FR2927325A1 - Procede de traitement d'eau a filtration sequencee - Google Patents

Abstract

L'invention concerne procédé incluant un prétraitement visant à l'obtention d'une eau de très bonne qualité pour l'alimentation d'un traitement ultérieur.Selon l'invention, ledit prétraitement inclut au moins :- une première étape de filtration sur filtres granulaires ;- une étape de mesure de la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de ladite eau à la sortie de chacun desdits filtres granulaires ;- une étape de comparaison de ladite valeur mesurée avec une valeur seuil prédéterminée ;- une deuxième étape de filtration de ladite eau provenant desdits filtres granulaires (mise en oeuvre lorsque ladite valeur mesurée est supérieure ou inférieure à ladite valeur seuil).

Description

Procédé de traitement d'eau à filtration séquencée 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du traitement des eaux notamment en vue de leur potabilisation, de leur épuration ou de leur désalinisation, et notamment celui du traitement des eaux en vue de produire une eau de très bonne qualité. Plus précisément, l'invention concerne le traitement des eaux visant à l'obtention d'une eau de très bonne qualité en vue de son traitement ultérieur par la mise en oeuvre de procédés de traitement nécessitant une eau d'alimentation présentant de très bonnes qualités. À titre d'exemple, de tels procédés peuvent comprendre une étape de filtration sur membranes et notamment sur membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse. 2. Art antérieur Les fournisseurs de certains types de membranes et notamment des membranes spiralées ne garantissent contractuellement la durée de vie des membranes qu'ils commercialisent que dans la mesure où les eaux alimentant les unités intégrant ces membranes présentent un certain niveau de qualité. Afin de limiter dans le temps le colmatage de ce type de membranes, il s'avère en effet nécessaire que les eaux d'alimentation des membranes spiralées présentent une très bonne qualité. Un des paramètres utilisés pour évaluer la qualité de ces eaux, tant au stade de la conception des installations de traitement qu' à celui de leur exploitation, est le SDI (Silt Density Index en anglais). La mesure du SDI, qui est effectuée en se conformant à la méthode standardisée ASTM D4189-95, permet de quantifier le pouvoir colmatant de l'eau d'alimentation des membranes. Les fournisseurs de membranes recommandent ainsi généralement, selon le type de membrane et leurs conditions d'exploitation, que les eaux d'alimentation présentent un SDI par exemple inférieur à 3 ou 4. Dans ces conditions, la filtration sur membranes notamment spiralées doit 30 impérativement être précédée d'un prétraitement visant à conférer aux eaux d'alimentation une qualité qui soit conforme aux recommandations formulées par les fournisseurs. La nature et la complexité du prétraitement dépendent des propriétés de l'eau brute. La mauvaise qualité de l'eau brute et/ou la variabilité de cette qualité peuvent conduire à la mise en oeuvre en série de diverses étapes de traitement selon une approche dite multi-barrière . Les principaux traitements préalables à une filtration sur membranes spiralées (ici également appelés prétraitements) qui sont actuellement développés comprennent notamment la mise en oeuvre en série d'une filtration granulaire et d'un polissage qui peut notamment consister en une autre filtration granulaire ou en une micro ou ultra filtration. Ils peuvent en outre, selon les circonstances (qualité et variation de qualité de l'eau brute) comprendre à différentes étapes divers autres traitements au rang desquels figurent la coagulation, la floculation, la flottation, la sédimentation, la désinfection...

La figure 1 illustre un exemple de procédé de traitement d'eau selon l'art antérieur. Comme cela est représenté sur cette figure 1, un tel procédé consiste à faire transiter de l'eau brute 10 à travers un premier étage comprenant une batterie de filtres granulaires 11 montés en parallèle. L'eau provenant des filtres granulaires 11 peut ensuite être acheminée vers une bâche 12 dans laquelle elle est stockée avant de transiter à travers un second étage 13 afin de subir un polissage qui comprend une autre filtration granulaire ou une micro ou ultra filtration. L'eau ainsi prétraitée, qui est stockée dans une bâche 14, présente un niveau de qualité qui est conforme aux recommandations des fournisseurs des membranes spiralées à travers lesquelles elle transite ensuite. 3. Inconvénients de l'art antérieur Ce type de prétraitement présente l'avantage de permettre de conférer à l'eau d'alimentation un niveau de qualité qui est conforme aux recommandations formulées par les fournisseurs à l'égard de l'utilisation des membranes notamment spiralées qu'ils commercialisent.

