Brevet FR3130298A1 — publié le 20230616

L'invention porte sur un procédé et un système régénérable pour la filtration de microfibres d’un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles. Le système comprend deux dispositifs de filtration régénérables (1,2) disposés en parallèle comprenant chacun une enceinte (10, 10’) avec un milieu granulaire (30, 30’), des moyens (102, 102’, 103, 103’) de passage de l’effluent liquide, des moyens (112, 112’, 113, 113’) de passage du gaz de moyens de fluidisation gazeuse, des moyens de vannage (50, 50’, 51, 51’, 52, 52’, 53, 53’) configurés de manière à ne permettre ni un raccordement des moyens (102, 102’, 103, 103’) de passage de l’effluent liquide des deux dispositifs (1, 2) à des moyens de circulation de l’effluent liquide de manière concomitante, ni un raccordement des moyens (112, 112’, 113, 113’) de passage du gaz des dispositifs (1, 2) aux moyens de fluidisation gazeuse de manière concomitante. Figure 1a à publier. SYSTEME ET PROCEDE REGENERABLE DE FILTRATION DE MICROFIBRES D'UN LIQUIDE DE VIDANGE La présente invention concerne le domaine de l'élimination des microfibres contenues dans un liquide de vidange d'un dispositif de traitement de textiles, tel qu'une machine à laver le linge, une laverie (industrielle ou non), un dispositif pour teindre des textiles, ou encore un dispositif pour imperméabiliser des textiles. Le plastique est omniprésent dans notre quotidien et nos vêtements n’échappent pas à la règle puisqu’environ 60% des fibres utilisées dans l’industrie textile au niveau mondial sont réalisées à partir de matières plastiques telles que le polyester, le polyamide ou l’acrylique. Du fait de l’abrasion pendant le lavage, ces fibres de synthèse peuvent se casser en microfibres. Il est généralement admis que l’on entend par microfibres plastiques des fragments de fibres synthétiques dont la longueur est comprise entre 1µm et 5mm. D’après de récentes études, plus de 700 000 microfibres plastiques peuvent ainsi être rejetées à chaque utilisation d’un lave-linge domestique. Évacuées dans les eaux usées, elles ne sont que partiellement retenues en stations d’épuration (STEP) et une partie finit donc sa course dans les rivières puis les océans. On estime ainsi que 500kT/an de microfibres plastiques issues des lave-linges sont rejetées à l’échelle mondiale dans le milieu aquatique, soit près de 33% des rejets estimés de microplastiques primaires. Outre les rejets dans le milieu aquatique, il est important de noter que la majorité des microfibres plastiques retenues en station d’épuration se retrouvent dans les boues lors des premières étapes de traitement. Or, le débouché principal de ces boues en France, et dans la plupart des pays, est l’épandage sur les terres agricoles afin d’amender et fertiliser les sols. Ces microfibres se retrouvent donc également dans le milieu naturel. Une solution de post-traitement en station d’épuration pour diminuer les rejets de microfibres plastiques dans les océans ne résoudrait qu’une partie du problème. Afin d’être efficaces, les solutions de captation de microfibres plastiques doivent être déployées au plus près des sources d’émission, c'est-à-dire en sortie des dispositifs de lavage des textiles. Plusieurs études ont montré la présence de ces microplastiques dans nos aliments (poissons, fruits de mer…) ou dans l’eau potable. L’université de NewCastle en Australie a par exemple estimé qu’un être humain ingère en moyenne 5g de microplastique par semaine soit l’équivalent d’une carte de crédit. Les conséquences sur la santé humaine sont encore méconnues mais l’on sait d’ores et déjà que les microplastiques adsorbent à leur surface des polluants organiques et métaux (dont la toxicité est avérée) et altèrent la croissance et la reproduction de certains organismes vivants. Par ailleurs, le 11 février 2020, la France a promulgué une loi relative à la lutte contre le gaspillage et à l'économie circulaire dans lequel l’article 79 dispose que les lave-linges neufs devront être dotés d’un filtre à microfibres plastiques à compter du 1 er janvier 2025. La France a ainsi été le premier pays au monde à prendre des mesures réglementaires sur le sujet des rejets des microfibres issues des lave-linge. Un amendement a par la suite été voté, qui précise que le secteur professionnel sera également concerné et que des solutions externes aux lave-linge peuvent être considérées. Les documents suivants seront cités au cours de la description : - Boeglin, J.