Procédé et appareil de désinfection pour le traitement de l'eau.
La présente invention concerne un appareil et un procédé
pour le traitement de l'eau et en particulier un appareil et un
procédé pour stériliser des lits d'agents utilisés dans le traitement de l'eau.
Dans divers procédés classiques pour le traitement de
l'eau, on soumet l'eau à un traitement par contact dans des lits divers. Par exemple, dans le cas d'une filtration par gravité et
d'une filtration sous pression, on fait passer un liquide à travers
un agent poreux pour en éliminer les impuretés et les matières retenues en suspension. A mesure que l'eau traverse le lit filtrant, la vase, l'argile, les matières colloïdales et les matières particulaires sont éliminées et arrêtées par le lit dans lequel elles se déposent. Une filtration classique provoque le déport, sur l'agent filtrant, de micro-organismes comprenant des bactéries, des virus
et des champignons. Lorsque l'agent filtrant est obstrué et que la perte de charge à la traversée du lit filtrant ainsi que la turbidité atteignent des valeurs prédéterminées, en procède habituellement
au nettoyage du lit filtrant par lavage à contre courant. Pour le lavage à contre courant, on fait circuler de l'eau dans le sens opposé à travers le lit ou sur celui-ci de manière à détacher et
à entraîner les matières déposées dans le lit. Bien que le lavage
à contre courant soit à même d'éliminer les matières particulaires retenues et les matières en suspension dans le lit filtrant, les organismes pathogènes subsistent souvent. Pendant une période d'utilisation prolongée, des micro-organismes peuvent s'accumuler dans le lit filtrant jusqu'à des niveaux dangereux, contaminant en fait l'eau lorsqu'elle traverse le lit filtrant.
De même, d'autres procédés de traitement de l'eau impliquent la mise en contact de l'eau à traiter avec un agent de traitement. Un procédé classique pour le traitement de l'eau consiste
à mettre l'eau en contact avec un lit de résine échangeuse d'ions. Une interaction chimique a alors lieu et les constituants déterminant la dureté de l'eau, par exemple les ions calcium et les
ions magnésium, sont extraits de l'eau et sont remplacés par d'autres ions. Dans certains systèmes adoucisseurs d'eau ménagers et industriels, l'eau traverse un lit de résine échangeuse d'ions
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de dureté, comme le calcium et le magnésium, par du sodium.
Comme dans le cas des filtres, l'utilisation prolongée de lits échangeurs d'ions entraîne souvent une contamination
des lits par divers organismes bactériologiques ou pathogènes.
De plus, le traitement par échange d'ions, tout en servant à adoucir l'eau, n'a que peu d'effet lorsqu'il s'agit de désinfecter de l'eau contaminée par des bactéries. Des organismes tels que des virus et des bactéries se multiplient sur les particules de la résine échangeuse d'ions, provoquant la formation d'une "charge de bactéries" propre à diminuer le pouvoir adoucisseur du système.
Etant donné le manque d'efficacité connu des lits de traitement avec de l'eau contaminée par des bactéries et les difficultés dues à la charge de bactéries, on a suggéré d'ajouter des désinfectants à l'agent de traitement lui-même. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.817.860 décrit un procédé servant à traiter de l'eau contaminée par des bactéries en vue de produire directement de l'eau désinfectée en ajoutant un triiodure sec combiné (I -) à une résine échangeuse
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d'anions fortement basique. Les ions triiodures réagissent sur demande avec les bactéries en suspension dans l'eau pour tuer les bactéries.
Une autre approche du problème de la stérilisation
dans des lits filtrants est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 2.744.868. Ce brevet décrit un appareil adoucisseur d'eau dans lequel l'agent d'adoucissement est périodiquement régénéré en étant transféré dans un réservoir régénérateur séparé. Dans le réservoir régénérateur, l'agent est nettoyé par lavage à contre courant et est régénéré par contact intime avec une solution saline adéquate. Une phase de la régénération consiste à soumettre l'agent à un traitement avec du chlore. Le réservoir de traitement est ensuite à nouveau rempli de l'agent régénéré et désinfecté.