La mise en oeuvre de tels prétraitements n'est néanmoins pas sans présenter un certain nombre d'inconvénients. L'un des principaux inconvénients de ces prétraitements est inhérent à la mise en oeuvre des filtres granulaires, et plus particulièrement au fait que les 5 performances des filtres granulaires évoluent dans le temps. En effet, les performances optimales des filtres granulaires ne sont atteintes qu'après maturation du filtre, c'est-à-dire une fois que la qualité de l'eau qu'il délivre est optimale et stable. Le filtre est ensuite exploité jusqu'à ce que le niveau maximal admissible de perte de charge à travers le filtre soit atteint ou 10 jusqu'à ce que la qualité de l'eau qu'il produit se dégrade soudainement. En d'autres termes, la qualité des eaux filtrées est moins bonne tant que le filtre n'a pas atteint son niveau de maturation, ce qui correspond aux premières heures de filtration. Le dimensionnement de ce type de filières de traitement multi-étages est 15 réalisée en tenant compte des performances minimales atteintes par le premier étage de filtres granulaires pour dimensionner le deuxième étage de polissage. Un inconvénient lié à cette philosophie de dimensionnement est qu'il conduit souvent à faire de la sur qualité, c'est-à-dire à produire une eau d'alimentation présentant, à tout le moins à certains moments, une qualité bien 20 supérieure à la qualité requise. Un autre inconvénient direct de cette approche est le surdimensionnement de l'étape de polissage. Ce phénomène est illustré par la figure 2 qui représente l'évolution du SDI en sortie du premier et du deuxième étage d'une installation de production d'une eau d'alimentation de membranes spiralées. Dans cet exemple, l'eau 25 d'alimentation doit présenter un SDI inférieur ou égal à 3,5. Tel que cela est représenté, le premier étage de filtration ne permet pas de produire une eau dont le SDI est inférieur ou égal à 3,5 en dessous d'un temps tl auquel il atteint sa maturité (cf. courbe 20). La production d'une eau dont le SDI est inférieur ou égal à 3,5 est alors obtenue par la mise en oeuvre successive du 30 second étage (cf. courbe 21).

Après que le premier étage de filtration a atteint sa maturité (à partir de tl), il permet la production d'une eau d'alimentation dont le SDI est inférieur à 3,5. La mise en oeuvre du deuxième étage conduit donc à produire momentanément une eau dont la qualité est supérieure aux besoins.

Ainsi, les installations de traitement pour la mise en oeuvre de ce type de procédé sont momentanément surdimensionnées. Ces surdimensionnements engendrent des surcoûts temporaires d'exploitation (notamment liés à la maintenance) et des surcoûts d'investissement au moment du montage de l'installation.

Ils conduisent également à la mise en oeuvre d'installations relativement encombrantes. 4. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, un objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est de fournir et d'optimiser une technique de prétraitement d'une eau préalablement à son traitement par un procédé exigeant une très bonne qualité d'eau d'alimentation (par exemple, procédés à membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse).

Notamment, un objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est de fournir une telle technique qui conduise à abaisser les coûts d'investissements nécessaires à la mise en oeuvre de tels procédés de traitement d'eau. Un autre objectif de l'invention est, dans au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui contribue à réduire les coûts d'exploitation de tels procédés de traitement d'eau. L'invention a encore pour objectif de fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une telle technique qui concourt à limiter la taille des installations nécessaires à la mise en oeuvre de tels procédés de traitement d'eau. 5. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé incluant un prétraitement visant à l'obtention d'une eau de très bonne qualité pour l'alimentation d'un traitement ultérieur. Selon l'invention, ledit prétraitement inclut au moins : - une première étape de filtration sur filtres granulaires ; - une étape de mesure de la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de ladite eau à la sortie de chacun desdits filtres granulaires ; - une étape de comparaison de ladite valeur mesurée avec une valeur seuil prédéterminée ; - une deuxième étape de filtration de ladite eau provenant desdits filtres granulaires mise en oeuvre lorsque ladite valeur mesurée est supérieure ou inférieure à ladite valeur seuil. Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait originale qui permet de produire, de façon optimale, une eau d'alimentation destinée à être traitée par un procédé de traitement nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité. Plus particulièrement, cette optimisation peut être obtenue en mesurant la qualité de l'eau à l'issue d'une première étape de filtration sur filtres granulaires de façon à déterminer s'il est nécessaire de faire subir à cette eau une deuxième étape de filtration préalablement à son traitement ultérieur par exemple par filtration sur membranes pressurisées. La mise en oeuvre du suivi de la qualité d'eau en sortie des filtres granulaires peut par exemple consister en l'établissement de consignes et règles d'exploitation de la filière multi-étages établies à partir de résultats d'études préalables (ou tout autre expérience préexistante) permettant de déterminer le temps de filtration nécessaire à partir duquel la qualité d'eau en sortie de chaque filtre granulaire n'exige pas une étape supplémentaire de filtration. Cette approche selon l'invention conduit à réduire le nombre de filtres nécessaires à la mise en oeuvre de la deuxième étape de filtration, et par conséquent l'encombrement des installations destinées au traitement des eaux par la mise en oeuvre de procédés nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité. Si l'exemple est pris d'une installation de l'art antérieur dans laquelle le premier étage de filtration arrive à maturation au bout du premier tiers de la durée d'un cycle, le second étage de filtration est inutile sur les deux derniers tiers du cycle. En d'autres termes, le deuxième étage n'est utile qu'au cours de ce premier tiers de cycle, c'est-à-dire pour le traitement de seulement un tiers du débit d'eau à traiter. Par conséquent, la mise en oeuvre de l'invention permet, dans un tel exemple, de diviser par trois les capacités de filtration du deuxième étage.

