FR2982255A1 - Procede de traitement d'eau comprenant une adsorption sur charbon actif en poudre (cap), une filtration mecanique non-membranaire et une recirculation de cap - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement d'eau ayant une concentration en matières solides en suspension inférieure à 20 mg/1 en vue d'en abattre la teneur en polluants organiques dissous, ledit procédé consistant en : - une étape d'introduction de ladite eau dans un réacteur agité (11) dans lequel elle est mis en contact avec du charbon actif en poudre selon une concentration comprise entre 150 et 500 mg/1, ladite eau circulant dans ledit réacteur agité (11) selon une vitesse comprise entre 5 et 50 m/h ; une étape de filtration directe de l'eau provenant dudit réacteur agité (11) permettant de séparer un filtrat du charbon actif en poudre dans une unité de filtration mécanique non membranaire (14) comprenant des médias filtrants dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre ; une étape de recirculation dans ledit réacteur agité (11) d'au moins une partie du charbon actif en poudre séparé de l'eau dans ladite étape de filtration.

Description

Procédé de traitement d'eau comprenant une adsorption sur CAP, une filtration mécanique non-membranaire et une recirculation de CAP 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des techniques de traitement d'eaux en vue de leur potabilisation ou de leur épuration. Plus précisément, l'invention concerne les techniques de traitement d'eaux visant à abattre leur teneur notamment en matières organiques, en micropolluants, en perturbateurs endocriniens, en solvants chlorés, en pesticides, en résidus de médicaments et produits pharmaceutiques. 2. Art antérieur et ses inconvénients Des procédés sont couramment mis en oeuvre sur les eaux usées et les eaux naturelles dans le but d'assurer respectivement leur épuration ou leur potabilisation. Ces procédés de traitement visent en particulier à éliminer de ces eaux, à tout le moins en partie, la matière organique, les micro-polluants, les perturbateurs endocriniens, les solvants chlorés, les pesticides, les résidus de médicaments, les produits pharmaceutiques et autres matières adsorbables qui s'y trouvent. De tels procédés mettent généralement en oeuvre un adsorbant, comme du Charbon Actif en Poudre (CAP), sur lequel ces polluants sont adsorbés.

