FR2905607A1 - Dispositif de tamisage pour installation de traitement d'effluent, procede d'exploitation du dispositif et installation equipee du dispositif. - Google Patents

Abstract

Dispositif de tamisage, destiné à être placé dans un canal d'arrivée (2) d'une installation de traitement d'un effluent, en particulier par filtration sur membranes, pour arrêter des déchets fibreux avant le traitement, comprenant un ensemble (E) de membranes (M) du type à fibres creuses réunies parallèlement les unes aux autres ou en faisceau circulaire en un module compact (4), cet ensemble de membranes étant immergé dans le canal (2) de manière que la direction des fibres soit transversale à la direction d'écoulement (F) de l'effluent qui passe essentiellement autour de la paroi (W) des membranes sans la traverser, les déchets fibreux (B) étant retenus à la surface extérieure des fibres, le volume intérieur des fibres étant libre de tout pompage.

Description

1 DISPOSITIF DE TAMISAGE POUR INSTALLATION DE TRAITEMENT D'EFFLUENT,

PROCEDE D'EXPLOITATION DU DISPOSITIF ET INSTALLATION EQUIPEE DU DISPOSITIF.

La présente invention concerne un dispositif de tamisage destiné à être placé dans un canal d'arrivée d'une installation de traitement d'un effluent, en particulier par filtration sur membranes, pour arrêter des déchets fibreux avant le traitement.

