Brevet FR2849846A1 — publié le 20040716

La présente invention concerne un procédé de traitement des effluents vinicoles et viticoles par filtration et électrolyse pour séparer l'eau et les matières en suspension, pour récupérer et réutiliser cette eau nettoyée en circuit fermé. Le traitement actuellement utilisé pour traiter l'eau contenant des effluents vinicoles est basé sur le principe du développement bactériologique, biologique et d'oxygénation des boues activées. Ce process est mis en oeuvre dans divers bassins d'activation et de décantation de ces boues et le rejet de l'eau dans l'environnement ou les réseaux publics suivant 3 critères: a) Matières en suspension (NET 90-105) Le dispositif selon l'invention sert à remédier aux inconvénients des méthodes actuelles, et apporte un procédé pour l'élimination totale des effluents vinicoles et viticoles. Notre procédé s'intègre en partie à l'intérieur et en partie à l'extérieur (contre) le cuvier. A partir du panier de dégrillage o se fait le 1e tri des matières apportées par les eaux chargées d'effluents. Ce flux (A) débarrassé des matières (A') les plus grossières (rafles, peaux, pépins, ...) 25 est recueilli dans la cuve de réception. La pompe fait passer cette eau chargée dans un filtre plus fin pour calibrer les matières en suspension. Cela va servir à rejeter d'autres matières, à diminuer l'activité de l'électrolyseur, et surtout à définir un électrolyseur standard. Après ce filtre les effluents sont envoyés par la pompe dans l'électrolyseur. L'appareil est fermé. L'armoire électrique redresse le courrant distribué à l'électrolyseur et régule ce courrant pour lui conserver une intensité 30 constante. L'électrolyseur reste en fonctionnement le temps nécessaire pour dégrader et floculer les matières en suspension. Il n'y a pas d'échauffement de l'eau d au procédé, qui soit néfaste à l'environnement. La pompe fait repasser l'eau et les effluents floculés dans le filtre fin pour arrêter les matières floculées, puis dirige l'eau propre vers une cuve tampon pour que cette eau puisse resservir pour un nouveau cycle de lavage. Notre procédé permet de travailler en circuit fermé, n'ayant plus de rejets toxiques ou en DBO(5) écoulés dans l'environnement, les cahiers d'épandage non plus de raison d'être tenus. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure I représente les cinq étapes " de la phase aller du processus " (de l'eau chargée d'effluents avant l'électrolyse) que sont: la 1ère filtration, le pompage, la 2ème filtration/le calibrage, 10 le remplissage de la cuve électrolytique, la mise sous tension de l'électrolyseur. La figure Il représente les cinq étapes " de la phase retour du processus " (de séparation de l'eau et des effluents floculés dont elle est chargée) que sont: la floculation, le pompage, le rejet des boues floculées à travers la 3ème filtration, le remplissage de la cuve tampon d'eau propre, le nettoyage du filtre La figure III représente le site vu du dessus Les références utilisées sur les figures sont: ( A) Flux recueille dans la cuve de réception ( A' ) Les matières grossières retenues dans le panier de dégrillage. (- re filtration) ( B) Le Flux de l'eau et effluents calibrés. ( B' ) Les matières végétales fines retenues dans le filtre (2èe filtration) (C) Le Flux de l'eau et matières floculées (C') Les matières floculées retenues dans le filtre (3èm filtration) 25 (D) L'eau propre après le filtre pompée vers la cuve tampon (01) La sonde à niveau (bloque la pompe à 50hl) (02) Câble d'alimentation électrique continu des deux électrodes (03) Les carrés de cuivre (04) La bonde et la vanne de fond de la cuve électrolytique (05) Le chevalet qui porte les deux électrodes. (06) Les électrodes sous formes de plaques. (07) Le couvercle de la cuve électrolytique (08) Les quatre grilles d'aérations de la cuve électrolytiques (09) Les trois presses étoupes (le câble de la sonde à niveau, l'alimentation des 2 électrodes) (10) La poignée du couvercle de la cuve électrolytique. (11) Le rebord de la cuve électrolytique permettant son levage pour le transport. (12) La cuve électrolytique (13) Le chemin de câble d'alimentation de la cuve électrolytique (14) Les plaques signalétiques de danger et de Marquage CE (15) Le cadenas du couvercle de la cuve électrolytique 10 (16) Le manomètre de pression sur le filtre (17) La vanne haute