Un de ces procédés consiste à mettre en contact une eau à traiter avec du charbon actif en poudre. Le mélange obtenu est ensuite filtré à travers des membranes de filtration. Le charbon actif en poudre séparé de l'eau est au moins en partie recirculé en amont des membranes de filtration. La quantité de charbon actif mise en oeuvre dans ce type de procédé doit être importante pour permettre d'abattre de manière satisfaisante les polluants dont l'élimination est visée. Néanmoins, le nombre de lavage qui doit être mis en oeuvre pour séparer le charbon actif en poudre des membranes de filtration est d'autant plus important que la concentration en charbon actif du mélange filtré est élevée. Il en résulte que la concentration en charbon actif en poudre du mélange d'eau et de charbon actif est généralement limitée entre 0,8 et lg/1 au-delà de quoi, la durée des périodes de lavage des membranes, pendant lesquelles aucune eau traitée n'est produite, devient trop importante par rapport à la durée des phases de traitement pendant lesquelles de l'eau traitée est produite. Par ailleurs, les membranes sont nettoyées avec une partie de l'eau traitée produite ce qui tend à réduire la quantité totale d'eau traitée recueillie. L'Homme du métier estime qu'une telle dose de CAP à la fois est trop faible pour assurer un traitement efficace de l'eau, et suffisamment élevée pour occasionner, outre le colmatage des membranes, une usure mécanique de celles-ci qui se manifeste le plus souvent par une attrition de leur surface et une perte de perméabilité pouvant aller jusqu'à une rupture. Une telle technique est donc finalement assez peu mise en oeuvre. Un autre procédé consiste à mettre en contact une eau à traiter avec des floculants, des coagulants, du charbon actif en poudre et éventuellement un lest tel que du microsable. Le mélange obtenu est ensuite introduit dans un séparateur gravitaire dont les surverses sont successivement filtrées à travers un filtre à sable puis des membranes de filtration. La mise en oeuvre d'un tel procédé permet d'abattre de manière satisfaisante et rapide la pollution ciblée en limitant l'endommagement des membranes de filtration par la mise en oeuvre en amont de celles-ci d'un filtre à sable agissant comme une sorte de fusible, c'est-à-dire comme un élément de sécurité. Toutefois, les coagulants et les floculants ont tendance à venir s'agglomérer à la surface du charbon actif en poudre. Les capacités d'adsorption de celui-ci en sont d'autant plus réduites. En outre, la mise en oeuvre d'un tel procédé s'accompagne de pertes de charbon actif en poudre en sousverse du séparateur. Il est par conséquent nécessaire d'injecter du charbon actif en poudre neuf afin de compenser ces pertes, ce qui représente un poste de coût non négligeable. Par ailleurs, cette technique suppose de mettre en oeuvre un filtre à sable entre le séparateur gravitaire et les membranes de filtration pour éliminer certaines substances non séparées de l'eau lors de la séparation gravitaire, notamment des résidus de floculants. Les installations mises en oeuvre pour traiter des eaux selon un tel procédé sont donc assez peu compactes et consommatrices de réactifs chimiques. Un autre procédé consiste à faire transiter l'eau à traiter dans un séparateur gravitaire, puis à mettre en contact l'eau clarifiée obtenue en sortie du séparateur avec du charbon actif en poudre. Le mélange obtenu est ensuite filtré à travers des membranes de filtration, le charbon actif en poudre séparé de l'eau étant au moins en partie recirculé en amont du séparateur gravitaire. Cette technique est sujette aux inconvénients inhérents à la mise en oeuvre des membranes de filtration : colmatage et perte de perméabilité impliquant la mise en oeuvre régulière de lavages, usure voire rupture mécanique. Elle s'accompagne également de la perte de charbon actif en poudre en sousverse du séparateur gravitaire. Enfin, les installations nécessaires à sa mise en oeuvre sont également assez peu compactes. Au final, il n'existe à ce jour pas de technique de traitement impliquant une adsorption sur du CAP pour l'élimination des pesticides, des perturbateurs endocriniens, des matières organiques, des solvants chlorés, des résidus de médicaments et de produits pharmaceutiques et autres composés organiques adsorbables présents dans les eaux en particuliers à potabiliser, qui puisse être mise en oeuvre de manière économique au sein d'installations relativement compactes n'incluant pas de membrane, et ne nécessitant aucune injection de coagulant et de floculant. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique de traitement d'eau impliquant une adsorption sur du charbon actif en poudre notamment en vue d'en abattre la teneur en pesticides et/ou perturbateurs endocriniens et/ou en matières organiques et/ou en solvants chlorés et/ou en résidus de médicaments et de produits pharmaceutiques et/ou en autres composés organiques adsorbables qui puisse être mise en oeuvre, dans au moins un mode de réalisation, au sein d'une installation compacte relativement aux installations de l'art antérieur. Un autre objectif de l'invention est de mettre en oeuvre une telle technique qui permette, dans au moins un mode de réalisation, d'optimiser l'exploitation des capacités d'adsorption du CAP. Notamment, l'invention vise à procurer, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui permette de limiter la consommation en réactifs, notamment en CAP. Un autre objectif de l'invention est de procurer, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique dont la mise en oeuvre permet d'éviter l'utilisation de coagulant et de floculant. L'invention a encore pour objectif de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui ne nécessite pas ou peu de campagnes de maintenance.

