INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le matériau constituant les particules d'un lit peut être défini par sa composition, mais aussi par sa granulométrie et sa masse volumique. Différents types de particules sont envisageables pour constituer un lit de particules, tel que décrit ci-dessous.
Selon une mise en œuvre de l'invention, les particules d'un lit peuvent être des particules de sable, ou encore des billes de verre concassé ou des billes de verre brutes, des particules formées à base de zéolithe naturelle ou synthétique, à base d'alumine, ou encore à base de résines ou de plastique. Les matériaux cités ci-dessus présentent en effet les avantages d'être facilement accessibles dans le commerce et ont des propriétés (notamment de masse volumique comme cela sera discuté ci-dessous) adaptées à l'application visée. Selon une alternative, les particules d'un lit peuvent être constituées dans un matériau dont les propriétés de surface ont été modifiées pour favoriser la rétention des microfibres, par des phénomènes d’affinité physico-chimique avec les microfibres textiles (en modifiant les propriétés électrostatiques des particules notamment), ou encore pour limiter l’affinité de ces particules avec l’eau (via un traitement hydrophobe, en recouvrant par exemple les particules telles que des billes de verre d’un film de téflon), ce qui permet de faciliter le séchage du lit avant la régénération. Selon une autre mise en œuvre de l'invention, on peut utiliser un mélange de particules issues de matériaux de nature différente pour un même lit.
De manière générale, la granulométrie des particules influe sur la capacité de filtration et de régénération du milieu granulaire vis-à-vis des microfibres, en agissant sur la résistance à l’écoulement aux fluides. Selon une mise en œuvre avantageuse de l'invention, la taille des particules peut être comprise, pour au moins 80% en poids des particules, entre 0.1 mm et 2 cm, préférentiellement comprise, pour au moins 90% en poids des particules, entre 0.3 et 2.5 mm. De manière alternative ou combinée, le diamètre équivalent moyen des particules du milieu granulaire (défini par rapport à la distribution de taille en poids des particules) des particules peut être compris entre 0.5 et 2.0 mm, et préférentiellement compris entre 1.0 et 2.0 mm. Avantageusement, la quantité de particules ayant une taille inférieure à 0.1 mm peut être inférieure à 5% poids.
De manière générale, la masse volumique des particules constituant un lit de particules affecte la fluidisation gazeuse des particules pendant la régénération (vitesse minimale permettant de fluidiser le lit et perte de charge à travers le lit). Les matériaux décrits ci-dessus pour constituer des particules (par exemple du sable, du verre, de la zéolithe) ont en général des masses volumiques de grain comprises entre 1100 et 2800 kg/m 3 adaptées à une régénération par exemple par aspiration gazeuse, même lorsque le débit d'aspiration est modéré (par exemple avec un aspirateur domestique). Avantageusement, on peut utiliser des matériaux creux tels que les billes de verre ou de plastique creuses, dont la masse volumique de grain peut être plus faible, ce qui permet alors de régénérer le lit avec des débits de fluide plus faibles.
De manière générale, la vitesse de passage de l'effluent liquide dans un lit de particules influe d'une part sur la qualité avec laquelle la rétention des fibres est réalisée et d’autre part sur la perte de charge de l'effluent liquide à travers le lit de particules. Avantageusement, le système selon l'invention peut être dimensionné pour que la vitesse filtration (vitesse superficielle de l'effluent liquide dans le lit de particules) soit comprise entre 1 et 100m/h, préférentiellement comprise entre 5 et 50 m/h. De préférence, le système selon l'invention peut être dimensionné pour que la perte de charge offerte par le lit de particules propre (c'est-à-dire avant toute filtration ou après régénération) soit comprise entre 500 et 100000 Pa, de préférence comprise entre 1000 et 10000 Pa. Il est possible de calculer la perte de charge à l’écoulement lors du passage de l'effluent liquide dans le lit de particules (lors du premier usage ou après régénération) en utilisant des corrélations décrites par exemple dans le document (S. Rhode, « Opération polyphasique en génie des procédés », Ellipses Edition, 2019).