Bien que les procédés décrits plus haut soient en <EMI ID=2.1>
t procédé qui consiste à combiner un désinfectant adéquat à l'in-
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qués pour faire réagir la résine échangeuse avec le triiodure
en -vue de former une résine stable. De plus, il faut surveiller étroitement la résine pour vérifier périodiquement l'efficacité
du procédé de traitement.
Le second procédé implique le transfert physique de l'agent de traitement d'un réservoir à un autre. Ceci exige évidemment des appareils supplémentaires pour enlever la résine
du réservoir de traitement et la transférer vers les unités de régénération. Ce procédé augmente également notablement le
temps de chômage de l'installation.
En bref, l'invention prévoit un système servant à traiter des lits d'agents de traitement au moyen de désinfectants appro-
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de traitement est isolé hydrauliquement du système. Les divers agents peuvent comprendre une matière filtrante, comme du gravier et du sable, ou une matière échangeuse, comme un sel ou une résine synthétique échangeuse d'ions. Conformément à l'invention, un réservoir contenant un désinfectant est raccordé par l'intermédiaire d'un injecteur à une conduite hydraulique communiquant
avec le réservoir contenant l'agent. Par exemple, la conduite peut
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mentation de produit-, chimique-, ou une conduite d'agent de régéné-
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l'eau s'écoule par l'injecteur de la conduite, produisant une
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désinfectant et le mélangera l'eau s' écoulant vers':le réservoir .
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d'agent de traitement qu'il désinfecte tout- en. tuant les organismes <EMI ID=9.1>
Ces buts et avantages de l'invention, ainsi que d'autres encore ressortiront clairement de la description détaillée donnée ci-après,à titre d'exemple,avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la Fig. 1 est une vue en élévation de face d'un réservoir de filtration de l'eau dans lequel l'appareil de désinfection est installé, certaines parties du réservoir étant arrachées et représentées en coupe pour mieux illustrer les détails de sa construction;
la Fig. 2 est une vue en perspective du réservoir de désinfectant et de l'injecteur;
la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2; .
la Fig. 4 est une schéma synoptique illustrant le système conforme à l'invention appliqué à un système échangeur d'ions type.
Aux dessins, le système représenté sur la Fig. 1 est indiqué d'une manière générale par la référence 10 et comprend un réservoir à pression 11 comportant une paroi latérale en substance cylindrique 12, un fond 14 et une calotte 16. De l'eau brute à traiter pénètre dans le réservoir 11 par la conduite d'entrée 18 qui traverse la calotte 16 en son centre. L'extrémité interne de la conduite d'entrée 18 est raccordée
à un distributeur adéquat 13. Un valve 20 règle l'admission de l'eau à traiter dans le réservoir. La valve 20 peut être réglée à la main ou peut être réglée à distance au moyen d'un solénoïde ou d'un autre type de dispositif d'actionnement, non représenté mais classique. Un agent filtrant approprié 24 formé d'une gradation de couches de gravier et de sable est supporté dans le réservoir 11, sur un plateau de drainage 30. Le plateau de drainage 30 est poreux et présente des ouvertures ou des perforations 32 permettant à l'eau de pénétrer dans la chambre inférieure 31. L'eau filtrée est évacuée du réservoir
11 par une conduite de sortie ou d'évacuation 40. Une valve de
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le débit de l'eau traitée sortant du réservoir 11.
Lorsque l'agent filtrant est obstrué et est inefficace et que la charge ou la perte de charge au travers du lit devient importante, il faut laver l'agent filtrant à contre courant en faisant circuler de l'eau en sens opposé à travers le réservoir. A cet effet, on admet de l'eau par les conduites de lavage à contre courant 48 au moyen d'une valve 52. L'eau qui pénètre dans
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est évacuée du réservoir dans la conduite d'évacuation 34 par la valve 36. Le flux d'eau qui traverse l'agent filtrant élimine par rinçage la matière particulaire du lit et nettoie le lit filtrant tout en le reclassant. Lorsque le cycle de lavage à contre courant est achevé, on ferme les valves 36 et 52 et on ouvre les valves 20 et 42 pour placer à nouveau l'appareil en fonctionnement normal pour la filtration. Le filtre représenté sur la Fig. 1 est un filtre à écoulement vers le bas dans des opérations normales et l'écoulement du lavage à contre courant est donc dirigé vers le haut. Dans certains appareils, ces opérations sont inversées.
