléments filtrants, tels qu'un lit de résine. De tels dispositifs sont notamment connus par la demande de brevet français n001 05469 non publiée à ce jour. L'installation selon l'invention se rapporte plus particulièrement à une unité permettant le lavage d'au moins un élément filtrant, tel qu'un lit de résine. On connaît déjà dans l'état de la technique antérieur notamment par le brevet FR-A-2 500 655, un système de commande permettant la régénération sur site des éléments filtrants contenus dans les dispositifs de traitement de l'eau. De tels systèmes permettent, à une certaine période correspondant à une non utilisation du dispositif de traitement de l'eau, le déclenchement d'un cycle de régénération. Ce cycle de régénération est généralement constitué des opérations successives suivantes : lavage intense, introduction de saumure dans la cuve, rinçage lent et enfin rinçage rapide. De tels systèmes de régénération donnent satisfaction. Cependant ils présentent l'inconvénient d'induire une grande consommation d'eau et parfois un gaspillage de sel notamment lorsque la régénération intervient selon un programme établi indépendamment de l'état des éléments filtrants. Le but de l'invention est de proposer une installation de régénération permettant de résoudre tout ou partie des inconvénients précités. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de régénération notamment destiné à des éléments filtrants disposés dans des dispositifs de traitement de l'eau, par exemple des billes de résine, caractérisé en ce que l'on introduit les éléments filtrants à régénérer par une ouverture située à une extrémité d'une colonne, on remplit ladite colonne alternativement et successivement d'au moins trois solutions de nettoyage sous pression selon des temps d'écoulement variables susceptibles de favoriser ainsi le détachement des impuretés et la régénération des éléments filtrants, l'évacuation de ladite solution s'effectuant par débordement de ladite colonne et on évacue ces éléments filtrants par une ouverture d'évacuation située à l'extrémité opposée à l'ouverture d'introduction de la colonne. Selon une disposition préférentielle, on agite au cours du passage d'une solution de nettoyage le lit d'éléments filtrants disposé à l'intérieur de la colonne. Selon une autre disposition avantageuse, on paramètre, sur une unité centrale contrôlant l'écoulement de chaque solution de nettoyage à l'intérieur de la colonne, les caractéristiques notamment physiques des éléments filtrants déterminant ainsi, en fonction d'une cartographie préalablement enregistrée, le temps de passage de chaque solution de nettoyage et les différents types de solutions de nettoyage devant être introduits dans la colonne. Selon encore une autre disposition avantageuse, on détermine la composition des solutions de nettoyage en sortie de la colonne et on détermine en fonction de cette composition soit son traitement, soit sa réutilisation, soit son rejet aux réseaux collectifs d'eaux usées. L'installation pour la mise en oeuvre de cette régénération des éléments filtrants comporte essentiellement une colonne pourvue d'une ouverture située à son extrémité supérieure afin de permettre l'introduction des éléments de filtration, une ouverture d'évacuation située à l'extrémité opposée à l'ouverture d'introduction, au moins trois réservoirs contenant chacun une solution de nettoyage associés chacun d'une part à ladite colonne et d'autre part à une pompe à eau dont l'écoulement des solutions de nettoyage vers la colonne est piloté manuellement et/ou par l'intermédiaire d'une unité centrale ; un moyen de réception et d'évacuation de la solution de nettoyage solidaire de la partie supérieure de la colonne permettant de collecter le débordement de la solution ainsi que les éventuelles impuretés et éléments filtrants à l'extérieur de la colonne. Selon une disposition préférentielle de l'invention, l'installation comporte également un moyen d'agitation du lit d'éléments filtrants à régénérer disposé à l'intérieur de la colonne. Selon une autre disposition de l'invention, le moyen de réception et d'évacuation de la solution de nettoyage est relié à un système de traitement des solutions