Selon une mise en œuvre de l'invention, on peut déterminer une vitesse de filtration de l'effluent liquide et une perte de charge appropriées au moyen d'un dimensionnement bien connu du spécialiste, réalisé au moins en fonction de la quantité d'effluent liquide à filtrer pendant un temps donné, de la pression au refoulement de la vidange du dispositif de traitement de textiles et du positionnement du système selon l'invention sur la portion de la conduite pour la vidange du dispositif de traitement de textiles (notamment le positionnement du système de filtration selon l'invention par rapport au refoulement de la vidange du dispositif de traitement de textiles et par rapport au système d’évacuation des eaux usées auquel le système de filtration selon l'invention est raccordé lorsqu'il est en service).
De manière générale, le débit de l'effluent liquide à filtrer dépend de la capacité de lavage du dispositif de traitement de textiles. Par exemple, si le dispositif de traitement de textiles comporte plusieurs machines à laver, le débit de l'effluent liquide à filtrer dépend du nombre de machines à laver et de la capacité de lavage (par exemple donnée en nombre de kg de linge) de chaque machine à laver. Selon une mise en œuvre de l'invention, pour une blanchisserie industrielle apte à laver entre 500kg et 10t de linge par jour, les rejets en eau seront compris entre 200L/h et 5m 3 /h et le système devra être dimensionné afin de permettre la filtration de ces débits.
Selon une mise en œuvre de l'invention selon laquelle un seul lit de particules est disposé dans l'enceinte d’un des dispositifs de filtration régénérables selon l'invention et pour une blanchisserie industrielle pouvant traiter entre 500kg et 10 tonnes de linge par jour, le diamètre de l'enceinte d’un des dispositifs de filtration régénérables selon l'invention peut varier entre 5 cm et 1 m de diamètre intérieur, préférentiellement entre 10 et 50 cm de diamètre intérieur pour avoir des vitesses de filtration optimales telles que définies ci-dessus. Avantageusement, la hauteur d'un lit de particules peut être comprise entre 0.5 et 5 fois le diamètre équivalent de la section de passage du lit de particules, préférentiellement comprise entre 0.7 et 2 fois le diamètre équivalent de la section de passage du lit de particules, ce qui permet laisser le temps aux microfibres de se déposer dans la porosité du lit.
Le système selon l'invention est destiné à être raccordé à des moyens de circulation de l’effluent liquide, comprenant au moins la conduite de vidange du dispositif de traitement de textiles. Selon une mise en œuvre selon laquelle le procédé est mis en œuvre pour filtrer les microfibres d’un effluent liquide issu d’un dispositif de traitement de textiles correspondant à une blanchisserie industrielle, les moyens de circulation de l’effluent liquide peuvent en outre comprendre un bac tampon (cuve enterrée par exemple) qui permet de recueillir l’effluent liquide issu de la conduite de vidange, ainsi qu’un dispositif de pompage. Un bac tampon permet de lisser le débit à filtrer dans le temps (et donc diminuer la taille des installations en aval). Il permet aussi de stocker l’eau de vidange « chaude » et de restituer cette chaleur via un échangeur à l’eau qui servira à remplir les dispositifs de lavage de la blanchisserie (économie d’énergie).
Le système selon l'invention est destiné à être raccordé à des moyens de régénération du lit de particules, par exemple sous la forme de moyens d'aspiration gazeuse et/ou de moyens d'insufflation gazeuse.
Des moyens d’insufflation gazeuse permettent l’évacuation des particules accumulées sur et dans le lit de filtration des dispositifs de filtration régénérables, grâce à une insufflation gazeuse opérée à travers au moins une ouverture située dans la partie inférieure de l'enceinte, sous le milieu granulaire. Sous l’effet du débit de gaz, un mouvement gazeux de convection ascendant est généré dans le lit de particules d’au moins un des dispositifs de filtration régénérables. Les particules du lit de filtration sont mises en mouvement et fluidisées, sans être entrainées avec le courant gazeux. Les fibres plus petites et légères que les particules constituant le lit de filtration sont entrainées avec le débit ascendant. De manière très préférée, le gaz des moyens d'insufflation gazeuse est de l'air, ce qui permet d'utiliser des moyens d’insufflations gazeuse classiques (tels que des systèmes de compression ou de surpression d’air comme par exemple une soufflante), sans nécessiter de moyens pour stocker le gaz. Avantageusement, les moyens d'insufflation gazeuse comprennent ou peuvent être complétés par un système de séparation de particules, disposé en aval des moyens d'insufflation gazeuse, tel qu’une chambre cyclonique ou un filtre à membrane, pour collecter les microfibres. L’espace vide au-dessus du milieu granulaire, qui sert de zone d’accumulation pendant la phase de filtration, permet, pendant une phase de régénération du lit, de contenir l’expansion du lit associée à la fluidisation gazeuse du lit. A l’issue de la phase de régénération du lit, le débit de gaz est stoppé et les particules sédimentent pour reformer à nouveau un lit filtrant exempt des fibres déposées pendant les phases de filtration préalables. Avantageusement, les fibres collectées pendant une phase de régénération peuvent être soit utilisées comme matériau de recyclage, soit disposées comme un déchet non dangereux dans des systèmes de collecte appropriés.
