Procédé et dispositif pour la préparation d'eau potable à partir d'eau brute insalubre Les examens chimiques et bactériologiques des eaux brutes souvent consommées sans méfiance et sans analyse préalable montrent que dans de nom breux cas ces eaux contiennent toute une gamme d'impuretés organiques et inorganiques ainsi que des germes et des bacilles qui sont extrêmement dange reux pour le consommateur.
Les matières que l'on rencontre le plus fréquem ment sont constituées par des nitrites, de l'ammonia que, des chlorures et des matières organiques en excès, ainsi que par des colonies diverses, des moi sissures, des corynébactériums, des staphylocoques, des colibacilles, des bactéries visqueuses, des levures, des saccharobacilles, etc.
Si l'eau distribuée dans les grandes villes des pays industriellement évolués est soumise, de façon périodique, à des analyses précises, il n'en est pas de même en ce qui concerne les eaux qui sont utili sées pour la consommation dans de nombreux pays et, en particulier, dans les pays ne disposant pas de moyens industriels suffisamment évolués.
En outre, on est conduit souvent dans certains pays, en Afrique par exemple, à utiliser, même pour la consommation, des eaux extrêmement polluées.
La présente invention crée un procédé et un dispositif qui permettent de rendre potables et par faitement stériles des eaux même très polluées. Ce résultat extrêmement important est obtenu avec une installation de faible encombrement ne nécessitant que peu ou pas d'entretien et consommant une éner gie électrique très faible. Un autre avantage de l'installation réside en ce qu'elle peut être _"'acilement transportée et, en effet, cette installation peut même éventuellement être disposée à demeure sur un camion ou une remorque.
Conformément à l'invention, le procédé pour la préparation d'eau potable à partir d'eau brute insalubre est caractérisé en ce que l'eau brute est soumise à l'influence d'un courant électrique pulsé engendré entre des électrodes de nature différente en vue d'amorcer un processus de floculation qui se développe dans une cuve de décantation et de sépa ration du floculat, l'eau reprise de cette cuve étant filtrée sur une charge de matière filtrante puis sur une charge de charbon activé chargées ensuite en ions d'argent par le moyen d'électrodes d'argent reliées à une source de courant électrique pulsé,
puis amenées dans une cuve de tranquillisation et de stockage dans laquelle les ions d'argent stérilisent complètement l'eau avant qu'elle soit distribuée.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce qu'il comporte une batterie de coagulation à électrodes multiples dans laquelle l'eau brute est amenée à circuler parallèlement auxdites électrodes, cette batterie débouchant dans une cuve à compartiments multiples dans laquelle le floculat est développé et isolé de l'eau, cette cuve ayant sa sortie en communication avec une batterie de fil trage disposée immédiatement en amont d'une bat terie stérilisante à électrodes d'argent dans laquelle.
toute l'eau à traiter est amenée à passer entre les dites électrodes avant d'être introduite dans une cuve fermée de tranquillisation dont la capacité est approximativement égale au débit horaire prévu du dispositif, les batteries de coagulation et de stérili sation étant toutes deux assujetties à un ensemble d'asservissement électrique à fonctionnement auto matique.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés.
La fig. 1 montre l'ensemble du dispositif.
La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, prise suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une perspective schématique par tielle illustrant un détail de réalisation de certains des organes apparaissant à la fig. 2.
La fig. 4 est une coupe à plus grande échelle prise suivant la ligne IV-IV de la fig. 1.
La fig. 5 est une coupe axiale d'un des organes du dispositif suivant la fi-. 1.
La fig. 6 est une élévation développée vue sui vant la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe prise suivant la ligne VII-VII de la fig. 5.
La fig. 8 est un schéma électrique d'un ensemble d'asservissement des organes à fonctionnement élec trique du dispositif de la fig. 1.
Dans le mode d'exécution représenté à la fig. 1, le dispositif est destiné à fournir de l'eau potable à des conduits d'utilisation 1. L'alimentation du dis- positif en eau non potable peut être assurée par n'importe quel moyen, par exemple à partir d'un réservoir en charge 2, ou par des conduits sous pres sion ou par une pompe. L'eau amenée au dispositif peut présenter n'importe quelle caractéristique, son état de pollution ne modifiant aucunement la qualité du traitement auquel elle est soumise.
En considérant le dessin, on voit que l'eau du réservoir en charge 2 est conduite par une canali sation 3 à un appareil dénommé ci-après batterie de coagulation 4 dont il est parlé plus loin en réfé rence aux fig. 2 et 3. Cet appareil est destiné à sou mettre l'eau à un traitement électrique particulier ayant pour effet d'amorcer un processus de coagu lation des particules nuisibles tant animales que végétales et minérales que contient l'eau. La circu lation dans la batterie de coagulation 4 est assurée de façon continue tant que le dispositif est en fonc tionnement.
A sa sortie de la batterie 4, l'eau traitée est con duite par une canalisation 5 dans une cuve d'épura tion et de décantation 6 qui est représentée en détail à la fig. 5.
A sa sortie de la cuve 6, l'eau est presque com plètement débarrassée des impuretés qu'elle conte nait et, en outre, les organismes vivants qui étaient en suspension ont été pour la plupart tués et adsor bés par le floculat et séparés de la masse d'eau qui est ensuite dirigée par un conduit 7 vers l'entrée d'un élément filtrant 8 contenant une charge de sable ou autre matière filtrante destinée à retenir et isoler les quelques fractions de floculat constituées par des particules coagulées ayant pu sortir de la cuve 6.