Suivant l'invention, on ajoute un désinfectant pendant
un cycle de fonctionnement présélectionné lorsque l'appareil est isolé hydrauliquement du système, par exemple pendant le lavage
à contre courant ou la régénération. A cet effet, un distributeur de désinfectant chimique, indiqué d'une manière générale par la référence 50, est installé dans la conduite de lavage à contre courant 48 en amont de la valve 52. A mesure que du liquide s'écoule dans la conduite 48, du désinfectant est introduit dans la conduite et est admis dans le lit filtrant, provoquant la désinfection du lit pendant le cycle de lavage à contre courant. Pour la facilité, le-distributeur 50 a été représenté installé dans la conduite de lavage à contre courant 48 ; cependant, il va de soi que le distributeur 50 peut être.installé dans une conduite d'alimentation de produit chimique par laquelle du liquide est admis pendant des cycles de fonctionnement choisis.
Le distributeur de désinfectant 50 est clairement représenté sur les Fig. 2 et 3. Ce distributeur comprend un réservoir 56 propre à contenir une quantité de désinfectant présélectionnée. Le réservoir 56 est fermé par un chapeau amovible 58. La partie 56 du réservoir est de préférence faite d'une matière transparente et chimiquement inerte, par exemple une matière plastique. L'opérateur peut ainsi vérifier périodiquement à l'oeil nu le niveau du désinfectant dans le réservoir 56. Une lumière de sortie taraudée 60 s'ouvre dans le fond du réservoir 56. La lumière de sortie 60 reçoit le raccord 62 qui sert à aspirer le produit chimique dans la conduite et qui est représenté sous la forme d'un T comportant un passage de débit 70.
Le passage de débit 70 peut être raccordé directement à une conduite de liquide par des brides ou des écrous taraudés 73, comme indiqué aux dessins. Une crépine 64 est de préférence insérée dans la lumière de sortie 60 et est maintenue en
place par le raccord 62. L'eau qui traverse le raccord
62 produit donc une dépression dans le passage 70, dans la partie de sortie filetée 59 du raccord. La dépression a pour effet d'aspirer du désinfectant qui se mélange avec l'eau qui s'écoule dans le passage du débit 70. Le désinfectant s'écoule alors vers l'agent de traitement de l'eau et sert à combattre et à tuer les micro-organismes présents dans le lit.
Le distributeur de désinfectant utilisé dans le système conforme à l'invention peut être utile avec une large gamme de désinfectants chimiques. Il faut choisir des désinfectants présentant surtout un coefficient de désinfection élevé
et hydrosolubles. Le désinfectant choisi doit être également
à même de tuer et de combattre une large gamme d'organismes nuisibles, comme des virus, des champignons et des bactéries, en particulier d'origine intestinale. Des halogènes choisis, comme du brome, du chlore et de l'iode, conviennent parfaitement à l'injecteur du système conforme à l'invention. D'autres désinfectants, comme des composés chlorés, du nitrate d'argent et des composés d'ammonium quaternaires, peuvent être utilisés pour effectuer une réduction totale ou partielle des micro-organismes.
