FR3159902A1

FR3159902A1 - Procédé de filtration pour traitement d’eau

Info

Publication number: FR3159902A1
Application number: FR2402236A
Authority: FR
Inventors: Romain Mailler; Rémy CABALL; Olivier Danel; Céline Levecq; Caroline BARBE
Original assignee: Suez International SAS
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 2024-03-06
Filing date: 2024-03-06
Publication date: 2025-09-12
Also published as: WO2025186325A1; WO2025186325A8

Abstract

L’invention concerne un procédé de filtration d’une eau à l’aide d’un filtre (10, 10’’) comprenant au moins un média granulaire formant une couche de média granulaire (14) immergée et placée dans un réservoir (18), le procédé de filtration comprenant : - au moins deux étapes de nettoyage (2) du filtre, le procédé de filtration étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins une étape de décolmatage (4) du média granulaire comprenant les étapes suivantes : - arrêt de la filtration de l’eau, - au moins une mise en suspension des grains formant le média granulaire par au moins une injection d’au moins un fluide de décolmatage dans la couche de média granulaire (14), - retour du média granulaire à l’état de couche de média granulaire (14) sans évacuation des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire (14), et - reprise de la filtration. Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Procédé de filtration pour traitement d’eau

L’invention concerne le traitement de l’eau, et plus particulièrement la filtration d’eau à traiter par l’intermédiaire d’un filtre comprenant au moins un média granulaire.

Il est connu d’utiliser un ou plusieurs filtres comprenant un ou plusieurs médias granulaires formant une ou plusieurs couches granulaires (ou lit granulaire) dans un réservoir dans le cadre d’un procédé de traitement de l’eau. Il peut s’agir d’un traitement d’eau usées, d’un traitement destiné à rendre une eau potable ou encore d’un procédé de dessalement d’eau de mer. Il est par exemple connu, dans le cas du traitement des eaux usées, de réaliser une filtration tertiaire des eaux usées avec une couche granulaire comprenant du charbon actif en grains, c’est-à-dire une filtration réalisée après un traitement biologique des eaux usées, afin d’éliminer des matières en suspension et des micropolluants présents dans l’eau. Des filtrations par utilisation de médias granulaires peuvent par exemple être mise en œuvre dans le cas de dessalement d’eau de mer, prenant la forme d’un prétraitement de l’eau avant production d’eau douce.

Les médias granulaires classiquement utilisés sont le sable (de grain plus ou moins fin), l’anthracite, la pierre ponce, le calcaire, le gravier ou encore le charbon actif en grains. En fonction du résultat recherché, par exemple en fonction de la nature et de la taille des matières en suspension présents dans l’eau à traiter, il est possible de mettre en place des filtres adaptés à ce dernier. On peut donner comme autre exemple l’utilisation d’un filtre à deux médias granulaires sable/anthracite pour le prétraitement d’eau de mer en amont de l’étape de dessalement.

Les filtres à média granulaire vont se charger en particules au cours de leur fonctionnement. En particulier, dans le cas d’un filtre granulaire dit « downflow », c’est-à-dire dans lequel le courant est descendant, la filtration se fait principalement en surface. Seule une faible épaisseur du média granulaire va accumuler la matière ce qui conduit à une augmentation de la pression très localisée. Ceci pose particulièrement problème lorsque les eaux sont très chargées en matières en suspension ou lorsque la vitesse de filtration est élevée, car rapidement cela conduit à une perte de charge importante. Ce même phénomène existe en partie basse des filtres granulaires dits « upflow », c’est-à-dire à courant ascendant.

Ces phénomènes nécessitent un nettoyage à intervalle régulier et/ou lorsque les capacités de filtration des filtres sont inférieures à une valeur seuil. La fréquence des nettoyages des filtres est plus importante pour le traitement d’eaux usées car ces dernières sont plus chargées en particules en suspension, ce qui conduit à l’apparition de zones du filtre présentant une importante perte de charge. Cela plafonne également la concentration acceptable en particules en suspension dans les eaux à filtrer qui ne doit pas être trop élevée afin de permettre un fonctionnement acceptable du filtre en termes de fréquence de lavages tout en limitant les pertes en eau. Cela peut d’ailleurs poser problème lorsque l’on sait que les eaux usées en sortie de traitement biologique (par exemple traitées par un procédé de boues activées et passage dans un clarificateur) ont une concentration en particules en suspension de l’ordre de 5-25 mg/L alors que la limite opérationnelle des filtres utilisés en filtration tertiaire et comprenant du charbon actif en grains est plutôt comprise entre 5 et 10 mg/L de particules en suspension dans l’eau filtrée, c’est-à-dire à l’aval d’une étape de filtration tertiaire (granulaire ou sur toile ou sur membranes).

Un nettoyage est réalisé par une ou plusieurs injections d’un fluide, typiquement de l’air et/ou de l’eau, et un rinçage du média granulaire, typiquement à l’eau, avant que l’eau de rinçage soit évacuée par un conduit dédié.

Ces nettoyages, bien que nécessaires, génèrent certains inconvénients. Tout d’abord, le nettoyage des filtres nécessite un arrêt de fonctionnement de ces derniers. Combinés au temps de nettoyage des filtres d’environ 25 à 45 minutes, cela conduit à des arrêts de longue durée de l’ouvrage. Cela conduit à plafonner la capacité de filtration : soit le débit d’eau traité par les filtres est important mais la fréquence de nettoyage l’est également, soit on réduit la fréquence des nettoyages en diminuant les volumes d’eau traités sur une période déterminée. De plus, chaque nettoyage conduit à une perte d’eau (eau de rinçage évacuée) qui est initialement une eau claire, et qui peut éventuellement être acheminée vers un traitement adapté. Cependant, ces étapes de nettoyage d’une durée non négligeable sont considérées comme nécessaires car il est communément concédé que, pour avoir un effet réel, un nettoyage doit durer un certain temps et qu’il est nécessaire d’évacuer la matière accumulée dans le filtre.

L'invention a notamment pour but de fournir un procédé de filtration à l’aide d’un filtre granulaire tel que décrit ci-dessus permettant d’optimiser le fonctionnement des filtres tout en limitant les pertes d’eau dues aux nettoyages de ces derniers et les périodes d’indisponibilité.