L'eau sortant de l'élément filtrant 8 est dirigée par un conduit 9 dans une cartouche 10 de désodorisa- tion et de filtrage final, cartouche qui contient une charge de charbon de bois activé dont les propriétés sont bien connues.
L'eau issue de la cartouche 10 est parfaitement épurée et exempte de la plupart des germes. Cette eau présente donc toutes les caractéristiques requises pour pouvoir être consommée immédiatement sans danger.
Afin que cette eau ne puisse en outre plus être contaminée, tant dans les canalisations dans les quelles elle est amenée à circuler avant d'être distri buée, que dans les récipients où elle peut être versée, elle est dirigée depuis la cartouche 10 par un con duit 11 dans une batterie stérilisante 12 à électrode d'argent qui est destinée à charger cette eau en argent insoluble dont le pouvoir stérilisant est bien connu.
En outre et afin que la charge d'argent soit par faitement homogène, l'eau traitée dans la batterie stérilisante 12 est conduite par une tubulure 13 dans une cuve 14 dite de tranquillisation, cette cuve ser vant en outre de réservoir de stockage.
Il a été trouvé avantageux que la capacité de la cuve de tranquillisation 14 soit d'une capacité au moins égale au quart du débit horaire pour lequel le dispositif est prévu afin que l'eau amenée dans cette cuve y séjourne au moins un quart d'heure, temps qui correspond sensiblement, comme cela ressort de ce qui suit, au laps de temps nécessaire pour l'exé cution complète du traitement auquel l'eau est sou mise dans l'installation, à partir du moment où elle est introduite par la canalisation 11 dans la batterie de stérilisation 12.
Cette dernière batterie conférant des propriétés stérilisantes à l'eau étant à fonctionne ment électrique, le dispositif comporte un ensemble d'alimentation automatique desdites batteries et cet ensemble d'alimentation, qui comprend des moyens de réglage décrits dans la suite de la présente des cription, notamment en référence à la fig. 8, est disposé tout entier dans une armoire 15 qui contient également les batteries de coagulation et de stérili sation ainsi que l'élément filtrant 8 et sa cartouche complémentaire 10.
Afin de faciliter la compréhension du processus de traitement particulier auquel l'eau est soumise dans le dispositif, on décrit ci-après les différents éléments qui le constituent dans l'ordre qu'ils occu pent dans ce dispositif.
A cet effet, les fig. 2 et 3 montrent comment est avantageusement réalisée la batterie de coagula tion 4. Cette dernière comprend une cuve 16 qui est fixée dans l'armoire 15 à l'endroit indiqué à la fig. 1. Cette cuve est fermée par un couvercle 17 maintenu par des brides 18 qui permettent sa mise en place et son retrait facile. Le couvercle 17 est muni de tiges de fixation 19 duquel elles sont isolées électri quement par des rondelles 20. Ces tiges de fixation servent au support de deux étriers 21 dont un seul est représenté.
Ces étriers sont fabriqués en métal conducteur de l'électricité et leurs branches présen tent des trous pour le passage d'une broche 22 ser- vant à serrer des électrodes 23 séparées les unes des autres par des entretoises tubulaires 24 en métal conducteur qui sont enfilées sur la broche 22. Le second étrier, qui n'est pas représenté au dessin, est utilisé exactement de la même manière mais supporte des électrodes 25 qui sont disposées de façon à être imbriquées entre les électrodes 23.
Afin de permettre la mise en place des broches de liaison des électrodes de manière à assurer la con nexion électrique respectivement des électrodes 23 et des électrodes 25, ces électrodes présentent res pectivement, comme le montre la fig. 3, des enco ches 26 et 27. Les encoches 26, pratiquées dans les électrodes 25, sont formées à un angle tandis que les encoches 27 des électrodes 23 sont pratiquées à l'autre angle.
De cette manière, les tubes-entre- toises 24 qui relient les électrodes 23 passent dans les encoches 26 des électrodes 25 sans être en con tact électrique avec ces dernières et les tubes-entre- toises devant relier les électrodes 25 passent de la même manière dans les encoches 27 des électro des 23.
Afin que la liaison mécanique de toutes les électrodes soit assurée convenablement, elles sont en outre reliées par des broches 28 sur lesquelles sont enfilées des entretoises isolantes 29 partiellement introduites dans des trous 30, qui sont pratiqués dans les différentes électrodes de façon à être tous alignés entre eux.
Comme cela ressort clairement de ce qui pré cède, l'ensemble des électrodes et des organes pour leur alimentation en courant électrique, à savoir les tiges de fixation 19, étant supporté par le couvercle 17, il est facile de mettre en place ces électrodes et de les retirer pour les nettoyer et éventuellement les changer en cas d'usure, puisqu'il suffit de retirer ce couvercle après le desserrage des brides de fixa tion 18.
Les électrodes 23 sont de préférence constituées par des plaques en acier inoxydable, tandis que les électrodes 25 sont constituées par des plaques en aluminium.