Dans la description qui suit, on associera systématiquement à la notion de déchets fibreux, toutes matières en suspension pas ou faiblement biodégradables, en particulier les cheveux, les poils, les résidus cellulosique. Dans le domaine du traitement des effluents, en particulier des eaux, la présence de ces déchets fibreux constitue une pollution difficile à éliminer et qui génère des difficultés significatives d'exploitation et de maintenance sur les ouvrages et les équipements d'une filière de traitement. En effet, en s'accumulant dans les différents ouvrages d'une filière de traitement, les déchets fibreux génèrent notamment l'obstruction des pompes, le blocage d'éléments métalliques en mouvement comme les agitateurs ... etc. Outre le risque de rupture mécanique des équipements, la consommation électrique de ces équipements est également augmentée du fait de la présence des déchets fibreux. La gestion préventive ou curative des effets induits par la présence de ces déchets a donc un impact significatif sur les coûts d'exploitation au sens large d'une filière de traitement. Certaines filières de traitement connues mettent en oeuvre des membranes. D'un point de vue technologique, il peut s'agir de membranes de micro-, ultra-, nanofiltration qui, selon la technologie, peuvent être directement immergées dans l'effluent à filtrer. Les récents développements technologiques décrits dans la littérature concernent en particulier des membranes avec une géométrie fibres creuses assemblées en module extrêmement compact pour des raisons économiques et qui peuvent ainsi contenir plusieurs milliers de fibres. EP 846023, WO2006047814, EP1317318 décrivent de tels assemblages avec un agencement vertical de membranes fibres creuses. EP1146954 et EP 598909 décrivent des éléments similaires avec en revanche des agencements horizontaux de membranes fibres creuses. Dans tous les cas, la mise en oeuvre 2905607 2 de ces membranes implique, comme illustré sur la Fig.1 des dessins annexés, la migration de l'effluent à filtrer au travers de la paroi membranaire W sous l'impulsion d'une différence de pression de part et d'autre de cette paroi membranaire. Selon les technologies et leurs mises en oeuvre respectives, 5 cette migration peut se faire de l'extérieur vers l'intérieur de la membrane, comme illustré sur la Fig.1, ou inversement de l'intérieur vers l'extérieur de la membrane. La gestion des déchets fibreux est un enjeu en terme de maîtrise de risque 10 d'autant plus important que la filière de traitement met en oeuvre une étape de filtration sur des membranes, notamment dans le cas des bioréacteurs à membranes. D'une part, la présence des membranes, véritable barrière physique, conduit de façon intrinsèque à concentrer les déchets fibreux dans le réacteur en amont des membranes. D'autre part, outre les désagréments 15 communément observés sur les filières de traitement classiques, l'accumulation de ces déchets fibreux au voisinage de la membrane hypothèque sérieusement son bon fonctionnement. L'accumulation de déchets fibreux conduit inexorablement à un colmatage des membranes et, in fine, à une diminution de leur durée de vie 20 - en limitant la circulation de l'effluent à filtrer au voisinage de la membrane, et/ou en limitant les mouvements de la membrane, naturels ou forcés par aération, -et/ou en réduisant la surface efficace de la membrane, 25 et/ou en générant des hétérogénéités d'encrassement de la membrane. Les effets des déchets fibreux, décrits ci-dessus pour les membranes immergées de type fibres creuses, peuvent être aisément transposés par l'homme du métier aux autres technologies membranaires de type membranes 30 planes immergées ou fibres creuses et/ou tubulaires en carter pour lesquels des effets similaires sont connus et rapportés dans la littérature. Dans tous les cas, l'élimination des déchets fibreux accumulés sur les membranes est une opération extrêmement délicate. Elle représente des 35 opérations de maintenance lourdes qui restent agressives pour les membranes. Cet aspect de la mise en oeuvre des membranes, et en particulier des bioréacteurs à membranes, est bien connu de l'homme du métier qui met en 2905607 3 oeuvre un dispositif de tamisage de l'effluent brut, en amont du bioréacteur à membranes, en vue d'en extraire les déchets fibreux. Des réalisations industrielles concrétisent d'ores et déjà cette stratégie. WO 03/002468 décrit une autre stratégie en proposant une boucle de tamisage 5 de la liqueur mixte afin d'extraire sélectivement les déchets fibreux accumulés dans le bioréacteur. Quelle que soit la filière de traitement (classique ou mettant en oeuvre des membranes), les technologies de tamisage sont similaires. Elles font intervenir 10 un dispositif de tamisage comportant une grille filtrante constituée de fils métalliques tressés ou non à travers laquelle on fait passer l'effluent. L'espace entre fils est choisi en fonction du degré de filtration requis. La stratégie de tamisage implique donc la mise en oeuvre de tamis avec des 15 seuils de coupure très fins (par exemple 0,1 à 2 mm). Dans cette configuration, le tamis est sensible au colmatage et une parfaite maîtrise du risque "déchets fibreux" implique : - des ouvrages spécifiquement développés pour cette application (c'est à dire sélectivité et efficacité vis à vis des déchets fibreux), 20 - une dépense d'énergie pour imposer un tamisage efficace du fait de la finesse des seuils de coupure, - des ouvrages généralement surdimensionnés du fait de leur colmatage, des systèmes de nettoyage en ligne des tamis qui induisent des pertes en eau, et la production de déchets (rétentat du tamis) dilués sur ces 25 postes de tamisage, la gestion d'un poste de collecte de déchets supplémentaires sur la filière de traitement, l'installation d'ouvrages de secours (c'est à dire doublement des ouvrages installés) compte tenu de l'importance de leur fonctionnalité.

30 Dans ces conditions, la maîtrise du risque déchets fibreux a un impact technique et économique sur les installations membranaires. L'impact économique de ce poste de tamisage est justifiable sur des 35 installations membranaires par l'influence positive sur la durée de vie des membranes. Cette notion de durée de vie est généralement associée à une perte très significative de l'intégrité des membranes et/ou à un colmatage irréversible de ces dernières (diminution de la perméabilité). Dépendant 2905607 4 fortement de la membrane, de l'effluent à traiter et des pratiques d'exploitation, la durée de vie des membranes varie industriellement de 1 à 10 ans. La gestion des membranes dites "usagées" varie selon les fournisseurs. La pratique courante consiste en une mise en décharge classée des membranes 5 usagées. En conclusion, la présence de déchets fibreux dans les effluents constitue une pollution difficile à éliminer et qui pose des problèmes de maintenance sur les équipements de filière de traitement conventionnelle. L'élimination de ces 10 déchets fibreux est en outre un enjeu majeur pour la maîtrise de risque sur les installations comprenant une étape de filtration sur membrane, notamment pour les applications de type bioréacteur à membranes. L'élimination sélective de ces déchets fibreux par un tamisage fin est une 15 solution technologiquement possible mais qui présente toutefois de nombreux désavantages énoncés précédemment. Bien qu'absolument nécessaire pour les installations mettant en oeuvre des membranes, le coût économique de ces postes de tamisage demeure important.