d'entrée du filtre (18) Le filtre. (19) La vanne basse de sortie du filtre (20) Le purgeur de pression pour enlever l'air du circuit 15 (21) Le trou d'homme de la cuve tampon (22) La cuve tampon (23) La vanne et la bonde de la cuve tampon (24) Le boîtier électrique de la pompe (bouton marche/arrêt et variateur de puissance) (25) Le raccord d'entrée de la pompe (au centre du disque des ailettes) 20(26) La pompe (27) La vanne d'arrêt de la pompe. (28) Le raccord haut de sortie de la pompe (29) L'armoire électrique avec le système pour redresser le courrant (30) La clôture ceinturant l'espace autour de la cuve électrolytique 25 (31) La dalle en béton qui supporte la cuve électrolytique (32) Le portail ouvrant sur la cuve électrolytique (33) La pompe à air pour remettre de l'oxygène dans l'eau (34) La cuve de réception (du flux A) (35) Le panier de dégrillage (36) Les tuyaux pour raccorder les appareils (pompe, filtre, cuves) Concernant la phase aller du processus et en référence aux figures I, II, et III, le procédé comporte les opérations suivantes: les effluents vinicoles s'écoulent vers la cuve de réception (34) A l'entrée ces effluents subissent une 1 re filtration au travers du panier de dégrillage (35) pour éliminer les éléments grossiers (A') (les rafles, les peaux, les pépins). Un volume d'environ 50 hl de flux (A) est aspiré par la pompe (26) et passe par un filtre (18). Ce filtre (18) opère un calibrage (2ème filtration) des matières en suspension pour en retirer une partie qui constitue le flux (B'). Les matières en suspension constituant le flux (B') sont rejetées et viennent se rajouter aux matières déjà écartées (A'). Ce filtre (18) va diminuer le travail de 10 l'électrolyseur (12), et aussi rendre les boues des différents utilisateurs ou des différentes appellations uniformes, ce qui va nous amener à travailler avec un électrolyseur standard. Le flux calibré (B) rempli la cuve électrolytique (12). Le couvercle (07) de la cuve électrolytique est muni de deux cadenas (15) pour renforcer la sécurité du système. Une armoire électrique (29) redresse le courrant pour permettre à l'électrolyseur (12) de 15 travailler en courrant continu. Elle régule le courrant pour distribuer un courrant constant de la même intensité au travers les électrodes (06). Ces électrodes ont été placées sur un chevalet (05) de façon à ce qu'elles soient horizontales et qu'elles soient le plus bas possible dans la cuve. La phase aller du processus est terminée. Concernant la phase retour du processus et en référence aux figures 1, Il, et III, le procédé comporte les opérations suivantes: les effluents vinicoles sont traités par électrolyse pendant quelques heures dans la cuve électrolytique (12). La température des électrodes ou de l'eau floculée dans la cuve électrolytique (12) ne s'élève pas de façon importante après le temps nécessaire à la floculation. Ce temps écoulé, nous recueillons dans la cuve de l'électrolyseur (12) les effluents 25 dégradés et les matières en suspension floculées. La pompe (26) va aspirer le flux (C) depuis la cuve électrolytique (12) formé de l'eau et des matières floculées, elle va faire passer ce flux (C) par le filtre (18). Ce filtre (18) va arrêter les matières floculées. Les matières floculées constituant le flux (C') sont éliminées (3èm filtration). Après ce filtre (18) la pompe (26) envoie l'eau propre dans la cuve tampon (22) Il n'y a pas de perte du volume d'eau, puisqu'il n'y a pas d'évaporation d'eau. Il est nécessaire de nettoyer le filtre (18) après chaque traitement, pour éviter qu'il ne colmate trop vite. La phase retour du processus est terminé. Dans le cas ou l'utilisateur préférerait rejeter l'eau recueillie, plutôt que de la réutiliser en circuit fermé, nous ajoutons une pompe à air (33) pour faire remonter le taux d'oxygène dans l'eau. Cette pompe à air (33) se place à coté de la cuve tampon (22) et insuffle de l'air dans l'eau à faible pression, et avec un gros débit. Nous venons de détailler les diverses actions du procédé de traitement des effluents vinicoles. Concernant les effluents viticoles, les choses peuvent être faites avec les mêmes processus " aller et retour " que ceux énoncés précédemment. Pour des précautions dues aux éléments chimiques contenus dans les effluents viticoles, nous recommandons de mettre en place deux lignes distinctes de traitement. La cuve