de nettoyage évacuées de ladite colonne. Toujours selon l'invention, le système de traitement des solutions de nettoyage est constitué d'une sonde de contrôle des rejets de pollution pilotée notamment par l'unité centrale afin de diriger les solutions de nettoyage en fonction des informations transmises par la sonde, soit vers le réseau d'eaux usées, soit encore vers une première cuve de stockage des solutions de nettoyage susceptibles d'être réintégrées dans la colonne, soit enfin vers une zone de traitement de la solution de nettoyage. Selon une autre disposition de l'invention, l'ouverture d'évacuation des éléments filtrants de la colonne est associée à un système de séparation de l'eau et desdits éléments filtrants afin de faciliter le remplissage d'une cartouche constituant en partie un dispositif de traitement de l'eau. Selon encore une autre disposition de l'invention, la colonne comporte dans son fond un diffuseur permettant l'introduction sous pression alternativement des solutions de nettoyage. Selon l'invention, l'installation comporte un moyen d'aspiration des éléments filtrants à régénérer permettant leur introduction dans ladite colonne. Selon encore une autre disposition de l'invention, le moyen de réception et d'évacuation est constitué d'une couronne agencée dans la partie supérieure et à la périphérie extérieure de la colonne. Cette couronne est pourvue dans son fond d'un orifice d'évacuation sur lequel est agencé un filtre. Selon une autre disposition, la colonne est pourvue d'au moins un moyen de visualisation de son intérieur, de préférence ce moyen est constitué d'une fenêtre réalisée dans un matériau transparent. Selon encore une autre disposition de l'invention, le moyen d'agitation est constitué d'un moyen de brassage mécanique ou d'un système d'émission d'air pulsé. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en se référant à la figure unique représentant une installation schématisée selon la présente invention. Comme visible sur la figure unique, l'installation 1 selon la présente invention est composée d'une colonne 2 apte à recevoir les éléments filtrants 3 tels que des billes de résine et des dispositifs de traitement de l'eau 4. Lesdits éléments filtrants 3 sont acheminés à l'intérieur de ladite colonne 2 de préférence au moyen d'un dispositif d'aspiration 5 des billes de résine 3 contenu dans les dispositifs de traitement de l'eau 4. Cette colonne 2 est en outre pourvue d'un orifice de sortie 6 des résines régénérées, d'un moyen d'agitation 7 du lit de résine à l'intérieur de la colonne 2, d'une entrée 8 et d'une sortie 9 de l'eau de lavage (ou solution de nettoyage). De manière avantageuse, cette colonne 2 est également pourvue d'au moins un moyen de visualisation de son intérieur (non représenté) ; de préférence ce moyen est constitué d'une fenêtre réalisée dans un matériau transparent permettant ainsi de percevoir l'état de charge des résines 3 à régénérer et le bon déroulement d'un cycle de régénération. Afin d'assurer la régénération des résines 3 disposées à l'intérieur de ladite colonne 2, au moins trois réservoirs 10 contenant chacun une solution de nettoyage 14, par exemple un premier réservoir 10a d'eau douce complétée d'un sel de régénération par exemple de saumure, un second réservoir 10b d'eau complétée d'une solution désinfectante et un troisième réservoir 10c rempli d'eau, sont associés chacun à la colonne 2 respectivement par l'intermédiaire d'une électrovanne 11 pilotée par une unité centrale 12 gérant ainsi un cycle de régénération. Ce cycle de régénération est constitué par exemple d'un lavage intense, d'un rinçage lent et d'un rinçage rapide correspondant respectivement à l'introduction d'une solution de nettoyage contenue dans l'un des réservoirs 10 à l'intérieur de la colonne 2. L'unité centrale 12 commande également une pompe à eau 13 destinée à remplir chaque réservoir 10 d'une quantité suffisante pour effectuer un nouveau cycle de régénération. Ladite unité centrale 12 est constituée de manière classique d'une console 12b permettant d'entrer des données relatives par exemple à la qualité de la résine, c'est-à-dire la charge d'impureté des éléments filtrants 3, au