Brevet FR2889181A1 — publié le 20070202

La présente invention concerne un procédé de traitement des eaux souillées ainsi qu'une installation automatique pour la mise en oeuvre dudit procédé, permettant de réutiliser ces eaux. A l'heure actuelle, le coût de l'eau courante et du traitement des déchets industriels augmente de façon constante. La réglementation concernant les rejets d'eaux souillées dans la nature ou dans les réseaux d'égouts, étant très stricte, les industries sont obligées de réduire leur consommation d'eau et leurs déchets d'eaux souillées. Lorsqu'une entreprise génère, par ses différents procédés de fabrication, des eaux souillées, elle rencontre différents problèmes. Tout d'abord, la collecte de ces eaux souillées, le stockage de celles-ci et la logistique pour les faire retraiter sont très coûteux. Le stockage de ces eaux souillées engendre également une perte de place dans l'entreprise et n'exclut pas un risque de pollution accidentelle. Les différents modes de traitement existants, comme la demande de brevet n EP 0 190 975, à ce jour, excluent des paramètres 20 importants. Les pompes et la tuyauterie, qui permettent le transfert des eaux souillées, peuvent être endommagées ou bouchées par des corps trop gros. De plus, si l'entreprise souhaite traiter ou recycler ses eaux souillées, elle utilise directement sur celles-ci une solution chimique pour séparer l'eau des particules en suspension dans celle-ci. Cela présente l'inconvénient d'avoir à traiter une solution non homogène. La difficulté de la purification est accrue car il y a différentes tailles de particules dans cette solution. Une filtration est nécessaire après ce traitement chimique. Le grand nombre de particules et la diversité de leur taille peuvent endommager le système de transfert, le système de filtration et, rendre ce dernier plus difficile à manipuler. Ces étapes de traitement et de filtration peuvent, soit être réalisées manuellement, ce qui n'est pas pratique et peut être dangereux suivant les constituants et la température des eaux à traiter, soit être menées à bien par l'usage de pompes. Dans ce dernier cas, il arrive fréquemment qu'elles se désamorcent ou se bouchent, ce qui nécessite une intervention et ralentit le cycle de traitement des eaux souillées. L'intervention humaine est requise pour suivre ces différentes étapes. Dans ce but, il faut du personnel spécifiquement formé pour contrôler le bon déroulement du procédé, actionner des vannes ou des pompes, surveiller l'état des filtres, le niveau des solutions chimiques et réaliser le bon dosage de celles-ci pour le traitement. Enfin, la température des eaux à traiter n'est pas prise en compte dans ces installations. C'est un facteur important lié au résultat souhaité et au lieu où se trouve l'installation. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un procédé de traitement des eaux souillées, ainsi qu'une installation pour sa mise en oeuvre, permettant de réduire la taille et la quantité des particules dans les eaux souillées à traiter et permettant de réaliser une homogénéisation optimale entre les particules en suspension dans l'eau et la solution chimique de traitement de façon à obtenir un contact intime entre celles-ci. De plus, cette invention permet d'éviter toutes interventions humaines pour le suivi du bon déroulement du procédé. Enfin, la température des eaux contenues dans l'installation est régulée tout au long du procédé. A cet effet, selon la présente invention, le procédé de traitement des eaux souillées, contenues dans au moins un réservoir de stockage d'eaux souillées ou au moins un collecteur de ces dites eaux, au moyen d'une installation automatique, comprend les étapes suivantes: A l'aide d'une pompe, immergée et protégée dans un caisson de dégrillage, transférer les eaux souillées du réservoir de stockage d'eaux souillées vers un filtre logé dans ladite installation et situé au-dessus du bac de décantation. Par débordement, cette eau est transférée dans un bac de traitement, en passant par au moins un tube de passage. Traiter lesdites eaux souillées dans un bac de traitement avec des solutions chimiques, telles que notamment ici des agents réactifs de coagulation et de floculation ou autres, créant ainsi une eau partiellement purifiée contenant des parties solides. Extraire de l'eau ainsi traitée, notamment ici par un système d'extraction et /ou de filtration, les parties solides contenues dans cette dite eau. Réguler la température pour permettre d'augmenter ou de réduire