électrolytique (12) pour le traitement des effluents viticoles aura une taille plus petite que celle pour le traitement des effluents vinicoles, du fait que les volumes journaliers ne sont pas aussi importants concernant le viticole. Cette deuxième ligne de traitement pourra être installées totalement en extérieure. L'armoire électrique (29) reste commune aux deux installations 15 et de ce fait sera toujours installée dans le cuvier. Si par la volonté d'un utilisateur, celui-ci voulait implanter l'armoire électrique (29) en extérieur cela sera aussi possible. Ainsi nous voyons que c'est bien un procédé de traitement des effluents vinicoles et viticoles par filtration et électrolyse pour séparer les matières en suspension de l'eau et réutiliser cette eau en 20 circuit fermé. Pour mettre en oeuvre ce dispositif dans le bâtiment de l'utilisateur, nous apporterons les modifications suivantes par rapport à ce qui existe aujourd'hui: A partir du bac de décantation ou de la cuve de réception (34) et sous le panier de dégrillage (35) dans lequel est arrêtées les grosses matières du flux (A'), à l'extérieur des bâtiments o généralement arrivent les effluents vinicoles du cuvier, nous plongeons un tuyaux (36) qui va à l'aide de la pompe (26) remonter les effluents constituant le flux (A) Une pompe (26) sera utilisée pour faire passer les flux dans les diverses cuves et le filtre Un filtre (18) pour éliminer aux différentes étapes les différentes boues, éléments ou composés 30 d'effluents vinicoles et viticoles, en l'état naturel ou dégradés par l'électrolyse. Une armoire électrique (29) servira pour redresser, réguler le courant électrique et utiliser le courant en courant continu. Cette armoire électrique (29) va stabiliser l'ampérage. - 6 Une cuve électrolytique (12) d'un volume d'environ 50 hl, pour avoir le volume suffisant pour traiter le volume d'effluents moyen et journalier (pendant la période haute d'utilisation du 1er septembre au 30 novembre) des utilisateurs ayant une production moyenne de vin ou d'alcool. Une cuve (22) servira pour garder disponible une quantité suffisante d'eau propre pour effectuer le lavage des matériels, outils, récipients servants aux vendanges et à l'élevage du vin. Une pompe (33) à air servira pour abaisser les taux de DCO ou DBO (5). En résumé, la présente invention concerne un procédé pour traiter des effluents vinicoles et viticoles en circuit fermé caractérisé en ce qu'il comporte: a) Une lèefiltration des effluents au travers du panier de dégrillage (35) pour arrêter les matières grossières (peaux, pépins, ...) du flux (A') b) Le pompage des eaux de lavage du flux (A) depuis la cuve de réception (34) jusqu'à la cuve électrolytique (12) au travers du filtre (18). c) La 2ème filtration pour arrêter les boues du flux (B') par le filtre (18). d) L'alimentation en courant continu redressé et maintenu constant en intensité par l'armoire électrique (29). e) Le remplissage de la cuve électrolytique (12) avec le flux (B) f) L'arrêt de la pompe (26) par la sonde à niveau (01) si le volume dans la cuve électrolytique (12) dépasse le niveau maximum souhaité. g) L'électrolyse et la floculation effectuée dans la cuve électrolytique (12) h) Le pompage du flux (C) depuis la cuve électrolytique (12) vers la cuve (22) au travers du filtre (18). i) La 3ème filtration pour arrêter les matières floculées du flux (C') dans le filtre (18) j) Le remplissage de la cuve (22) d'eau propre du flux (D). k) L'aération de l'eau propre pour faire remonter le taux d'oxygène dans l'eau. 1) Le nettoyage du filtre (18) pour enlever les boues et les matières floculées. Le dispositif de mise en oeuvre de ce procédé pour traiter les effluents vinicoles et viticoles en circuit fermé caractérisé en ce qu'il comporte: a) Un panier de dégrillage (35) pour arrêter les matières les plus grossières b) Une pompe (26) pour faire passer les effluents d'une cuve à une autre et au travers d'un filtre (18). - 7 c) Un filtre (18) pour éliminer aux différentes étapes les différentes boues, éléments ou composés d'effluents vinicoles et viticoles, en l'état naturel ou dégradés par l'électrolyse. d) Une armoire électrique (29) pour redresser, réguler le courant électrique et utiliser le courant en courant continu, et stabiliser l'ampérage. e) Une cuve électrolytique (12) comportant au moins une paire d'électrodes (06) sous