volume de résine à traiter, au temps de cycle, etc. Cette unité centrale 12, en fonction des paramètres d'entrée sur notamment la qualité des résines 3, détermine les différents temps de passage des différentes solutions de nettoyage 14 effectuées par diffusion à l'intérieur de la colonne 2. On notera avantageusement que chacune des électrovannes 11 peut être pilotée manuellement afin d'assurer le passage d'une ou des solutions de nettoyage 14 permettant ainsi de pallier à tout dysfonctionnement de l'unité centrale 12 et d'offrir la possibilité à l'utilisateur d'intervenir manuellement pour permettre l'écoulement d'une solution de nettoyage 14 au travers des éléments filtrants 3 disposés dans la colonne 2. Comme mentionné ci-dessus, la colonne 2 est pourvue dans sa partie supérieure, à sa périphérie extérieure, d'une couronne 15 destinée à recevoir l'évacuation des différentes solutions de nettoyage chargées des éléments d'impuretés dont sont remplies les résines 3. Cette couronne 15 comporte dans son fond 16 au moins un orifice d'évacuation 17 sur lequel est agencé de préférence un tamis-ou filtre-afin de séparer les particules de la solution de nettoyage ainsi qu'éventuellement les billes de résine 3 susceptibles de s'échapper de la colonne 2. De préférence un second tamis 18-ou filtre-est disposé à l'intérieur de la canalisation d'évacuation 9 reliant ledit orifice d'évacuation 17 des solutions de nettoyage 14 afin de fixer les métaux présents dans ces dernières. Cette canalisation d'évacuation 9 est reliée de préférence à un système de traitement des solutions de nettoyage 20 avant son rejet aux réseaux collectifs 21 des eaux usées. Ce système de traitement 20 des solutions de nettoyage 14 est avantageusement constitué d'une sonde de contrôle 27 des rejets de pollution pilotée par exemple par l'unité centrale 12 afin de diriger les solutions de nettoyage en fonction des informations fournies par la sonde 27 soit vers le réseau d'eaux usées 21, soit vers une première cuve de stockage 22 des solutions de nettoyage 14 susceptibles d'être réintégrées dans la colonne 2, soit vers une zone de traitement 23 des solutions de nettoyage 14. Cette zone de traitement 23 des solutions est par exemple constituée d'une première cuve 24 de stockage reliée par une canalisation 25 à une seconde cuve 26 remplie de bactéries permettant de contrôler et d'assurer avant leur rejet une teneur en nitrate maximale des eaux de lavage aux réseaux collectifs d'eaux usées 21. Selon une variante de réalisation, cette seconde cuve 26 est constituée d'une canalisation en réseau présentant la forme d'un serpentin afin de faciliter son traitement bactériologique. Afin de diriger les solutions 14 vers l'une des différentes cuves 21,22, 24 ou 26, la canalisation d'évacuation 9 est reliée à une pluralité de canalisations pourvues chacune par exemple d'une électrovanne 32 commandée par l'unité centrale 12 afin d'ouvrir ou de fermer la canalisation adéquate selon les informations reçues de la sonde 27. Par ailleurs, on notera que l'orifice de sortie 6 des résines régénérées est associé à un système de séparation de l'eau et des résines (non représenté), permettant un remplissage aisé des dispositifs de traitement de l'eau. Ce système de séparation est par exemple constitué d'une grille de calibrage dont le diamètre des orifices est inférieur au diamètre d'une bille de résine 3. Le moyen d'agitation 7 est constitué, selon le mode de réalisation représenté sur la figure unique, d'un brassage mécanique du type bras 40 motorisé comportant en son extrémité une hélice 41 qui permet avantageusement la circulation de la solution de nettoyage au travers des éléments filtrants selon un circuit préférentiel. Selon une variante, ce moyen d'agitation 7 peut être constitué d'un dispositif d'air pulsé agencé dans le fond de la colonne 2 ayant en outre pour avantage d'être susceptible de favoriser le détachement des impuretés et la remontée de celles-ci dans la partie supérieure de la colonne 2 en vue de leur évacuation de la colonne par débordement de la solution de nettoyage 14. On notera en outre que la colonne 2 comporte dans son fond un diffuseur 31 permettant l'introduction