la température des eaux contenues dans l'installation, notamment ici la régulation de la température pourra se faire à l'aide d'un échangeur, d'un thermoplongeur ou autre. Mettre en mouvement les eaux contenues dans au moins un réservoir et /ou un bac, notamment ici la mise en mouvement sera caractérisée par une injection d'air, afin d'obtenir une homogénéité de la température dans l'eau, et une homogénéité entre les solutions chimiques et l'eau. Transférer les eaux purifiées dans un réservoir de stockage. La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexes donnés uniquement à titre d'exemple. La figure 1 est un schéma synoptique fonctionnel de 25 l'installation selon la présente invention; et, La figure 2 est une vue de côté schématique de l'installation automatique selon l'invention; et, La figure 3 est une vue de détails du système de maintien des poches filtrantes; et, La figure 4 est une vue de détails du bac de décantation; et, La figure 5 est une vue de côté schématique du système d'extraction des parties solides contenues dans l'eau traitée, et de son système de récupération. La figure 6 est une vue de détails du caisson de dégrillage et 5 de ses grilles amovibles, qui servent de protection pour le système de transfert des eaux souillées. La présente invention permet le transfert et le traitement des eaux souillées, contenues dans au moins un réservoir de stockage d'eaux souillées (42) ou au moins un collecteur de ces dites eaux. Le transfert se fait grâce à un système de pompage, notamment ici au moins une pompe immergée (2) située à l'intérieur d'un caisson de dégrillage (1) pour protéger le système d'aspiration. Selon un aspect préféré de l'invention, le caisson de dégrillage (1) comporte sur au moins une face, au moins une grille (40) amovible et/ou lavable avec une maille d'au moins un centimètre de diamètre. Le tout est immergé dans au moins un réservoir de stockage d'eaux souillées (42) ou au moins un collecteur de ces dites eaux. La pompe (2) est reliée à la conduite (3) rigide et/ou souple, ici notamment souple, elle-même reliée à l'installation et débouchant sur le sommet de celle-ci au-dessus du premier filtre (4). Les eaux souillées vont être ainsi filtrées grâce à un filtre (4), notamment ici le filtre est posé sur le bac de décantation (5) et est maintenu verticalement grâce à un support de filtre (41) situé en haut de l'installation. Ce filtre a une capacité de filtration d'au moins quatre vingts microns. L'eau ainsi filtrée est récupérée dans le bac de décantation (5) situé en dessous du filtre (4). Le transfert de cette eau souillée et filtrée, contenue dans le bac de décantation (5), vers le bac de traitement (11), situé en dessous du bac de décantation (5), sera réalisé par débordement et l'eau souillée et filtrée passera par au moins un tube (6). Le volume d'eau souillée et filtrée à atteindre dans le bac de traitement (Il) est contrôlé grâce à un détecteur de niveau, qui indique à un automate (45) le niveau atteint. La mise en mouvement de l'eau, contenue dans la cuve de traitement (11), commence lorsque le niveau minimum souhaité est atteint, grâce notamment ici à de l'air injecté dans la cuve de traitement (11). L'air injecté, selon un aspect préféré de la présente invention, est généré, par exemple, par un compresseur (10) et est piloté par au moins une vanne, caractérisée notamment ici par une électrovanne (12). L'électrovanne et le compresseur sont gérés par un automate (45). Dès que le niveau d'eau souhaité est atteint dans le bac de traitement (11), une solution chimique est injectée dans ce dit bac. La solution chimique est caractérisée notamment ici par un coagulant situé dans un réservoir (14). Cette solution chimique est mélangée dans le réservoir (14) par une injection d'air pilotée par une vanne, caractérisée notamment ici par une électrovanne (36). L'injection du coagulant dans le bac de traitement (11) est réalisée grâce à un système de pompage ou par gravité, et, notamment ici grâce à une pompe volumétrique (15) qui aspire grâce à une canne d'aspiration (46), plongée dans le réservoir (14), et qui est gérée par un automate (45). La détection du niveau de la solution chimique du réservoir (14) est réalisée grâce à un système de détection, notamment ici grâce à un détecteur de niveau directement situé sur la canne d'aspiration (46), relié à l'automate (45) pour lui donner l'information sur le niveau de la solution chimique dans ce dit réservoir. Une fois, la première solution chimique mélangée à l'eau