A cet effet l’invention a pour objet un procédé de filtration d’une eau à traiter comprenant des matières en suspension à l’aide d’un dispositif de filtration d’eau comprenant au moins un filtre comportant au moins un média granulaire formant une couche de média granulaire immergée et placé dans un réservoir du filtre, le procédé de filtration comprenant au moins deux étapes de nettoyage du dispositif de filtration comprenant chacune au moins une mise en suspension d’un lit de grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de nettoyage dans la couche de média granulaire, au moins un rinçage du média granulaire et au moins une évacuation d’une eau de rinçage comprenant des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire,

le procédé de filtration comprenant au moins une étape de décolmatage du média granulaire réalisée entre les deux étapes de nettoyage, l’étape de décolmatage comprenant les étapes suivantes :

arrêt de la filtration de l’eau,
au moins une mise en suspension des grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de décolmatage dans la couche de média granulaire,
retour du média granulaire à l’état de couche de média granulaire sans évacuation des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire, et
reprise de la filtration.

On réalise ainsi, entre des étapes de nettoyage telles que décrites plus haut, une ou des étapes de décolmatage du filtre consistant en l’injection d’un fluide de décolmatage sans évacuation des impuretés filtrées qui restent donc dans le média granulaire, et donc sans évacuation d’une eau de rinçage, et sur de très courtes périodes (0,5 à 5 min). Chaque décolmatage permet de casser une ou des zones de la couche de média granulaire dans lesquelles des impuretés se sont concentrées, par l’application d’une forte turbulence entrainant la mise en mouvement des grains et leur friction, de telles zones formant des zones dans lesquelles la perte de charge est importante. Même si les impuretés restent présentes, elles se répartissent de manière plus uniforme au sein de la couche de media granulaire, ce qui permet de diminuer l’encrassement local et donc la perte de charge local afin de retrouver des capacités de filtration convenables sans avoir à réaliser un nettoyage, ou tout du moins en décalant un nettoyage à plus tard. Cela permet :

d’espacer les étapes de nettoyage pour un volume d’eau traité par unité de temps équivalent à l’art antérieur, et/ou
d’augmenter le volume d’eau traité par unité de temps et/ou de filtrer de l’eau plus chargée en particules en suspension tout en conservant une fréquence de nettoyage inchangée.

Dans tous les cas, à concentration en matières en suspension égale, la fréquence de nettoyage par volume d’eau traité est inférieure à celle de l’art antérieur. La durée d’une étape de décolmatage complète étant bien inférieure à celle d’un nettoyage (environ 1 à 5 minutes par décolmatage contre 25 à 45 minutes par nettoyage), le temps d’immobilisation de l’ouvrage, c’est-à-dire d’arrêt de la production d’une eau filtrée, s’en retrouve drastiquement réduit. De plus, la réduction de la fréquence de nettoyage par volume d’eau traité inférieure à celle de l’art antérieur conduit à une moindre utilisation d’eau claire à évacuer une fois souillée, et donc à retraiter. Les impuretés localisées en surface du média granulaire avant un premier décolmatage se répartissent uniformément dans la hauteur de la couche de média granulaire après décolmatage, ce qui permet de prolonger la durée de l’efficacité du média granulaire en utilisant le média granulaire dans son ensemble comme étant un espace de stockage uniforme des impuretés. Les lavages étant moins fréquents et portant sur une masse en matière accumulée plus grande, les eaux de lavage sont plus concentrées en matière ce qui facilite leur retraitement ultérieur.

Enfin, un brassage régulier voire intense du média granulaire permet de s'assurer une homogénéisation régulière et donc un vieillissement homogène de ce dernier en plus de limiter l’apparition de chemins préférentiels de filtration dans le média granulaire. De plus, l’homogénéisation régulière du média permet de favoriser l’activité biologique aérobie et d’éviter la formation de zones non aérées au sein du média.

Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du procédé de filtration prises seules ou en combinaison :

une hauteur de la couche de média granulaire est comprise entre 1 et 4 mètres ;
la filtration de l’eau est une filtration gravitaire ou une filtration d’une eau à traiter pressurisée ;
le fluide de décolmatage est injecté sous la couche de média granulaire et de préférence au travers d’un support perforé autorisant le passage du fluide de décolmatage et interdisant le passage du média granulaire ;
le fluide de décolmatage injecté est choisi parmi un fluide gazeux, par exemple de l’air, l’eau et un mélange des deux ;
le fluide de décolmatage est injecté pendant une période comprise entre 0.5 et 4 minutes, de préférence entre 1 et 3 minutes ;
au moins une injection de fluide de décolmatage correspond à une injection d’air à une vitesse comprise entre 40 et 60 Nm/h, de préférence égale à 55 Nm/h ;
au moins une injection de fluide de décolmatage correspond à une injection d’eau à une vitesse comprise entre 5 et 40 m/h ;
l’étape de décolmatage est déclenchée lorsqu’un paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire atteint une valeur seuil ;
une étape de nettoyage est déclenchée après un nombre prédéterminé d’étapes de décolmatage ou lorsque la durée entre deux étapes de décolmatage successives est inférieure à une valeur seuil ; et
l’eau à traiter est choisie parmi une eau usée à traiter en station de traitement des eaux usées, une eau à potabiliser dans une station d’eau potable ou une eau de mer à traiter dans une station de dessalement.

L’invention a également pour objet un dispositif de filtration d’une eau comprenant :

Un filtre formé d’un réservoir comprenant au moins un média granulaire formant une couche de média granulaire immergée et placée dans le réservoir,
au moins un organe d’amenée d’eau à traiter dans le réservoir et au moins un organe de sortie d’eau traitée du réservoir, la couche de média granulaire étant disposée entre les organes d’amenée d’eau à traiter et de sortie d’eau traitée,
au moins un canal d’évacuation d’une eau de rinçage du média granulaire,
au moins un organe d’injection d’un fluide de décolmatage et/ou de nettoyage du média granulaire,
au moins une unité de commande de décolmatage configurée pour déclencher une étape de décolmatage du filtre comprenant les étapes suivantes :
- arrêt de la filtration de l’eau,
- au moins une mise en suspension des grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de décolmatage dans la couche de média granulaire,
- retour du média granulaire à l’état de couche de média granulaire sans évacuation des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire, et
- reprise de la filtration.

Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du dispositif de filtration prises seules ou en combinaison :

le dispositif de filtration comprend au moins une unité de mesure d’au moins un paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire, l’unité de commande du déclenchement d’une étape de décolmatage du filtre étant configurée pour déclencher une étape de décolmatage lorsque le paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire atteint une valeur seuil ;
le dispositif de filtration comprend au moins une unité de commande de nettoyage configurée pour déclencher une étape de nettoyage du filtre comprenant les étapes suivantes :
au moins une mise en suspension de grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de nettoyage dans la couche de média granulaire,
au moins un rinçage du média granulaire et au moins une évacuation d’un fluide de rinçage comprenant des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire ;
au moins un organe d’injection du fluide de décolmatage est placée de manière à injecter le fluide de décolmatage sous la couche de média granulaire ;
le réservoir comprend un support perforé, les perforations étant dimensionnées pour autoriser le passage du fluide de décolmatage et interdire le passage de grains formant le média granulaire ;
le dispositif de filtration comprend en outre un organe d’injection de nouveaux grains de média granulaire et un organe d’extraction de grains du média granulaire présents dans le réservoir ; et
le dispositif de filtration comprend un seul média granulaire formant une unique couche granulaire, ou plusieurs médias granulaires formant plusieurs couches de média granulaires superposées selon une direction de filtration, le média granulaire étant choisi parmi le sable, l’anthracite, le charbon actif en grain ou tout autre adsorbant sous forme granulaire, la pierre ponce, le calcaire ou une combinaison de ceux-ci ; et
le dispositif de filtration forme une dispositif de filtration d’eau usée à traiter en station de traitement des eaux usées, d’eau brute à traiter dans une station d’eau potable ou d’eau de mer à traiter dans une station de dessalement.

Brève description des figures

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

FIG. 1est une représentation d’un dispositif de filtration selon une variante d’un premier mode de réalisation de l’invention,

FIG. 2est une représentation schématique d’un procédé d’entretien selon l’invention,

FIG. 3est une courbe illustrant l’évolution de la perte de charge d’un filtre granulaire par application du procédé d’entretien selon l’invention et selon une première vitesse de filtration et une première concentration en matière en suspension dans l’eau à traiter, et

FIG. 4est une courbe illustrant l’évolution de la perte de charge d’un filtre granulaire par application du procédé d’entretien selon l’invention et selon une seconde vitesse de filtration et une seconde concentration en matière en suspension dans l’eau à traiter, et

FIG. 5est une comparaison d’un filtre selon l’art antérieur avec un filtre selon l’invention.

Description détaillée

On se réfère désormais à laFIG. 1illustrant un dispositif de filtration 22 d’une eau selon une variante d’un premier mode de réalisation de l’invention. Ce dernier forme dans le présent exemple un dispositif de filtration d’eau usée à traiter en station de traitement des eaux usées. Comme cela sera vu par la suite, l’invention peut également être mise en œuvre dans le cadre du traitement d’eau brute à traiter dans une station d’eau potable ou d’eau de mer à prétraiter dans une station de dessalement.

La variante de laFIG. 1correspond à une filtration du haut vers le bas du filtre selon une direction verticale, dit autrement la filtration est opérée selon un sens descendant, ou « downflow ». Il peut s’agir d’une filtration gravitaire ou bien d’une eau mise sous pression. Le principe de filtration downflow est connu de l’homme du métier et ne fera pas l’objet d’une description détaillée dans la présente description.

Le dispositif de filtration 22 comprend un filtre 10 formé par un réservoir 18 dans lequel est disposé au moins un média granulaire formant une couche de média granulaire 14, préférentiellement du charbon actif en grains pour le traitement de l’eau usée (il serait également possible d’utiliser du sable par exemple), immergée dans le réservoir 18. Comme nous le verrons par la suite, le filtre 10 peut comprendre un seul média granulaire formant une unique couche granulaire, ou plusieurs médias granulaires formant plusieurs couches de média granulaires 14 superposées les unes au-dessus des autres selon une direction de filtration.

Le média granulaire est par exemple choisi parmi le sable, l’anthracite, le charbon actif en grain ou tout autre adsorbant granulaire, la pierre ponce, le calcaire, de l’argile expansé ou une combinaison de ceux-ci.

Dans l’exemple de laFIG. 1, le réservoir 18 comprend une couche de média granulaires 14 reposant sur une couche de gravier. La couche de gravier permet de retenir le média granulaire plus fin comme le charbon actif en grains.

Le filtre pourrait comprendre plusieurs couches de média granulaire superposées et formant plusieurs paliers de filtration. Dans un tel cas de figure, la couche de média granulaire la plus éloignée d’une entrée d’eau à traiter est plus fine que celle la plus proche d’une entrée d’eau à traiter et ce afin de créer un palier de filtration supplémentaire.

Le dispositif de filtration 22 comprend en outre un organe d’amenée d’eau à traiter 24 (par exemple une buse d'injection, un tuyau pressurisé ou encore un canal gravitaire), dans le réservoir 18 et au moins un organe de sortie d’eau traitée 26, par exemple buse ou un canal de sortie, du réservoir 18, la (ou les) couche de média granulaire 14 étant disposée entre les organes d’amenée d’eau à traiter 24 et de sortie d’eau traitée 26 selon la direction de filtration. En d’autres termes, et sur laFIG. 1, l’organe d’amenée d’eau à traiter fournit de l’eau à traiter au réservoir 18 en amont de la couche de média granulaire 14, c’est-à-dire au-dessus de la couche de média granulaire 14, et l’organe de sortie de l’eau traitée permet à l’eau passée au travers de la couche de média granulaire 14 de quitter le filtre 10.

Le dispositif de filtration 22 comprend en outre un canal d’évacuation 28 d’une eau de rinçage du média granulaire. Lorsque le média granulaire est nettoyé comme expliqué auparavant, l’eau de rinçage comprenant les matières en suspension extraites du média granulaire doit être évacuée. Elle est donc évacuée par le canal d’évacuation 28 placé au-dessus de la couche de média granulaire 14 (fonctionnement décrit par la suite).

Le dispositif de filtration 22 comprend en outre au moins un organe d’injection d’un fluide 30 (i.e. de fluide de décolmatage et/ou de nettoyage du média granulaire), par exemple une buse d’injection. Cet organe peut être, comme illustré à laFIG. 1, placé de manière à injecter le fluide de décolmatage en dessous de la couche de média granulaire 14, et ce afin d’assurer un décolmatage efficace du média granulaire. Pour ce faire, il est possible que le réservoir 18 comprenne un support perforé 32, par exemple un plancher perforé, les perforations étant dimensionnées pour autoriser le passage du fluide de décolmatage et d’eau traitée et interdire le passage de grains formant le média granulaire. Ainsi, on assure un décolmatage et un nettoyage du média granulaire sans que le média granulaire ne risque de quitter le réservoir 18 avec l’eau traitée lors d’une étape de filtration d’eau. Alternativement, il est possible d’injecter un fluide gazeux, par exemple de l’air, dans l’épaisseur de la couche de média granulaire 14.