Un objectif de l'invention est aussi de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui soit simple et/ou fiable et/ou économique à mettre en oeuvre. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé de traitement d'eau ayant une concentration en matières solides en suspension inférieure à 20 mg/1 en vue d'en abattre la teneur en polluants organiques dissous, ledit procédé consistant en : une étape d'introduction de ladite eau dans un réacteur agité dans lequel elle est mise en contact avec du charbon actif en poudre selon une concentration comprise entre 150 et 500 mg/1, ladite eau circulant dans ledit réacteur agité selon une vitesse comprise entre 5 et 50 m/h ; une étape de filtration directe de l'eau provenant dudit réacteur agité permettant de séparer un filtrat du charbon actif en poudre dans une unité de filtration mécanique non membranaire comprenant des médias filtrants dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre ; une étape de recirculation dans ledit réacteur agité d'au moins une partie du charbon actif en poudre séparé de l'eau dans ladite étape de filtration. Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait originale qui consiste à abattre la teneur en certains polluants dissous dans une eau faiblement chargée, c'est-à-dire ayant une concentration en Matières solides En Suspension (MES) inférieure à 20 mg/1, en mettant celle-ci en contact avec du CAP dans une cuve ou réacteur agité selon une concentration relativement faible comprise entre 150 et 500 mg/1 puis à filtrer le mélange obtenu directement à travers une unité de filtration comprenant des médias filtrants mécaniques non membranaires dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre en prévoyant de recirculer dans la cuve agitée au moins en partie le CAP séparé de l'eau traitée produite. Une telle mise en oeuvre permet d'abattre de manière satisfaisante la pollution dissoute dans une eau de manière rapide, en employant relativement peu de CAP, dans des installations compactes nécessitant peu de campagnes de 15 maintenance. L'eau à traiter circule dans le réacteur agité à une vitesse comprise entre 5 et 50 m/h. Ceci permet de créer un mouvement d'agitation à l'intérieur du réacteur propice à la mise en suspension du charbon actif en poudre de manière telle que la concentration en CAP du mélange contenu dans le réacteur y soit essentiellement 20 la même en tout point de celui-ci. Le contact entre le CAP et les eaux à traiter est ainsi augmenté ce qui optimise l'utilisation des capacités d'adsorption du CAP. Comme cela a été expliqué auparavant, l'Homme du métier estime que la concentration en CAP dans une eau à traiter en vue d'en abattre efficacement la teneur en polluants dissous adsorbables doit être importante, et au moins égale à 25 0,8 g/l. Toutefois, les inventeurs se sont aperçus qu'une concentration de CAP beaucoup plus faible comprise entre 150 et 500 mg/1 permet d'abattre de manière satisfaisante la majeure partie des polluants adsorbables dissous dans une eau. La consommation en CAP est ainsi réduite. En outre, les pertes en CAP sont réduites du fait que la technique selon 30 l'invention ne met pas en oeuvre de séparation gravitaire. Ceci participe également à réduire la taille des installations mises en oeuvre pour assurer le traitement de l'eau. Les médias filtrants dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre permettent de retenir la quasi totalité du CAP contenue dans l'eau.

La mise en oeuvre d'une recirculation dans le réacteur agité d'au moins une partie du CAP séparé de l'eau traitée permet alors d'augmenter le temps moyen de séjour d'une particule de CAP dans ce réacteur, et ainsi d'optimiser l'utilisation de ses capacités d'adsorption. Tout ceci participe à réduire la consommation en CAP.

En outre, une concentration de CAP comprise entre 150 et 500 mg/1 est une concentration relativement faible et par conséquent peu colmatante. Les médias filtrants mis en oeuvre sont par ailleurs peu soumis au colmatage en profondeur dans la mesure où il ne s'agit pas de membranes de filtration. La fréquence des opérations de lavage et plus généralement des campagnes de maintenance des médias filtrants est ainsi réduite. Les eaux faiblement chargées à traiter peuvent être ou non issues d'une étape préalable de clarification. Il pourra par exemple s'agir d'eau de forage ne nécessitant pas de clarification préalable. Bien qu'un procédé selon l'invention pour le traitement d'eau dont la concentration en matières solides en suspension est inférieure à 20 mg/1 est efficace, il est plus particulièrement avantageux pour des eaux présentant une concentration en MES inférieure à 10 mg/L. Ainsi, dans une variante avantageuse, la concentration en matières solides en suspension de l'eau à traiter est inférieure à 10 mg/l.

Dans un mode de réalisation préféré, ladite filtration se fait depuis l'extérieur vers l'intérieur desdits médias filtrants. Les eaux peu chargées ont un faible pouvoir d'obturation des fibres des moyens de filtration à travers lesquels elles sont filtrées. Leur filtration n'induit donc pas une forte réduction de la perméabilité de ces moyens de filtration. Ces eaux sont donc habituellement filtrées depuis l'intérieur vers l'extérieur des moyens de filtration. Les eaux destinées à être traitées par la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention sont des eaux peu chargées. Celles-ci devraient donc être filtrées depuis l'intérieur vers l'extérieur. Les inventeurs ont toutefois remarqué que le fait de les filtrer de l'extérieur vers l'intérieur, ce qui est contraire à la pratique de l'homme du métier, permet de réduire voir d'éviter la pénétration du charbon actif en poudre en profondeur dans les médias filtrants. Ceux-ci se colmatent alors plus faiblement et essentiellement de manière non irréversible. Ces médias filtrants sont ainsi faciles à nettoyer ce qui limite le nombre d'opération de lavage à effectuer lesquelles sont en outre plus faciles à mettre en oeuvre. Dans ce cas, ladite unité de filtration comprend préférentiellement des cassettes filtrantes Préférentiellement lesdites cassettes filtrantes sont constituées chacune d'un enroulement d'un fil autour d'un châssis définissant une cavité intérieure pour l'écoulement dudit filtrat. Ce type de cassettes filtrantes présente les avantages de permettre de retenir la quasi-totalité du CAP contenu dans l'eau à filtrer, de se colmater lentement et de manière non irréversible, et donc d'être relativement facile à nettoyer.