20 La présente invention se fixe notamment pour objectif : d'éliminer les déchets fibreux d'un effluent et les effets induits par leur accumulation dans une filière de traitement, préférentiellement sur une installation mettant en oeuvre des membranes immergées de type fibres creuses mais non exclusivement, 25 tout en effaçant le surcoût lié au poste de tamisage tel que décrit dans la littérature et des inconvénients qui lui sont associés. Un autre objectif de la présente invention est de proposer une réutilisation ou seconde fonctionnalité, nouvelle, radicalement différente, aux membranes 30 immergées de type fibres creuses dites usagées. En cela, la présente invention s'inscrit dans une politique de développement durable par une gestion innovante des déchets que constituent les membranes en fin de vie. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un nettoyage des 35 dispositifs de tamisage afin de prolonger leur durée. Selon l'invention, un dispositif de tamisage, destiné à être placé dans un canal d'arrivée d'une installation de traitement d'un effluent, en particulier par filtration 2905607 5 sur membranes, pour arrêter des déchets fibreux avant le traitement, est caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de membranes du type à fibres creuses réunies parallèlement les unes aux autres ou en faisceau en un ou plusieurs module(s) compact(s), cet ensemble de membranes étant immergé 5 dans le canal de manière que la direction des fibres soit transversale à la direction d'écoulement de l'effluent qui passe essentiellement autour de la paroi des membranes sans la traverser, les déchets fibreux étant retenus à la surface extérieure des fibres, le volume intérieur des fibres étant libre de tout pompage.

10 Bien que les membranes à fibres creuses du dispositif de tamisage puissent être des membranes neuves, il est économiquement avantageux, sans perte d'efficacité, que l'ensemble de membranes du type à fibres creuses soit un ensemble qui a servi à la filtration par passage du liquide à travers la paroi des membranes, et dont l'intégrité et/ou la perméabilité est devenue insuffisante 15 pour assurer une filtration dans de bonnes conditions. La perméabilité des membranes usagées, utilisées pour le tamisage, est de préférence inférieure à la moitié de la perméabilité de la membrane à l'état neuf et/ou l'intégrité insuffisante pour obtenir les objectifs de traitement associés à l'unité de filtration sur membrane.

20 De préférence, l'ensemble de membranes est immergé dans le canal de manière que la direction des fibres soit perpendiculaire à la direction d'écoulement de l'effluent. Les membranes du type à fibres creuses peuvent être constituées de matériau minéral ou organique et de préférence d'un 25 matériau polymère, en particulier d'un matériau polymère hydrophobe allié à un matériau polymère hydrophile. L'ensemble de membranes du type à fibres creuses comporte plusieurs rideaux de fibres parallèles se suivant dans la direction d'écoulement de l'effluent et 30 décalés transversalement les uns par rapport aux autres de sorte qu'une droite parallèle à la direction d'écoulement rencontre au moins une membrane du type à fibre creuse. En variante, l'ensemble de membranes de type fibres creuses comporte des 35 fibres assemblées en faisceau circulaire, les membranes étant décalées transversalement les unes des autres de sorte qu'une droite parallèle à la direction d'écoulement rencontre au moins une membrane à fibre creuse.

2905607 6 La distance entre les parois extérieures de deux membranes voisines dans un plan orthogonal à la direction d'écoulement est en général inférieure au diamètre extérieur d'une fibre creuse, et la distance entre les parois extérieures de deux membranes voisines suivant la direction d'écoulement est en général 5 inférieure au diamètre extérieur d'une fibre creuse. Le diamètre extérieur d'une fibre creuse est généralement compris entre 0,10, et 3,00 mm et le diamètre intérieur d'une fibre creuse est compris entre 0,05, et 2,95 mm. L'ensemble de membranes du type à fibres creuses peut être placé dans le 10 canal avec les fibres orientées verticalement ou horizontalement. La dimension verticale de l'ensemble de membranes est supérieure à la profondeur de l'effluent dans le canal après immersion dudit ensemble.