souillée dans le bac de traitement (11), une autre solution chimique est injectée dans ce dit bac. La solution chimique est caractérisée notamment ici par un floculant situé dans un réservoir (16). Cette solution chimique est mélangée dans le réservoir (16) par une injection d'air pilotée par une vanne, caractérisée notamment ici par une électrovanne (37). L'injection du floculant dans le bac de traitement (11) est réalisée grâce à un système de pompage ou par gravité, et, notamment ici grâce à une pompe volumétrique (17) qui aspire grâce à une canne d'aspiration (47) plongée dans le réservoir {16), et qui est gérée par un automate (45). La détection du niveau de la solution chimique du réservoir (16) est réalisée grâce à un système de détection, notamment ici grâce à un détecteur de niveau directement situé sur la canne d'aspiration (47), relié à l'automate (45) pour lui donner l'information sur le niveau de la solution chimique dans ce dit réservoir. Une fois, la seconde solution chimique mélangée à l'eau située dans le bac de traitement (11) et après un temps prédéfini dans le procédé de traitement, afin que les parties solides qui se sont formées, grâce au traitement chimique, ne se brisent pas dans le bac de traitement (11), la mise en mouvement de l'eau est arrêtée. On obtient donc une solution d'eau partiellement purifiée contenant une partie liquide et des parties solides. Ces paries solides peuvent se situer à n'importe quelle hauteur dans le bac de traitement (11), notamment ici ces solides se situent à la surface de l'eau. Une fois que la majorité des parties solides se sont rassemblées, un système d'extraction des parties solides est utilisé pour enlever un grand nombre des parties solides créées par le traitement chimique. Le système d'extraction des parties solides de l'eau est constitué d'un filtre (38) posé à l'intérieur d'un bac de récupération des parties solides (9), mobile ou non, notamment ici monté sur roues, d'un vérin (8) qui sert à donner le mouvement, notamment ici un vérin pneumatique, et d'un racleur (7). Le système d'extraction des parties solides, une fois mis en fonction va enlever et amener un grand nombre des parties solides créées par le traitement chimique dans le filtre (38). Le système de régulation de la température (35) est externe ou est monté sur ladite installation en contact direct ou indirect avec l'eau. Il va amener et/ou maintenir la température de l'eau dans le bac de traitement (11) à la température souhaitée, grâce par exemple à un échangeur et/ou un thermoplongeur, notamment ici, un thermoplongeur est situé à l'intérieur du bac de traitement (11) afin d'augmenter la température de l'eau. Une fois l'eau traitée chimiquement, mise à la température souhaitée et débarrassée de la majorité de ses parties solides, elle va être transférée par un système de pompage, notamment ici une pompe à autoamorçage (18) située au niveau du bac de traitement (11), et une conduite rigide et/ou souple (19) débouchant au-dessus du filtre (21), situé dans une autre partie de l'installation. L'eau partiellement purifiée arrive ainsi dans le filtre (21) qui va retenir les particules solides restantes, notamment ici le filtre est posé sur le bac de récupération d'eau purifiée et filtrée (23) et est maintenu verticalement grâce à un support de filtre (43) situé en haut de l'installation. Ce filtre a une capacité de filtration d'au moins cinq microns. L'eau ainsi filtrée est récupérée dans le bac de récupération d'eau purifiée et filtrée (23) situé en dessous du filtre (21). Le transfert de cette eau purifiée et filtrée contenue dans le bac de récupération d'eau purifiée et filtrée (23) vers le bac de récupération d'eau purifiée (24), et situé au-dessous de celui-ci, est réalisé par débordement et l'eau filtrée passe par au moins un tube (22). La mise en mouvement de l'eau contenue dans le bac de récupération d'eau purifiée (24) commence lorsque le niveau minimum souhaité est atteint, grâce notamment ici à de l'air injecté dans le bac de récupération d'eau purifiée (24). L'air injecté, selon un aspect préféré de la présente invention, est généré, par exemple, par un compresseur (10) et est piloté par au moins une vanne, caractérisée notamment ici par une électrovanne (13). Le système de régulation de la température (34) est externe ou est monté sur ladite installation en contact direct ou indirect avec l'eau. Il va amener et/ou maintenir la température de l'eau contenue dans le bac de récupération d'eau purifiée (24) à la température