FR3003477A1 - METHOD AND PLANT FOR TREATING FLUID CONTAINING ORGANIC, NATURAL OR SYNTHETIC MATERIALS, ESPECIALLY IN A DRINKING WATER LINE - Google Patents

Abstract

Procédé de traitement de fluide, notamment de liquide, en particulier d'eau, contenant des matières organiques naturelles ou synthétiques, par passage d'un flux ascendant de fluide à travers un lit (2) de charbon actif, selon lequel : le charbon actif est sous forme de grains dont la taille effective est comprise entre 0,3 et 1,5 mm ; au moins une phase de filtration/adsorption est prévue au cours de laquelle la vitesse du fluide est suffisamment faible pour ne pas provoquer d'expansion sensible du lit de charbon actif qui assure à la fois une filtration et une adsorption des matières contenues dans le fluide ; et au moins une phase d'expansion est prévue, au cours de laquelle le fluide circule à une vitesse suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit de charbon actif qui subit alors un lavage par le fluide.Process for the treatment of fluid, in particular liquid, in particular water, containing natural or synthetic organic materials, by passing an upward flow of fluid through a bed (2) of activated carbon, according to which: activated carbon is in the form of grains whose effective size is between 0.3 and 1.5 mm; at least one filtration / adsorption phase is provided during which the fluid velocity is sufficiently low not to cause substantial expansion of the activated carbon bed which ensures both filtration and adsorption of the materials contained in the fluid ; and at least one expansion phase is provided, during which the fluid circulates at a rate sufficiently high to cause substantial expansion of the activated carbon bed which is then washed by the fluid.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE FLUIDE CONTENANT DES MATIERES ORGANIQUES, NATURELLES OU SYNTHETIQUES, EN PARTICULIER DANS UNE FILIERE D'EAU POTABLE. L'invention est relative à un procédé de traitement de fluide contenant des matières organiques, naturelles ou synthétiques, par passage du fluide à travers un lit de charbon actif, selon un flux ascendant. L'invention concerne plus particulièrement un traitement de l'eau dans une filière d'eau potable, pour l'abattement des matières organiques. Cet abattement des matières organiques (MO) est principalement réalisé par coagulation et par adsorption sur charbon actif (CA). La mise en oeuvre de charbon actif pour compléter l'abattement des matières organiques et/ou pour capter les pesticides a été proposée depuis plusieurs décennies, en particulier sur filtre à charbon actif en grains (CAG) ou par ajout de charbon actif en poudre (CAP). Les ouvrages pour la mise en oeuvre du charbon actif sont généralement qualifiés de réacteurs à charbon actif, et sont généralement ajoutés en aval d'une première étape de floculation-décantation.METHOD AND PLANT FOR TREATING FLUID CONTAINING ORGANIC, NATURAL OR SYNTHETIC MATERIALS, ESPECIALLY IN A DRINKING WATER LINE. The invention relates to a fluid treatment process containing organic substances, natural or synthetic, by passing the fluid through a bed of activated carbon, in an upward flow. The invention relates more particularly to a treatment of water in a drinking water system, for the reduction of organic matter. This reduction of organic matter (OM) is mainly achieved by coagulation and adsorption on activated carbon (CA). The implementation of activated carbon to complete the reduction of organic matter and / or to capture pesticides has been proposed for several decades, in particular on granular activated carbon filter (GAC) or by addition of activated carbon powder ( CAP). The structures for the implementation of activated carbon are generally called activated carbon reactors, and are generally added downstream of a first flocculation-settling step.

