Brevet FR2989283A1 — publié le 20131018

- 1 - L'objet de cette invention concerne un dispositif appelé « décolmatage intra-modulaire ». Ce dispositif permet d'améliorer les performances de nettoyage automatique des filtres à diatomées lors d'un décolmatage. L'opération de décolmatage consiste à libérer les supports filtrants colmatés par la couche constituée de l'agglomérat de diatomées et des matières retenues. Cette couche s'enrichit des matières filtrées qui, à un certain seuil, génère une perte de charge telle qu'elle fait barrage au flux d'eau en affectant la qualité filtrante. Les filtres à diatomées sont généralement équipés en interne d'éléments filtrants que nous appelons modules. Ces modules sont constitués d'une structure rigide faisant cage ; celle-ci est recouverte d'une enveloppe fermée en tissu synthétique. Le nombre de modules varie selon le débit à traiter. Ces ensembles sont conjointement raccordés en un collecteur en partie haute, qui permet de recueillir l'eau filtrée. Le circuit d'eau chemine de l'extérieur vers l'intérieur des modules, au travers de la couche de diatomées constituée en un gâteau sur l'enveloppe textile qui, elle-même, s'appuie sur la cage rigide. Ainsi, l'eau parvient à l'intérieur de la cage pour se diriger vers les orifices de sortie en partie haute, après avoir traversé la couche filtrante de diatomées qui a retenu au passage les matières. A ce jour, la technique mise en oeuvre pour assurer la fonction de décolmatage et de nettoyage repose généralement sur le principe de circulation d'eau à contre-courant qui permet, par un effet de chasse, de décrocher la matière filtrante de son support. Cette technique est souvent complétée d'un apport d'air comprimé introduit en partie inférieure du filtre par une simple rampe perforée pour générer un effet de bullage externe en surface des toiles. En exploitation, on observe que ces procédés, même combinés, sont insuffisants, car ils ne permettent pas de décrocher toute les matières. Ces matières résiduelles, qui restent fixées en n'étant jamais évacuées, affectent la qualité filtrante des supports, induisent une perte de surface filtrante et une augmentation de la vitesse de filtration, et favorisent la production de chloramines dans l'eau. Ces chloramines, issues de la réaction des matières organiques en présence du chlore, procurent notamment des sensations d'inconfort aux baigneurs (irritations oculaires et nasales, notamment). Le dispositif selon l'invention permet, en phase de décolmatage, d'introduire de l'air à l'intérieur de la structure rigide des modules filtrants. L'air y est introduit sous pression et à grand débit en partie basse par des orifices largement dimensionnés. Ce mouvement d'air est animé, de plus, de manière pulsatoire, par l'effet syncopé obtenu par l'ouverture et la fermeture cadencées d'une vanne automatique sur un circuit d'air surpressé. Par ce dispositif, l'air ainsi introduit génère un effet de vagues sur le support en tissu qui se trouve secoué, brisant ainsi le gâteau. Ce gâteau, constitué des diatomées et des matières retenues, se décolle et est alors expulsé par l'air qui s'est engouffré à l'intérieur des modules filtrants. L'air surpressé est généré par une soufflante à canal latéral bi-étagé. Cet appareil permet d'obtenir un rapport débit/pression important de telle sorte que toute la surface du module filtrant est uniformément nettoyée. Les dessins en annexe illustrent le procédé technique objet de cette invention : La figure 1 représente en coupe le principe de fonctionnement d'un filtre à diatomées en mode filtration et de ses éléments constituants. - 2 - La figure 2 représente en coupe le procédé technique objet de cette invention. La figure 3 représente en élévation le principe fonctionnel d'un module. Selon ces dessins, le dispositif objet de cette invention est constitué, dans la forme, d'une chaîne d'éléments permettant de mettre en oeuvre le procédé en rapport avec l'invention. Le dispositif comprend un ensemble de modules intégrés dans un filtre (1). Ce filtre est alimenté par une pompe (11) permettant la circulation de l'eau, et de vannes automatiques (12) (13) dédiées aux différents modes de fonctionnement du filtre. Les modules sont constitués d'une structure rigide en Inox formant cage (2) dans laquelle des entretoises (3) permettent de maintenir un espace entre les surfaces filtrantes, tout en formant des chicanes pour favoriser le bon écoulement de l'air dans l'eau. Ces entretoises (3), réparties en quinconce sur toute la surface, présentent la forme de deux cônes, opposés par leurs sommets, favorisant la circulation de l'air et de l'eau. La structure rigide en Inox formant cage(2) est constituée d'un châssis rectangulaire habillé sur ses deux faces opposées d'un treillage (16) en Inox de 190011 tendu à la manière d'une peau de tambour et rapporté par collage ou autre procédé. Cet ensemble dispose en sa partie supérieure d'orifices (17) permettant le passage de l'eau filtrée vers le collecteur (6) et en sa partie inférieure d'orifices (18) permettant l'introduction de l'air. Cette cage (2) est recouverte d'une enveloppe fermée (4) en tissu polypropylène. Sur cette enveloppe, les diatomées (5) se répartissent en une couche homogène au travers de laquelle l'eau chemine en y déposant les matières alors retenues par le tamis filtrant constitué, pour ressortir filtrée à l'intérieur des modules et être recueillie dans le collecteur (6), puis dirigée en sortie de filtre. Selon la figure 2 représentant le procédé technique objet de cette invention, on distingue en partie basse la tubulure (14) permettant l'introduction de l'air par des orifices (18) à l'intérieur des modules filtrants (2). Cette tubulure (14) est conçue de telle sorte que la répartition de l'air à l'intérieur de l'ensemble des modules soit équilibrée. Pour ce faire, elle forme boucle de répartition pour éviter tout circuit préférentiel dans un module (2). Sur cette tubulure (14) est raccordé en amont un dispositif de production d'air surpressé (8) couplé à une vanne automatique (7). Ces deux éléments sont asservis à un automate programmateur qui commande leur démarrage. La vanne automatique (7) fonctionne en mode syncopé par ouverture/fermeture alternée pour générer un effet pulsatoire dont la résultante est l'action mécanique sur l'enveloppe en tissu (4), associée à une poussée d'air à l'intérieur du module (2). Par le fait, le tissu (4) est secoué en ayant pour conséquence de briser le gâteau de diatomées (5) qui est alors expulsé en fond de filtre. Le surpresseur d'air (8) est dimensionné selon l'invention de telle sorte que, pour une surface filtrante totale de 40 m2 établie sur des modules de 1500 mm de hauteur, il puisse générer un débit de 250 m3/h à une pression de 450 mbar. Cette disposition selon l'invention permet de s'opposer à la charge statique due à la colonne d'eau dans le filtre en assurant son efficacité sur toute la hauteur des modules. Alors que la vanne automatique (7) a un fonctionnement discontinu, le surpresseur (8) fonctionne, lui, en continu. Pour ce faire, il est nécessaire d'interposer entre ces deux éléments une soupape de décharge tarée (15) qui permet l'échappement de l'air lors de la fermeture de la vanne automatique (7). Le procédé selon l'invention consiste en préalable en une vidange partielle du filtre sans dénoyer - 3 - les modules. Puis, sur ordre de démarrage, le surpresseur (8) se met en marche pendant cinq minutes ; cycle durant lequel, la vanne automatique (7) s'ouvre de manière syncopée pendant quinze secondes en cadence, alternée d'une fermeture de cinq secondes. Au cours de cette opération, les électrovannes (9) (10) s'ouvrent pour mettre le filtre à l'atmosphère et permettre l'échappement de l'air. Il est également tout à fait intéressant de compléter ce procédé par un décolmatage par circulation d'eau à contre-courant. Le procédé et son dispositif selon l'invention sont particulièrement destinés au nettoyage automatique des modules de filtres à diatomées. REVENDICATIONS1. Procédé de décolmatage de module filtrant (2) d'un filtre (1) à diatomées, ce module filtrant (2) présentant une enveloppe (4) sur laquelle se forme une couche de diatomées filtrant l'eau cheminant à travers ladite couche vers l'intérieur dudit module filtrant (2), ladite couche de diatomées formant un gâteau comprenant les diatomées et des matières retenues par ladite couche de diatomées, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'introduire de l'air à l'intérieur dudit module filtrant (2) pour décoller, de ladite enveloppe (4) du module filtrant (2), le gâteau de diatomées et de matières retenues. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire d'introduire l'air à l'intérieur du module filtrant (2) de manière pulsatoire. 3. Filtre (1) pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le module filtrant (2) comprend des chicanes pour favoriser la circulation de l'air et de l'eau dans ledit module filtrant (2). 4. Filtre (1) selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdites chicanes sont formées par des entretoises (3) situées à l'intérieur dudit module filtrant (2). 5. Filtre (1) selon l'une des revendications 3 ou 4 ou caractérisé en ce qu'il comprend une tubulure (14) pour introduire l'air dans le module filtrant (2). 6. Filtre (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que la tubulure (14) est formée de façon à équilibrer la répartition d'air dans ledit module filtrant (2). 7. Filtre (1) selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend un surpresseur d'air (8) associé à une vanne automatique (7) commandée par un automate. 8. Filtre (1) selon l'une des revendications 3 à 7 caractérisé en ce que le module filtrant est constitué d'une cage rigide (2) de forme rectangulaire présentant un treillage (16), des entrées d'air (18) et une sortie (17) d'air et d'eau.