Avantageusement, un procédé selon l'invention consiste en outre en des étapes de lavage de ladite unité de filtration avec une partie dudit filtrat. La mise en oeuvre d'une unité de filtration mécanique non membranaire comprenant des médias filtrants dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre présente l'avantage de ne pas nécessiter l'emploi de produits chimiques pour assurer leur nettoyage qui peut être effectué seulement avec de l'eau traitée produite ou bien de l'eau de service, c'est-à-dire de l'eau délivrée par les services d'eau. On limite alors la quantité de produits chimiques à mettre en oeuvre au cours du traitement des eaux ainsi que le coût de celui-ci. Dans un mode de réalisation avantageux, un procédé selon l'invention consiste en outre en des étapes d'extraction de charbon actif en poudre usagé et des étapes d'injection de charbon actif en poudre neuf dans ladite eau pour compenser ladite extraction. Il est ainsi possible de maintenir sensiblement constant l'âge moyen du CAP dans le réacteur tout en exploitant au maximum ses capacités d'adsorption.

Selon une variante avantageuse, un procédé selon l'invention consiste en outre en au moins une étape d'ozonation de ladite eau, ladite au moins une étape d'ozonation comprenant l'injection d'ozone en amont ou dans ledit réacteur agité. L'ozonation permet d'oxyder une partie des molécules adsorbables ainsi que des perturbateurs endocriniens présents dans l'eau à traiter. Les molécules de tailles importantes sont ainsi rompues en molécules plus petites et plus facilement adsorbables. L'ozonation permet également d'oxyder des molécules non adsorbables présentes dans l'eau à traiter. Elle permet encore d'éliminer les molécules odorantes, les toxines algales... Au final, la mise en oeuvre d'une ozonation avant ou pendant la mise en contact de l'eau à traiter avec le CAP permet d'améliorer l'abattement de la pollution notamment par adsorption. Le charbon actif en poudre présente préférentiellement une granulométrie comprise entre 15 et 500 micromètres. Selon une caractéristique avantageuse, un procédé selon l'invention ne comprend pas d'injection de coagulant et/ou de floculant dans ledit réacteur agité ou plus généralement dans l'eau à traiter. On évite ainsi l'agglomération de coagulant et/ou de floculant autour des particules de charbon actif en poudre. Ceci conduit à optimiser les capacités d'adsorption du CAP, à réduire la consommation en CAP et en autre réactif du fait qu'aucune injection de coagulant et/ou de floculant n'est mise en oeuvre, et de réduire en conséquence le coût de mise en oeuvre du traitement de l'eau tout en assurant un traitement efficace de l'eau. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 illustre un schéma d'un exemple d'installation spécialement adaptée à la mise en oeuvre d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention ; - la figure 2 illustre une vue en perspective d'une cassette filtrante mise en oeuvre dans l'installation représentée à la figure 1 ; - la figure 3 illustre une vue en perspective de l'assemblage de cassettes filtrantes représentées à la figure 2 sur une portion de collecteur central. 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention 6.1. Rappel du principe général de l'invention Le principe général de l'invention repose sur le fait de mettre en contact une eau à traiter avec du CAP dans une cuve agitée selon une concentration relativement faible comprise entre 150 et 500 mg/1 et une vitesse de circulation comprise entre 5 et 50 m/h, puis à filtrer directement le mélange obtenu à travers une unité de filtration comprenant des médias filtrants non membranaire dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre en prévoyant de recirculer dans la cuve agitée au moins en partie le CAP séparé de l'eau traitée produite. Il est ainsi possible d'abattre de manière satisfaisante et rapide la pollution organique dissoute dans une eau, en employant relativement peu de CAP, dans des installations compactes nécessitant peu de campagnes de maintenance. 