L'écartement entre les différentes électrodes est déterminé en fonction de la densité de courant que l'on désire faire passer dans l'eau et il est de toute façon constant entre les électrodes contiguës.
A titre d'exemple et pour un dispositif comme celui de la fig. 1 qui est destiné à traiter 200 litres d'eau à l'heure, il a été trouvé avantageux d'utiliser huit électrodes en acier inoxydable et huit électrodes en aluminium, la surface de ces électrodes étant d'environ 200 cm' et leur écartement de 5 milli mètres.
Comme cela est expliqué dans ce qui suit, la batterie de coagulation constituée comme indiqué permet néanmoins l'exécution de traitements sensi blement différents, notamment en faisant varier la quantité de courant utilisée ainsi que sa tension. Bien que, dans ce qui précède, on ait indiqué que les électrodes de la batterie représentée étaient fabri- quées respectivement en acier inoxydable et en alu minium, il est possible, dans certains cas et pour des traitements particuliers, d'employer des électrodes d'une autre nature.
La fig. 1 montre que l'eau à traiter est introduite dans la batterie de coagulation 4 par une extrémité et sort par l'autre extrémité. Le sens d'écoulement de la veine liquide est donc choisi de manière à être dirigé parallèlement au plan défini par les électrodes, ce qui permet, étant donné que la vitesse d'écoule ment entre ces électrodes est approximativement constante, de soumettre l'eau à un traitement homogène.
Après être passée, comme expliqué ci-dessus, dans la batterie de coagulation 4, l'eau est amenée par le conduit 5 à la cuve 6 dans laquelle se forme la floculation des particules en suspension dans l'eau, puis une sédimentation de ces particules. La cuve 6, qui est complètement fermée et par conséquent tou jours remplie d'eau, contient une enveloppe 33 qui délimite avec la paroi externe de la cuve 6 une chambre annulaire 34. Cette chambre annulaire est en communication par sa partie inférieure à hauteur du cône 35 avec l'intérieur de la cuve 6. L'enve loppe 33 présente, à une certaine distance qui est environ égale à un tiers de sa hauteur, des perfora tions 36, 36a visibles particulièrement aux fig. 5 et 6.
Ces perforations, dont .la section unitaire est faible, sont décalées les unes par rapport aux autres, de manière qu'aucune perforation 36 ne soit alignée avec des perforations 36a.
Le volume délimité par l'enveloppe 33 contient un boîtier 37 de section circulaire dont la paroi externe délimite, avec ladite enveloppe 33, une cham bre 38.
Le boîtier 37 est muni, à sa partie supérieure, d'une cuvette de déversement 39 dans laquelle dé bouche le conduit 5 venant de la batterie de coagu lation 4. Un tube d'évacuation d'air ou de gaz 40 est en outre prévu pour communiquer, par sa base, avec l'intérieur du boîtier 37, ce tube traversant le dessus de l'enveloppe 33 et le couvercle de la cuve 6 et étant fermé par un bouchon perforé 41 muni d'un flotteur 42. En plus de ces différents organes, le boîtier 37 contient en dessous de la cuvette de déversement 39 un tube transversal 43 dont les deux extrémités débouchent dans la chambre 38.
Ce tube est en communication avec un second tube 44 s'étendant axialement à l'intérieur du boîtier 37 et faisant saillie à l'extérieur de la cuve 6. Ce tube supporte un robinet 45 et présente des perforations 46 pratiquées à la partie inférieure en forme de cône du boîtier 37 de manière à assurer une com munication permanente entre ce tube et ce boîtier.
En fonctionnement normal du dispositif, tout le volume délimité par la cuve 6 est complètement rem pli d'eau. Cette eau est amenée par le conduit 5 dans la cuvette 39 qui constitue un déflecteur antiremous. Le courant qui est établi dans l'ensemble de la cuve 6 s'établit donc à partir de la cuvette 39 et ce cou- rant est évidemment lent puisque la capacité totale de la cuve 6 est choisie au moins égale au débit horaire du dispositif.
En sortant de la cuvette 39, l'eau est obligée de descendre tout au long du boîtier 37 en suivant la flèche FI. Pour fixer les idées, on considère la vitesse du courant suivant la flèche F1 égale à V. L'eau passe ensuite par les lumières 46 du tube 44 et remonte dans ce tube suivant la flèche F2.
La section de ce tube étant faible par rapport à la sec tion du boîtier 37, la vitesse du courant est donc accélérée mais demeure très inférieure à la vitesse du courant dans la conduite 5 d'amenée d'eau à la cuve 6, car la section du tube 44 est notablement plus grande que celle de ladite conduite 5. L'eau est ensuite dirigée par le tube transversal 43 sui vant la flèche F3 vers la chambre 38 délimitée entre le boîtier 37 et l'enveloppe 33.
Le volume de cette chambre est plus grand que le volume du boîtier 37 de sorte que la vitesse du courant établi dans la chambre 38 suivant la flèche F4 est plus lente que la vitesse V indiquée ci-dessus.
La chambre 38 communique avec la chambre 34 par les perforations 36 et 36a et par sa base, l'eau est donc obligée de passer par ces perforations et par le fond de la chambre en suivant les flèches F5 qui lui permettent d'entrer dans la chambre annu laire 34 délimitée entre l'enveloppe 33 et la paroi interne de la cuve 6.