Alternativement à l’utilisation d’un support perforé, il est possible d’utiliser un ensemble de tuyaux perforés pour l’injection d’un fluide de décolmatage.

Le dispositif de filtration 22 comprend en outre au moins une unité de commande de décolmatage configurée pour déclencher une étape de décolmatage du filtre 10 telle que décrite ci-dessus. Avantageusement, le dispositif de filtration 22 peut comprendre au moins une unité de mesure d’au moins un paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire 14, l’unité de commande du déclenchement d’une étape de décolmatage du filtre 10 étant configurée pour déclencher une étape de décolmatage lorsque le paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire atteint une valeur seuil. Par exemple, l’unité de mesure d’au moins un paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire 14 peut comprendre :

des moyens de détermination d’une évolution de la perte de charge de l’eau traversant la couche de média granulaire 14, comme par exemple l’augmentation du niveau d’eau dans le réservoir 18 ou la mesure d’une différence de pression entre le haut et le bas du filtre 10, dont l’évolution indique une perte de la capacité de la couche de média granulaire 14 à filtrer l’eau à traiter, et/ou
des moyens de mesure d’une concentration en impuretés en suspension dans l’eau traitée et du débit appliqué à l’ouvrage (flux en matières en suspension) dont l’augmentation illustre la perte de capacité du filtre à retenir les impuretés, et/ou
des moyens de mesure d’un intervalle de temps depuis la dernière étape de décolmatage, et/ou
des moyens de mesure d’un débit du filtre lorsque la filtration est une filtration d’eau sous pression.

Le dispositif de filtration 22 comprend en outre au moins une unité de commande de nettoyage configurée pour déclencher une étape de nettoyage du filtre selon l’invention et décrite plus haut.

Avantageusement, particulièrement dans le cas d’une utilisation de charbon actif en grains, il est possible de munir le dispositif de filtration 22 d’un organe d’injection 34 de nouveaux grains de média granulaire et d’un organe d’extraction 36 de grains du média granulaire présents dans le réservoir. Ainsi, il est possible de renouveler le média granulaire, mais aussi de compenser une perte de grains due aux nettoyages du filtre 10, ou encore d’extraire une partie d’un média granulaire moins efficace (par exemple des grains de charbon actifs saturés en impuretés adsorbées).

On se réfère désormais à laFIG. 2illustrant schématiquement un procédé de filtration le dispositif de filtration 22 de la première variante décrite ci-dessus.

Nous allons tout d’abord décrire le fonctionnement conventionnel d’une étape de filtration 1 à l’aide d’un dispositif de filtration 22 tel que décrit ci-dessus.

Lors de cette étape de filtration 1, de l’eau à traiter, ici une eau usée, est introduite dans le réservoir 18 par l’intermédiaire de l’organe d’amenée d’eau à traiter 24. Cette eau à traiter se situe alors en amont de la (ou des) couche de média granulaire 14, ici du charbon actif en grains, selon un sens de filtration de l’eau à traiter, ici de haut en bas.

L’eau à traiter va traverser la de média granulaire 14 qui va retenir des impuretés présentes dans l’eau à traiter sous forme de matières en suspension. Il peut s’agir d’impuretés se bloquant entre les grains du média granulaire 14, d’impuretés adsorbées par un média granulaire en ayant la capacité (par exemple du charbon actif), etc.

Une eau traitée sort de la couche de média granulaire 14, sous cette dernière dans l’exemple de filtration downflow, pour être collectée hors du filtre 10 par l’organe de sortie d’eau traitée 26. Dans l’exemple de laFIG. 1, l’eau traitée traverse le support perforé 32. Comme expliqué plus haut, ce dernier autorise le passage de l’eau traitée et interdit le passage du média granulaire.

De l’eau à traiter arrive en continu depuis l’organe d’amenée d’eau à traiter 24, et de l’eau traitée sort en continu de l’organe de sortie d’eau traitée 26.

Comme expliqué plus haut, et dans le cas du traitement d’eau usée, le filtre 10 peut comprendre au moins une couche d’adsorbant, par exemple du charbon actif en grain, capable de bloquer certains types d’impuretés et d’adsorber d’autres types d’impuretés.

Lorsqu’un nettoyage est nécessaire, l’étape de filtration 1 est arrêtée pour laisser place à une étape de nettoyage 2. Comme expliqué plus haut, le procédé de filtration comprend au moins deux étapes de nettoyage 2 du filtre 10.

Une étape de nettoyage 2 comprend :

Au moins une mise en suspension de grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de nettoyage dans la couche de média granulaire 14. Dans l’exemple de laFIG. 1, un fluide de nettoyage est injecté par l’organe d’injection de fluide 30 par-dessous la couche de média granulaire 14 et au travers du support perforé 32 autorisant le passage du fluide de nettoyage et interdisant le passage du média granulaire. Le fluide de nettoyage injecté peut être un fluide gazeux, par exemple de l’air, ou de l’eau, voire un mélange des deux. Le fluide injecté peut par exemple être de l’air, par exemple injecté à une vitesse comprise entre 40 et 60 Nm/h pendant une période comprise entre 0.5 et 4 minutes.
Suite à la mise en suspension de grains formant le média granulaire 14 par injection d’au moins un fluide de nettoyage dans la couche de média granulaire 14, au moins un rinçage du média granulaire 14 est effectué, classiquement à l’eau claire (typiquement une eau traitée filtrée et stockée dans une bâche à eau traitée dans le cas d’un traitement d’eau usée), afin de séparer les impuretés des grains du média granulaire. Le rinçage à l’eau claire peut être réalisé pendant une période unique comprise entre 10 et 35 minutes ou préférentiellement pendant deux phases comprises entre 1 et 5 minutes puis entre 10 et 30 minutes. Dans ce deuxième cas, une seconde phase de mise en suspension du média est réalisée entre les deux phases de rinçage, afin d’améliorer la qualité du lavage. Plus généralement, on peut dire que la durée totale du rinçage est comprise entre 10 et 35 minutes. Cela conduit à une augmentation du niveau d’eau dans le réservoir 18.
L’eau de rinçage chargée en matières en suspension est évacuée par le canal d’évacuation 28. Cette dernière pourra être retraitée par la suite.
Enfin, chaque étape de nettoyage peut comprendre une étape de repos, par exemple comprise entre 30 et 60 secondes, afin de permettre au média granulaire de reprendre sa forme de couche de média granulaire 14. Cela est particulièrement vrai pour le charbon actif en grains et plus généralement pour les médias granulaires légers et dont la mise en suspension correspond à une expansion importante du média granulaire.