-C. (2002). Traitements physico-chimiques de la pollution insoluble. Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés, Opérations unitaires, J 3940. - Gaïd, A. (2008). Traitement des eaux usées urbaines. Techniques de l’Ingénieur, traité Construction, Génie civil, C 5220. On connait la demande de brevet WO2021/197937 qui concerne un système et un procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles. Plus précisément, ce système comprend un milieu granulaire disposé dans une enceinte, des moyens pour le passage par percolation de l'effluent liquide au travers du milieu granulaire, des moyens d'évacuation de l'effluent liquide sous le milieu granulaire, et des moyens de connexion à des moyens de régénération par fluidisation gazeuse du milieu granulaire. Ainsi, ce système permet que le milieu granulaire puisse être régénéré, notamment en cas de colmatage. Au moyen de ce système, cette étape peut être réalisée entre deux processus de filtration, mais ne peut pas être réalisée en parallèle d’une filtration. Le fait d’interrompre la filtration et donc le lavage pour lancer une étape de régénération peut être désavantageux, notamment dans le cas d’une blanchisserie industrielle : un maximum de lavages par unité de temps doit en effet être réalisés pour maximiser les revenus de l’opérateur. A noter qu’en plus, afin d’éviter tout colmatage du système de filtration, une régénération cyclique/périodique, avant même la saturation du lit de particules, est recommandée lors de la mise en œuvre de ce système. Plus particulièrement dans le domaine des blanchisseries industrielles en France, les effluents engendrés sont règlementés si la blanchisserie a une capacité de plus de 500kg de linge/jour. Dans ce cas, les blanchisseries ont l’obligation d’avoir une installation de pré-traitement avant de rejeter les eaux de vidange dans le réseau public. Plusieurs paramètres doivent être contrôlés et une filtration doit notamment être effectuée pour abaisser la quantité de matières en suspension. Les technologies de filtration utilisées sont des technologies connues de l’homme du métier comme des paniers dégrilleurs, des tamis courbes statiques, des tamis rotatifs ou des dégrilleurs autonettoyants à chaîne continu. Certaines de ces technologies sont par exemple décrites dans les documents (Boeglin 2002 ; Gaïd, 2008). Les méthodes de filtration existantes utilisées dans les blanchisseries peuvent être régénérées de manière continue, les solides sont isolés et récupérés comme déchets, mais leur maille de filtration est trop importante (entre 500µm et 1 mm) pour capter efficacement les microfibres qui sont des objets de petite taille, dont la longueur est le plus souvent inférieure à 200µm. Il n’est toutefois techniquement pas possible de diminuer significativement la maille de ces technologies basées sur des tamis, pour des raisons d’usinage et/ou de colmatage. Ainsi, les solutions techniques existantes destinées aux blanchisseries industrielles ne permettent pas de capter efficacement les microfibres plastiques, soit parce que leur étape de régénération nécessite un arrêt de la filtration et donc du lavage, soit parce que la finesse de leur filtre n’est pas suffisante pour retenir les microfibres plastiques. La présente invention concerne un système et un procédé régénérable pour filtrer les microfibres (plastiques ou autres) en sortie de dispositifs de traitement de textiles. Notamment le système selon l’invention permet une filtration efficace des microfibres, même les plus fines, et permet une phase régénération du filtre sans avoir à interrompre la phase de filtration. Ainsi, le système et le procédé selon l’invention sont particulièrement adaptés à une utilisation industrielle, notamment adaptés à des blanchisseries industrielles. Le système et le procédé selon l'invention peuvent en outre permettre la collecte d'au moins une partie des microfibres en sortie d'un dispositif de traitement de textiles, pour un éventuel recyclage ultérieur. L'invention concerne un système régénérable pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles, ledit système étant destiné à être raccordé à des moyens de circulation dudit effluent liquide et à des moyens de régénération par fluidisation gazeuse, lesdits moyens de circulation dudit effluent liquide comprenant une conduite de vidange dudit dispositif de traitement de textiles, caractérisé en ce que ledit système comprend au moins un premier dispositif de