15 L'invention est également relative à un procédé d'exploitation d'un dispositif de tamisage tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de nettoyage des membranes utilisées pour le tamisage par voie chimique et en particulier par voie enzymatique. De préférence, l'étape de nettoyage des membranes est déclenchée lorsque la perte de charge due à la 20 traversée de l'ensemble de membranes dépasse une hauteur déterminée. Le procédé d'exploitation du dispositif de tamisage selon l'invention est avantageusement mis en oeuvre pour l'élimination de matières organiques et/ou minérales, en particulier hydrocarbures, dans un effluent traité.

25 L'invention est également relative à une installation de traitement d'effluents, en particulier d'effluents résiduaires urbains comportant un bioréacteur à membranes, caractérisée en ce qu'elle comporte en amont du bioréacteur un dispositif de tamisage tel que défini précédemment.

30 L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est un schéma en coupe verticale à grande échelle d'une fibre 35 creuse immergée utilisée classiquement pour une filtration. Fig. 2 illustre schématiquement en coupe verticale un dispositif de tamisage selon l'invention avec ensemble de membranes du type à fibres creuses orientées verticalement.

2905607 7 Fig.3 est une coupe schématique horizontale du dispositif de Fig.2. Fig. 4 illustre schématiquement en coupe verticale un dispositif de tamisage avec ensemble de membranes du type à fibres creuses orientées horizontalement, et 5 Fig.5 est un schéma en plan d'une installation de traitement avec bioréacteur à membrane comportant un dispositif de tamisage selon l'invention. En se reportant aux dessins, notamment aux Fig. 2 et 3, on peut voir un dispositif de tamisage 1 placé dans un canal 2 d'arrivée d'une installation de 10 traitement d'un effluent 3 qui s'écoule suivant le sens de la flèche F, de la gauche vers la droite. L'installation de traitement, non représentée sur Fig.2 et 3, se trouve en aval du dispositif de tamisage 1, c'est-à-dire sur la droite selon le dessin. L'effluent 3 peut être constitué d'eaux de surface, de rivières ou de lacs, ou d'eaux résiduaires urbaines ou industrielles.

15 Selon l'invention, le dispositif de tamisage 1, destiné à arrêter les déchets fibreux B avant le traitement de l'effluent, comprend un ensemble E de membranes M du type à fibres creuses, essentiellement rectilignes, réunies parallèlement les unes aux autres en un module compact 4. L'ensemble E de 20 membranes se présente généralement sous forme d'un module parallélépipédique rectangle, comportant plusieurs milliers de membranes M à fibres creuses. En variante non illustrée, l'ensemble E de membranes M du type à fibres creuses, essentiellement rectilignes, réunies en faisceau circulaire peut se présenter sous la forme d'un module cylindrique. Les extrémités 25 longitudinales des membranes M sont maintenues dans des blocs 5 et 6, notamment en matière moulée. Le bloc inférieur 5, selon l'exemple de Fig.2, ferme une extrémité des membranes tandis que l'autre bloc 6 assure une liaison entre le volume creux de chacune des membranes et l'extérieur. Le bloc 6 peut comporter un collecteur ou raccord 7 communiquant avec les volumes 30 creux des membranes. En variante, les blocs 5 et 6 peuvent tous les deux assurer une liaison entre le volume creux de chacune des membranes et l'extérieur. Lorsque les membranes M sont utilisées classiquement pour la filtration, 35 comme illustré sur Fig. 1, elles sont immergées dans l'effluent. Le volume intérieur G de chaque membrane est relié à un moyen de pompage (non représenté), notamment par l'intermédiaire d'un collecteur. Une différence de pression est alors créée entre extérieur et intérieur de la membrane, constituant 2905607 8 la force motrice provoquant le passage de l'effluent liquide à travers la paroi W de la membrane, suivant les flèches K, pour sa filtration. Le perméat, qui se trouve dans le volume intérieur G, est recueilli par le moyen de pompage.