De manière préférentielle, l’enchaînement suivant peut être réalisé pour une étape de nettoyage optimale (après arrêt de la filtration) :

une première injection d’air à une vitesse comprise entre 40 et 60 Nm/h pendant une période comprise entre 0.5 et 4 minutes,
un premier rinçage à l’eau claire pendant 1 à 5 minutes,
une seconde injection d’air à une vitesse comprise entre 40 et 60 Nm/h pendant une période comprise entre 0.5 et 4 minutes,
un second rinçage à l’eau claire pendant 10 à 30 minutes.

Les étapes décrites ci-dessus peuvent être précédées d’une étape d’abaissement du niveau d’eau, par exemple 20 centimètres en-dessous du point d’extraction d’eau pour anticiper l’élévation du niveau d’eau et la grande turbulence créée par l’injection d’air, afin d’éviter la perte de média dans l’organe de récupération des eaux sales. Là encore, cela est particulièrement pertinent pour les médias granulaires légers tel que le charbon actif en grains, car une élévation du niveau d’eau sans abaissement préalable augmente le risque de perte de média granulaire dans ce cas de figure par amenée du média granulaire au niveau du conduit d’évacuation 28. Elles sont succédées d’une étape de repos de 30 à 60 secondes afin de laisser le ou les médias granulaires, tout particulièrement des médias granulaires légers comme expliqué ci-dessus, retourner à leur position initiale (i.e. pour reformer une ou des couches de média granulaire 14) avant de redémarrer une étape de filtration 1.

Suite à une étape de nettoyage 2, la filtration d’eau peut de nouveau démarrer, comme cela est visible sur laFIG. 2. Une valve de régulation d’apport en eau est ouverte progressivement, en pouvant être ouverte à 100% au cours de la filtration d’eau (étape 3 de laFIG. 2).

Selon l’invention, le procédé de filtration comprend au moins une étape de décolmatage 4 du média granulaire réalisée entre les deux étapes de nettoyage 2. Sur l’exemple de laFIG. 2, deux étapes de décolmatage 4 sont réalisées entre deux étapes de nettoyage 2.

Chaque étape de décolmatage 4 débute par un arrêt d’une étape de filtration 1. Comme expliqué plus haut, au moins une unité de mesure d’au moins un paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire 14 peut permettre de déterminer le déclenchement d’une étape de décolmatage 4 (étape 5 de détection d’une nécessité de décolmatage du filtre sur laFIG. 2). Les différents paramètres pouvant être mesurés peuvent être ceux décrit auparavant. On peut par exemple utiliser des capteurs de pression permettant de calculer la perte de charge du filtre, des capteurs du niveau d’eau dans le réservoir ou encore des capteurs permettant de déterminer le taux de particules en suspension (par exemple des capteurs de turbidité de l’eau) afin de déterminer si une étape de décolmatage 4 doit être réalisée.

Chaque étape de décolmatage comprend au moins une mise en suspension des grains formant la ou les couches de média granulaire 14 par injection d’au moins un fluide de décolmatage dans la couche de média granulaire 14. Cette injection, conduisant à une expansion de la ou des couches de média granulaire 14 plus ou moins importante en fonction de la nature de ce dernier, peut être similaire à celle(s) effectuée(s) lors d’une étape de nettoyage 2, tant sur la nature du fluide injecté (eau, air, mélange air/eau, etc.) que sur le mode d’injection (par exemple par-dessous la couche de média granulaire 14 et au travers d’un support perforé 32).

L’injection du fluide de décolmatage est une injection en flux ascendant (ou « upflow ») et ce quel que soit le sens de filtration de l’eau à traiter.

Le fluide injecté lors de l’étape de décolmatage 4 peut donc être de l’eau et/ou de l’air. Dans le cas d’un traitement d’eau usée, une injection d’air seul est préférentielle. En effet, la matière accumulée est relativement collante, principalement des résidus biologiques et des exopolymères, et l’injection d’air permet de casser efficacement le colmatage. L’avantage de l’utilisation d’air est, en plus du décolmatage efficace, d’alimenter régulièrement le média granulaire en air, ce qui permet de promouvoir l’activité biologique aérobie dans le filtre 10 et d’éviter le maintien trop long de certaines zones en condition anoxie ou anaérobie (présence d’une quantité de matière filtrée importante (en limitant les étapes de nettoyage 2) et apport régulier en oxygène).

Au moins une injection de fluide peut correspondre à une injection d’air à une vitesse comprise entre 40 et 60 Nm/h, de préférence égale à 55 Nm/h. Il s’agit d’une vitesse d’injection suffisante pour obtenir un décolmatage des zones du filtre 10 ayant une concentration importante en impuretés, et correspondant aux zones du filtre 10 où la perte de charge est la plus importante.

Au moins une injection de fluide peut correspondre à une injection d’air pendant une période comprise entre 0.5 et 4 minutes. Là aussi, il s’agit d’un temps d’injection suffisant pour obtenir un décolmatage des zones du filtre ayant une concentration importante en impuretés, et correspondant aux zones du filtre où la perte de charge est la plus importante.

Dans le cas d’une injection d’eau, au moins une injection de fluide correspond à une injection d’eau à une vitesse comprise entre 5 et 40 m/h. Là encore, il s’agit d’un temps d’injection suffisant pour obtenir un décolmatage des zones du filtre ayant une concentration importante en impuretés, et correspondant aux zones du filtre où la perte de charge est la plus importante.

Enfin, au moins une injection de fluide peut correspondre à une injection d’eau pendant une période comprise entre 0,5 et 4 minutes, de préférence, entre 1 et 3 minutes, ce qui peut correspondre à une expansion du média granulaire 14 de 5 à 30%, pour une vitesse d’injection comprise entre 5 et 40 m/h. Là aussi, il s’agit d’un temps d’injection suffisant pour obtenir un décolmatage des zones du filtre ayant une concentration importante en particules, et correspondant aux zones du filtre où la perte de charge est la plus importante.

Il est possible de prévoir qu’au moins une injection de fluide comprend au moins une injection d’un mélange d’un fluide gazeux et d’un fluide liquide, par exemple un mélange d’eau et d’air.