Le charbon actif sert à retenir des micropolluants organiques, ou plus généralement des matières organiques, naturelles ou artificielles. En raison de son coût élevé, le charbon actif est généralement utilisé en "affinage", c'est-à-dire dans une ou plusieurs étapes en fin de filière de traitement, alors que la teneur en matières organiques naturelles a été substantiellement réduite par un procédé moins coûteux, tel que la coagulation-floculation suivie d'une étape de séparation du floc. Dans ce cas, le charbon actif est utilisé sous forme de filtration sur charbon actif en grains (FCAG). Le charbon actif a aussi été utilisé sous forme de charbon actif en poudre (CAP) en floculation-décantation puisque sa rétention était possible facilement à ce stade, le charbon actif en poudre étant fixé par le floc. Cette étape se situait naturellement en tête de filière de traitement. Des réacteurs relativement récents sont à lits de CAG fin en expansion. Ces différents réacteurs connus présentent des inconvénients.Activated carbon is used to retain organic micropollutants, or more generally organic, natural or artificial materials. Because of its high cost, activated carbon is generally used in "refining", that is to say in one or more stages at the end of the treatment process, whereas the content of natural organic matter has been substantially reduced by a less expensive process, such as coagulation-flocculation followed by a floc separation step. In this case, the activated carbon is used in the form of granular activated carbon filtration (FCAG). Activated carbon has also been used in the form of powdered activated carbon (CAP) in flocculation-settling since its retention was easily possible at this stage, the powdered activated carbon being fixed by the floc. This stage was naturally at the top of the treatment chain. Relatively newer reactors are expanding in CAG beds. These various known reactors have drawbacks.

Le filtre à charbon actif en grains classique correspond à un réacteur utilisé en affinage, à flux descendant pour garantir une très faible turbidité. De tels réacteurs retiennent les matières en suspension (MES) et nécessitent des installations annexes conséquentes pour le rétrolavage nécessairement à flux ascendant, donc en sens inverse du flux de filtration. .The conventional granular activated carbon filter corresponds to a reactor used in refining, downflow to ensure very low turbidity. Such reactors retain the suspended solids (MES) and require consequent ancillary facilities for the backwash necessarily upflow, so in the opposite direction of the filtration flow. .

Un réacteur à charbon actif en poudre (CAP), à flux ascendant, permet d'améliorer l'adsorption, mais avec l'inconvénient que le matériau fin, constitué par le CAP, est entraîné par l'eau. Il faut ensuite le séparer de l'eau, ce qui complique le traitement.An upwelling activated carbon powder reactor (CAP) improves the adsorption, but with the disadvantage that the thin material, constituted by the CAP, is driven by water. It must then be separated from the water, which complicates the treatment.

L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé qui permet d'optimiser l'abattement des matières organiques dans un réacteur à charbon actif à flux ascendant et qui permet de réduire les coûts en investissements et en exploitation. Selon l'invention, un procédé de traitement de fluide, notamment de liquide, en particulier d'eau, contenant des matières organiques naturelles ou synthétiques, par passage d'un flux ascendant de fluide à travers un lit de charbon actif, est caractérisé en ce que : - le charbon actif est sous forme de grains, - au moins une phase de filtration/adsorption est prévue au cours de laquelle la vitesse du fluide est suffisamment faible pour ne pas provoquer d'expansion sensible du lit de charbon actif qui assure à la fois une filtration et une adsorption des matières contenues dans le fluide, - et au moins une phase d'expansion est prévue, au cours de laquelle le fluide circule à une vitesse suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit de charbon actif qui subit alors un lavage par le fluide. La taille effective des grains de charbon actif est généralement comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence comprise entre 0,6 et 1,2 mm. La vitesse de circulation du fluide lors de la phase de filtration/adsorption est avantageusement comprise entre 10 et 20 m/h, selon la taille des grains du charbon actif retenue, de préférence entre 12 et 15 m/h. La vitesse de circulation du fluide, lors de la phase de lavage, est de préférence comprise entre 15 et 40 m/h, selon la taille des grains du charbon actif retenue. L'expansion sensible