Selon un mode de réalisation, le premier dispositif comporte au moins deux modes de fonctionnement, dont un premier mode dans lequel des salves de détection sont espacées d’une durée correspondant à au moins cent fois la durée des salves.
Selon un mode de réalisation, le premier dispositif bascule dans un mode de fonctionnement d’émission d’une séquence d’interrogation telle que définie dans les spécifications du NFC Forum lorsque le deuxième dispositif est détecté à portée.
Un mode de réalisation prévoit un produit programme d’ordinateur, comportant un support de stockage non transitoire comprenant des instructions adaptées à la mise en œuvre du procédé décrit.
Un mode de réalisation prévoit un dispositif électronique, comportant un produit programme d’ordinateur.
Un mode de réalisation prévoit un circuit électronique adapté à la mise en œuvre du procédé décrit.
Un mode de réalisation prévoit un dispositif électronique, comportant un circuit électronique.
la représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple de système de communication en champ proche du type auquel s’appliquent, à titre d’exemple, des modes de réalisation et modes de mise en œuvre décrits ;
la est un chronogramme illustrant un exemple de procédé de détection, par un dispositif en mode lecteur et en veille, d’un dispositif en mode carte ;
la est un chronogramme illustrant un mode de mise en œuvre d’un procédé de détection, par un dispositif en mode lecteur et en veille, d’un dispositif en mode carte ;
la représente un mode de réalisation d'un circuit de communication en champ proche ;
la illustre, par des chronogrammes, un fonctionnement du représente du circuit de la ;
la représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un procédé de validation d'une détection ;
la illustre, par des chronogrammes, le fonctionnement du mode de réalisation de la ;
la représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un autre mode de réalisation d'un procédé de validation d'une détection ;
la illustre, par des chronogrammes, un exemple de fonctionnement d'un procédé de détection sans validation ; et
Des moyens d'aspiration gazeuse permettent l’évacuation des particules accumulées sur et dans le lit de filtration des dispositifs de filtration régénérables, grâce à une aspiration gazeuse opérée à travers au moins une ouverture située dans la partie supérieure de l'enceinte, au-dessus du milieu granulaire, au niveau du volume libre surmontant le lit de particules. Sous l’effet du débit d’aspiration, un mouvement gazeux de convection ascendant est généré dans le lit de particules d’au moins un des dispositifs de filtration régénérables. Les particules du lit de filtration sont mises en mouvement et fluidisées, sans être entrainées avec le courant gazeux. Les fibres plus petites et légères que les particules constituant le lit de filtration sont entrainées avec le débit ascendant. De manière très préférée, le gaz des moyens d'aspiration gazeuse est de l'air, ce qui permet d'utiliser des moyens d'aspiration classiques (tels qu'un aspirateur à usage domestique ou industriel), sans nécessiter de moyens pour stocker le gaz ou de moyens d'admission du gaz autre qu'une simple ligne d'évent. Avantageusement, les moyens d'aspiration gazeuse comprennent ou peuvent être complétés par un système de séparation de particules, disposé en aval des moyens d'aspiration gazeuse, tel qu’une chambre cyclonique ou un filtre à membrane, pour collecter les microfibres. A noter que les aspirateurs à usage domestique comprennent généralement de tels systèmes de séparations de particules. L’espace vide au-dessus du milieu granulaire, qui sert de zone d’accumulation pendant la phase de filtration, permet, pendant une phase de régénération du lit, de contenir l’expansion du lit associée à la fluidisation gazeuse du lit. A l’issue de la phase de régénération du lit, le débit d’aspiration est stoppé et les particules sédimentent pour reformer à nouveau un lit filtrant exempt des fibres déposées pendant les phases de filtration préalables. Avantageusement, les fibres collectées pendant une phase de régénération peuvent être soit utilisées comme matériau de recyclage, soit disposées comme un déchet non dangereux dans des systèmes de collecte appropriés.