Le choix d’une injection d’eau et/ou d’air (ou d’un autre fluide) ainsi que la ou les séquences d’injection ou encore les paramètres d’injection (temps d’injection et vitesse d’injection) peuvent être choisie en fonction de la nature du média granulaire (par exemple de la taille des grains), du type de matière colmatante qui dépend elle-même de l’application (eaux usées non traitées, eaux usées traitées biologiquement, eau de surface, eau de mer, etc.), du niveau de colmatage du filtre 10, etc. En particulier, et dans le cas du traitement d’eau usée, le fluide de décolmatage est préférentiellement de l’eau ou un mélange d’eau et d’air pour générer suffisamment de turbulences et de frictions entre les grains de media granulaire et effectuer un décolmatage efficace.

L’injection d’au moins un fluide dans le média granulaire peut être précédée d’un abaissement d’un niveau d’eau dans le réservoir 18 par rapport à un niveau d’eau au moment de l’arrêt de l’étape de filtration 1, et ce pour les raisons évoquées ci-dessus.

Chaque étape de décolmatage 4 comprend une étape de retour du média granulaire à l’état de couche de média granulaire 14 sans évacuation des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire 14. Cette étape de retour peut correspondre donc à un repos de 30 à 60 secondes (surtout pour le charbon actif en grains) afin de laisser le média granulaire retourner à sa position initiale (i.e. de couche(s) de média granulaire 14) avant de redémarrer une filtration.

Lors de ce retour en position initiale, les matières en suspension déjà filtrées se répartissement de manière sensiblement homogène dans le média granulaire, plus particulièrement dans l’épaisseur du média granulaire. En d’autres termes, les impuretés qui formaient des blocs gênant la filtration en partie supérieure de la couche de média granulaire 14 se retrouvent réparties de manière plus diffuse et homogène dans toute l’épaisseur de la couche de média granulaire 14, ce qui permet d’améliorer les capacités de filtration de cette dernière sans avoir à effectuer un nettoyage complet. Comme expliqué plus haut, cela permet :

d’allonger la durée de filtration entre deux étapes de lavage 2, et/ou
de traiter une eau plus chargée en matières en suspension, et/ou
de traiter une eau ayant une concentration inchangée en matières en suspension mais où on accepte une coagulation pour piéger plus de matière soluble en plus des matières en suspension, et/ou
d’augmenter la vitesse de filtration.

Suite à une ou plusieurs étapes de décolmatage 4, une étape de filtration peut être à nouveau lancée comme décrit plus haut. Dans l’exemple de laFIG. 2deux étapes de décolmatage 4 sont mises en œuvre entre deux étapes de nettoyage 2, une étape de filtration 1 étant reprise après chaque étape de décolmatage 4.

Une étape de nettoyage 2 peut être déclenchée après un nombre déterminé d’étapes de décolmatage 4 (il est possible pour certaines applications de déterminer le nombre d’étapes de décolmatage 4 maximum avant de s’imposer une étape de nettoyage 2) ou lorsque la durée entre des étapes de décolmatage 4 successives est inférieure à une valeur seuil (autrement dit lorsque les étapes de décolmatage 4, lorsqu’elles sont déclenchées par mesure d’un paramètre représentatif de la capacité du filtre 10 à traiter l’eau, sont trop proches les unes des autres), ou encore après un temps limite depuis la dernière étape de lavage pour imposer une fréquence minimale de lavage (par exemple pour limiter le temps de séjour des impuretés dans le dispositif de filtration 22) (étape 7 de détection d’une nécessité de nettoyage du filtre sur laFIG. 2).

Comme expliqué plus haut, le filtre peut former au moins partiellement un dispositif de filtration primaire ou tertiaire d’un ensemble de traitement d’eau usée. Selon un premier exemple de filtration étant une filtration tertiaire d’eau usée par l’intermédiaire de la couche de média granulaire, ici un filtre à charbon actif en grains, chaque étape de décolmatage 4 peut comprendre, à seul titre d’exemple, les étapes suivantes :

Détection d’une nécessité de décolmatage par au moins une des possibilités de détection décrites ci-dessus.
Arrêt de la filtration.
Abaissement du niveau d’eau à l’intérieur du réservoir 18 tel que décrit ci-dessus.
Injection d’air pendant 0.5 à 4 minutes à une vitesse de 55 Nm/h.
Repos du filtre 10 afin de laisser le média granulaire 14 retourner à sa position initiale de couche de média granulaire 14 avant de redémarrer une filtration.

Les étapes 3 à 5 peuvent être répétées plusieurs fois avant de reprendre la filtration.

Les figures 3 et 4 représentent des courbes illustrant l’évolution de la perte de charge d’un filtre granulaire du type de celui de l’invention, comprenant une couche de charbon actif en grains, par application du procédé de filtration selon l’exemple ci-dessus. LaFIG. 3illustre une filtration à une vitesse de 10 m/h d’une d’eau dont la concentration totale en matière en suspension est comprise entre 7 et 10 mg/L. LaFIG. 4illustre une filtration à une vitesse de 15 m/h d’une d’eau dont la concentration totale en matière en suspension est comprise entre 6,6 et 10,2 mg/L.

Une étape de nettoyage 2 est réalisée lorsque la perte de charge atteint une valeur seuil prédéterminée et représentant la valeur de perte de charge à partir de laquelle un nettoyage du filtre 10 est nécessaire. On voit que d’autres étapes de nettoyage 2 sont réalisées environ toutes les 36 heures et ce pour les mêmes raisons.

Plusieurs étapes de décolmatage 4 sont réalisées entre les deux étapes de nettoyage 2. Un décolmatage 4 est réalisé approximativement toutes les 2 heures et 30 minutes dans les exemples illustrés. On observe que chaque décolmatage 4 permet, même sans évacuation des matières en suspension filtrées par la couche ou les couches de média granulaire, de diminuer la perte de charge globale du filtre.

Les lignes 8 représentent une projection de l’évolution de la perte de charge globale du filtre si aucune étape de décolmatage 4 n’était réalisée. Elle permet de visualiser que, sans décolmatage, un nettoyage aurait été nécessaire environ 10-12 heures après la première étape de nettoyage 2, contre environ 36 heures en mettant en œuvre le procédé de filtration selon l’invention. Il est même possible d’avancer, qu’à fonctionnement équivalent et constant, un nettoyage serait nécessaire toutes les 10-12 heures. En combinant cette mesure au temps d’immobilisation du dispositif de filtration 22pour un nettoyage ainsi qu’aux quantités d’eau utilisées pour chaque nettoyage, on comprend aisément l’intérêt du procédé selon l’invention. Comme expliqué précédemment, le prolongement de la plage de fonctionnement acceptable du filtre 10 permet, alternativement ou en complément d’un espacement des étapes de nettoyage 2, de traiter de l’eau à plus grande vitesse et/ou ayant un taux de matières en suspension plus élevée que selon l’art antérieur.