6.2. Exemple d'une installation de traitement d'eau selon l'invention On présente, en relation avec les figures 1, 2 et 3, un mode de réalisation d'une installation de traitement spécialement adaptée à la mise en oeuvre d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention. Ainsi que cela est représenté sur ces figures, une telle installation comprend une canalisation d'amenée 10 d'eau à traiter. Cette canalisation d'amenée 10 débouche dans un réacteur agité 11. Dans ce mode de réalisation, la canalisation d'amenée 10 débouche à proximité du fond 110 du réacteur 11. Dans une variante, le réacteur 11 pourra comprendre un double-fond délimité par un plancher traversé par une pluralité de crépines de diffusion sensiblement réparties uniformément sur toute la surface. L'eau à traiter pourra alors être injectée via la canalisation d'amenée sous ce plancher et diffuser à l'intérieur du réacteur 11 à travers les crépines. Dans ce cas, le diamètre des orifices des crépines sera inférieur à celui des particules de CAP pour éviter que celles-ci ne fuient à travers le plancher. Dans ce mode de réalisation, le réacteur 11 loge une conduite de recirculation interne 27 dont l'entrée est placée à proximité du fond 110 du réacteur 11, et dont la sortie débouche préférentiellement dans la moitié supérieure du réacteur 11. L'entrée de cette conduite 27 est reliée à une pompe 28. L'installation comprend des moyens d'injection 12 de CAP neuf qui débouchent dans la canalisation d'amenée 10 et dans le réacteur agité 11. Dans une variante, ces moyens d'injection pourront déboucher dans la canalisation d'amenée 10 ou dans le réacteur agité 11. Ces moyens d'injection 12 comprennent par exemple au moins un injecteur qui permet préférentiellement d'injecter le CAP neuf à proximité du fond 110 du réacteur 10. L'installation comprend une canalisation d'extraction 13 du mélange d'eau et de CAP contenu dans le réacteur agité 11. L'entrée de cette canalisation 13 est reliée à une pompe 29 placée à proximité du fond 110 du réacteur 11. Elle débouche à l'entrée d'une unité de filtration 14. La pompe 29 peut également être reliée à une deuxième canalisation de recirculation interne 27'. L'unité de filtration 14 est une unité de filtration mécanique non membranaire comprenant des médias filtrants 141 dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre. Cette unité de filtration 14 ne comprend donc pas de membrane de filtration. Dans ce mode de réalisation, les médias filtrants sont des cassettes filtrantes 30 dont la mise en oeuvre permet de réaliser une filtration mécanique à micro fibres. L'élément de base du filtre de l'unité 14 sont les cassettes filtrantes 30 qui sont des cassettes bobinées. Une cassette filtrante 30 comprend un support rigide 31 cannelé dont les parois latérales sont perforées. Ce support 31 forme un châssis définissant une cavité intérieure. Elle comprend un fil 32 qui est bobiné autour du support rigide 31 selon une tension spécifique. La tension du fil et sa nature, notamment son diamètre, pourront varier selon la finesse de filtration attendue.

Une extrémité de la cassette 30 est traversée par des passages d'écoulement d'eau filtrées 33 qui forment saillie à l'extérieur du support 31 et débouchent dans de la cavité intérieure. Ces cassettes filtrantes 30 sont réparties de manière uniforme autour d'un collecteur central tubulaire 142 avec l'intérieur duquel chaque cavité intérieure communique pour former un filtre. Pour cela, la paroi périphérique de ce collecteur tubulaire 142 est traversée par des perforations 143 dans lesquelles les passages 33 formant saillie peuvent être introduits de manière étanche de façon à ce que l'intérieur du collecteur 142 communique avec la cavité intérieur des cassette 30 via les passages 33. Sur la figure 3, seule une rangée de cassettes filtrantes 30 est représentée autour d'une portion du collecteur 142. Bien entendu, plusieurs rangées de cassettes 30 pourront être juxtaposées le long de ce collecteur 142. L'installation comprend une canalisation d'extraction de filtrat 15 qui communique avec la sortie du collecteur central 142. Une canalisation de recirculation de filtrat 16 est reliée à une des sorties de la canalisation d'extraction de filtrat 15. Elle débouche dans une bâche de stockage 17. La bâche de stockage 17 comprend une sortie qui est reliée à une canalisation d'injection d'eau de lavage 18 sur laquelle est montée une pompe de recirculation 19. La sortie de la canalisation d'injection 18 est reliée à des moyens d'injection d'eau de lavage, comme des injecteurs, à la surface des cassettes filtrantes 30 de l'unité de filtration 14. L'installation comprend une canalisation d'extraction 20 de CAP de l'unité de filtration 14. Dans ce mode de réalisation, cette canalisation d'extraction 20 débouche dans une cuve de concentration 21.