La mise en oeuvre de l'invention permet donc de limiter les investissements nécessaires à la mise en oeuvre d'un procédé nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité. En outre, du fait que la taille du second étage est réduite, les coûts d'exploitation pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, et plus particulièrement ceux nécessaires à la maintenance, sont également réduits. Selon une caractéristique avantageuse, ladite étape de mesure comprend la mesure du pouvoir colmatant de ladite eau (ou en anglais SDI pour Silt Density Index). Le pouvoir colmatant est un bon indicateur de la qualité de l'eau. Sa 20 mesure en sortie d'un filtre granulaire permet de connaître avec précision le niveau de maturation qu'il a atteint. Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite étape de mesure comprend la mesure du temps écoulé depuis le début d'un cycle de filtration de chacun des filtres granulaires. 25 La mesure du temps de filtration depuis le dernier rétrolavage de chacun des filtres peut être une information représentative de la qualité de l'eau en sortie du filtre considéré. Pour cela, des études préliminaires permettront de déterminer un temps de filtration seuil depuis le dernier lavage à partir duquel l'eau filtrée est de bonne qualité, c'est-à-dire le temps à partir duquel le filtre considéré a atteint 30 sa maturité et l'eau qui en provient ne nécessite en conséquence pas une étape de filtration supplémentaire (polissage). Selon une autre caractéristique préférée, ladite étape de mesure comprend la mesure de l'index de colmatage modifié de ladite eau (ou en anglais MFI pour Modified Fouling Index).

Cet indice constitue encore une grandeur dont la prise en compte permet de déterminer de façon efficace le niveau de maturation du filtre granulaire à travers lequel passe l'eau sur laquelle une mesure est réalisée. Selon un aspect avantageux de l'invention, ladite deuxième étape de filtration comprend une étape de recirculation d'au moins une partie de l'eau provenant desdits filtres granulaires à travers au moins certains desdits filtres granulaires. Dans ce cas, ladite recirculation se fait préférentiellement dans lesdits filtres granulaires ayant atteint leur maturité. L'eau passe ainsi à travers des filtres dont le niveau de maturité est suffisant pour produire une eau de bonne qualité. L'eau pourra avantageusement être recirculée dans des filtres qui fonctionnent depuis au moins dix heures, ce qui permet d'obtenir de bons résultats. La technique objet du brevet porte également sur une installation de traitement d'eau pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et qui 20 comprend : - des moyens de traitement nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité ; - des premiers moyens de filtration, lesdits premiers moyens de filtration comprenant au moins un filtre granulaire placé en amont desdits moyens 25 de traitement ; - des moyens de mesure de la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de ladite eau en sortie desdits premiers moyens de filtration ; - des moyens de comparaison de ladite valeur mesurée avec une valeur seuil 30 prédéterminée ; - des moyens d'aiguillage de l'eau provenant desdits premiers moyens de filtration ; - des moyens de commande desdits moyens d'aiguillage en fonction de ladite comparaison.

