Brevet FR2940139A1 — publié le 20100625

UNITES TRANSPORTABLES DE FILTRATION ET DE TRAITEMENT D'EAU DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte au domaine du traitement de l'eau, à la production d'eau potable. [0002] Plus précisément l'invention concerne les stations ou unités mobiles de traitement d'eaux d'origines diverses afin de les rendre potables. Les eaux en question sont par exemple les eaux superficielles, de rivière, de barrage, issues de forages ... [0003] De telles unités sont réalisées à partir de modules de type conteneurs standards aux normes ISO (Organisation Internationale de Normalisation), parallélépipédiques transportables, qui sont déplacés jusqu'au lieu où elles sont installées de façon définitives, temporaires ou saisonnières. [0004]Ces unités permettent d'obtenir, à partir d'eaux brutes et/ou souillées telles que définies ci-avant, de l'eau potable c'est à dire propre à la consommation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0005] Sachant que ce type d'installation est susceptible d'être mis en oeuvre dans des lieux isolés et éloignés de grandes agglomérations, leur transport est un 20 paramètre important et doit donc être optimisé , notamment en termes de volume. [0006] Par ailleurs, une fois sur site, elles doivent avoir une consommation réduite en énergie, avec notamment un excellent rapport eau produite û énergie consommée. [0007] En outre, de telles installations doivent pouvoir être installées et mises en 25 oeuvre de façon simple , fiable et rapide, même dans des conditions difficiles. [0008] En particulier l'emprise au sol sera aussi réduite que possible. [0009] On connaît la demande de brevet FR 2 408 552 qui décrit une installation mobile et compacte de préparation d'eau potable contenue à l'intérieur d'un conteneur et comprenant notamment un moyen d'épuration de base et un moyen d'épuration poussée ; ce type d'installation ne permet de fournir que 3 ou 4 mètres cubes par heure d'eau potable ; par ailleurs, il se révèle gros consommateur en énergie. [0010] La demande de brevet FR 2 821 072 décrit une installation transportable du même type mais ayant un débit en eau potable bien supérieur, compris entre 5 et 200 m3/h. Cette installation comprend notamment une section de décantation avec injection de coagulant ou floculant, une section de stockage intermédiaire de l'eau, un local technique et un module de filtration final avant le rejet de l'eau propre. On comprend qu'une telle installation nécessite une surface au sol importante, et soit d'un coût non négligeable vus le grand nombre d'éléments et de connexions mis en jeu. Par ailleurs le transport nécessite plusieurs conteneurs et une logistique associée qui peut se révéler complexe. EXPOSE DE L'INVENTION [0011] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à réaliser une installation facilement transportable, compacte, modulable qui consomme peu d'énergie. Une mise en oeuvre aisée est avantageusement visée par l'invention. [0012] Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention une unité compacte transportable destinée à la filtration d'eau, comprenant : un moyen de filtration de forme cylindrique, de type filtre à sable, pourvu d'un axe longitudinal ; un conteneur parallélépipédique et transportable dont le volume interne est sensiblement supérieur au volume extérieur dudit moyen de filtration. [0013]Selon l'invention, ces moyens sont agencés de telle sorte que ledit moyen de filtration est logé dans ledit conteneur avec son axe longitudinal horizontal pendant le transport, et en ce qu'il est positionné verticalement dans ledit conteneur en position de fonctionnement en laissant un volume libre dans ledit conteneur. [0014] L'unité selon l'invention comprend en outre une citerne dépliable, de volume variable. Ladite citerne peut présenter une forme extérieure parallélépipédique ou cylindrique, en position déployée. [0015]Avantageusement, ladite citerne est disposée, à l'état dépliée, dans ledit volume libre dudit conteneur. [0016]Ainsi, pendant le transport le volume du conteneur est occupé par le moyen de filtration qui est � couché � , avec son axe principal horizontal ; en position de fonctionnement, le moyen de filtration est placé en position � debout � c'est à dire avec son axe principal vertical ce qui laisse un volume vide dans le conteneur. Ce même volume peut alors être avantageusement occupé par une citerne qui pendant le transport était pliée et placée au fond du conteneur. Comme il sera explicité ci-après, cette caractéristique permet d'optimiser le volume transporté ainsi que les volumes en présence in situ, c'est à dire pendant le fonctionnement de l'unité. [0017] Selon une caractéristique, le moyen de filtration comprend au moins deux éléments filtrants de préférence cylindriques, superposables deux à deux en position de fonctionnement. Les modes de réalisation qui seront exposés ci-après montrent respectivement deux éléments filtrants disposés l'un au-dessus de l'autre, et deux fois deux éléments filtrants accouplés deux à deux. [0018] Le dimensionnement des éléments filtrants est préférentiellement choisi tel que la somme des hauteurs des éléments filtrants est sensiblement inférieure à la plus grande dimension dudit conteneur. [0019] En outre, le diamètre d'au moins le plus grand des éléments filtrants est sensiblement inférieur à la plus petite dimension dudit conteneur. [0020]Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les éléments filtrants sont constitués de filtres à sable. Ce choix sera explicité dans la description qui