du lit de charbon actif, lors de la phase de lavage, est au moins de 15 % de la hauteur du lit au repos alors que, pendant la phase de filtration/adsorption, l'augmentation éventuelle de la hauteur du lit ne dépasse pas 10 % de la hauteur au repos. Avantageusement, le fluide, notamment le liquide, est mis en circulation par une pompe à vitesse variable, et la vitesse de cette pompe est 35 augmentée pendant la phase de lavage. En variante, le flux de liquide, notamment d'eau, est assuré par gravité à partir d'une colonne de liquide dont la hauteur est supérieure à celle du liquide dans le réacteur contenant le lit de charbon actif, l'admission du liquide en bas du réacteur étant assurée à faible débit pour la phase de filtration/adsorption, et à plus fort débit pour la phase de lavage, avec effet de chasse. Une extraction partielle de charbon actif peut être effectuée lors de la phase de lavage. Une charge progressive en charbon actif est avantageusement réalisée, en étant adaptée aux besoins en abattement des teneurs en polluants. En aval du traitement par charbon actif, on peut prévoir une étape de filtration, en particulier par filtration granulaire ou membranaire, de préférence combinée dans la même unité. Selon le procédé de l'invention : - l'appareil ou réacteur assure une filtration ou une pré-filtration, en arrêtant des matières en suspension qui entrent dans le réacteur, d'où une réduction des besoins éventuels de filtration en aval, selon la qualité souhaitée par l'utilisateur ; - le réacteur ne nécessite que le fluide d'entrée, généralement l'eau à traiter, pour le lavage périodique ou pour l'extraction du charbon actif en grains, d'où une installation simplifiée ; - le fluide d'entrée est soumis à des pulsations qui correspondent aux changements de la vitesse de circulation du fluide. L'invention est également relative à une installation pour la mise en oeuvre du procédé de traitement de fluide défini précédemment, cette installation comprenant un réacteur dans lequel est disposé un lit de charbon actif avec, en partie basse du réacteur, une entrée du fluide, notamment du liquide, à traiter, et un moyen d'évacuation du fluide traité en partie haute du réacteur, cette installation étant caractérisée en ce que le charbon actif est en grains, et l'installation comporte un moyen de mise en circulation du fluide, selon flux ascendant, suivant au moins deux vitesses, dont l'une est insuffisante pour provoquer une expansion sensible du lit, et dont l'autre est suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit. Par expansion sensible, on désigne une expansion telle que la hauteur du lit augmente d'au moins 15 % de la hauteur au repos. La taille effective des grains de charbon actif est généralement comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence entre 0,6 et 1,2 mm Avantageusement, le moyen de mise en circulation du fluide, notamment du liquide, est une pompe à vitesse variable. Selon une variante, dans le cas d'un liquide en particulier d'eau, le moyen de mise en circulation comprend une colonne de liquide de hauteur supérieure à celle du liquide dans le réacteur avec une alimentation à faible débit pour la phase de filtration/adsorption, et une alimentation à plus fort débit pour la phase de lavage pour créer un effet de chasse ; une vanne peut être prévue pour mettre en service la conduite à fort débit. Une conduite est avantageusement prévue sur la paroi du réacteur et débouche dans la hauteur du lit de charbon actif au repos, de sorte qu'une évacuation d'une partie du charbon actif du lit peut être assurée lors de la phase de lavage.The object of the invention is, above all, to provide a process which makes it possible to optimize the reduction of organic matter in an upflow activated carbon reactor and which makes it possible to reduce investment and operating costs. According to the invention, a method for treating fluid, in particular liquid, in particular water, containing natural or synthetic organic materials, by passing an upward flow of fluid through a bed of activated carbon, is characterized in that that: - the activated carbon is in the form of grains, - at least one filtration / adsorption phase is provided during which the fluid velocity is sufficiently low not to cause significant expansion of the activated carbon bed which ensures both filtration and adsorption of the materials contained in the fluid, - and at least one expansion phase is provided, during which the fluid flows at a speed sufficiently high to cause a significant expansion of the activated carbon bed which then undergoes a washing by the fluid. The effective size of the activated carbon grains is generally