De manière générale, la vitesse du gaz ascendant pendant la régénération d’un lit de particules détermine la mise en agitation du milieu granulaire. Il est bien connu de l’homme du métier que pour mettre en mouvement un lit de particules, il faut que le gaz monte à travers le lit granulaire avec une vitesse d’écoulement supérieure à une vitesse appelée "vitesse minimum de fluidisation gazeuse", qui peut être calculée grâce à des corrélations bien connues de l’homme du métier (par exemple, comme décrit dans le document (Wen C.H. & Yu Y.H., Chem. Eng. Prog. Symp. Series, 82, 100-111 (1966)) et dont la valeur dépend des propriétés du milieu granulaire (taille des particules, masse volumique). De manière préférée, pendant la régénération, le lit de particules d’au moins un des dispositifs de filtration régénérables est fluidisé par un mouvement d’air ascendant, à une vitesse traversant le lit correspondant préférentiellement à une vitesse comprise entre 1 et 20 fois la valeur de la vitesse minimum de fluidisation gazeuse, afin de favoriser l’agitation des particules du lit, et de provoquer ainsi l’envol des microfibres collectées qui sortent du lit. Très préférentiellement, selon une mise en œuvre selon laquelle le dispositif de traitement textiles est un lave-linge domestique, la vitesse de l'air ascendant au travers du lit peut être comprise entre 1.5 à 10 fois la vitesse minimum de fluidisation gazeuse. Dans le cas d’un lave-linge à usage domestique lavant entre 5 à 10 kg de linge, cette gamme de vitesses du gaz ascendant permet en effet d'assurer la fluidisation gazeuse, sans nécessiter de moyens d'aspiration spécifiques. Autrement dit, cette gamme de vitesses du gaz ascendant est en général compatible avec les caractéristiques de la majorité des aspirateurs commerciaux disponibles à un usage domestique. Dans le cas d’une blanchisserie industrielle de grande capacité, un équipement spécifique comme une soufflante pourra être mise en place pour assurer une vitesse suffisante et ainsi la fluidisation gazeuse. Selon une mise en œuvre avec un solide de diamètre moyen 1.5mm et présentant une densité de 2500 kg/m 3 , la vitesse de gaz peut être comprise entre 1 et 3m/s pour réaliser une fluidisation suffisante du lit.
De manière générale, le débit d’aspiration à travers le milieu filtrant dépend de la capacité de lavage du dispositif de traitement de textiles. Par exemple, si le dispositif de traitement de textiles comporte plusieurs machines à laver, le débit d’aspiration à travers le milieu filtrant dépend du nombre de machines à laver et de la capacité de lavage (par exemple donnée en nombre de kg de linge) de chaque machine à laver. La section de passage du lit de filtration augmente si la quantité d'effluent liquide à filtrer augmente. Le débit à l’aspiration doit alors être adapté pour permettre la fluidisation gazeuse du milieu. La hauteur du lit fluidisé créée une perte de charge correspondant au poids du lit qui doit être aussi compatible avec les caractéristiques des moyens de régénération par aspiration.
Pour une simple machine à laver domestique ayant une capacité de lavage de 5 à 10 kg de linge, on peut dimensionner le système de manière à avoir des débits d’aspiration voisins de 10 à 100l/s, préférentiellement compris entre 20 et 40 l/s, permettant de générer un vide à l’aspiration compris entre 5 et 50 kPa, préférentiellement compris entre 20 et 40 kPa. Ces caractéristiques sont compatibles avec les caractéristiques de la majorité des aspirateurs commerciaux disponibles à l'usage domestique. Dans le cas où le système selon l'invention est installé en aval de laveries industrielles, d’un ensemble de lave-linges, ou d’une blanchisserie industrielle, un système d’aspiration spécifique (tel qu’une pompe aspirante) ou d’un compresseur caractérisés par des débits et une différence de pression plus élevés, peut être préféré.