suit. [0021] L'invention vise en outre une unité transportable de production d'eau potable comprenant des moyens de décantation de l'eau à traiter comprenant des moyens d'injection de coagulant ou de floculant, et des moyens de filtration de l'eau décantée disposés en aval desdits moyens de décantation relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité, dans laquelle lesdits moyens de filtration comprennent une unité ayant notamment les caractéristiques précisées ci-dessus. [0022] L'unité transportable selon l'invention peut en outre comprendre des moyens d'injection de chlore dans l'eau brute et/ou filtrée , disposés en amont et/ou en aval des moyens de filtration relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, une vue de coupe longitudinale d'un moyen de filtration selon un premier mode de réalisation, en position de transport ; - la figure 2, une vue en coupe longitudinale du même mode de réalisation que la figure 1, en position de fonctionnement ; la figure 3, une vue de coupe longitudinale d'un moyen de filtration selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, en position de transport ; la figure 4, une vue en coupe longitudinale du deuxième mode de réalisation, en position de fonctionnement ; et - la figure 5, une vue de dessus du deuxième mode de réalisation de l'invention. [0024] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION [0025] Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs d'une des formes de l'objet de l'invention, les figures 1 et 3 représentent des versions de l'unité en mode transport et les figures 2, 4 et 5 représentent des versions en mode fonctionnement. [0026] Les unités peuvent êtres modulés et multipliés par exemples pour des unités de plus grandes capacités [0027] Le dispositif selon les figures 1, 2 et 3 représente un premier mode de réalisation où le moyen de filtration 1 comprend deux éléments filtrants (ou filtres) 2 et 3 identiques superposés en mode fonctionnement, fonctionnant en parallèle, l'un pouvant être en mode filtration pendant que l'autre est en mode lavage, un conteneur 4 et une citerne dépliable 5. [0028]Sur la figure 1, l'unité est en mode transport, le volume du conteneur 4 est occupé par le moyen de filtration 1 qui est � couché �, avec son axe principal horizontal, la somme des hauteurs des éléments filtrants 2 et 3 étant sensiblement inférieure à la plus grande dimension dudit conteneur. [0029] En mode transport, la plaque amovible 5 est couchée au fond du conteneur et la citerne dépliable 6 est pliée et rangé avantageusement en place laissée libre par le moyen de filtration. [0030] Sur la figure 2 et la représentation schématique 3, l'unité est en mode fonctionnement, le moyen de filtration 1 est placé en position � debout � c'est à dire avec son axe principal vertical. [0031] Dans ce cas de figure, le volume laissé vide dans le conteneur 4 est avantageusement occupé par la citerne 6 qui était pliée lors du transport, la plaque amovible 5 étant désormais placée à la vertical pour servir de quatrième paroi latérale à la citerne 6. [0032] Ladite citerne 6 peut avantageusement être utilisée pour le stockage des 25 eaux à différents stades du process, eaux de lavages des filtres, eaux sales de lavages, eaux traitées, ... [0033] La plaque amovible 5 est réglable horizontalement et permet avantageusement la mise en oeuvre de citernes de différents volumes selon les utilisations. [0034]Sur les figures 1 et 3, la pompe 7 est utilisée par exemple pour le lavage des filtres, la citerne 6 étant alors utilisée par exemple pour le stockage de cette eau. [0035] Ledit mode de réalisation peut être utilisé pour les petites unités, jusqu'à environ 50 m3/h de traitement et placé dans un conteneur 4 type 20". [0036]Chaque filtre comprend une succession de médias filtrants de granulométrie et d'épaisseur variable assurant la filtration et reposant sur un faux plancher équipé de crépines. [0037] En mode filtration, l'eau à traiter est injectée en haut de chaque filtre par une canalisation 8 et une tulipe d'alimentation 9, elle traverse les différentes couches qui en assurent sa filtration, les eaux filtrées sont recueillies en bas de chaque filtre par une canalisation 10. [0038] En mode lavage, la circulation de l'eau s'effectue du bas vers le haut en plusieurs phases successives à des durées déterminées : injection d'air, injection d'air avec un faible débit d'eau puis injection d'un grand débit d'eau. [0039] L'alimentation en bas de l'élément filtrant s'effectue par exemple par l'intermédiaire de la pompe de lavage 7 via les canalisations 11 puis 10, l'évacuation en haut s'effectue par la tulipe 9, la canalisation 8 puis la canalisation 12, un jeu de vannes automatiques assurant la gestion des cycles de filtration et de lavage. [0040] La présence des crépines sous le média filtrant favorise la répartition du flux et permet d'obtenir un matelas uniforme lors du lavage. [0041]Contrairement à un filtre horizontal, un filtre vertical permet une meilleure répartition de l'eau à filtrer au sein du média filtrant, la surface de média étant homogène sur toute la hauteur de filtration. 7 2940139 [0042] Les débits d'eau et d'air de lavage étant proportionnels à la surface du filtre, pour une même longueur de cylindre, la superposition de deux filtres verticaux permet une économie en énergie et en eau de lavage par rapport à un filtre horizontal, puisque la surface de filtration est répartie sur deux filtres 5 indépendants, l'un pouvant fonctionner en filtration et l'autre en lavage simultanément. [0043] De plus, la multiplication des filtres permet de garantir des vitesses de filtrations plus faibles lors des phases de lavage où la filtration est effectuée sur N-1 filtres. 