5 Par contre, selon l'invention, le volume intérieur des fibres creuses des membranes n'est soumis à aucun pompage et le collecteur 7, lorsqu'il existe, n'est pas relié à un moyen de pompage. L'ensemble de membranes E est immergé dans le canal 2 de manière que la direction des fibres soit transversale, de préférence perpendiculaire, à la direction d'écoulement F de 10 l'effluent qui passe essentiellement autour de la paroi W des membranes sans la traverser. De par sa conception, l'ensemble E de membranes M présente plusieurs rangées ou rideaux de fibres au passage de l'effluent de sorte que la probabilité 15 de capture des déchets fibreux B, même de taille inférieure au seuil de coupure théorique du tamis, est augmentée (Fig. 3). Le trajet sinueux de l'effluent liquide entre les membranes des différentes rangées successives est illustré par la flèche S sur Fig. 3. Les déchets fibreux B 20 sont retenus à la surface extérieure des membranes M. Les rideaux ou rangées successifs de membranes M sont en outre décalés transversalement, comme visible sur Fig. 3, de sorte qu'une droite parallèle à la direction F rencontre au moins une membrane M. Les déchets fibreux B viennent en contact avec au moins une membrane M contre laquelle il sont généralement retenus.

25 Les membranes M peuvent être utilisées à l'état neuf pour le tamisage. Toutefois, d'un point de vue économique, l'ensemble E de membranes est avantageusement constitué d'un ensemble qui, préalablement, a servi à la filtration d'un effluent par passage à travers la paroi W des membranes selon le 30 mode de fonctionnement exposé sur Fig. 1 et dont la perméabilité et/ou l'intégrité est/sont devenue(s) insuffisante(s) pour continuer à assurer la filtration dans des bonnes conditions. Généralement, lorsque la perméabilité des membranes M à fibres creuses devient inférieure à la moitié de la perméabilité de la membrane à l'état neuf, et/ou l'intégrité insuffisante pour 35 obtenir les objectifs de traitement associés à l'étape de filtration sur membrane, l'ensemble de membranes n'est plus utilisé pour la filtration selon le schéma de Fig. 1. Selon l'invention cet ensemble usagé, au lieu d'être mis au rebut ou en 2905607 9 décharge, est utilisé comme dispositif de tamisage dans les conditions exposées à propos des Fig. 2 à 4. L'ensemble de membranes M est installé dans le canal 2 de manière à fermer 5 complètement le passage, éventuellement, en utilisant des éléments d'étanchéité pour la jonction entre les parois du canal et les faces latérales et inférieure de l'ensemble de membranes. L'effluent ne peut s'écouler qu'en traversant l'ensemble de membranes M.

10 La distance transversale j (Fig. 3) entre les parois extérieures de deux membranes voisines M est de préférence inférieure au diamètre extérieur d'une membrane à fibre creuse. La distance longitudinale p entre les parois extérieures de deux membranes voisines suivant la direction d'écoulement est également inférieure au diamètre d'une fibre creuse. Le diamètre extérieur 15 d'une fibre creuse est généralement compris entre 0,10 et 3,00 mm, tandis que le diamètre intérieur d'une fibre creuse est généralement compris entre 0,05 et 2,95 mm. L'ensemble E de membranes peut être placé dans le canal avec les fibres des 20 membranes M orientées verticalement comme illustré sur Fig. 2, ou horizontalement comme illustré sur Fig. 4. La dimension verticale Z1 (Fig.2) ou Z2 (Fig.4) de l'ensemble de membranes M installé dans le canal 2, est supérieure à la profondeur de l'effluent 3 après immersion de l'ensemble.

25 La perte de charge due à la traversée de l'ensemble E se traduit par une différence de hauteur H (Fig.2) entre le niveau LI de l'effluent en amont de l'ensemble E et le niveau L2 en aval. A mesure que le taux d'encrassement (c'est à dire la charge en déchets fibreux ou filasse) de l'ensemble de tamisage à membranes augmente, la hauteur hydraulique H (Fig.2) en amont du tamis 30 "membrane" augmente de sorte qu'in fine, la totalité de la surface opposée par les membranes M au passage de l'eau est exploitée. Lorsque la totalité de la surface de l'ensemble E est colmatée (c'est à dire chargée en déchets fibreux), cet ensemble est remplacé par un ou d' autres module(s) de membranes usagées.