forme de plaques. i) Une cuve (22) servira pour garder disponible une quantité suffisante d'eau propre g) Une pompe (33) à air pour abaisser les taux de DCO ou DBO (5). h) Des tuyaux (36) pour raccorder la cuve de réception (34), la pompe (26) , le filtre (18), 10 la cuve électrolytique (12) et la cuve (22). Et notamment le filtre (18) opère un calibrage des effluents qui sont envoyés avec l'eau dans la cuve de l'électrolyseur (12) pour être floculés de manière standard, quelque soit l'origine de ces effluents vinicoles et viticoles. Le volume de la cuve électrolytique (12) a été calculé pour que la puissance électrique distribuée par les électrodes (06) ne puisse pas suffisamment élever la température pour porter l'eau à ébullition tout en restant dans le temps conseillé pour son utilisation. La cuve électrolytique (12) et le filtre (18) sont en matière composite ou en fibre de verre. Le chevalet (05) en matière composite porte les électrodes (06) le plus bas possible au fond de la cuve électrolytique (12). L'armoire électrique (29) par l'intermédiaire du relais d'une sonde à niveau (01) coupe l'alimentation de la pompe (26) quand le volume des effluents dans la cuve électrolytique 20 (12) dépasse le niveau souhaité. La pompe (26) est alimentée par l'armoire électrique (29) et sécurisée par le différentiel de cette armoire (29) dans son emploi. Une clôture (30) et un portail (32) fermant à clés et ceinturant l'espace autour de la cuve électrolytique (12) apporte une totale sécurité vis-à-vis d'un risque électrique pendant le fonctionnement des opérations de l'électrolyseur (12). Des panneaux (14) avertissent du danger électrique et indiquent la procédure de sécurité 25 reprise dans le manuel de l'utilisateur. l'armoire électrique (29) est équipée d'un variateur qui change la polarité du courant électrique alimentant les électrodes (06) entre différentes périodes de cycles de traitement, ou d'une prise à deux entrées, laissant la possibilité de changer la façon dont on introduit la prise male dans la prise femelle de l'armoire (29). Les câbles (02) sont reliés depuis l'armoire électrique (29) aux carré de cuivre (03) pour alimenter les électrodes(06). La vanne (04) 30 de la cuve électrolytique est en matière composite pour ne pas communiquer le courant électrique à l'extérieur de la cuve électrolytique (12). Les quatre grilles de ventilation (08) sont posées pour empêcher la condensation et laisser une ventilation. Les trois presses étoupe (09) laissent passer les câbles d'alimentation des électrodes (06) et le câble de la sonde à niveau (01). Les bords (11) retournés de la cuve électrolytique (12) servent pour le transport de celle-ci. Le couvercle (07) est muni de poignées (10) pour pouvoir le lever, il est en deux parties pour être plus maniable seul. Le chemin de câble (13) protège le passage des câbles sur la dalle en béton (31) depuis l'armoire (29) jusque dans l'espace prévu sur la cuve électrolytique (12). Des panneaux (14) avertissent du danger électrique, rappel les procédures de sécurité, et indique le marquage CE. Un manomètre (16) indique la pression à l'intérieur du filtre (18), cela aide à guider la filtration en gardant la meilleure pression avec le variateur de puissance (24) de la pompe. La vanne haute (17) d'entrée du filtre (18) et la vanne basse de sortie (19) du filtre, comme la vanne (23) de la cuve, et la vanne d'entrée (27) 10 et la vanne de sortie (28) de la pompe doivent être ouvertes pendant les opérations de fonctionnement. La vanne (27) est montée sur le raccord d'entrée (25) de la pompe. Le purgeur de pression (20) est important pour purger l'air enfermée dans les tuyaux (36). Le trou d'homme (21) en haut de la cuve (22) assure une aération et une possibilité de nettoyer la cuve (22). 