Le volume de la chambre annulaire 34 est très sensiblement plus grand que celui du boîtier 37 et que celui de la chambre 38, de sorte que le courant suivant la flèche Fs qui est établi dans la chambre annulaire 34 est de vitesse très lente, par exemple Vl, beaucoup plus petite que la vitesse V définie ci-dessus.
Le nombre de perforations 36 et 36a prévues dans l'enveloppe 33 est choisi compte tenu de la section unitaire de chacune d'elles de manière que la vitesse de l'eau dans les perforations, lorsque cette eau suit les flèches F3, soit sensiblement égale à V2 qui correspond à la vitesse de l'eau dans la cham bre 38.
L'évacuation de l'eau est ensuite assurée par le conduit 7 dont l'embouchure 7a est placée près de la partie haute de la cuve 6. La section de la conduite 7 est plus grande que la section de la tuyauterie 5 de manière à créer deux vitesses différentes d'entrée et de sortie.
Du fait de l'alimentation particulière en courant électrique, qui est décrite plus loin, des électrodes de la batterie de coagulation 4, ces électrodes ont pour effet d'émettre des ions de charge positive, c'est- à-dire de signe contraire à la charge normale des matières en suspension, de sorte qu'il est ainsi créé au sein de la masse liquide un déséquilibre qui pro voque l'attraction mutuelle des ions et des parti cules. Cette attraction est par ailleurs renforcée du fait de l'élévation de la tension électrique conférée à l'eau pendant son passage dans la batterie.
De nombreuses expériences ont montré qu'il était de cette façon possible d'éliminer par coagulation la presque totalité des particules nuisibles. En effet, si l'on considère les matières non minérales dissoutes dans l'eau, on constate que, sous l'action du courant électrique, les matières azotées dissoutes vont sui vant la réaction du milieu vers les électrodes positives ou négatives où elles floculent dans une certaine mesure. Une élimination, rendant les eaux traitées moins putrescibles sous l'action des ferments par suite d'une carence partielle en azote, s'opère par oxydation en utilisant l'oxygène inemployé dégagé aux électrodes positives.
On constate le même phé nomène vis-à-vis des matières colorantes qui s'in solubilisent par oxydation.
En ce qui concerne l'élimination des matières inorganiques en suspension et notamment la silice colloïdale, l'argile colloïdale et parfois aussi certains métaux susceptibles de demeurer en équilibre sous forme de sels, on a constaté que, sous l'effet du courant électrique, la silice sous la forme d'acide silicique se dirige vers les électrodes négatives où elle flocule en tant que matière chargée positivement, de sorte que son élimination est ainsi aisée. Cette silice désactivée joue à son tour un rôle épurateur.
L'argile colloïdale de charge négative voit sa cons tante d'équilibre rompue et flocule en présence des ions positifs dégagés par les électrodes de la batterie. L'un des jeux d'électrodes de la batterie étant en aluminium, il y a par conséquent dégagement d'ions aluminium ainsi que dégagement d'hydrogène.
Les ions aluminium forment instantanément au contact de l'oxygène des alumines A1203. Or, si le courant électrique rencontre une certaine résistance due à l'arrachement des ions aluminium, le dégagement électrolytique en oxygène demeure constant de sorte que le dégagement métallique est plus faible et qu'il reste de l'oxygène disponible qui intervient, comme cela est expliqué ci-dessus, pour oxyder et insolu biliser les matières dissoutes non minérales.
Cet oxy gène permet aussi d'oxyder et de rendre insoluble le fer contenu dans l'eau.
Par ailleurs, le manganèse, qui peut se trouver dans l'eau et qui est indésirable du fait de sa fonc tion catalytique comme activateur du processus de putréfaction des matières organiques, est aussi éli miné, mais par un processus différent de celui con duisant à l'élimination du fer. C'est en effet au con tact de l'hydrogène dégagé aux électrodes négatives de la batterie que les sels de manganèse sont réduits en composés manganeux insolubles.
Par ailleurs, en choisissant convenablement les caractéristiques du courant fourni aux électrodes, il devient possible, dans une certaine mesure, d'abais ser sensiblement le taux de matières minérales en dissolution dans l'eau, cela par la simple modifi cation de la contexture chimique des sels, surtout lorsqu'il s'agit de sels calcaires qui sont rendus inso lubles. Comme cela ressort de ce qui précède, le trai tement électrique assuré par la batterie de coagula tion 4 a pour effet de provoquer l'amorçage d'une floculation.
Cette floculation est en général achevée dans un délai de moins d'une heure après le passage du liquide dans la batterie et c'est une des raisons pour lesquelles la cuve 6 présente une capacité au moins égale au débit horaire du dispositif. L'eau qui amorce son processus de floculation dès son passage entre les électrodes de la batterie de coagu lation est dirigée par la tuyauterie 5 au-dessus de la cuvette 39 de la cuve 6 où elle pénètre par débor dement à l'intérieur du boîtier 37.
Le floculat, pro venant de l'attraction des particules de signes con traires, grossit et tend tout d'abord à remonter sui vant la flèche f1 car sa densité au départ est inférieure à celle de l'eau. En montant, les particules conti nuent à s'agglomérer entre elles du fait de leur attrac tion mutuelle et elles forment progressivement des flocons qui s'hydratent et retombent suivant la flè che f2.