35 Le procédé d'exploitation du dispositif de tamisage selon l'invention comprend une étape de nettoyage des membranes M par voie chimique et de préférence par voie enzymatique Le nettoyage est avantageusement déclenché lorsque la 2905607 10 hauteur H atteint une valeur prédéterminée. Au fur et à mesure de l'encrassement du dispositif de tamisage, le niveau d'effluent LI en amont de l'ensemble E monte. Lorsque ce niveau atteint la zone supérieure de l'ensemble E, ce dernier est mis au rebut. La présente invention se caractérise alors par un lavage des membranes à l'aide de réactifs chimiques et/ou préférentiellement d'une solution d'enzymes spécifiquement sélectionnés pour éliminer les déchets fibreux agglomérés sur les membranes.

10 Il est connu que ces procédures de régénération sont difficiles à mettre en oeuvre sur des membranes utilisées pour la filtration : les réactifs, les conditions de pH, température, .... risquent d'altérer la structure poreuse ou semi poreuse de la paroi membranaire et 15 d'endommager irréversiblement les propriétés de filtration de la membrane, - les cinétiques d'élimination des déchets fibreux peuvent être relativement lentes et, de ce fait, induire des arrêts de production économiquement inacceptables pour une installation membranaire.

20 Comme l'illustre l'exemple rapporté plus loin, ces risques et contraintes sont, de façon surprenante, tout à fait acceptables et compatibles dans la phase proposée par la présente invention d'utilisation ou de réutilisation des membranes dans une fonctionnalité de tamisage. La dégradation éventuelle de 25 la paroi extérieure des membranes causée par un tel lavage n'est pas gênante pour le mode d'exploitation en dispositif de tamisage. Fig. 5 illustre une installation T de traitement d'effluent comportant un bioréacteur 8 avec une unité de filtration 9 à membranes MO à fibres creuses 30 travaillant dans les conditions illustrées sur Fig.1. En amont du réacteur 8 est installé un dispositif de tamisage 1 constitué par un ensemble de membranes E tel que décrit précédemment. Une possible unité de prétraitement 10 est prévue en amont de l'ensemble E.

35 Selon la présente invention, les membranes de type fibres creuses immergées, identifiées comme des membranes usagées pour la filtration, sont déconnectées de la ligne de filtration et extraites de l'unité 9 dédiée à la filtration.

5 2905607 11 Après une éventuelle période de stockage, sans conditionnement particulier, un ou des modules sont immergés dans le canal d'arrivée 2 de l'effluent à traiter de sorte que l'assemblage de membranes de type fibres creuses remplisse une 5 fonction de tamisage. A l'image des fanons de baleine, l'eau migre au travers de l'écheveau de fibres que constitue le ou les module(s) de membranes tandis que les déchets fibreux B, tant redoutés pour les membranes de l'unité 9 dans leur fonctionnalité 10 première d'organe de filtration, vont s'accumuler et s'agglomérer entre eux sur les membranes usagées dans leur fonction de tamisage. Un effet induit de la présente invention est une élimination efficace de matière, minérale ou organique, liquide insoluble dans l'effluent à traiter. Le dispositif de 15 tamisage selon l'invention constitue en particulier une barrière efficace pour des pollutions de type hydrocarbures dans l'eau par exemple. La mise en oeuvre de la membrane et sa finalité diffèrent radicalement du cas de la filtration illustré par Fig.1. Dans la fonctionnalité de filtration, l'eau migre à 20 travers la paroi W de la membrane (Fig.1) tandis que selon l'invention, en particulier lorsque les fonctions de filtration sont dégradées ou épuisées (c'est à dire membranes usagées), la géométrie physique et la compacité des modules sont exploitées à des fins de tamisage (Fig. 2 à 5).

25 Par la présente invention, de façon surprenante et innovante, les membranes usagées, considérées auparavant comme un déchet, connaissent une seconde vie qui tire profit de l'aptitude de ces membranes à capter et accumuler les déchets fibreux : les faiblesses de ces unités de filtration membranaire deviennent alors pour cette application de tamisage un atout majeur.