Avantageusement, lesdits moyens de traitement nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité comprennent des membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse. Une installation selon l'invention comprend avantageusement des deuxièmes moyens de filtration et lesdits moyens d'aiguillage permettent d'acheminer l'eau vers lesdits seconds moyens de filtration. L'installation peut ainsi permettre, lorsque cela est nécessaire, de filtrer l'eau sur deux étages de filtration différents de façon qu'elle atteigne un niveau de qualité suffisant pour alimenter le traitement ultérieur. Préférentiellement, lesdits deuxièmes moyens de filtration appartiennent au groupe comprenant : les filtres granulaires, les filtres membranaires de type microfiltration ou ultrafiltration. Ce type de filtres permet d'obtenir un polissage efficace lorsque sa mise en oeuvre est requise. Selon un autre aspect, lesdits moyens d'aiguillage comprennent avantageusement des moyens de recirculation d'au moins une partie de ladite eau provenant desdits premiers moyens de filtration à travers lesdits premiers moyens de filtration. Une telle installation peut ainsi permettre de filtrer l'eau plusieurs fois sur un unique étage de façon qu'elle atteigne un niveau de qualité suffisant pour alimenter le traitement ultérieur. Une installation de traitement d'eau selon l'invention comprend préférentiellement des premiers moyens de rétention d'au moins une partie de l'eau provenant desdits premiers moyens de filtration. Ces moyens de rétention peuvent permettre le stockage d'une eau qui ne 30 présente pas une qualité suffisante pour alimenter directement le traitement ultérieur. Ces premiers moyens de rétention peuvent dans certains cas être reliés à l'entrée desdits premiers moyens de filtration de façon à ce que l'eau soit filtrée une nouvelle fois sur le premier étage avant d'être filtrée sur les membranes pressurisées. Une installation de traitement d'eau selon l'invention comprend avantageusement des deuxièmes moyens de rétention d'un mélange d'au moins une partie de l'eau provenant desdits premiers moyens de filtration et d'une eau provenant desdits deuxièmes moyens de filtration.

De tels moyens de rétention permettent à la fois le stockage de l'eau dont le passage à travers le premier étage de filtration lui à permis d'atteindre un niveau de qualité suffisant, et de l'eau dont le passage à travers le deuxième étage de filtration lui à permis d'atteindre un bon niveau de qualité. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente un synoptique d'un procédé de traitement d'eau sur membranes spiralées selon l'art antérieur ; - la figure 2 illustre l'évolution du SDI au cours du temps dans une installation de traitement selon l'art antérieur ; - la figure 3 illustre un premier mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eaux selon l'invention ; - la figure 4 illustre l'évolution du SDI au cours du temps dans une installation de traitement selon l'invention ; - la figure 5 représente un deuxième mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eaux selon l'invention. 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe de l'invention Le principe général de l'invention repose sur l'optimisation de la production d'eau d'alimentation de procédés nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité (par exemple traitement sur membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse).

Cette optimisation consiste à mesurer la qualité de l'eau produite au cours d'une étape de filtration granulaire de façon à déterminer si cette eau présente une qualité suffisante ou doit au contraire subir une nouvelle filtration avant d'alimenter un procédé de traitement ultérieur. Le principe de cette optimisation est le suivant : - tant que la qualité de l'eau produite au cours d'une étape de filtration granulaire n'est pas suffisante, c'est-à-dire que le filtre granulaire n'est pas mature, l'eau subi une autre étape de filtration avant d'alimenter un procédé de traitement ultérieur; - lorsque la qualité de l'eau produite à l'issue de la première étape de filtration granulaire est suffisante, c'est-à-dire que le filtre granulaire à atteint sa maturité, l'eau produite alimente directement un procédé de traitement ultérieur sans subir préalablement une autre étape de filtration qui s'avère être inutile. 7.2. Exemple d'un premier mode de réalisation de l'invention 7.2.1. Installation de traitement On présente, en relation avec la figure 3, un premier mode de réalisation d'un exemple d'une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de traitement d'eaux selon l'invention. Tel que cela est représenté sur cette figure 3, l'installation comprend un 25 réseau 30 de canalisations d'acheminement d'eau brute. Ce réseau présente des sorties qui sont chacune reliée à l'entrée d'un filtre granulaire 31. Chacun des filtres granulaires 31 est relié à un premier 32 et à un deuxième 33 réseau d'évacuation d'eau. Ces filtres granulaires 31 constituent une batterie de filtres qui sont montés en parallèle.