souhaitée, grâce, par exemple à un échangeur et/ou un thermoplongeur, notamment ici, un thermoplongeur est situé à l'intérieur du bac de récupération d'eau purifiée (24) afin d'augmenter la température de l'eau. Une fois que l'eau est dans le bac {24), elle va être transférée par un système de pompage, notamment ici une pompe à autoamorçage (25) située au niveau du bac de récupération d'eau purifiée (24). Le transfert de l'eau se fait en passant par la canalisation (26) jusque dans un réservoir de stockage d'eau purifiée (30). Cette eau va passer dans au moins un support de filtre (20) dans lequel se situe au moins un filtre (27) en polypropylène et/ou au moins un filtre en viscose et/ou au moins un filtre en fibre de verre et/ou au moins un filtre en papier et/ou au moins un filtre en tissu lavable et/ou au moins un filtre en polyester et/ou au moins un filtre en toile lavable et/ou au moins un filtre en toile lavable avec polyphosphate et/ou au moins un filtre en toile lavable avec du charbon actif et/ou au moins un filtre en acier inox et/ou au moins un filtre en polypropylène et charbon actif et/ou au moins un filtre à charbon actif et/ou au moins un filtre en polyphosphate et/ou au moins un filtre en résine cationique et/ou au moins un filtre en résine colorimétrique et/ou au moins un filtre en céramique. L'eau peut éventuellement transiter dans un système de traitement antibactérien (29), notamment ici une lampe à ultraviolet, avant d'arriver dans un réservoir de stockage d'eau purifiée (30). La mise en mouvement de l'eau contenue dans le réservoir de stockage d'eau purifiée (30) commence lorsque le niveau minimum souhaité est atteint, grâce notamment ici à de l'air injecté dans le réservoir de stockage d'eau purifiée (30). L'air injecté est généré dans la présente invention, par exemple, par un compresseur (10), et est piloté par au moins une vanne, caractérisée notamment ici par une électrovanne (44). Le système de régulation de la température (39) est externe ou est monté sur ladite installation en contact direct ou indirect avec l'eau. Il va amener et/ou maintenir la température de l'eau contenue dans le réservoir de stockage d'eau purifiée {30) à la température souhaitée, grâce par exemple à un échangeur et/ou un thermoplongeur, notamment ici, un thermoplongeur est situé à l'intérieur du réservoir de stockage d'eau purifiée (30) afin d'augmenter la température de l'eau. Au moins une solution chimique favorisant l'ajustement du PH ou des caractéristiques de l'eau nécessaire au procédé, contenue dans le réservoir de stockage d'eau purifiée (30), est injectée. Elle est caractérisée notamment ici par un acide situé dans un réservoir (32). Cette solution chimique est mélangée par une injection d'air dans ce dit réservoir (32). L'air injecté est généré dans la présente invention, par exemple, par un compresseur (10), et est piloté par au moins une vanne, caractérisée notamment ici par une électrovanne (48). L'injection de cette solution chimique dans le réservoir de stockage d'eau purifiée (30) est réalisée grâce à un système de pompage ou par gravité, et, notamment ici grâce à une pompe volumétrique (33) qui aspire grâce à une canne d'aspiration (28), plongée dans le réservoir (32) et qui est gérée par un automate (45). Le transfert de la solution chimique du réservoir (32) vers le réservoir de stockage d'eau purifiée (30) se fait par la canalisation (31). La détection du niveau de la solution chimique du réservoir (32) est réalisée grâce à un système de détection, notamment ici grâce à un détecteur de niveau directement situé sur la canne d'aspiration {28), relié à l'automate (45) pour lui donner l'information sur le niveau de la solution chimique contenue dans ce dit réservoir. Pour chaque filtre de l'installation, selon un aspect préféré de la présente invention, il y a un détecteur de saturation. L'eau ainsi purifiée et conforme aux besoins du procédé, est stockée dans le réservoir de stockage (30) et reste disponible en permanence. Un cycle ainsi terminé, un autre peut reprendre si besoin, et ceci peut se renouveler un grand nombre de fois, sans avoir recours à une quelconque intervention humaine. L'invention est destinée au traitement des eaux souillées et à leur réutilisation dans les milieux industriels. 