between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm. The speed of circulation of the fluid during the filtration / adsorption phase is advantageously between 10 and 20 m / h, depending on the size of the grains of the active carbon retained, preferably between 12 and 15 m / h. The flow velocity of the fluid, during the washing phase, is preferably between 15 and 40 m / h, depending on the grain size of the active carbon retained. The appreciable expansion of the activated carbon bed, during the washing phase, is at least 15% of the height of the bed at rest whereas, during the filtration / adsorption phase, the possible increase in the height of the bed does not exceed 10% of the height at rest. Advantageously, the fluid, in particular the liquid, is circulated by a variable speed pump, and the speed of this pump is increased during the washing phase. As a variant, the flow of liquid, in particular water, is ensured by gravity from a liquid column whose height is greater than that of the liquid in the reactor containing the activated carbon bed, the admission of the liquid into the bottom of the reactor being provided at low flow rate for the filtration / adsorption phase, and at a higher flow rate for the washing phase, with flushing effect. Partial extraction of activated carbon can be carried out during the washing phase. A progressive charge of activated carbon is advantageously carried out, while being adapted to the needs in abatement of the pollutant contents. Downstream of the activated carbon treatment, a filtration step can be provided, in particular by granular or membrane filtration, preferably combined in the same unit. According to the process of the invention: the apparatus or reactor provides filtration or pre-filtration, by stopping suspended matter entering the reactor, hence reducing the need for downstream filtration, according to the quality desired by the user; the reactor requires only the inlet fluid, generally the water to be treated, for the periodic washing or for the extraction of the granular activated carbon, hence a simplified installation; - The input fluid is subjected to pulsations that correspond to changes in the fluid flow rate. The invention also relates to an installation for implementing the fluid treatment method defined above, this installation comprising a reactor in which is disposed a bed of activated carbon with, at the bottom of the reactor, a fluid inlet, in particular liquid, to be treated, and means for evacuating the treated fluid in the upper part of the reactor, this installation being characterized in that the active carbon is in grains, and the installation comprises a means for circulating the fluid, according to ascending flow, at least two speeds, one of which is insufficient to cause a significant expansion of the bed, and the other is sufficiently strong to cause a significant expansion of the bed. By sensible expansion is meant an expansion such that the height of the bed increases by at least 15% of the height at rest. The effective size of the activated carbon grains is generally between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm. Advantageously, the means for circulating the fluid, in particular the liquid, is a pump. variable speed. According to a variant, in the case of a particular liquid of water, the circulation means comprises a liquid column of height greater than that of the liquid in the reactor with a low flow rate feed for the filtration phase. adsorption, and a higher rate feed for the wash phase to create a hunting effect; a valve may be provided to commission the high flow line. A pipe is advantageously provided on the reactor wall and opens into the height of the activated carbon bed at rest, so that a portion of the activated carbon from the bed can be evacuated during the washing phase.

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 une coupe schématique verticale d'une installation mettant en oeuvre le procédé de l'invention, en phase de filtration/adsorption. Fig. 2 représente, semblablement à Fig. 1, l'installation en phase de lavage, et Fig. 3 montre, semblablement à Fig. 1, une variante de réalisation.The invention consists, apart from the arrangements set out above, in a certain number of other arrangements which will be more explicitly discussed below with regard to embodiments described with reference to the accompanying drawings, but which are not in no way limiting. In these drawings: 1 is a schematic vertical section of an installation implementing the method of the invention, in the filtration / adsorption phase. Fig. 2 represents, similarly to FIG. 1, the installation in the washing phase, and FIG. 3 shows, similarly to FIG. 1, an alternative embodiment.