Le premier réseau 32 d'évacuation débouche dans une première bâche 34 destinée à contenir de l'eau. Le deuxième réseau 33 débouche dans une deuxième bâche 35 formant également un contenant destiné à accueillir de l'eau. La première bâche 34 communique avec une unité de polissage 37 par le biais d'une canalisation 36. Cette unité de polissage 37 comprend des moyens de filtration complémentaire qui peuvent notamment prendre la forme de filtres granulaires ou de membranes de microfiltration ou d'ultrafiltration. La sortie de l'unité de polissage 37 communique avec la deuxième bâche 35 au moyen d'une canalisation 38.

Une canalisation 39 relie la sortie de la deuxième bâche 35 à l'entrée de moyens de traitement nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité qui comprennent dans ce mode de réalisation une unité 40 de filtration sur membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse. Ces moyens de traitements pourront être choisis selon l'application à laquelle l'installation est destinée. La sortie de l'unité 40 débouche dans une zone de rétention 41 permettant le stockage de l'eau traitée. Cette installation comprend de plus des moyens de mesure 42 de la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de l'eau en sortie de chacun des filtres granulaires 31. Ces moyens de mesure peuvent prendre diverses formes. Ils comprennent avantageusement des capteurs de SDI. Cette installation comprend également des moyens de comparaison (non représentés) de la valeur mesurée de l'information représentative de la qualité de l'eau avec une valeur seuil prédéterminée. Ces moyens de comparaisons sont reliés à de moyens de commande, qui peuvent par exemple prendre la forme d'un ordinateur ou d'automates programmables (non représentés), et qui sont susceptibles d'agir sur des moyens d'aiguillage 43 de l'eau provenant des filtres granulaires 31 vers le premier 32 ou le deuxième 33 réseau d'évacuation selon le résultat donné par la comparaison. Ces moyens d'aiguillage 43 peuvent par exemple comprendre des vannes. 7.2.2. Procédé de traitement Le traitement d'une eau au moyen d'une installation telle qu'elle vient d'être décrite se déroule de la façon suivante. De l'eau brute est acheminée vers les filtres granulaires 31 au moyen du réseau de canalisations 30, puis transite à travers ces filtres granulaires en vue de l'obtention d'une eau d'alimentation de très bonne qualité. On note que la qualité de l'eau prétraitée dépend du traitement ultérieur qu'elle doit subir. Les grandeurs et les valeurs représentatives de cette qualité d'eau sont généralement communiquées par les fournisseurs des équipements (par exemple membranes) mis en oeuvre afin de procéder au traitement ultérieur.

Les moyens de mesures 42 sont activés en permanence afin de mesurer la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de l'eau à la sortie de chaque filtre granulaire 31. Dans ce mode de réalisation, le traitement ultérieur de l'eau prétraitée consiste en une filtration sur membranes spiralées et les moyens de mesure 42 sont des capteurs de SDI. La valeur de SDI mesurée est ensuite comparée à une valeur de SDI seuil déterminé à l'avance. Cette valeur de SDI seuil est liée au type de membranes spiralées 40 mises en oeuvre dans l'installation, et notamment aux recommandations formulées par leurs fournisseurs.

Dans cet exemple, les fournisseurs recommandent que le SDI de l'eau d'alimentation des membranes spiralées soit inférieur ou égal à 3,5. Lorsqu'il est détecté que le SDI de l'eau en sortie de certains filtres granulaires 31 est supérieur à 3,5 les moyens de commande agissent sur les vannes 43 correspondantes afin que cette eau s'écoule dans le premier réseau d'évacuation 32 puis se déverse dans la première bâche 34. Dans ce cas, l'eau issue des filtres granulaires 31 n'ayant pas atteint une maturité suffisante pour la production d'une eau présentant un SDI égal ou inférieur à 3,5, est acheminée vers l'unité de polissage 37, qui peut par exemple consister en une unité de filtration, afin de subir une autre filtration par exemple sur filtre granulaire ou sur membrane d'ultra ou de micro filtration. Après avoir subi cette filtration complémentaire, l'eau présente un SDI inférieur à 3,5 et est déversée dans la deuxièmes bâche 35. L'eau prétraitée déversée dans la bâche 35 est prête à transiter à travers les moyens de traitement ultérieur comprenant ici l'unité de filtration membranaire spiralée 40 avant d'être recueillie dans la zone de rétention 41. À l'inverse, lorsqu'il est détecté que le SDI de l'eau en sortie de certains filtres granulaires 31 est inférieur à 3,5 les moyens de commande agissent sur les vannes 43 correspondantes afin que cette eau s'écoule dans le deuxième réseau d'évacuation 33 puis se déverse dans la deuxième bâche 35. L'eau prétraitée déversée dans la bâche 35 est ensuite directement acheminée vers l'unité de filtration sur membranes spiralées 40 avant d'être recueillie dans la zone de rétention 41. Ce principe est illustré par la figure 4 qui représente l'évolution du SDI de l'eau traitée.