LaFIG. 5illustre à gauche un filtre 10’ selon l’art antérieur et à droite un filtre 10’’ entretenu par mise en œuvre d’un procédé selon l’invention. Sur la gauche, deux couches de média granulaire 14 sont présentes (une couche plus fine en partie haute et une couche plus grossière en partie basse) et ont retenu une couche d’impuretés qui sont concentrées sur la partie supérieure 16 de la couche supérieure de média granulaire 14. Le filtre 10’ voit sa capacité de filtration d’eau diminuée (flèche 15 illustrant la perte de la capacité de filtration du filtre 10’), ce qui conduit à une augmentation de la perte de charge pouvant conduire à une élévation du niveau d’eau dans le réservoir 18 (flèches 17 d’élévation du niveau d’eau). Sur la figure de droite, et après une ou plusieurs étapes de décolmatage 4 selon l’invention, les impuretés filtrées se sont réparties uniformément dans au moins une couche de média granulaire 14, ici la couche supérieure, ce qui permet au filtre 10’’ de conserver une capacité de filtration acceptable (flèche 20 de filtration de l’eau) lui permettant de continuer à fonctionner sans nécessité de nettoyage complet de la ou des couches de média granulaire 14.

Selon une seconde variante du premier mode de réalisation de l’invention portant également sur le traitement d’eau usée, il est possible de réaliser une filtration en sens ascendant, c’est-à-dire du bas vers le haut selon une direction sensiblement verticale, ou « upflow ». Seules les différences avec la première variante seront décrites pour cette seconde variante.

Dans cette variante, l’injection de fluide de décolmatage, réalisée dans un sens ascendant, est dont réalisée dans le même sens que le sens de filtration. Cette filtration est préférentiellement réalisée dans une gamme de vitesse limitée, typiquement inférieure ou égale à 10 m/h, principalement pour ne pas risquer de lever la couche de média granulaire et conserver une filtration efficace. Elle est moins sensible au colmatage qu’une filtration downflow car la matière en suspension pénètre plus profondément dans le média granulaire. Alternativement, la filtration est réalisée à une vitesse supérieure à 10 m/h. Auquel cas, le media granulaire s’expanse et la filtration est moins efficace. Le colmatage est de fait moins important.

Une filtration en sens ascendant peut permettre de se passer d’un support perforé, même si ce dernier peut être utilisé. Par exemple, l’eau à traiter peut être acheminée par une ou plusieurs canalisations perforées.

Une filtration upflow permet de limiter la hauteur d’eau au-dessus du média granulaire (car l’eau arrive en-dessous de ce dernier et l’eau au-dessus est une eau filtrée et évacuée du dispositif de filtration au fur et à mesure de la filtration). La taille du dispositif de filtration peut donc s’en retrouver réduite. En effet, la hauteur d’eau au-dessus du lit granulaire dans un filtre de type « downflow » permet de générer une pression de poussée de la colonne d’eau. Cette limitation n’existe pas dans un fonctionnement en « upflow ». La hauteur d’eau en surface du lit granulaire est choisie de sorte à éviter une perte du media granulaire dans les eaux sales de lavage.

La présence d’un média grossier de type gravier peut être intéressant, en plus de son rôle de support pour un média granulaire situé au-dessus de lui, pour répartir l’eau à traiter arrive en-dessous de lui dans le média granulaire. Alternativement à la présence de gravier remplissant ce rôle-là, des buses d’injection d’eau à traiter peuvent être utilisées pour injecter l’eau à traiter dans la couche de média granulaire de manière homogène.

Une filtration upflow peut être réalisée avec plusieurs couches de média granulaire, par exemple avec deux couches de charbon actif en grains différentes.

Selon un second mode de réalisation de l’invention, le dispositif de filtration ainsi que le procédé de filtration sont mis en œuvre pour le dessalement d’eau de mer, en particulier pour un prétraitement d’eau de mer avant dessalement, par exemple par osmose inverse. Ce mode de réalisation reprend tous les éléments décrits ci-dessus, seules les différences sont décrites par la suite.

Selon ce mode de réalisation, le choix du ou des médias granulaires formant présents dans le réservoir peut être adapté à la filtration d’eau de mer. Par exemple, il est possible de mettre en place deux couches de média granulaire superposées dans un sens de filtration, une couche étant formée d’anthracite et l’autre couche étant formée de sable.

Une filtration downflow est privilégiée pour le dessalement de l’eau de mer.

L’eau est le fluide de décolmatage le plus approprié pour réaliser un décolmatage dans ce mode de réalisation, l’air pouvant être envisagé (même si une oxygénation de l’eau n’est pas recherchée dans cette application).

La présence d’organes d’injection de grains de média granulaire et d’extraction de grains de média granulaire n’est pas requise dans ce mode de réalisation.

Enfin, dans le cas d’un dessalement, il est possible d’utiliser des saumures (eaux traitées issues d’un processus de dessalement et concentrées en sel) comme fluide de décolmatage. L’eau de mer est utilisée comme eau de rinçage.

Selon un exemple d’un procédé de filtration d’eau de mer donné à seul titre d’exemple, un prétraitement d’eau de mer est effectué par l’intermédiaire d’un filtre anthracite/sable tel que décrit ci-dessus. Afin de décolmater le filtre, l’étape de décolmatage 4 est la suivante :

Détection d’une nécessité de décolmatage par au moins une des possibilités de détection décrites ci-dessus.
Arrêt de la filtration.
Abaissement du niveau d’eau à l’intérieur du réservoir.
Injection d’eau à contre-courant d’un sens de filtration pendant 30 secondes à 2 minutes à une vitesse comprise sensiblement égale à 35 m/h.
Possible repos du filtre afin de laisser le média granulaire retourner à sa position initiale avant de redémarrer une filtration. Cependant, un redémarrage de la filtration quasi instantané est possible, le retour du média granulaire à l’état de couche de média granulaire suite à une injection de fluide de décolmatage étant quasi instantané.

Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, le dispositif de filtration ainsi que le procédé de filtration sont mis en œuvre pour le traitement d’eau potable. Ce mode de réalisation reprend tous les éléments décrits pour le premier mode de réalisation de l’invention, seules les différences sont décrites par la suite.