10 [0044] Le deuxième mode de réalisation selon les figures 3, 4 et 5 diffère du premier par la présence de deux éléments filtrants supplémentaires 200 et 300 qui superposés forment l'élément filtrant 100, qui comme les premiers éléments filtrants 2 et 3 présentent en mode transport un axe longitudinal horizontal, [0045] Ce mode est utilisé pour les unités traitant un plus grand débit, associé à 15 un conteneur 4 de type 40". [0046] Sur la figure 3, l'unité est en mode transport, le volume du conteneur 4 est occupé par les quatre éléments filtrants 2, 3 et 200, 300, associables deux à deux qui sont � couchés � les uns à côté des autres, avec leurs axes principaux horizontaux, la somme des hauteurs desdits éléments filtrants étant sensiblement 20 inférieure à la plus grande dimension dudit conteneur 4. [0047] Sur la figure 4 et la représentation schématique de la figure 5, l'unité est en mode fonctionnement, les associations d'éléments filtrants 2, 3 et 20, 30 formant les ensembles d'éléments filtrants 1 et 100 sont placés en position � debout � l'un à côté de l'autre c'est à dire avec leurs axes principaux verticaux. 25 [0048] Ce mode de réalisation permet la mise en oeuvre d'une plus grande capacité de filtration, de l'ordre de 100 m3/h pour un conteneur 4, avec une capacité de stockage également plus élevée. [0049] Le nombre de citernes 6 et de plaques amovibles 5 n'est pas limitatif d'une des formes de l'objet de l'invention et les possibilités peuvent être avantageusement adaptées aux besoins. [0050] Dans le cas des figures 4 et 5, la ou lesdites citernes peuvent avantageusement être utilisées à la fois pour le stockage des eaux filtrées avant distribution, ladite eau filtrée servant également d'eau de lavage pompée par exemple par la pompe de lavage 7. [0051] Ladite invention vise en outre une unité transportable de production d'eau potable comprenant des moyens de décantation de l'eau à traiter comprenant des moyens d'injection de coagulant et/ou de floculant, et des moyens de filtration de l'eau décantée disposés en aval desdits moyens de décantation relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité, dans laquelle lesdits moyens de filtration comprennent une unité ayant notamment les caractéristiques précisées ci-dessus, dans un mode quelconque de réalisation. [0052] L'unité transportable selon l'invention peut en outre comprendre des moyens d'injection de chlore dans l'eau brute et/ou filtrée , disposés en amont et/ou en aval des moyens de filtration relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité.20 REVENDICATIONS1. Unité compacte transportable destinée à la filtration d'eau, comprenant : Un moyen de filtration de forme cylindrique, par exemple de type filtre à sable, pourvu d'un axe longitudinal, Un conteneur standard parallélépipédique et transportable dont le volume interne est sensiblement supérieur au volume extérieur dudit moyen de filtration, caractérisée en ce que ces moyens sont agencés de telle sorte que ledit moyen de filtration est logé dans ledit conteneur avec son axe longitudinal horizontal pendant le transport, et en ce qu'il est positionné verticalement dans ledit conteneur en position de fonctionnement en laissant un volume libre dans ledit conteneur. 2. Unité compacte selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une citerne dépliable, de volume variable. 3. Unité selon la revendication 2 caractérisée en ce que ladite citerne présente une forme parallélépipédique ou cylindrique en position dépliée. 4. Unité compacte selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisée en ce que ladite citerne est disposée, à l'état dépliée, dans ledit volume libre dudit conteneur. 5. Unité compacte selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée en ce que le conteneur comprend une plaque amovible et réglable horizontalement, plaquée au fond dudit conteneur pendant la phase transport et relevée verticalement en mode fonctionnement pour servir de support latéral ladite citerne de volume variable. 6. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le moyen de filtration comprend au moins deux éléments filtrants de préférence cylindriques, superposables deux à deux en position de fonctionnement. 7. Unité selon la revendication précédente caractérisée en ce que la somme des hauteurs des éléments filtrants est sensiblement inférieure à la plus grande dimension dudit conteneur. 8. Unité selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisée en ce que le diamètre d'au moins le plus grand des éléments filtrants est sensiblement inférieur à la plus petite dimension dudit conteneur. 9. Unité selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisée en ce que les éléments filtrants sont constitués de filtres à sable. 10. Unité transportable de production d'eau potable comprenant des moyens de 20 décantation de l'eau à traiter comprenant des moyens d'injection de coagulant ou de floculant, et des moyens de filtration de l'eau décantée disposés en aval desdits moyens de décantation relativement au sens d'écoulement de l'eau dans l'unité, caractérisée en ce que lesdits moyens de filtration comprennent une unité selon l'une des revendications précédentes. 25 11. Unité transportable selon la revendication 9 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'injection de chlore disposés en aval desdits moyens de filtration relativement au sens d'écoulement de l'eau dans 30 l'unité. 10 15