En se reportant à Fig. 1 des dessins, on peut voir une installation pour le traitement de l'eau dans une filière d'eau potable, cette installation comprenant un réacteur 1, dont la hauteur peut être de plusieurs mètres, notamment de l'ordre de 3 ou 4 m. En partie basse de ce réacteur, est disposé un lit 2 de charbon actif en grains dont la taille effective est comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence entre 0,6 et 1,2 mm. Le lit 2 peut être obtenu en superposant des couches de charbon actif 2a, 2b, 2c correspondant à des remplissages progressifs effectués par déversement depuis la partie haute ouverte du réacteur 1. L'épaisseur de chaque couche de charbon actif peut être comprise entre 10 cm et 50 cm, lors du déversement. Le réacteur est muni, sur sa partie haute ouverte, d'une couverture de protection 1a amovible, non étanche, laissant passer l'air. Le lit 2 est posé sur une couche support 3, notamment en gravier. En variante, le lit 2 pourrait être supporté par une plaque perforée prévue en fond du réacteur 1.Referring to Fig. 1 of the drawings, we can see a facility for the treatment of water in a drinking water system, this installation comprising a reactor 1, whose height can be several meters, in particular of the order of 3 or 4 m . In the lower part of this reactor is disposed a bed 2 of granular activated carbon whose effective size is between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm. The bed 2 can be obtained by superimposing layers of activated carbon 2a, 2b, 2c corresponding to progressive fills made by pouring from the open top of the reactor 1. The thickness of each layer of activated carbon can be between 10 cm and 50 cm when spilled. The reactor is provided, on its upper open part, with a protective blanket 1a which is removable and not leakproof, allowing air to pass through. The bed 2 is placed on a support layer 3, in particular gravel. Alternatively, the bed 2 could be supported by a perforated plate provided at the bottom of the reactor 1.

Un moyen d'entrée 4 de l'eau à traiter est prévu en partie basse du réacteur et est constitué notamment par une rampe de distribution, s'étendant dans la couche support 3. Un moyen d'évacuation 5, constitué par une conduite munie d'une vanne 6, est prévu en partie haute du réacteur 1. L'installation comporte un moyen M de mise en circulation de l'eau suivant au moins deux vitesses dont l'une est insuffisante pour provoquer une expansion sensible du lit 2, c'est-à-dire une augmentation sensible de la hauteur H1 du lit au repos, et dont l'autre est suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit 2 dont la hauteur est augmentée en H 2 comme illustré sur Fig. 2. Selon la réalisation de Fig. 1 et 2, le moyen M est constitué par une pompe 7 à vitesse variable. La pompe 7 est prévue pour assurer, à faible vitesse, une mise en circulation de l'eau dans le lit 2 selon une vitesse de 10 à 20 m/h (mètre/heure) selon la taille du charbon actif en grains retenue, et de préférence entre 12 et m/h. Pour une telle vitesse de circulation, le lit 2 ne subit pas d'expansion ou tout au moins d'expansion sensible de sorte qu'il assure un traitement de filtration et un traitement d'adsorption. Si le lit 2 était expansé de manière sensible, le traitement de filtration ne serait pas assuré. 15 Cette phase de traitement correspond à une phase de filtration/adsorption. Le lit 2 retient, par filtration, des matières qui salissent les grains de charbon actif de sorte qu'un lavage des grains du lit 2 doit être effectué périodiquement. Ce lavage est réalisé en augmentant la vitesse de la pompe 7 pour que la vitesse de circulation du liquide dans le lit 2 augmente et fasse passer ce lit en expansion. La vitesse de circulation de l'eau est avantageusement comprise entre 15 et 40 m/h pour cette opération de lavage. L'eau de lavage est évacuée par une conduite 8 munie d'une vanne 9 prévue également en partie haute du réacteur 1.An input means 4 for the water to be treated is provided in the lower part of the reactor and is constituted in particular by a distribution ramp, extending in the support layer 3. An evacuation means 5, consisting of a pipe provided with a valve 6 is provided in the upper part of the reactor 1. The installation comprises means M for circulating the water along at least two speeds, one of which is insufficient to cause substantial expansion of the bed 2, that is to say, a significant increase in the height H1 of the bed at rest, and the other is sufficiently strong to cause a significant expansion of the bed 2 whose height is increased in H 2 as shown in FIG. 2. According to the embodiment of FIG. 1 and 2, the means M is constituted by a variable speed pump 7. The pump 7 is designed to ensure, at low speed, a circulation of the water in the bed 2 at a speed of 10 to 20 m / h (meter / hour) depending on the size of the granular activated carbon selected, and preferably between 12 and m / h. For such a speed of circulation, the bed 2 does not undergo expansion or at least substantial expansion so that it provides a filtration treatment and adsorption treatment. If the bed 2 was expanded significantly, the filtration treatment would not be assured. This treatment phase corresponds to a filtration / adsorption phase. The bed 2 retains, by filtration, materials that dirty the grains of activated carbon so that a washing of the grains of the bed 2 must be carried out periodically. This washing is performed by increasing the speed of the pump 7 so that the speed of circulation of the liquid in the bed 2 increases and make the bed expand. The circulation speed of the water is advantageously between 15 and 40 m / h for this washing operation. The washing water is discharged through a pipe 8 provided with a valve 9 also provided in the upper part of the reactor 1.