Il résulte de ce procédé particulier que la partie supérieure du boîtier contient un grand nombre de flocons de grosseur croissante dont certains sont ani més d'un mouvement suivant la flèche fi et d'autres suivant la flèche f2.
On a constaté que la vitesse de sédimentation des flocons est fonction de la grosseur des particules amalgamées, la courbe de chute est logarithmique et, par conséquent, la vitesse de chute suivant la flèche f2 des flocons augmente du simple au double pour un accroissement de volume de 33 % de ces flocons.
Le courant descendant des flocons suivant la flèche f.,> rencontrant le courant montant de ces flo cons, cela a pour effet de faire croître très vite le volume et la masse des flocons et de provoquer par suite un balayage des flocons montants. Il résulte de cela que le fond du boîtier 37 contient un grand nombre de flocons de gros volume qui sont entraînés en même temps que le courant d'eau suivant la flè che F, dans le tube 44.
Ces flocons sont donc amenés dans la chambre 38 à une certaine distance de sa partie supérieure. Les gros flocons commencent immédiatement leur chute suivant la flèche f3. Dans la chambre 38, il peut arriver que la floculation amorcée ne soit pas terminée et, par conséquent, certaines particules tendent encore dans cette cham bre à monter suivant la flèche f.4 où le même pro cessus que décrit ci-dessus se répète.
Les flocons tombant suivant la flèche f3 continuent à grossir et, par conséquent, leur mouvement est progressivement accéléré et dirigé dans le même sens que le sens d'écoulement de l'eau, puisque cette dernière s'écoule suivant la flèche f3.
Comme cela est expliqué ci-dessus, la vitesse de l'eau dans la chambre 38 est faible et inférieure à la vitesse V dans le boîtier 37. Par contre, la vitesse de chute des flocons est sensiblement plus grande dans la chambre 38 que dans le boîtier 37. Etant donné ce résultat et le fait que la vitesse de l'eau suivant la flèche F6 dans la chambre annu laire 34 est encore plus faible, il s'ensuit que les flocons tombant dans la chambre 38 suivant la flè che f3 ne sont normalement pas entraînés à travers les perforations 36 et 36a et cela d'autant moins que les flocons, qui suivent une trajectoire linéaire,
ne peuvent passer que devant une seule perforation, car ces dernières sont décalées les unes par rapport aux autres. La presque totalité du floculat ainsi formé est donc décantée dans le fond conique 35 de la cuve 6 et, seules, quelques particules sont entraînées dans la chambre annulaire 34.
L'eau n'ar rivant dans cette chambre qu'à la fin de son circuit, les particules agglomérées n'ont plus du tout ten dance à monter et, par conséquent, celles de ces particules qui sont malgré tout entraînées dans ladite chambre annulaire 34 sont animées d'un mouvement descendant suivant la flèche f5, de sorte que ces particules s'accumulent dans le fond du cône 35 de la cuve 6 sous forme de boues.
Comme le montre le dessin, les boues formées dans le fond de la cuve 6 peuvent être évacuées périodiquement par un conduit d'évacuation 47, muni d'un robinet 49 qui est actionné pour produire cette évacuation ; les boues de la chambre 37 sont par ailleurs évacuées par le robinet 45, ce dernier robinet permettant d'évacuer éventuellement une partie des flocons concentrés à la base du boîtier 37, flocons qui pourraient arriver à obturer les lumières 46, après un long temps de fonctionnement du dis positif.
L'eau dans la chambre annulaire 34 est reprise sensiblement au niveau de la partie cylindrique de la cuve 6 et est déjà pratiquement épurée lorsqu'elle sort de la cuve 6. Les quelques rares particules qui pourraient encore demeurer en suspension et qui sont entraînées par le conduit 7 sont évidemment retenues dans l'élément filtrant 8 qui contient une charge de sable ou autre matière filtrante. Du fait de l'épuration très poussée qu'a déjà subi l'eau à son entrée dans l'élément filtrant 8, l'encrassement de ce dernier n'intervient qu'après un très long temps de fonctionnement du dispositif et, par conséquent, dans la plupart des cas,
il n'est nécessaire de pro céder au lavage de la charge de sable ou autres matières filtrantes que tous les neuf à douze mois. La qualité de l'eau est encore améliorée du fait de la présence de la cartouche annexe 10 (fig. 1) qui contient une charge de charbon de bois activé, dont les propriétés sont bien connues en elles-mêmes pour qu'elles ne soient pas rappelées ici en détail.
L'eau, à la sortie de la cartouche 10, est par faitement épurée, filtrée et est exempte de la presque totalité de ses germes initiaux. Cela a été montré notamment par de nombreuses analyses qui ont été effectuées. Certaines de ces analyses sont d'ailleurs indiquées dans la suite de la description. L'eau dis tribuée à la sortie du dispositif devant non seule ment être stérile, mais encore présenter des qualités bactéricides, elle est amenée à passer en continu, comme cela est expliqué ci-dessus, dans la batterie de stérilisation 12.
Cette batterie comporte essentiel lement une enveloppe 51 à l'intérieur de laquelle sont disposées deux électrodes d'argent 52, 53 qui délimitent entre elles un canal annulaire 54 dans lequel toute l'eau venant de la cartouche à charbon 10 doit nécessairement passer avant d'être conduite au réservoir de tranquillisation 14. Les électrodes 52, 53 sont respectivement reliées aux deux bornes d'un générateur électrique qui est décrit plus loin en réfé rence à la fig. 8.