Avantageusement, le système selon l'invention peut comprendre en outre une chambre de décantation et/ou une chambre de séparation cyclonique (tel qu’un hydrocyclone) et/ou un système de filtration par tamisage (par exemple des paniers dégrilleurs, des tamis courbes statiques, des tamis rotatifs ou des dégrilleurs autonettoyants à chaîne continu), disposées en amont de l'enceinte, et raccordées à l'enceinte par les moyens pour l'amenée et l’évacuation de l’effluent liquide au travers du milieu granulaire. Une chambre de décantation permet la sédimentation par gravité des fibres les plus grosses. Une chambre de séparation cyclonique (tel qu’un hydrocyclone) permet de séparer les plus grosses fibres en induisant une vorticité et un champs de force centrifuge favorisant la séparation. De telles chambres, positionnées en amont de l'enceinte par rapport au flux de l'effluent liquide, peuvent permettre de capter les plus grosses fibres et de limiter le colmatage trop rapide du milieu granulaire, qui pourra alors capter plus efficacement la majorité des plus petites fibres.
Préférentiellement, le système selon l'invention comprend en outre des moyens d’injection d’au moins un agent floculant dans l'effluent liquide, disposés pour une injection de l'agent floculant dans l'effluent liquide avant son arrivée dans le milieu granulaire. Ces moyens d'injection d’au moins un agent floculant dans l'effluent liquide peuvent être soit disposés en amont de l'enceinte et raccordés à l'enceinte par les moyens pour le passage par percolation de l'effluent liquide au travers du milieu granulaire, soit disposés de manière à permettre une injection dans le volume libre au-dessus du milieu granulaire, via une ouverture réalisée dans la partie supérieure de l'enceinte. Dans le cas où l’agent floculant est sous forme liquide, les moyens d'injection d'au moins un agent floculant peuvent comprendre un réservoir comprenant ledit au moins un agent floculant ainsi que des moyens permettant de contrôler le débit de l’agent floculant. Il est également possible, par exemple dans le cas où l’agent floculant est sous forme liquide ou solide, de mélanger l’agent floculant avec le liquide dans le dispositif permettant de traiter le textile, par exemple en mélange avec la lessive dans le cas d’un lave-linge. Un agent floculant permet de favoriser l’agglomération des fibres les plus petites, ce qui facilite leur séparation de l'effluent liquide au passage dans le milieu granulaire. On peut par exemple utiliser un agent floculant sous la forme de sels minéraux à cations polyvalents comme le sulfate d’alumine ou le chlorure ferrique, la silice activée, ou des polyélectrolytes organiques naturels (amidons, alginate) ou de synthèse (polymères de masse moléculaire élevée comme les polycrylamides ou les polyvinylamines). L’injection d'un l’agent floculant est préférentiellement réalisée à une faible teneur, comprise généralement entre 1 et 20 ppm du liquide de vidange, et on utilise de préférence un dispositif favorisant le mélange dudit agent floculant dans l'effluent liquide. La floculation est particulièrement intéressante dans le cas où les microfibres ont des dimensions de l’ordre du micron ou inférieures au micron.
Procédé pour la filtration de microfibres
Nous décrivons ci-après le procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles selon l’invention.
Le procédé pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide peut être avantageusement mais non limitativement mis en œuvre au moyen du système régénérable pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide selon l'un quelconque des modes de réalisation ou l’une quelconque des combinaisons des modes de réalisation décrits ci-dessus.
Selon une alternative, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre au moyen d’un système régénérable pour la filtration de microfibres contenues dans un effluent liquide issu d'un dispositif de traitement de textiles comprenant deux dispositifs de filtration régénérables disposés en parallèle, chacun comprenant une enceinte 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.
Quelle que soit l’alternative considérée, le système régénérable pour la filtration de microfibres mis en œuvre pour le procédé selon l’invention est destiné à être raccordé à des moyens de circulation de l’effluent liquide et à des moyens de régénération par fluidisation gazeuse, les moyens de circulation dudit effluent liquide comprenant une conduite de vidange du dispositif de traitement de textiles.
Le procédé selon l'invention comprend au moins les étapes suivantes :
A) on raccorde les moyens pour l'amenée et l’évacuation de l’effluent liquide dans l’enceinte d’un des dispositifs de filtration régénérables (appelé par la suite premier dispositif de filtration régénérable) aux moyens de circulation de l’effluent liquide et on réalise une phase de filtration des microfibres contenues dans l’effluent au moyen de ce premier dispositif de filtration régénérable, la phase de filtration comprenant au moins un passage par percolation de l’effluent liquide au travers du milieu granulaire de ce premier dispositif ;