Des pulsations sont ainsi générées périodiquement dans le lit 2 pour en assurer le lavage. Au cours de la phase d'expansion, illustrée sur Fig. 2, une évacuation d'une partie du charbon actif du lit peut être assurée à l'aide d'une conduite 10 prévue sur la paroi du réacteur 1 et débouchant dans la hauteur du lit 2 au repos. La conduite 10 est munie d'une vanne 11 dont l'ouverture, pendant la phase d'expansion du lit, permet d'évacuer vers un bac B une certaine quantité de charbon actif pour en assurer la réactivation. Un déversement (non représenté) d'une quantité sensiblement équivalente de charbon actif régénéré, ou neuf, est effectué par l'extrémité haute ouverte du réacteur 1 pour un renouvellement périodique du charbon actif. On effectue, également de cette manière, un remplissage progressif du lit 2 par couches successives. La teneur en charbon actif de l'eau, dans la zone du lit 2, y compris lors de l'expansion, est d'au moins 350 g/L. L'exploitation de l'installation, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, est la suivante. Pendant la phase de filtration/adsorption, la pompe 7 tourne à une vitesse relativement faible pour que la vitesse de l'eau, en flux ascendant, dans le réacteur 1 ne provoque pas d'expansion ou d'expansion sensible du lit 2. L'eau traitée est évacuée par la conduite 5, la vanne 6 étant ouverte. Les vannes 9 et 11 sont fermées. La phase de lavage, illustrée sur Fig. 2, est obtenue en augmentant la vitesse de la pompe 7 de sorte que la vitesse de circulation de l'eau dans le réacteur 1 provoque l'expansion du lit 2 comme illustré. La vanne 6 est fermée tandis que la vanne 9 d'évacuation de l'eau de lavage par la conduite 8 est ouverte. L'installation en filtrant, ou en pré-filtrant, arrête les matières en suspension présentes dans l'eau, ce qui limite les besoins éventuels de filtration en aval. L'eau à traiter constitue le fluide pour le lavage périodique, ce qui simplifie l'installation. Fig. 3 illustre une variante de réalisation de l'installation selon laquelle le flux d'eau à traiter est assuré par gravité à partir d'une colonne d'eau 12 dont la hauteur est supérieure d'une distance E à la hauteur maximale de l'eau dans le réacteur 1. L'eau à traiter est admise, par une conduite 12a, dans la partie haute de la colonne 12 au-dessus du niveau de l'eau dans cette colonne. La partie basse de la colonne est reliée à la rampe 4 par l'intermédiaire d'une vanne 13 installée sur une conduite 14 à forte section et fort débit. Une conduite 15 à faible section et faible débit relie la partie basse de la colonne 12 à une zone de la rampe 4, en aval de la vanne 13. Les autres éléments du réacteur de Fig. 3 sont semblables ou identiques aux éléments déjà décrits à propos des figures précédentes et sont désignés par les mêmes 3 0 références numériques sans que leur description soit reprise. Pour la phase de filtration/adsorption, la vanne 13 est fermée et l'alimentation en eau à traiter s'effectue par la conduite 15 selon un débit relativement faible, de sorte que la vitesse de circulation du flux ascendant dans le réacteur 1 est faible et ne provoque pas une expansion du lit 2.Pulsations are thus generated periodically in the bed 2 to ensure washing. During the expansion phase, illustrated in FIG. 2, an evacuation of a portion of the active carbon bed can be provided by means of a pipe 10 provided on the wall of the reactor 1 and opening into the height of the bed 2 at rest. The pipe 10 is provided with a valve 11 whose opening, during the expansion phase of the bed, allows to evacuate to a tray B a certain amount of activated carbon to ensure reactivation. A spill (not shown) of a substantially equivalent amount of regenerated or new activated charcoal is effected by the open top end of the reactor 1 for periodic replacement of the activated charcoal. In this way, progressive filling of the bed 2 is carried out in successive layers. The active carbon content of the water in the zone of the bed 2, including during the expansion, is at least 350 g / l. The operation of the installation for the implementation of the method of the invention is as follows. During the filtration / adsorption phase, the pump 7 rotates at a relatively low speed so