Ce générateur est destiné à fournir un courant pulsé engendrant entre les deux dites électrodes 52, 53 un phénomène d'électrolyse faible ayant pour effet de charger l'eau en ions bactéri cides d'argent insolubles. La surface des électrodes 52, 53 et le courant qui leur est fourni sont choisis, compte tenu de la vitesse de circulation de l'eau dans le canal annu laire 54, de manière que les quantités d'argent four nies à l'eau se situent entre 40 et 60 y, c'est-à-dire entre 40 et 60 millièmes de milligramme d'argent par litre, quantité qui est suffisante pour obtenir la destruction de tous les germes pathogènes, tels que moisissures, corynébactériums,
staphylocoques, coli bacilles, bactéries visqueuses, levures, saccharobacil- les et autres ferments qui peuvent encore se trouver soit dans l'eau déjà traitée, soit dans les canalisa- tions ou récipients dans lesquels l'eau traitée est amenée ultérieurement.
Le réservoir de tranquillisation 14, qui est prévu en aval de la batterie stérilisante 12, est destiné à permettre l'achèvement de la fonction stérilisante que possèdent les ions insolubles d'argent en assu rant simultanément une homogénéisation parfaite de leur répartition, de sorte qu'on a ainsi la certitude que l'eau distribuée par les canalisations 1 est par faitement stérile et capable en outre de stériliser les récipients dans lesquels elle peut être ultérieurement employée.
Dans les expériences qui ont été faites, on a pu constater que de l'eau, prise à la sortie de la cuve de tranquillisation 14 et mise en bouteilles fermées hermétiquement, conservait indéfiniment l'état stérile. Dans d'autres expériences, la même eau, conservée dans un bassin ouvert en communi cation avec l'atmosphère, gardait son pouvoir stéri lisant pendant 15 jours.
Le dispositif d'épuration et de stérilisation de l'invention est complètement automatique et, à cette fin, l'armoire 15 contient l'ensemble d'asservissement représenté à la fig. 8.
Cet ensemble comprend un autotransformateur d'entrée 155 permettant de brancher le dispositif indifféremment sur une source de courant à 220 volts dont les bornes sont désignées par la lettre U ou sur une source de courant à 110 volts dont les bornes sont désignées par la lettre U'. 156 désigne un interrupteur utilisé pour mettre en circuit ou isoler l'autotransformateur 155 suivant la tension U ou U' dont on dispose pour alimenter le dispositif. Le courant sous tension normale du réseau est conduit par des conducteurs 157, 158 à des fusibles 159, 160.
Les bornes de sortie<I>a, b</I> de ces fusibles sont utilisées pour l'alimentation de deux circuits principaux distincts.
Un conducteur 161 et un conducteur 162 ser vent à l'alimentation d'un transformateur abaisseur de tension 163 dont la mise en circuit est contrôlée par un interrupteur à commande manuelle 164 monté sur le conducteur 161.
L'enroulement secondaire du transformateur 163 est à sorties multiples et ses différentes sorties sont reliées à des bornes 165, 166, 167 et 168, la borne 165 correspondant par exemple à l'une des extré mités du secondaire de ce transformateur. Un curseur 169 permet de relier la borne 165 à l'une quelconque des bornes 166, 167 et 168 et, par conséquent, d'utiliser une partie plus ou moins grande de l'enroulement secondaire du transforma teur 163, de sorte qu'il est possible ainsi d'obtenir des tensions différentes, par exemple de 6, 12 et 24 volts.
La tension de sortie du transformateur est appliquée aux bornes d'entrée d'une cellule redres- seuse 170, par exemple du type oxymétal, qui com porte deux sorties, matérialisées par des conduc teurs<I>c et d</I> de polarités différentes, respectivement négative et positive, polarités qui sont appliquées en différents points du circuit électrique, comme cela est indiqué par les lettres<I>c et d</I> où ces dernières sont portées.
Les polarités<I>c et d</I> sont notamment appliquées sur quatre des bornes d'un commutateur inverseur 171 dont les bornes libres 171a, 171b sont reliées à chacun des deux jeux d'électrodes de la batterie de coagulation 4. Le courant issu de la cellule redres- seuse 170 traverse un rhéostat 172 et est mesuré dans un ampèremètre 173 avant d'être amené à l'inverseur 171 dont les bornes affectées des lettres <I>c et d</I> sont respectivement reliées à deux lampes- témoin 174, 175 permettant de connaître la position de l'inverseur.
Comme cela est facilement compréhensible, pour l'une des positions de l'inverseur, l'un des jeux d'électrodes de la batterie de coagulation 4 est relié au pôle négatif, à savoir le pôle c, tandis que l'autre jeu est relié au pôle positif, à savoir celui désigné par d.
En changeant la position de la manette de l'inverseur, on inverse les polarités appliquées sur chacun des deux jeux d'électrodes de la batterie de coagulation 4, ce qui permet d'inverser le sens de passage du courant dans cette dernière, de sorte qu'on peut ainsi réaliser un nettoyage des électrodes lorsqu'elles ont atteint un certain taux de polarisa tion, taux rendu appréciable par la déviation de l'ampèremètre 173 qui tend à baisser lorsque la polarisation des électrodes augmente.