Le fond de la cuve de concentration 21 est relié par une canalisation 22 sur laquelle est montée une pompe 23 à une canalisation de recirculation de CAP 24 qui débouche dans le réacteur agité 11. Dans une variante, illustrée en pointillés, la canalisation d'extraction 20 est directement reliée à la canalisation de recirculation 24 de CAP dans le réacteur agité 11. L'installation comprend des moyens d'extraction de CAP usité. Ces moyens comprennent une canalisation d'extraction de CAP usité 25 sur laquelle est montée une pompe (non représentée). Cette canalisation d'extraction 25 est reliée à la canalisation 22. Dans une variante, les moyens d'extraction de CAP usité comprennent une canalisation 26 reliée à une sortie du réacteur 11 et située à proximité du fond 110. Cette canalisation 26 est alors reliée à une pompe de soutirage non représentée. L'installation comprend en outre des moyens de commande des moyens d'extraction de CAP usité et des moyens d'injection de CAP neuf. Ces moyens de commande permettent de commander les moyens d'injection et d'extraction de manière à maintenir l'âge moyen du CAP sensiblement constant à l'intérieur du réacteur 11 et à y maintenir la concentration en CAP comprise entre 150 et 500 mg/L. L'injection et l'extraction pourront avoir lieu simultanément ou successivement. Elles pourront également avoir lieu de manière alternative. Dans ce cas, une injection pourra être mise en oeuvre dans un cycle de filtration puis une extraction dans le cycle de filtration suivant. Les moyens d'injection et d'extraction pourront être mis en oeuvre selon une fréquence prédéterminée qui pourra par exemple être définie en nombre de cycle de filtration ou en temps. Un cycle de filtration correspond à la période pendant laquelle de l'eau est filtrée entre deux lavages de l'unité de filtration. 6.3. Exemple d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention Un procédé de traitement d'eau selon l'invention en vue d'en abattre la teneur en pesticides et/ou perturbateurs endocriniens et/ou en matières organiques et/ou en solvants chlorés et/ou en résidus de médicaments et autre produits pharmaceutiques et/ou en autres composés organiques adsorbables va à présent être décrit. Un tel procédé peut être mis en oeuvre pour assurer le traitement d'une eau ayant une concentration en matières solides en suspension inférieure à 20 mg/1 et avantageusement inférieure à 10 mg/l. Un tel procédé comprend une étape d'introduction d'une eau à traiter via la canalisation d'amenée 10 dans le réacteur 11. Du charbon actif en poudre est injecté via les moyens d'injection 12 dans l'eau à traiter au niveau de la canalisation d'amenée 10 et/ou du réacteur 11. Le CAP est injecté de manière telle que la concentration de CAP à l'intérieur du réacteur 11 soit comprise entre 150 et 500 mg/l. La concentration en CAP sera choisie en fonction des polluants dissous à éliminer et de leur concentration. Le CAP à une granulométrie comprise entre 15 et 500 micromètres. La surface active des particules de CAP sera d'autant plus importante que la taille des particules de CAP sera petite. La taille des particules de CAP sera choisie en fonction des polluants dissous à éliminer et de leur concentration.