Tel que cela apparaît, en dessous du temps de maturation noté tl d'un filtre granulaire 31, la mise en oeuvre successive de la filtration sur le filtre granulaire 31 et à travers l'unité de polissage 37, permet de produire une eau dont le SDI est inférieur à 3,5 (courbe 44). Au-delà du temps tl, le filtre granulaire 31 permet à lui seul de produire une eau dont le SDI est inférieur à 3,5 (courbe 45). À partir de cet instant, seule la filtration sur le filtre granulaire 31 est mise en oeuvre, la filtration à travers l'unité de polissage 37 étant shuntée. Le maintien de la mise en oeuvre successive de la filtration sur le filtre granulaire 31 et à travers l'unité de polissage 37 conduirait à produire une eau de qualité supérieure aux besoins (courbe 46). La mise en oeuvre de l'invention permet donc de limiter le recours à l'utilisation de l'unité de polissage 37 aux seules phases durant lesquelles cela s'avère être nécessaire. De façon classique, lorsque les filtres granulaires 31 ont atteint leur temps de filtration final, c'est-à-dire lorsqu'il est détecté soit que le niveau maximal admissible de perte de charge à travers le filtre est atteint, soit que la qualité de l'eau en sortie du filtre se dégrade de façon soudaine, le filtre granulaire est nettoyé. 7.3. Exemple d'un deuxième mode de réalisation de l'invention 7.3.1. Installation de traitement On présente en relation avec la figure 5 un exemple d'une autre installation destinée à la mise en oeuvre d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention. Tel que cela est représenté, cette installation comprend un réseau de canalisations 50 d'amenée d'une eau brute. Ce réseau présente des sorties qui sont chacune reliée à l'entrée d'un filtre granulaire 51.

Chacun des filtres granulaires 51 est relié à un premier 52 et à un deuxième 53 réseau d'évacuation d'eau. Ces filtres granulaires 51 constituent une batterie de filtres qui sont montés en parallèle. Le premier réseau 52 d'évacuation débouche dans une première bâche 54. Le deuxième réseau 53 débouche dans une deuxième bâche 55.

La première bâche 54 débouche dans un réseau 56 de recirculation de l'eau en amont des filtres granulaires 51. La sortie de la deuxième bâche 55 débouche à l'entrée de moyens de traitement nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité qui comprennent dans ce mode de réalisation une unité 57 de filtration sur membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse. Ces moyens de traitement pourront être choisis selon l'application à laquelle l'installation est destinée. La sortie de cette unité 57 débouche dans une zone de rétention 58 permettant le stockage de l'eau traitée. Cette installation comprend de plus des moyens de mesure 59 de la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de l'eau en sortie de chacun des filtres granulaires 51. Ces moyens de mesure peuvent prendre diverses formes. Ils comprennent avantageusement des capteurs de SDI. Cette installation comprend également des moyens de comparaison (non représentés) de la valeur mesurée de l'information représentative de la qualité de 30 l'eau avec une valeur seuil prédéterminée.