2889181 lo Revendications 1 -Procédé de traitement des eaux souillées, au moyen d'une installation automatique, incluant un traitement physique, chimique et thermique, caractérisé en ce qu'il est constitué des étapes suivantes: a -Filtrer et transférer les eaux souillées, jusque dans ladite installation, b - Mettre en mouvement et traiter lesdites eaux souillées dans au moins un bac en injectant au moins une solution chimique, c - Extraire des parties solides contenues dans l'eau ainsi traitée, grâce à un système d'extraction, d Transférer et filtrer cette eau traitée dans un bac, e - Transférer l'eau du bac d'eau purifiée jusque dans un réservoir, f - Traiter à nouveau lesdites eaux dans au moins un réservoir, g- Amener et/ou maintenir, tout le long du procédé, la température des eaux, à une température adaptée. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape a (filtrer et transférer les eaux souillées jusque dans ladite installation) , est réalisée grâce à un système de pompage, notamment ici au moins une pompe immergée (2) située à l'intérieur d'un caisson de dégrillage (1) pour protéger le système d'aspiration. 3 - Procédé selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que l'étape b (mettre en mouvement et traiter lesdites eaux souillées contenues dans un bac de traitement (11)), est réalisée en mettant en mouvement l'eau contenue dans ce dit bac, en amenant et/ou en maintenant également cette eau à la température souhaitée, en injectant au moins une solution chimique, un floculant avec ou sans un coagulant injecté au préalable, créant ainsi une eau partiellement purifiée contenant une partie liquide et des parties solides. 4 - Procédé selon la revendication 1, 2 et 3 caractérisé en ce que l'étape c (extraire des parties solides contenues dans l'eau ainsi traitée), est réalisée à l'aide d'un système d'extraction (7 et 8), ces dites parties solides arrivent dans un filtre (38) contenu dans le bac de récupération des parties solides (9) mobile ou fixe. 5 - Procédé selon la revendication 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que les étapes d et e, transférer et filtrer cette eau jusque dans un bac de récupération d'eau purifiée (24), sont réalisées en faisant passer l'eau par au moins un filtre (21), en la transférant à nouveau jusque dans un réservoir de stockage (30), et en la faisant passer par au moins un filtre et/ou au moins un système antibactérien à ultraviolets. 6- Installation automatique pour mettre en oeuvre un procédé de traitement des eaux souillées selon une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est constituée des éléments suivants: a -Au moins un système de transfert, b - Au moins un système de traitement par injection d'au moins une solution chimique, c - Au moins un système de filtration, d - Un système de mise en mouvement de l'eau, e - Au moins un système de régulation de la température, f - Un automate pour mettre en oeuvre la gestion automatique de l'installation et du procédé, g - Au moins un détecteur de niveau et/ou de température, h - Au moins un système d'extraction des parties solides contenues dans l'eau traitée, i - Au moins un détecteur de saturation des filtres de l'installation. 7 - Installation selon la revendication 6 caractérisée en ce que l'élément a (un système de transfert), comporte au moins une pompe immergée (2) à l'intérieur d'un caisson de dégrillage (1) de forme géométrique quelconque, et dont au moins une face possède au moins une grille (40) amovible, pouvant laisser passer les eaux souillées à traiter et également ne pas laisser passer I2 des corps de la >iùn souhaite. 8 - Installation selon les revendications 6 et 7 caractérisée en ce que l'élément c (un système de filtration) est constitué d'au moins un filtre (4 et/ou 21), posé sur au moins un bac (5 et/ou 23), et maintenu verticalement grâce à au moins un support de filtre (41 et/ou 43) situé en haut de l'installation; ces filtres ont une capacité de filtration d'au moins cinq microns; l'eau ainsi filtrée est récupérée dans au moins un bac (11 et/ou 24). 9 - Installation selon les revendications 6 à 8 caractérisée en ce que l'élément e (un système de régulation de la température (35)), est constitué par au moins un échangeur et/ou un thermoplongeur et/ou autre, en contact direct ou indirect avec l'eau à traiter contenue dans au moins un bac et/ou un réservoir de l'installation. - Installation selon les revendications 6 à 9 caractérisée en ce que l'élément h (système d'extraction des parties solides contenues dans l'eau traitée) est constitué d'au moins un filtre (38) posé à l'intérieur d'un bac de récupération des parties solides (9), mobile, d'au moins un vérin (8), notamment ici un vérin pneumatique, et d'au moins un racleur (7).