La pompe 28 est mise en oeuvre de manière à créer un mouvement de recirculation d'eau à l'intérieur du réacteur via la canalisation 27 en sorte que l'eau à traiter y circule à une vitesse comprise entre 5 et 50 m/h. Dans une variante ne mettant pas en oeuvre la pompe 28 et la canalisation 27, l'eau à traiter pourra être introduite dans le réacteur à une telle vitesse au moyen d'une pompe prévue à cet effet. Une recirculation dans le réacteur 11 peut également être obtenue au moyen de la pompe 29 et de la canalisation de recirculation 27'. Un mouvement d'agitation est ainsi généré à l'intérieur du réacteur, ce qui permet de maximiser le contact entre le CAP et l'eau à traiter. La vitesse de circulation de l'eau à traiter sera déterminée de manière empirique notamment en fonction de caractéristiques du CAP comme sa granulométrie et sa concentration dans l'eau. Le CAP est maintenu au contact de l'eau dans le réacteur 11 selon un temps de contact préférentiellement compris entre 3 et 25 minutes. Le mélange d'eau à traiter et de CAP est extrait du réacteur 11 via la canalisation 13 et pompé au moyen de la pompe 29 vers l'entrée de l'unité de filtration 14. Le mélange d'eau à traiter et de CAP est donc poussé dans l'unité de filtration 14. Il y est filtré au cours d'une étape de filtration depuis l'extérieur vers l'intérieur des cassettes filtrantes de l'unité de filtration selon un flux de filtration préférentiellement compris entre 800 et 2000 Lmh. Plus précisément, l'eau brute située dans l'unité de filtration 14 à l'extérieur des cassettes 30 passe à travers les multiples couches de fil. L'eau ainsi filtrée s'écoule à travers leurs perforations dans leur cavité intérieure vers les cannelures qui la canalisent en direction des passages 33 puis dans le collecteur central 142, permettant ainsi une filtration externe - interne. L'eau est filtrée en passant à travers la bobine qui enveloppe chaque cassette, cette dernière retenant toutes les particules en suspension.

Le CAP est ainsi séparé d'un filtrat au sein de l'unité de filtration 14 à l'intérieur de laquelle il subit une étape de filtration mécanique non-membranaire à un seuil de coupure supérieur ou égal à 1 micromètre. Le seuil de coupure des médias filtrant sera choisi en fonction de la taille des particules de CAP. Le filtrat est extrait de l'unité de filtration 14 via la canalisation d'extraction 15 reliée au collecteur central 142. Il est en partie acheminé dans la bâche de stockage 17 via la canalisation de recirculation 16. Des étapes de lavage des cassettes filtrantes 30 de l'unité de filtration 14 sont régulièrement mises en oeuvre. Elles pourront par exemple être déclenchées après un nombre donné de cycle de filtration, ou selon un intervalle de temps fixe, ou dès que la perte de charge à travers l'unité de filtration 14 atteindra un seuil prédéterminé. Celles-ci consistent à injecter du filtrat contenu dans la bâche de stockage 17 à la surface des cassettes filtrantes 30 au moyen de la pompe 19, de la canalisation 18 et des injecteurs prévus à cet effet. Le lavage (uniquement hydraulique) s'effectue donc par rinçage externe des cassettes après que le corps du filtre a préalablement été vidangé. Le mélange d'eau de lavage et de CAP est extrait de l'unité de filtration 14 via la canalisation d'extraction 20 et acheminé dans la cuve de concentration 21. Cette cuve de concentration 21 constitue la cuve de récupération des éluats de lavage des cassettes de filtration. La concentration du CAP y est de ce fait élevée, celui-ci étant ensuite au moins en partie recirculé dans la cuve de contact ou réacteur 11. Lors d'une étape de recirculation, le CAP extrait de l'unité de filtration 14 est recirculé dans le réacteur 11 via la canalisation 22, la pompe 23 et la canalisation 24. Dans une variante, il pourra être recirculé directement depuis la sortie de l'unité de filtration 14 dans le réacteur 11 via la canalisation de recirculation 24 sans être acheminé dans une cuve de concentration. Le débit de recirculation du CAP pourra être déterminé en fonction de la concentration en CAP dans le bassin, des modes d'extraction du CAP du bassin, des flux acceptables par la filtration mécanique et des temps de décolmatages du filtre mécanique. Le CAP peut être recirculé en continu ou selon une fréquence qui est déterminée en fonction du lavage des cassettes. La fréquence de lavage des cassettes dépend elle-même de la concentration en CAP dans la cuve de contact. Cette fréquence peut varier entre 10 min et 60 minutes. Lorsque la fréquence de lavage des cassettes est élevée, la recirculation se fera en continu.

Du CAP usité est régulièrement extrait de l'installation au moyen de la canalisation 25 et d'une pompe prévue à cet effet lors d'étapes d'extraction de CAP usité. Dans une variante, il pourra être extrait depuis le fond 10 du réacteur 11 via la canalisation 26 et une pompe prévue à cet effet. Du CAP neuf est régulièrement injecté dans le réacteur 11 et/ou dans la canalisation d'amenée 10 via les moyens d'injection 12 lors d'étapes d'injection de CAP neuf. Le CAP usité et le CAP neuf seront respectivement extrait et injecté selon des débits choisis de manière à maintenir l'âge moyen de CAP dans le réacteur 11 compris entre 1 jour et 10 jours. La fréquence d'extraction de CAP usité et d'injection de CAP neuf ainsi que les quantités extraites et injectées seront déterminées en fonction de la qualité de l'eau à traiter, c'est-à-dire de sa concentration en polluants dissous à éliminer. Les quantités de charbon injectées dans et extraites du réacteur 11 seront identiques afin de maintenir un équilibre au sein du réacteur 11. Elles seront déterminées de façon à maintenir au sein du réacteur 11 une concentration de CAP comprise entre 150 et 500 mg/L. 6.4. Variante : ozonation Dans une variante, une installation selon l'invention comprend des moyens d'injection d'ozone 40 dans la canalisation d'amenée 10 ou directement dans le réacteur 11.