Ces moyens de comparaisons sont reliés à de moyens de commande, qui peuvent par exemple prendre la forme d'un ordinateur ou d'automates programmables (non représentés), et qui sont susceptibles d'agir sur des moyens d'aiguillage 60 de l'eau provenant des filtres granulaires 51 vers le premier 52 ou le deuxième 53 réseau d'évacuation selon le résultat donné par la comparaison. Ces moyens d'aiguillage 60 peuvent par exemple comprendre des vannes. Dans ce mode de réalisation, l'installation comprend de plus des vannes 61 placées à l'entrée de chaque filtre granulaire 51 sur le réseau de recirculation 56. Ces vannes 61 sont pilotées par les moyens de commande. 7.3.2. Procédé de traitement Le traitement d'une eau au moyen d'une installation telle qu'elle vient d'être décrite se déroule de la façon suivante. De l'eau brute est acheminée vers les filtres granulaires 51 au moyen du réseau de canalisations 50, puis transite à travers ces filtres granulaires en vue de 15 l'obtention d'une eau d'alimentation de très bonne qualité. Les moyens de mesures 59 sont activés en permanence afin de mesurer la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de l'eau à la sortie de chaque filtre granulaire 51. Dans ce mode de réalisation, le traitement ultérieur de l'eau prétraitée 20 consiste en une filtration sur membranes spiralées et les moyens de mesure 59 sont des capteurs de SDI. La valeur de SDI mesurée est ensuite comparée à une valeur de SDI seuil déterminée à l'avance. Dans cet exemple, la valeur seuil recommandée par les fournisseurs est 3,5. 25 Lorsqu'il est détecté que le SDI de l'eau en sortie de certains filtres granulaires 51 est supérieur à 3,5 les moyens de commande agissent sur les vannes 60 correspondantes afin que cette eau s'écoule dans le premier réseau d'évacuation 52 puis se déverse dans la première bâche 54. L'eau contenue dans la bâche 54 s'écoule ensuite dans le réseau de 30 recirculation 56 afin d'être réinjectée dans les filtres granulaires 51. On note que dans ce mode de réalisation, les moyens de commandes pilotent l'ouverture des vannes 61 présentent à l'entrée des filtres 51 qui ont atteint leur maturité. Dans d'autres variantes, les vannes 61 pourront ne pas être mise en oeuvre et la recirculation de l'eau contenue dans la bâche 54 pourra se faire directement à travers les filtres granulaires 51 indépendamment de leur niveau de maturité. L'eau ainsi prétraitée est déversée dans la bâche 55 et est prête à subir le traitement ultérieur en traversant l'unité de filtration sur membranes spiralées 57 avant d'être recueillie dans la zone de rétention 58. À l'inverse, lorsqu'il est détecté que le SDI de l'eau en sortie de certains filtres granulaires 51 est inférieur à 3,5 les moyens de commande agissent sur les vannes 60 correspondantes afin que cette eau s'écoule dans le deuxième réseau d'évacuation 53 puis se déverse dans la deuxième bâche 55. Cette eau prétraitée est ensuite directement acheminée vers l'unité de filtration sur membranes spiralées 57 avant d'être recueillie dans la zone de rétention 58. 7.4. Autres variantes et avantages Tel que cela vient d'être décrit, le pilotage des vannes 43 et 60 se fait en fonction de la comparaison d'une mesure du SDI en sortie de chaque filtre granulaire 31, 51 avec une valeur seuil prédéterminée dépendant du type de membranes spiralées mise en oeuvre. Toutefois, d'autres mesures peuvent être réalisées dans le même but. Notamment, les moyens de mesure mis en oeuvre pourront comprendre des chronomètres qui permettrons de mesurer le temps écoulé depuis le début d'un cycle de filtration de chaque filtre granulaire, c'est-à-dire depuis la fin de son dernier rétrolavage ou depuis sa première mise en service dans le cas d'un filtre neuf. Ce temps sera alors comparé au temps de maturation du filtre dont la valeur aura été préalablement déterminée par exemple au cours d'expériences précédentes (résultats d'études pilotes et/ou résultats des cycles de filtration précédents obtenus sur l'installation elle-même). Dans ce cas, l'eau issue des filtres granulaires dont le temps de filtration après la fin du dernier rétrolavage est inférieur au temps de maturation sera aiguillée de façon à subir une autre filtration (unité de polissage ou recirulation) avant la filtration sur membranes spiralées. À l'inverse, l'eau provenant des filtres dont le temps de filtration écoulé depuis la fin du dernier retrolavage est supérieur au temps de maturation sera aiguillée de façon à transiter directement à travers les membranes spiralées.