filtration régénérable et un deuxième dispositif de filtration régénérable disposés en parallèle, chacun desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables comprenant une enceinte, chacune desdites enceintes comprenant : - un milieu granulaire occupant une portion du volume de ladite enceinte, ledit milieu granulaire étant disposé sur un support de manière à laisser un volume libre dans ladite enceinte au-dessus dudit milieu granulaire ; -des moyens pour l'amenée et l’évacuation dudit effluent liquide, configurés pour permettre un passage par percolation de l’effluent liquide au travers dudit milieu granulaire ; - des moyens pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse, configurés pour permettre un passage essentiellement vertical du gaz des moyens de régénération par fluidisation gazeuse au travers du milieu granulaire ; ledit système comprenant en outre des moyens de vannage configurés de manière à au moins ne permettre ni un raccordement desdits moyens pour l'amenée et l’évacuation dudit effluent liquide desdits deux dispositifs de filtration régénérables auxdits moyens de circulation dudit effluent liquide de manière concomitante, ni un raccordement desdits moyens pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse desdits deux dispositifs de filtration régénérables auxdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse de manière concomitante. Selon une mise en œuvre de l’invention, les moyens de vannage peuvent comprendre des vannes pilotables, ainsi que des moyens pour piloter l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes. Selon une mise en œuvre de l’invention, lesdits moyens pour piloter l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes peuvent comprendre des moyens informatiques et un automate reliés au moins auxdites vannes pour envoyer un signal électrique, hydraulique, ou pneumatique auxdites vannes. Selon une mise en œuvre de l’invention, chacun desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables peut comprendre en outre un capteur de pression différentielle pour mesurer une différence de pression dans ladite enceinte entre un point situé au-dessus dudit milieu granulaire et un point situé au-dessous dudit milieu granulaire respectivement dudit premier ou dudit deuxième dispositif de filtration régénérable. Selon une mise en œuvre de l’invention, lesdits moyens pour piloter l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes peuvent piloter l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes au moins en fonction d’une valeur de différence de pression mesurée par ledit capteur de pression différentielle dudit premier ou dudit deuxième dispositif de filtration régénérable. Selon une mise en œuvre de l’invention, lesdits moyens informatiques peuvent être en outre reliés auxdits capteurs de pression différentielle de chacun desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables, et ledit automate peut être relié auxdits moyens de vannage desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables. L’invention concerne en outre un procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles, ledit procédé étant mis en œuvre au moyen du système régénérable pour la filtration de microfibres tel que décrit ci-dessus, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes : A) on raccorde lesdits moyens pour l'amenée et l’évacuation dudit effluent liquide dans ladite enceinte dudit premier dispositif de filtration régénérable auxdits moyens de circulation dudit effluent liquide et on réalise une phase de filtration desdites microfibres contenues dans ledit effluent au moyen dudit premier dispositif de filtration régénérable, ladite phase de filtration comprenant au moins un passage par percolation dudit effluent liquide au travers dudit milieu granulaire ; B) au moins à un instant de l’étape A), on raccorde lesdits moyens pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse dudit deuxième dispositif de filtration régénérable auxdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse et on réalise une phase de régénération par fluidisation gazeuse dudit deuxième dispositif de filtration régénérable, ladite phase de régénération comprenant un passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse au travers dudit milieu granulaire ; et en ce que, lorsqu’au moins un critère prédéfini est atteint, on répète au moins les étapes A) et B) en les appliquant respectivement audit deuxième dispositif de filtration régénérable