sous pression alternativement des solutions de nettoyage 14. Le fonctionnement de l'installation selon l'invention ressort déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va maintenant être explicité en détail. Les différents dispositifs de traitement de l'eau 4 sont acheminés à proximité de l'installation 1 afin de permettre l'exécution des différentes étapes du procédé de la présente invention à savoir : - introduction des éléments filtrants 3 à régénérer notamment par aspiration à l'intérieur de la colonne 2, - paramétrage des caractéristiques notamment physiques des éléments filtrants 3 afin de déterminer notamment l'état de charge des billes de résine et le type de cycle de régénération devant être appliqué en fonction d'une cartographie préalablement enregistrée définissant le temps de passage de chaque solution 14 et les différents types de solutions 14 devant être introduits dans la colonne 2, - déclenchement du cycle de régénération consistant au remplissage de la colonne 2 alternativement et successivement d'au moins trois solutions de nettoyage 14 sous pression selon des temps d'écoulement variables susceptibles de favoriser ainsi le détachement des impuretés et la régénération des éléments filtrants 3, - agitation du milieu au cours du passage de chaque solution de nettoyage, - écoulement de la solution de nettoyage 14 au travers de la colonne 2 et des éléments filtrants 3 et évacuation de celle-ci par débordement de ladite colonne 2, - contrôle du type de rejet et commande, en fonction de l'information reçue de l'ouverture d'une canalisation afin de diriger la solution soit vers le réseau collectif 21, soit vers une cuve de stockage 22 avant sa réintroduction dans la colonne de régénération 2, soit vers une zone de traitement 23, et - évacuation des éléments filtrants 3 régénérés par l'ouverture d'évacuation 6 située à l'extrémité opposée à l'ouverture d'introduction de la colonne 2 en vue du remplissage d'une cartouche constituant en partie un dispositif de traitement de l'eau 4. Ce contrôle permet avantageusement de connaître la qualité de l'eau de lavage et par conséquent de réduire les consommations d'eau en recyclant l'eau de lavage peu chargée en impuretés susceptible de pouvoir être réutilisée pour un cycle de régénération ou une phase d'un cycle de régénération, par exemple le rinçage des éléments filtrants. Selon une variante, l'unité centrale 12, les réservoirs 10 et la pompe à eau 13 sont agencés sur des moyens mobiles 30 afin d'assurer leurs déplacements en vue notamment d'un nettoyage aisé des sols ou encore de la maintenance de ces derniers. On comprend à la lecture de la description ci-dessus que le procédé selon l'invention et l'installation permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention sont relativement simples à réaliser et permettent, par rapport aux solutions de l'art antérieur, de prendre en considération l'état de charge des éléments filtrants, réduisant ainsi les consommations d'eau et de solutions de lavage tel que le saumure. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus dans son application préférentielle de régénération de billes de résines en liaison avec un mode de réalisation particulier elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération notamment destiné à des éléments filtrants (3) disposés dans des dispositifs de traitement de l'eau (4), par exemple des billes de résine, caractérisé en ce que l'on introduit les éléments filtrants (3) à régénérer par une ouverture située à une extrémité d'une colonne (2), on remplit ladite colonne (2) alternativement et successivement d'au moins trois solutions de nettoyage (14) sous pression selon des temps d'écoulement variables susceptibles de favoriser ainsi le détachement des impuretés et la régénération des éléments filtrants (3), l'évacuation de ladite solution (14) s'effectuant par débordement de ladite colonne (2) et on évacue ces éléments filtrants (3) par une ouverture d'évacuation (6) située à l'extrémité opposée à l'ouverture d'introduction de la colonne (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on agite au cours du passage d'une solution de nettoyage le lit d'éléments filtrants (3) disposé à l'intérieur de la colonne (2). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en outre on paramètre sur une unité centrale (12) contrôlant l'écoulement de chaque solution de nettoyage (14) à l'intérieur de la colonne (2) les caractéristiques notamment physiques des éléments filtrants déterminant ainsi, en fonction d'une cartographie préalablement enregistrée, le temps de passage de chaque solution de nettoyage (14) et les différents types de solution de nettoyage (14) devant être introduits dans la colonne (2). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine la composition des solutions de nettoyage (14) en sortie de la colonne (2) et en ce qu'on détermine en fonction de cette composition soit son traitement (20), soit sa réutilisation (22) soit son rejet aux réseaux collectifs d'eaux usées (21). 5. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une colonne (2) pourvue d'une ouverture située à son extrémité supérieure afin de permettre l'introduction des éléments de filtration (3), une ouverture d'évacuation (6) située à l'extrémité opposée à l'ouverture d'introduction de la colonne, au moins trois réservoirs (10) contenant chacun une solution de nettoyage (14) associés chacun d'une part à ladite colonne (2) et d'autre part à une pompe à eau (13) dont l'écoulement des solutions de nettoyage (14) vers la colonne (2) est piloté manuellement et/ou par l'intermédiaire d'une unité centrale (12) et en ce qu'un moyen de réception et d'évacuation (15) de la solution de nettoyage solidaire de la partie supérieure de la colonne (2) permettant de collecter le débordement de la solution (14) ainsi que les éventuelles impuretés et éléments filtrants (3) à l'extérieur de la colonne (2). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte également un moyen d'agitation (7) du lit d'éléments filtrants (3) à régénérer disposés à l'intérieur de la colonne (2). 7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le moyen de réception et d'évacuation (15) de la solution de nettoyage est relié à un système de traitement (20) des solutions de nettoyage (14) évacuées de ladite colonne (2). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le système de traitement (20) des solutions de nettoyage (14) est constitué d'une sonde (27) de contrôle des rejets de pollution pilotée notamment par l'unité centrale (12) afin de diriger les solutions de nettoyage (14) en fonction des informations transmises par la sonde (27) soit vers le réseau d'eaux usées (21), soit encore vers une première cuve (22) de stockage des solutions de nettoyage susceptibles d'être réintégrées dans la colonne (2), soit enfin vers une zone de traitement (23) de la solution de nettoyage (14). 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que l'ouverture d'évacuation (6) des éléments filtrants (3) de la colonne (2) est associée à un système de séparation de l'eau et desdits éléments filtrants (3) afin de faciliter le remplissage d'une cartouche constituant en partie un dispositif de traitement de l'eau (4). 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que la colonne (2) comporte dans son fond un diffuseur (31) permettant l'introduction sous pression alternativement des solutions de nettoyage (14). 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen d'aspiration (5) des éléments filtrants (3) à régénérer permettant leur introduction dans ladite colonne (2). 12. Installation selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisée en ce que le moyen de réception et d'évacuation (15) est constitué d'une couronne agencée dans la partie supérieure et à la périphérie extérieure de la colonne et en ce que cette couronne (15) est pourvue dans son fond (16) d'un orifice d'évacuation (17) sur lequel est agencé un filtre. 13. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisée en ce que la colonne (2) est pourvue d'au moins un moyen de visualisation de son intérieur, de préférence ce moyen est constitué d'une fenêtre réalisée dans un matériau transparent. 14. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée en ce que le moyen d'agitation (7) est composé d'un moyen de brassage mécanique (40,41) ou d'un système d'émission d'air pulsé.