Le système d'injection conforme à l'invention est représenté sur la Fig. 4 conjointement avec un système de traitement de l'eau par échange d'ions classique comportant des branchements parallèles. Les mêmes chiffres de référence ont
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branchement du système comportant des éléments qui sont affectés, en outre, d'un suffixe "a". Dans ce système, des réservoirs d'échange 80 et 81 sont mis en oeuvre en parallèle, et reçoivent de l'eau brute non traitée des conduites d'entrée 82 et 82a, respectivement. Des valves 84 et 84a règlent l'admission de l'eau non traitée dans les échangeurs respectifs. Les réservoirs 80 et 80a contiennent chacun une résine échangeuse d'ions adéquate. L'eau traitée est évacuée
de chaque réservoir par des conduites d'évacuation 86 et 86a,
par l'intermédiaire de valves 102 et 102a, respectivement. La régénération de l'agent d'échangé s'effectue en soumettant le contenu du réservoir à l'action d'une solution saline provenant du
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termédiaire de conduites d'agent de régénération 90 et 90a, respectivement, qui sont commandées par des valves 100 et 100a. Les résidus sont évacués de chaque réservoir par des conduites d'évacuation 98 et 98a munies de valves 105 et 105a, respec-tivement.
Des distributeurs de désinfectant 50 et 50a sont installés dans les conduites d'agent de régénération 90 et 90a, respectivement. Les distributeurs 50 et 50a sont construits
comme indiqué dans le détail sur la Fig. 2 et il ne paraît pas nécessaire de les décrire davantage. Dès que le processus de régénération a débuté par l'admission de la solution saline provenant du réservoir de solution saline 96 dans l'échangeur, du désinfectant est mélangé avec la solution saliné et l'agent contenu dans le réservoir est traité par de la solution saliné et du désinfectant. Le désinfectant tue les micro-organismes présents dans le lit d'agent de traitement.
L'avantage du système parallèle représenté sur la Fig. 4 est que le service peut se poursuivre sans interruption pendant la régénération. Un des réservoirs d'échange 80 ou 80a peut subir une régénération tandis que l'autre reste en service. Par exemple, si on souhaite régénérer et désinfecter l'échangeur
80a, on ferme les valves 84a et 102a. La valve 84 reste ouverte de sorte que l'échangeur 80 reste en service et débite de l'eau traitée dans la conduite 86. La valve d'évacuation 105a dans
la conduite 98a est ouverte de même que la valve 100a dans la conduite de régénération 90a. La pompe 104 est excitée et la solution saline provenant du réservoir 96 est admise dans le réservoir 80a. Le passage de la solution saline dans la conduite 90a provoque l'aspiration du désinfectant contenu dans le distributeur 50a dans la solution saline arrivante et le mélange avec celle-ci. Le mélange de solution saline et de désinfectant traversant le réservoir 81 régénère et désinfecte la résine échangeuse d'ions contenue dans le réservoir. Lorsque le cycle de régénération et de désinfection est achevé, les valves de la conduite d'évacuation 98a sont fermées, de même que la valve
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geur 80a est à nouveau en service.
Dans certains cas, il peut ne pas être souhaitable d'introduire simultanément du désinfectant pendant les cycles
de lavage à contre courant ou de régénération. Par exemple, la solution saline peut diminuer l'efficacité d'un désinfectant car une réaction peut se produire, réaction propre à former des composés éventuellement dangereux. De même, une floculation ou une coagulation peut se produire et peut rendre le système inopérant. Dans ces cas, le désinfectant est ajouté après la phase de régénération, mais à un moment où le lit est isolé hydrauliquement
du système, c'est-à-dire avant la mise en service de l'appareil.
Le distributeur 50 peut être placé dans une conduite d'alimentation distincte communiquant avec l'appareil et il peut être convenablement commandé de manière que du désinfectant soit ajouté au moment voulu dans le cycle de fonctionnement.
Il ressort donc de ce qui précède que le système conforme à l'invention fournit une manière simple et efficace de traiter divers agents utilisés pour le traitement de l'eau, en
vue de les désinfecter et de les stériliser. Le système conforme
à l'invention est efficace, simple et peut être facilement installé dans des systèmes existants. La désinfection s'effectue sur place sans évacuer l'agent et la désinfection peut être effectuée pendant des cycles de fonctionnement normaux lorsque l'appareil n'est plus en service et est isolé hydrauliquement
du système, comme par exemple pendant le lavage à contre courant ou la régénération.
Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limitée aux détails d'exécution décrits auxquels de nombreux changements et modifications peuvent être apportés sans sortir
de son cadre.