Dans ce cas, un procédé selon l'invention comprend une étape d'ozonation de l'eau à traiter circulant dans la canalisation d'amenée 10 ou de l'eau circulant dans le réacteur 11. Au cours de ces étapes d'ozonation, la quantité d'ozone injectée est telle que la concentration en ozone de l'eau soit comprise entre 0,5 et 4 mg/L. 6.5. Avantages La concentration en CAP dans l'eau à traiter est comprise entre 150 et 500 mg/1, ce qui correspond à une faible concentration. Ceci présente l'avantage d'être très peu colmatant, ce qui permet de réduire la fréquence de lavage des cassettes filtrantes.

La mise en oeuvre d'une filtration mécanique non membranaire sur médias filtrant ayant un seuil de coupure supérieur ou égal à 1 micromètre permet de retenir la quasi totalité du CAP injecté dans l'eau à traiter. Ce type de filtration est peu sujette au colmatage, à tout le moins irréversible. Les moyens de filtration mise en oeuvre peuvent donc être facilement lavées.

Le CAP recueilli lors des phases de nettoyage des cassettes filtrantes est recirculé dans le réacteur dans lequel l'eau est mise en contact avec le CAP. Le CAP y est alors maintenu pendant un temps de contact important. La mise en oeuvre de l'invention permet donc d'obtenir un paramètre Ct, qui est égal au produit de la concentration en CAP et du temps de contact de l'eau à traiter avec le CAP, important bien que la concentration en CAP soit faible. Ainsi, la technique selon l'invention permet d'abattre de manière satisfaisante la pollution organique dissoute dans une eau de manière simple, au sein d'installations compactes et en employant des quantités relativement faibles de charbon actif, et en particulier de CAP, et aucun réactif chimique tel que du coagulant et du floculant.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'eau ayant une concentration en matières solides en suspension inférieure à 20 mg/1 en vue d'en abattre la teneur en polluants organiques dissous, ledit procédé consistant en : - une étape d'introduction de ladite eau dans un réacteur agité (11) dans lequel elle est mis en contact avec du charbon actif en poudre selon une concentration comprise entre 150 et 500 mg/1, ladite eau circulant dans ledit réacteur agité (11) selon une vitesse comprise entre 5 et 50 m/h ; - une étape de filtration directe de l'eau provenant dudit réacteur agité (11) permettant de séparer un filtrat du charbon actif en poudre dans une unité de filtration mécanique non membranaire (14) comprenant des médias filtrants dont le seuil de coupure est supérieur ou égal à 1 micromètre ; - une étape de recirculation dans ledit réacteur agité (11) d'au moins une partie du charbon actif en poudre séparé de l'eau dans ladite étape de filtration.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration en matières solides en suspension de ladite eau est inférieure à 10 mg/l.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite filtration se fait depuis l'extérieur vers l'intérieur desdits médias filtrants.
4. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite unité de filtration (14) comprend des cassettes filtrantes constituées chacune d'un enroulement d'un fil autour d'un châssis définissant une cavité intérieure pour l'écoulement dudit filtrat.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste en outre en des étapes de lavage de ladite unité de filtration (14) avec une partie dudit filtrat.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre en des étapes d'extraction de charbon actif usagé et des étapes d'injection de charbon actif en poudre neuf dans ladite eau pour compenser ladite extraction.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste en outre en au moins une étape d'ozonation de ladite eau, ladite au moins une étape d'ozonation comprenant l'injection d'ozone en amont ou dans ledit réacteur agité (11).
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit charbon actif en poudre présente une granulométrie comprise entre 15 et 500 micromètres.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il ne comprend pas d'injection de coagulant et/ou de floculant dans ledit réacteur agité (11).