Selon une autre variante, les moyens de mesure pourront comprendre des capteurs de MFI (Modified Fouling Index), indice qui traduit le pouvoir colmatant de l'eau prétraitée. Les première et deuxième (facultative) étapes de filtration d'un procédé de traitement d'eaux selon l'invention peuvent respectivement consister en : - une première et une deuxième filtration granulaire avec ou sans pré-coagulation ; - une première et une deuxième filtration granulaire avec ou sans pré-floculation ; - une première filtration granulaire avec ou sans pré-coagultation et une filtration sur membrane de microfiltration ou d'ultrafiltration ; - une première filtration granulaire précédée d'une flottation ou coagulation/floculation/sédimentation et une deuxième filtration granulaire ; - une filtration granulaire précédée d'une flottation ou 20 coagulation/floculation/sédimentation et une filtration sur membrane de microfiltration ou d'ultrafiltration. Le procédé qui vient d'être décrit inclut un prétraitement visant l'obtention d'une eau de très bonne qualité de façon à permettre son traitement ultérieur au moyen de membranes de type nanofiltration ou osmose inverse. Le traitement 25 ultérieur peut bien sûr être différent. Il peut par exemple s'agir d'un traitement sur membranes pressurisées et plus généralement de tout traitement nécessitant une très bonne qualité d'eau d'alimentation.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement d'eau incluant un prétraitement visant à l'obtention d'une eau de très bonne qualité pour l'alimentation d'un traitement ultérieur, caractérisé en ce que ledit prétraitement inclut au moins : - une première étape de filtration sur filtres granulaires (31, 51); - une étape de mesure de la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de ladite eau à la sortie de chacun desdits filtres granulaires (31, 51) ; - une étape de comparaison le ladite valeur mesurée avec une valeur seuil 10 prédéterminée ; - une deuxième étape de filtration de ladite eau provenant desdits filtres granulaires (31, 51) mise en oeuvre lorsque ladite valeur mesurée est supérieure ou inférieure à ladite valeur seuil.

2. Procédé de traitement d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 ladite étape de mesure comprend la mesure du pouvoir colmatant de ladite eau (ou en anglais SDI pour Silt Density Index).

3. Procédé de traitement d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de mesure comprend la mesure du temps écoulé depuis le début d'un cycle de filtration de chacun filtres granulaires (31, 51). 20

4. Procédé de traitement d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de mesure comprend la mesure de l'index de colmatage modifié de ladite eau (ou en anglais MFI pour Modified Fouling Index).

5. Procédé de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite deuxième étape de filtration consiste à faire transiter 25 ladite eau provenant desdits filtres granulaires (31, 51) au travers de membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse (40, 57).

6. Procédé de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite deuxième étape de filtration comprend une étape de recirculation d'au moins une partie de l'eau provenant desdits filtres granulaires 30 (51) à travers au moins certains desdits filtres granulaires (51).

7. Procédé de traitement d'eau selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite recirculation se fait dans lesdits filtres granulaires (51) ayant atteint leur maturité.

8. Installation de traitement d'eau pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend : - des moyens de traitement nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité (40, 57) ; - des premiers moyens de filtration (31, 51), lesdits premiers moyens de filtration (31, 51) comprenant au moins un filtre granulaire placé en amont desdits moyens de traitement (40, 57) ; - des moyens de mesure (42, 59) de la valeur d'au moins une information représentative de la qualité de ladite eau en sortie desdits premiers moyens de filtration (31, 51) ; - des moyens de comparaison de ladite valeur mesurée avec une valeur seuil prédéterminée ; - des moyens d'aiguillage (43, 60) de l'eau provenant desdits premiers moyens de filtration (31, 51) ; - des moyens de commande desdits moyens d'aiguillage (43, 60) en fonction de ladite comparaison.

9. Installation de traitement d'eau selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement nécessitant une eau d'alimentation de très bonne qualité comprennent des membranes spiralées de type nanofiltration ou osmose inverse (40, 57).

10. Installation de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'elle comprend des deuxièmes moyens de filtration (37) et en ce que lesdits moyens d'aiguillage (43) permettent d'acheminer l'eau vers lesdits seconds moyens (37) de filtration.

11. Installation de traitement d'eau selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de filtration (37) appartiennent au groupe comprenant : les filtres granulaires, les filtres membranaires de typemicrofiltration ou ultrafiltration.

12. Installation de traitement d'eau selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens d'aiguillage comprennent des moyens de recirculation (56) d'au moins une partie de ladite eau provenant desdits premiers moyens de filtration (51) à travers lesdits premiers moyens de filtration (51).

13. Installation de traitement d'eau selon l'une quelconques des revendications 8 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend des premiers moyens de rétention (34, 54) d'au moins une partie de l'eau provenant desdits premiers moyens de filtration (31, 51).

14. Installation de traitement d'eau selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits premiers moyens de rétention (54) sont reliés à l'entrée desdits premiers moyens de filtration (51).

15. Installation de traitement d'eau selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comprend des deuxièmes moyens de rétention (35) d'un mélange d'au moins une partie de l'eau provenant desdits premiers moyens de filtration (31) et d'une eau provenant desdits deuxièmes moyens de filtration (37).