30 La réutilisation des membranes usagées pour l'élimination des déchets fibreux selon la présente invention présente de nombreux avantages : la solution est rustique mais simple, fiable et facile d'exploitation, sans pièce mécanique en mouvement, les opérations de maintenance 35 sont réduites et ne nécessitent pas de stockage de pièce mécanique de rechange, - sans aléa mécanique possible, il n'y a plus nécessité d'installer des unités de secours (c'est à dire doublement des équipements), 2905607 12 l'efficacité en terme de rendement d'élimination des déchets fibreux est comparable aux technologies de tamisage les plus évoluées donc chères et fragiles, ce tamisage offre par ailleurs une barrière supplémentaire efficace pour 5 les pollutions de liquide insolubles dans l'eau de type hydrocarbures par exemple, le poste de tamisage, selon la présente invention, ne génère pas en continu de refus de tamisage et ne nécessite donc pas un point supplémentaire de collecte de déchets, 10 - le lavage ponctuel et délocalisé du tamis de membrane ne justifie pas de poste de lavage en continu et permet de réduire les pertes en eau sur ce poste, dans le cas d'installation membranaire, le taux de renouvellement des membranes permet une parfaite autonomie du site pour se pourvoir en 15 membrane de tamisage, enfin l'aire de stockage requise des membranes usagées est minime et négligeable sur de telles installations. La réutilisation des membranes usagées in situ, ou en variante sur un autre 20 site, s'inscrit dans le cadre d'un développement durable et d'une gestion citoyenne des déchets. Exemple : Le présent exemple est un exercice de projet basé sur des résultats d'essais de 25 faisabilité de tamisage à l'aide d'un module de membranes de type fibres creuses commercialement disponibles. Les résultats sont les suivants (Fig.5) : Soit un effluent résiduaire urbain caractérisé par la qualité suivante : - Mes : 250 mg/L 30 - DCO : 450 mg 02/L Déchets fibreux : 35 mg/L La filière de traitement projetée pour le traitement du dit effluent est la suivante : / Prétraitement 35 -Dégrillage 25 mm Dessablage - Dégraissage / Tamisage sur membrane selon la présente invention 5 2905607 13 / Bioréacteur à membranes dimensionné et exploité avec un age de boues de 17 jours (Sludge Retention Time), une concentration de la liqueur mixte de 8 g/L et un temps de rétention hydraulique de 10h (Hydraulic Retention Time). Le débit de l'installation de démonstration est 440 m3/jour. Le bioréacteur à membranes est équipé d'une cassette de membranes commerciales Zenon (marque déposée) ZW500c contenant 32 modules.

10 Selon le schéma de la dite filière, le rendement d'élimination des déchets fibreux lors des prétraitements (dégrillage, dessablage, dégraissage) est de 40%. Concrètement cela implique une teneuren déchets fibreux de 21 mg/L en amont du tamis membranaire.

15 La mise en oeuvre du tamisage sur un élément de la dite membrane commerciale usagée permet un rendement d'élimination de 80 % de la teneur en déchets fibreux. La teneur de l'effluent alimentant le bioréacteur à membrane est alors réduite à 4.2 mg/L.

20 Dans les conditions d'exploitation du dit bioréacteur à membranes (SRT = 17jours et HRT = 10h), le Facteur de Concentration Volumique au sein du bioréacteur est, selon la formule connue de l'homme du métier et décrite par WO 03 002468: FCV = SRT/HRT, soit ici FCV = 40.8.

25 Dans ces conditions, la concentration en déchets fibreux dans le bioréacteur à l'état d'équilibre est de 171 mg/L (4.2 mg/Lx 40.8), soit un niveau de contamination de l'ordre de 21 g de déchets fibreux / kg de matière sèche, ce qui est tout à fait acceptable pour une exploitation fiable sécurisée des membranes dans leur fonctionnalité première d'unité de filtration.

30 Le retour d'expérience révèle un encrassement total de la membrane de tamisage après 3 jours de fonctionnement, soit une masse de déchets fibreux retenue sur le dit élément de membranes de l'ordre de 21 kg, soit en première approximation 3 fois le poids de l'élément. A raison d'une disponibilité in situ d'une cassette de 32 modules usagés (soit l'équivalent de la quantité de membranes installées dans la cellule de filtration du bioréacteur à membrane), on obtient une rotation de la totalité des éléments 35 2905607 14 usagés dans la fonction de tamisage sur 96 jours ce qui laisse le temps de nettoyer les membranes de tamisage à raison de 3 à 4 lavages/an selon la procédure décrite dans la présente invention.