Etant donné que le courant est redressé dans une cellule ne comportant pas de circuit de dépha sage, le courant qui est fourni aux électrodes cor respond seulement à l'une des alternances du cou rant alternatif issu du transformateur 163 et, par conséquent, ce courant est un courant pulsé, ce qui a été trouvé préférable à tout autre mode d'alimen tation, car il a été observé que la destruction de la faune microbienne contenue dans l'eau est beaucoup plus active lorsque cette faune est soumise à des impulsions de courant plutôt qu'à un courant continu de tension sensiblement constante.
En effet, on a observé que les éléments de la faune microbienne sont brutalement contractés ou dilatés à chaque impulsion du courant, ce qui entraîne leur mort rapide.
Outre l'alimentation décrite ci-dessus de la bat terie de coagulation 4, le transformateur 163 est aussi utilisé pour l'alimentation de la batterie de stérilisation 12. A cet effet, les conducteurs 176; 177, reliés à des sorties du transformateur 163, ali mentent une seconde cellule redresseuse 178 dont la mise sous tension est commandée par un interrupteur 179 destiné à fermer deux circuits distincts, à savoir celui de la cellule redresseuse 178 lorsque les plots 179a sont réunis et celui d'un moteur électrique 180 lorsque les plots 179b sont réunis.
Le moteur 180 est alimenté dès que la cellule 178 est mise sous tension et son alimentation est assurée par le cou rant du secteur issu des bornes<I>a, b</I> de sortie des fusibles 159, 160. La polarité de ces bornes<I>a, b</I> est indiquée par les mêmes lettres à l'entrée du moteur.
Le moteur 180 sert à l'entraînement d'un méca nisme inverseur non représenté actionnant, par un doigt 181, un interrupteur 182 qui est ainsi périodi quement ouvert et fermé au bout d'un certain laps de temps pouvant par exemple être d'une dizaine de minutes. Cet interrupteur 182 est destiné à exciter puis à faire chuter et de nouveau à réexciter et ainsi de suite un relais 183 relié électriquement aux bornes <I>a</I> et<I>b</I> des fusibles 159 et 160. Ce relais actionne un inverseur 184 inversant la polarité du courant qui est appliqué aux deux électrodes de la batterie de stérilisation 12.
La tension et l'intensité du courant aux bornes des électrodes de la batterie de stérilisation. 12 sont mesurées respectivement par un voltmètre 185 et un milliampèremètre 186 et sont réglées au moyen d'un rhéostat 187. En outre, le sens du passage du courant est apprécié par des lampes-témoin 188 et 189.
Les différents appareils de mesure, à savoir l'ampèremètre 173, le voltmètre 185 et le milli- ampèremètre <B>186,</B> ainsi que les organes de réglage constitués par le rhéostat 172, le rhéostat 187, les interrupteurs 156, 164 et 179 sont placés sur un tableau disposé sur le devant 16a de l'armoire 15 et ce tableau est aussi muni des différentes lampes- témoin 174, 165 et 188, 189, de sorte que la marche de l'installation peut être appréciée aisément à tout moment, ce qui la rend d'une utilisation extrême ment facile.
Comme cela est évident et ressort clairement de ce qui précède, le fonctionnement du dispositif d'épu ration est entièrement automatique et ne nécessite qu'une surveillance très limitée puisqu'il est seule ment nécessaire de vérifier périodiquement que l'ampèremètre 173 ne fait pas ressortir un état trop grand de polarisation des électrodes de la batterie de coagulation.
Lorsque l'état de polarisation limite est atteint, il suffit d'agir sur l'inverseur 171, les autres réglages demeurant inchangés. Afin de vérifier l'efficacité, le bon fonctionne ment du dispositif et son activité sur les différentes particules et sur la faune que des eaux diverses peuvent contenir, il a été procédé à de nombreuses expériences d'épuration dans lesquelles on a utilisé des eaux particulièrement polluées.
Dans une première expérience, les eaux utilisées furent prises à la sortie d'un égout débouchant dans le canal du Midi. Les analyses chimiques et bacté riologiques de ces eaux avant et après traitement furent les suivantes
EMI0007.0044
<I>Exemple <SEP> 1</I>
<tb> <B>Analyses <SEP> chimiques</B>
<tb> Eau <SEP> du <SEP> canal
<tb> Avant <SEP> traitement <SEP> I <SEP> Après <SEP> traitement
<tb> Nitrites <SEP> ............ <SEP> Présence++ <SEP> Néant
<tb> Ammoniaque <SEP> ... <SEP> Néant <SEP> Néant
<tb> Chlorures
<tb> en <SEP> Cl <SEP> Na...... <SEP> Sup. <SEP> à <SEP> 2 <SEP> mg <SEP> %o <SEP> Inf. <SEP> à <SEP> 2 <SEP> mg <SEP> %o
<tb> Do <SEP> hydrot.