1 5 Ce procédé de traitement des effluents vinicoles et viticoles donnera les moyens aux propriétés et négociants en vins d'éliminer la totalité des éléments générant de la pollution de l'environnement. Ainsi ils pourront se mettre en conformité avec l'arrêté du 15 mars 1999 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées pour la protection de l'environnement soumises à déclaration sous la rubrique n0 2251 (préparation, conditionnement de 20 vin, la capacité de production étant supérieure à 500 hl/an mais inférieur à 20 000 hl/an. NOR: ATEP9980125A P. VESSERON " REVENDICATIONS " 1) Procédé pour traiter des effluents vinicoles et viticoles en circuit fermé caractérisé en ce qu'il comporte: a) Une ere filtration des effluents au travers du panier de dégrillage (35) pour arrêter les matières grossières (peaux, pépins, ...) du flux (A') b) Le pompage des eaux de lavage du flux (A) depuis la cuve de réception (34) jusqu'à la cuve électrolytique (12) au travers du filtre (18). c) La 2ème filtration pour arrêter des boues du flux (B') par le filtre (18). d) L'alimentation en courant continu redressé et maintenu constant en intensité par l'armoire électrique (29). e) Le remplissage de la cuve électrolytique (12) avec le flux (B) f) L'arrêt de la pompe (26) par la sonde à niveau (01) si le volume dans la cuve électrolytique (12) dépasse le niveau maximum souhaité. g) L'électrolyse et la floculation effectuée dans la cuve électrolytique (12) h) Le pompage du flux (C) depuis la cuve électrolytique (12) vers la cuve (22) au travers du filtre (18). i) La 3ème filtration pour arrêter les matières floculées du flux (C') dans le filtre (18) j) Le remplissage de la cuve (22) d'eau propre du flux (D). k) L'aération de l'eau propre pour faire remonter le taux d'oxygène dans l'eau. 1) Le nettoyage du filtre (18) pour enlever les boues et matières floculées. 2) Dispositif pour traiter les effluents vinicoles et viticoles en circuit fermé caractérisé en ce qu'il comporte notamment: a) Un panier de dégrillage (35) pour arrêter les matières les plus grossières b) Une pompe (26) pour faire passer les effluents d'une cuve à une autre et au travers d'un filtre (18). c) Un filtre (18) pour éliminer aux différentes étapes les différentes boues, éléments ou composés d'effluents vinicoles et viticoles, en l'état naturel ou dégradés par l'électrolyse. 30 d) Une armoire électrique (29) pour redresser, réguler le courant électrique et utiliser le courant en courant continu et stabiliser l'ampérage. - e) Une cuve électrolytique (12) comportant au moins une paire d'électrodes (06) sous forme de plaques. f) Une cuve (22) pour garder disponible une quantité suffisante d'eau propre g) Une pompe à air (33) pour abaisser les taux de DCO ou DBO (5). S h) Des tuyaux (36) pour raccorder la cuve de réception (34), la pompe (26), le filtre (18), la cuve électrolytique (12) et la cuve (22). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le filtre (18) opère un calibrage des 10 effluents qui sont envoyés avec l'eau dans la cuve de l'électrolyseur (12) pour être floculés de manière standard, quelque soit l'origine de ces effluents vinicoles et viticoles. 4) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le volume de la cuve électrolytique (12) 15 a été calculé pour que la puissance électrique distribuée par les électrodes (06) ne puisse pas suffisamment élever la température pour porter l'eau à ébullition, tout en restant dans le temps conseillé pour son utilisation 5) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la cuve électrolytique (12) et filtre (18) 20 sont en matière composite ou en fibre de verre. 6) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le chevalet (05) en matière composite porte les électrodes (06)le plus bas possible au fond de la cuve électrolytique (12). 7) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une armoire électrique (29) par l'intermédiaire du relais d'une sonde à niveau (01) coupe l'alimentation de la pompe (26) quand le volume des effluents dans la cuve électrolytique (12) dépasse le niveau souhaité. 8) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la pompe (26) est alimentée par l'armoire électrique (29) et sécurisée par le différentiel de cette armoire (29) dans son emploi. - 11 9) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une clôture (30) et un portail (32) fermant à clés et ceinturant l'espace autour de la cuve électrolytique (12) apporte une totale sécurité vis-à-vis d'un risque électrique pendant le fonctionnement des opérations de l'électrolyseur (12). 10) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'armoire électrique (29) est équipée d'un variateur qui change la polarité du courant électrique alimentant les électrodes (06) entre différentes périodes de cycles de traitement, ou d'une prise à deux entrées, laissant la possibilité de changer la façon dont on introduit la prise maie dans la prise femelle de l'armoire (29). 10