5 A raison d'une durée de vie des membranes de la cellule de filtration de 5 ans, cela implique environ 18 lavages par module après quoi les membranes de tamisage, cette fois en fin de vie, sont évacuées en décharge tandis que les membranes usagées de la filière bioréacteur sont à leur tour recyclées et réutilisées pour une fonction de tamisage et d'élimination des déchets fibreux.

10 Dans ces conditions, le site fonctionne en parfaite autonomie après que le premier jeu de membranes usagées pour la fonction de tamisage a été importé d'une autre installation.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de tamisage, destiné à être placé dans un canal d'arrivée d'une installation de traitement d'un effluent, pour arrêter des déchets fibreux avant le traitement, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (E) de membranes (M) du type à fibres creuses réunies, parallèlement les unes aux autres ou en faisceau, en un ou plusieurs modules compacts (4), cet ensemble de membranes étant immergé dans le canal (2) de manière que la direction des fibres soit transversale à la direction d'écoulement (F) de l'effluent qui passe essentiellement autour de la paroi (W) des membranes sans la traverser, les déchets fibreux (B) étant retenus à la surface extérieure des fibres, le volume intérieur des fibres étant libre de tout pompage.

2. Dispositif de tamisage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble (E) de membranes du type à fibres creuses est un ensemble qui a servi à la filtration par passage du liquide à travers la paroi (W) des membranes, et dont l'intégrité et/ou la perméabilité est/sont devenues insuffisantes pour assurer une filtration dans de bonnes conditions.

3. Dispositif de tamisage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la perméabilité des membranes usagées, utilisées pour le tamisage, est inférieure à la moitié de la perméabilité de la membrane à l'état neuf.

4. Dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble (E) de membranes est immergé dans le canal (2) de manière que la direction des fibres soit perpendiculaire à la direction d'écoulement (F) de l'effluent

5. Dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les membranes du type à fibres creuses sont constituées d'un matériau minéral et/ou organique, en particulier d'un matériau polymère hydrophobe allié à un matériau polymère hydrophile.

6. Dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble (E) de membranes du type à fibres creuses comporte plusieurs rideaux de fibres parallèles se suivant dans la direction d'écoulement de l'effluent et décalés transversalement les uns par 2905607 16 rapport aux autres de sorte qu'une droite parallèle à la direction d'écoulement rencontre au moins une membrane du type à fibre creuse.

7. Dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que la distance (j) entre les parois extérieures de deux membranes voisines dans un plan orthogonal à la direction d'écoulement est inférieure au diamètre extérieur d'une fibre creuse, et la distance (p) entre les parois extérieures de deux membranes voisines suivant la direction d'écoulement est inférieure au diamètre extérieur d'une fibre creuse. 10

8. Dispositif de tamisage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le diamètre extérieur d'une fibre creuse est compris entre 0,10 et 3,00 mm.

9. Dispositif de tamisage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le 15 diamètre intérieur d'une fibre creuse est compris entre 0,05 et 2,95 mm.

10. Dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble (E) de membranes du type à fibres creuses est placé dans le canal avec les fibres orientées verticalement.

11. Dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble de membranes du type à fibres creuses est placé dans le canal avec les fibres orientées horizontalement. 25

12. Dispositif de tamisage selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la dimension verticale de l'ensemble de membranes est supérieure à la profondeur de l'effluent dans le canal avant immersion dudit ensemble.

13. Dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce qu'il est placé dans un canal d'arrivée d'une installation de traitement d'un effluent par filtration sur membranes.

14. Procédé d'exploitation d'un dispositif de tamisage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de 35 nettoyage des membranes utilisées pour le tamisage par voie chimique et en particulier par voie enzymatique. 20 2905607 17

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'étape de nettoyage des membranes est déclenchée lorsque la perte de charge (H) due à la traversée de l'ensemble (E) de membranes dépasse une hauteur déterminée.

16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour l'élimination de matières organiques et/ou minérales, en particulier hydrocarbures, dans un effluent traité. 10

17. Installation de traitement d'effluents, en particulier d'effluents résiduaires urbains et/ou industriels comportant un bioréacteur (8) à membranes, caractérisée en ce qu'elle comporte en amont du bioréacteur un dispositif de tamisage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 5