<SEP> total <SEP> 14o <SEP> 14e
<tb> Analyses <SEP> bactériologiques
<tb> <B>Eau <SEP> du <SEP> canal</B>
<tb> <B>Avant <SEP> traitement</B> <SEP> 1 <SEP> Après
<tb> traitement
<tb> Corynébactérium <SEP> . <SEP> .. <SEP> 100 <SEP> par <SEP> cm3 <SEP> Néant
<tb> Staphylocoques <SEP> ... <SEP> .... <SEP> 325 <SEP> par <SEP> cm3 <SEP> Néant
<tb> Colibacilles <SEP> ........ <SEP> ...... <SEP> .
<SEP> <B>1000%o</B> <SEP> Néant Dans cette expérience, la batterie de coagulation était alimentée sous six volts et sa consommation fut de 12 ampères/heure par mètre cube d'eau trai- tée tandis que la batterie de stérilisation présentait aux bornes une différence de potentiel égale à 0,8 volt et consomma 30 milliampères.
Dans une seconde expérience, des eaux prélevées au même endroit furent utilisées, mais elles furent soumises avant traitement à un ensemencement com plémentaire par bouillon de culture. Les résultats d'analyse furent les suivants
EMI0008.0008
<I>Exemple <SEP> 2</I>
<tb> Analyses <SEP> chimiques
<tb> <B>Eau <SEP> du <SEP> canal</B>
<tb> <B>Avant <SEP> traitement <SEP> Après</B>
<tb> traitement
<tb> Nitrites <SEP> .................. <SEP> Présence <SEP> Néant
<tb> Ammoniaque <SEP> <B>---</B> <SEP> Présence <SEP> Présence <SEP> Néant
<tb> Chlorures
<tb> en <SEP> Cl <SEP> Na............ <SEP> 16,2 <SEP> mg <SEP> %o <SEP> <B>15,5</B> <SEP> mg <SEP> %o
<tb> Matières
<tb> organiques <SEP> <B>....... <SEP> -</B> <SEP> Sup.
<SEP> à <SEP> 2 <SEP> mg <SEP> %o <SEP> 0,2 <SEP> mg <SEP> %o
<tb> De <SEP> hydrot.
<tb> permanent <SEP> ......... <SEP> 180 <SEP> <B>110</B>
<tb> Analyses <SEP> bactériologiques
<tb> Eau <SEP> <B>du</B> <SEP> canal <SEP> _
<tb> Avant <SEP> traitement <SEP> Après
<tb> traitement
<tb> Germes <SEP> par <SEP> -cm3... <SEP> 4800 <SEP> Néant
<tb> Colonies <SEP> diverses... <SEP> Présence...... <SEP> Néant
<tb> Moisissures <SEP> ...<B>------</B> <SEP> ... <SEP> Présence+++ <SEP> Néant
<tb> Staphylocoques...... <SEP> Présence.... <SEP> Néant
<tb> Colibacilles <SEP> ............
<SEP> 2000%o <SEP> Néant Dans cette expérience, la batterie de coagulation fut alimentée sous un courant de 15 ampères/heure par mètre cube d'eau traitée, la batterie de stérili- sation étant réglée pour charger les eaux à 60 y par litre.
Dans une troisième expérience, on utilisa des eaux très chargées en chlorure et présentant un degré hydrotimétrique également très élevé. Le réglage de la batterie de coagulation fut, à cet effet, modifié sensiblement afin que le traitement agisse particulièrement pour éliminer les chlorures et abaisser considérablement le degré hydrotimétrique.
Les réglages utilisés furent Tension d'alimentation de la batterie de coagulation: 12 volts Ampérage fourni 40 ampères/heure par mètre cube Les résultats furent les suivants
EMI0008.0025
<I>Exemple <SEP> 3</I>
<tb> <B>Analyses <SEP> chimiques</B>
<tb> Eau <SEP> du <SEP> canal
<tb> Avant <SEP> traitement <SEP> Après
<tb> traitement
<tb> Nitrites <SEP> ........ <SEP> Présence... <SEP> Néant
<tb> Ammoniaque <SEP> ... <SEP> .. <SEP> Traces <SEP> I <SEP> Traces
<tb> Chlorures
<tb> en <SEP> Cl <SEP> Na.... <SEP> ...... <SEP> 11,4 <SEP> mg <SEP> %o <SEP> 3,6 <SEP> mg <SEP> %o
<tb> Matières
<tb> organiques <SEP> ......... <SEP> Sup.
<SEP> à <SEP> 2 <SEP> mg <SEP> %o <SEP> 1,6 <SEP> mg <SEP> %o
<tb> D- <SEP> hydrot.
<tb> permanent <SEP> ......... <SEP> 100 <SEP> 80
<tb> <U>I</U>
<tb> Analyses <SEP> bactériologiques
<tb> Eau <SEP> du <SEP> canal
<tb> Avant <SEP> traitement <SEP> 1 <SEP> Après
<tb> traitement
<tb> Germes <SEP> par <SEP> cm3<B>---</B> <SEP> 1.035 <SEP> 9
<tb> Moisissures <SEP> Présence+-'-++ <SEP> Néant
<tb> Staphylocoques. <SEP> .- <SEP> . <SEP> Présence+++++ <SEP> Néant
<tb> Colibacilles <SEP> ............ <SEP> 400%o <SEP> Néant Comme cela ressort des exemples ci-dessus, dans tous les cas, la quantité de l'eau obtenue était celle d'une bonne eau potable malgré la pollution consi dérable des eaux utilisées à l'entrée du dispositif.