that the upwardly rising water velocity in the reactor 1 does not cause substantial expansion or expansion of the bed 2. treated water is discharged through line 5, valve 6 being open. The valves 9 and 11 are closed. The washing phase, illustrated in FIG. 2, is obtained by increasing the speed of the pump 7 so that the speed of circulation of the water in the reactor 1 causes the expansion of the bed 2 as illustrated. The valve 6 is closed while the valve 9 for discharging the wash water through line 8 is open. The installation by filtering, or pre-filtering, stops the suspended solids present in the water, which limits the possible needs of filtration downstream. The water to be treated is the fluid for the periodic washing, which simplifies the installation. Fig. 3 illustrates an alternative embodiment of the installation according to which the flow of water to be treated is provided by gravity from a water column 12 whose height is greater by a distance E than the maximum height of the water in the reactor 1. The water to be treated is admitted, via a pipe 12a, in the upper part of column 12 above the level of the water in this column. The lower part of the column is connected to the ramp 4 via a valve 13 installed on a pipe 14 with a large section and high flow. A low section and low flow line 15 connects the lower part of the column 12 to a zone of the ramp 4, downstream of the valve 13. The other elements of the reactor of FIG. 3 are similar or identical to the elements already described with reference to the preceding figures and are designated by the same numerical references without their description being repeated. For the filtration / adsorption phase, the valve 13 is closed and the supply of water to be treated is carried out by the pipe 15 at a relatively low flow rate, so that the rate of flow of the upflow in the reactor 1 is low. and does not cause an expansion of bed 2.

35 Pour la phase de lavage, l'ouverture de la vanne 13 est commandée. Un écoulement rapide, produisant un phénomène de chasse, est créé avec une vitesse élevée du flux d'eau ascendant dans le lit 2 qui est mis en expansion, de manière semblable à la représentation de Fig. 2. La vanne 13 est du type tout ou rien. En variante, on pourrait prévoir une vanne à ouverture réglable qui permettrait de supprimer la conduite 15 ; la vanne serait réglée à un faible débit pendant la phase de filtration/adsorption, et à un fort débit pendant la phase de lavage. Une étape de filtration, en particulier filtration granulaire ou membranaire, peut être prévue en aval du réacteur 1 de traitement par charbon actif. Dans le cas d'une filtration granulaire aval, le bassin de filtration peut être combiné avec le réacteur 1 dans une même unité de la manière suivante : le bassin de filtration granulaire est accolé à une paroi verticale du réacteur 1 avec une cloison commune par-dessus laquelle l'eau traitée dans le réacteur 1 se déverse dans la cellule de filtration granulaire où le flux est descendant avec sortie en partie basse. L'unité de traitement ainsi formée est du type biflux. Le procédé de l'invention a été testé sur une unité pilote qui a fonctionné sur de l'eau coagulée-décantée dans une usine de traitement d'eau, dans la filière de traitement classique des réalisations en France, sur des eaux riches en matières organiques. Les essais ont montré que : - l'abattement en turbidité, qui correspond à la fonction filtration, a atteint 70 %, - l'abattement en carbone organique total (COT) qui correspond à la fonction adsorption a atteint 70 %, pour une hauteur de lit 2 de charbon actif comprise entre 0,1 et 0,5 m, lorsque le lit est au repos et non expansé, et pour une vitesse de circulation de l'eau dans le réacteur en flux ascendant de 11 à 16 m/h. L'invention est applicable à la production d'eau destinée à la consommation humaine, ou à la production d'eau de procédé, ainsi qu'au traitement des eaux usées nécessitant un abattement notable des matières organiques dont les micropolluants, pour lesquels seuls quelques adsorbants 3 0 sont efficaces, principalement le charbon actif.For the washing phase, the opening of the valve 13 is controlled. A rapid flow, producing a flushing phenomenon, is created with a