Dans le cadre d’un traitement d’eau potable, la présence d’organes d’injection de grains de média granulaire et d’extraction de grains de média granulaire n’est pas requise.

Une filtration downflow est privilégiée pour le traitement d’eau potable, bien qu’une filtration upflow soit possible.

Liste de références

1 : étape de filtration

2 : étape de nettoyage

3 : ouverture complète d’une valve de régulation

4 : étape de décolmatage

5 : détection d’une nécessité de décolmatage du filtre

7 : détection d’une nécessité de nettoyage du filtre

8 : projection de colmatage

10, 10’, 10’’ : filtres

14 : couche(s) de média granulaire

15 : perte de la capacité de filtration

16 : partie supérieure du média granulaire

17 : élévation du niveau d’eau

18 : réservoir

20 : filtration de l’eau

22 : dispositif de filtration

24 : organe d’amenée d’eau à traiter

26 : organe de sortie d’eau traitée

28 : canal d’évacuation

30 : organe d’injection de fluide

32 : support perforé

34 : organe d’injection de grains de média granulaire

36 : organe d’extraction de grains de média granulaire

Claims

Procédé de filtration d’une eau à traiter comprenant des matières en suspension à l’aide d’un dispositif de filtration (22) d’eau comprenant au moins un filtre (10, 10’’) comportant au moins un média granulaire formant une couche de média granulaire (14) immergée et placé dans un réservoir (18) du filtre (10, 10’’), le procédé de filtration comprenant :
au moins deux étapes de nettoyage (2) du dispositif de filtration (22) comprenant chacune au moins une mise en suspension des grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de nettoyage dans la couche de média granulaire (14), au moins un rinçage du média granulaire et au moins une évacuation d’une eau de rinçage comprenant des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire (14),
le procédé de filtration étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins une étape de décolmatage (4) du média granulaire réalisée entre les deux étapes de nettoyage (2), l’étape de décolmatage comprenant les étapes suivantes :
arrêt de la filtration de l’eau,

au moins une mise en suspension des grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de décolmatage dans la couche de média granulaire (14),

retour du média granulaire (14) à l’état de couche de média granulaire (14) sans évacuation des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire (14), et

reprise de la filtration.
Procédé de filtration selon la revendication 1, dans lequel une hauteur de la couche de média granulaire (14) est comprise entre 1 et 4 mètres.
Procédé de filtration selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le fluide de décolmatage est injecté sous la couche de média granulaire (14) et de préférence au travers d’un support perforé (32) autorisant le passage du fluide de décolmatage et interdisant le passage du média granulaire.
Procédé de filtration selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le fluide de décolmatage injecté est choisi parmi un fluide gazeux, par exemple de l’air, l’eau et un mélange des deux.
Procédé de filtration selon la revendication 4, dans lequel le fluide de décolmatage est injecté pendant une période comprise entre 0,5 et 4 minutes, de préférence entre 1 et 3 minutes.
Procédé de filtration selon l’une quelconque des revendication 4 ou 5, dans lequel au moins une injection de fluide de décolmatage correspond à une injection d’air à une vitesse comprise entre 40 et 60 Nm/h, de préférence égale à 55 Nm/h.
Procédé de filtration selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel au moins une injection de fluide de décolmatage correspond à une injection d’eau à une vitesse comprise entre 5 et 40 m/h.
Procédé de filtration selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape de décolmatage (4) est déclenchée lorsqu’un paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire atteint une valeur seuil.
Procédé de filtration selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une étape de nettoyage (2) est déclenchée après un nombre prédéterminé d’étapes de décolmatage (4) ou lorsque la durée entre deux étapes de décolmatage (4) successives est inférieure à une valeur seuil.
Procédé de filtration selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’eau à traiter est choisie parmi une eau usée à traiter en station de traitement des eaux usées, une eau à potabiliser dans une station d’eau potable ou une eau de mer à traiter dans une station de dessalement.
Dispositif de filtration (22) d’une eau comprenant :
Un filtre (10, 10’’) formé d’un réservoir comprenant au moins un média granulaire (14) formant une couche de média granulaire (14) immergée et placée dans le réservoir (18),

au moins un organe d’amenée d’eau à traiter (24) dans le réservoir (18) et au moins un organe de sortie d’eau traitée (26) du réservoir (18), la couche de média granulaire (14) étant disposée entre les organes d’amenée d’eau à traiter (24) et de sortie d’eau traitée (26),

au moins un canal d’évacuation (28) d’une eau de rinçage du média granulaire,

au moins un organe d’injection (30) d’un fluide de décolmatage et/ou de nettoyage du média granulaire,

au moins une unité de commande de décolmatage configurée pour déclencher une étape de décolmatage (4) du filtre comprenant les étapes suivantes :
arrêt de la filtration de l’eau,

au moins une mise en suspension des grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de décolmatage dans la couche de média granulaire (14),

retour du média granulaire à l’état de couche de média granulaire (14) sans évacuation de matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire (14), et

reprise de la filtration.
Dispositif de filtration selon la revendication 11, comprenant au moins une unité de mesure d’au moins un paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire (14), l’unité de commande du déclenchement d’une étape de décolmatage (4) du filtre (10, 10’’) étant configurée pour déclencher une étape de décolmatage (4) lorsque le paramètre représentatif d’une perte d’efficacité de filtration de la couche de média granulaire (14) atteint une valeur seuil.
Dispositif de filtration selon l’une quelconque des revendications 11 ou 12, comprenant au moins une unité de commande de nettoyage configurée pour déclencher une étape de nettoyage (2) du filtre (10, 10’’) comprenant les étapes suivantes :
au moins une mise en suspension de grains formant le média granulaire par injection d’au moins un fluide de nettoyage dans la couche de média granulaire (14),

au moins un rinçage du média granulaire et au moins une évacuation d’un fluide de rinçage comprenant des matières en suspension préalablement retenues dans la couche de média granulaire (14).
Dispositif de filtration selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel au moins un organe d’injection du fluide de décolmatage (30) est placée de manière à injecter le fluide de décolmatage sous la couche de média granulaire (14).
Dispositif de filtration selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, comprenant un seul média granulaire (14) formant une unique couche granulaire, ou plusieurs médias granulaires (14) formant plusieurs couches de média granulaires (14) superposées selon une direction de filtration, le média granulaire étant choisi parmi le sable, l’anthracite, le charbon actif en grain ou tout autre adsorbant sous forme granulaire, la pierre ponce, le calcaire ou une combinaison de ceux-ci.