et audit premier dispositif de filtration régénérable. Selon une mise en œuvre de l’invention, ledit critère prédéfini peut être satisfait lorsqu’une durée de ladite étape A) excède un seuil prédéfini, de préférence compris entre 3 et 72h, et très préférentiellement compris entre 6 et 48h. Selon une mise en œuvre de l’invention, lors de l’étape A), on peut mesurer en outre une différence de pression au moyen dudit capteur de pression différentielle, ledit critère pouvant être satisfait lorsque ladite mesure de différence de pression est supérieure à un seuil prédéfini, de préférence compris entre 0.05 et 2 bar, et très préférentiellement compris entre 0.1 et 1 bar. Selon une mise en œuvre de l’invention, lors de l’étape B) et préalablement au raccordement desdits moyens pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse dudit deuxième dispositif de filtration régénérable auxdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse, on peut réaliser au moins une phase de séchage dudit milieu granulaire dudit deuxième dispositif de filtration régénérable. Liste des figures [Fig 1a] [Fig 1b] [Fig 1c] Les figures 1a, 1b, et 1c présentent des modes de réalisation du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’invention. [Fig 2] La présente une mise en œuvre d’une première variante du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’invention. [Fig 3a] La présente une mise en œuvre d’une deuxième variante du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’invention. [Fig 3b] La présente une mise en œuvre d’une troisième variante du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’invention. [Fig 4] La présente une mise en œuvre d’une quatrième variante du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’invention. [Fig 5] La présente une autre mise en œuvre de la quatrième variante du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’invention. [Fig 6] La présente une alternative de mise en œuvre de la quatrième variante du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’invention. Système régénérable pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles, ledit système étant destiné à être raccordé à des moyens de circulation dudit effluent liquide et à des moyens de régénération par fluidisation gazeuse, lesdits moyens de circulation dudit effluent liquide comprenant une conduite de vidange dudit dispositif de traitement de textiles, caractérisé en ce que ledit système comprend au moins un premier dispositif de filtration régénérable (1) et un deuxième dispositif de filtration régénérable (2) disposés en parallèle, chacun desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables (1, 2) comprenant une enceinte (10, 10’), chacune desdites enceintes (10, 10’) comprenant : - un milieu granulaire (30, 30’) occupant une portion du volume de ladite enceinte (10, 10’), ledit milieu granulaire (30, 30’) étant disposé sur un support (20, 20’) de manière à laisser un volume libre (40, 40’) dans ladite enceinte (10, 10’) au-dessus dudit milieu granulaire (30, 30’) ; -des moyens (102, 102’, 103, 103’, 107, 107’, 108, 108’, 90, 90’, 91, 91’) pour l'amenée et l’évacuation dudit effluent liquide, configurés pour permettre un passage par percolation de l’effluent liquide au travers dudit milieu granulaire (30, 30’) ; - des moyens (112, 112’, 113, 113’, 107, 107’, 108, 108’) pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse, configurés pour permettre un passage essentiellement vertical du gaz des moyens de régénération par fluidisation gazeuse au travers du milieu granulaire (30, 30’) ; ledit système comprenant en outre des moyens de vannage (50, 50’, 51, 51’, 52, 52’, 53, 53’, 55, 55’, 56, 56’, 62, 62’, 63, INF, AUT) configurés de manière à au moins ne permettre ni un raccordement desdits moyens (102, 102’, 103, 103’, 107, 107’, 108, 108’, 90, 90’, 91, 91’) pour l'amenée et l’évacuation dudit effluent liquide desdits deux dispositifs de filtration régénérables (1, 2) auxdits moyens de circulation dudit effluent liquide de manière concomitante, ni un raccordement desdits moyens (112, 112’, 113, 113’, 107, 107’, 108, 108’) pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse desdits deux dispositifs de filtration régénérables (1, 2) auxdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse de manière concomitante. Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens de vannage comprennent des vannes pilotables, ainsi que des moyens (INF, AUT) pour piloter l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes. Système selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens (INF, AUT) pour piloter l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes comprend des moyens informatiques (INF) et un automate (AUT) reliés au moins auxdites vannes pour envoyer un signal électrique, hydraulique, ou pneumatique auxdites vannes. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacun desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables (1, 2) comprend en outre un capteur de pression différentielle (DP, DP’) pour mesurer une différence de pression dans ladite enceinte entre un point situé au-dessus dudit milieu granulaire (30, 30’) et un point situé au-dessous dudit milieu granulaire (30, 30’) respectivement dudit premier ou dudit deuxième dispositif de filtration régénérable (1, 2). Système selon la revendication 4 combinée aux revendications 2 ou 3, dans lequel lesdits moyens (INF, AUT) pour piloter l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes pilotent l’ouverture et la fermeture des voies desdites vannes au moins en fonction d’une valeur de différence de pression mesurée par ledit capteur de pression différentielle (DP, DP’) dudit premier ou dudit deuxième dispositif de filtration régénérable (1, 2). Système selon la revendication 5 combinée à la revendication 3, dans lequel lesdits moyens informatiques (INF) sont en outre reliés auxdits capteurs de pression différentielle (DP, DP’) de chacun desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables (1, 2), et ledit automate (AUT) est relié auxdits moyens de vannage desdits premier et deuxième dispositifs de filtration régénérables (1, 2). Procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles, ledit procédé étant mis en œuvre au moyen du système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes : A) on raccorde lesdits moyens pour l'amenée et l’évacuation dudit effluent liquide dans ladite enceinte (10) dudit premier dispositif de filtration régénérable (1) auxdits moyens de circulation dudit effluent liquide et on réalise une phase de filtration desdites microfibres contenues dans ledit effluent au moyen dudit premier dispositif de filtration régénérable (1), ladite phase de filtration comprenant au moins un passage par percolation dudit effluent liquide au travers dudit milieu granulaire (30) ; B) au moins à un instant de l’étape A), on raccorde lesdits moyens pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse dudit deuxième dispositif de filtration régénérable (2) auxdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse et on réalise une phase de régénération par fluidisation gazeuse dudit deuxième dispositif de filtration régénérable (2), ladite phase de régénération comprenant un passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse au travers dudit milieu granulaire (30’) ; et en ce que, lorsqu’au moins un critère prédéfini est atteint, on répète au moins les étapes A) et B) en les appliquant respectivement audit deuxième dispositif de filtration régénérable (2) et audit premier dispositif de filtration régénérable (1). Procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles selon la revendication 7, dans lequel ledit critère prédéfini est satisfait lorsqu’une durée de ladite étape A) excède un seuil prédéfini, de préférence compris entre 3 et 72h, et très préférentiellement compris entre 6 et 48h. Procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel ledit procédé est mis en œuvre au moyen dudit système régénérable pour la filtration de microfibres selon l’une des revendications 4 à 6, et dans lequel, lors de l’étape A), on mesure en outre une différence de pression au moyen dudit capteur de pression différentielle (DP), et dans lequel ledit critère est satisfait lorsque ladite mesure de différence de pression est supérieure à un seuil prédéfini, de préférence compris entre 0.05 et 2 bar, et très préférentiellement compris entre 0.1 et 1 bar. Procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles selon l’une des revendications des revendications 7 à 9, dans lequel, lors de l’étape B) et préalablement au raccordement desdits moyens pour le passage du gaz desdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse dudit deuxième dispositif de filtration régénérable (2) auxdits moyens de régénération par fluidisation gazeuse, on réalise au moins une phase de séchage dudit milieu granulaire (30’) dudit deuxième dispositif de filtration régénérable.