high speed of the rising water flow in the expanding bed 2, similar to the representation of FIG. 2. The valve 13 is all-or-nothing type. Alternatively, one could provide an adjustable opening valve that would remove the pipe 15; the valve would be set at a low flow rate during the filtration / adsorption phase, and at a high flow rate during the wash phase. A filtration step, in particular granular or membrane filtration, may be provided downstream of the activated carbon treatment reactor 1. In the case of downstream granular filtration, the filtration basin can be combined with the reactor 1 in the same unit as follows: the granular filtration basin is attached to a vertical wall of the reactor 1 with a common partition wall. above which the treated water in the reactor 1 flows into the granular filtration cell where the flow is downward with outlet at the bottom. The treatment unit thus formed is of the biflux type. The method of the invention has been tested on a pilot unit which has operated on coagulated-decanted water in a water treatment plant, in the conventional processing sector achievements in France, on water rich in materials organic. The tests have shown that: - the turbidity reduction, which corresponds to the filtration function, has reached 70%, - the total organic carbon (TOC) reduction corresponding to the adsorption function has reached 70%, for a height active charcoal bed 2 between 0.1 and 0.5 m, when the bed is at rest and unexpanded, and for a flow rate of water in the reactor in an upward flow of 11 to 16 m / h . The invention is applicable to the production of water intended for human consumption, or to the production of process water, as well as to the treatment of wastewater requiring a significant reduction in organic matter including micropollutants, for which only a few adsorbents are effective, mainly activated carbon.

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Procédé de traitement de fluide, notamment de liquide, en particulier d'eau, contenant des matières organiques naturelles ou synthétiques, par passage d'un flux ascendant de fluide à travers un lit de charbon actif, caractérisé en ce que : - le charbon actif est sous forme de grains - au moins une phase de filtration/adsorption est prévue au cours de laquelle la vitesse du fluide est suffisamment faible pour ne pas provoquer d'expansion sensible du lit de charbon actif qui assure à la fois une filtration et une adsorption des matières contenues dans le fluide, - et au moins une phase d'expansion est prévue, au cours de laquelle le fluide circule à une vitesse suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit de charbon actif qui subit alors un lavage par le fluide.REVENDICATIONS1. Process for treating fluid, in particular liquid, in particular water, containing natural or synthetic organic materials, by passing an upward flow of fluid through an active carbon bed, characterized in that: - activated carbon is in the form of grains - at least one filtration / adsorption phase is provided during which the fluid velocity is sufficiently low not to cause substantial expansion of the activated carbon bed which ensures both filtration and adsorption of the materials contained in the fluid, and at least one expansion phase is provided, during which the fluid flows at a sufficiently high speed to cause a substantial expansion of the activated carbon bed which then undergoes washing with the fluid. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la taille effective des grains de charbon actif est comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence entre 0,6 et 1,2 mm.2. Method according to claim 1, characterized in that the effective size of the activated carbon grains is between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vitesse de circulation du fluide lors de la phase de filtration/adsorption est comprise entre 10 et 20 m/h, selon la taille des grains du charbon actif retenue, de préférence entre 12 et 15 m/h.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the fluid circulation rate during the filtration / adsorption phase is between 10 and 20 m / h, depending on the size of the grains of the active carbon retained, preferably between 12 and 15 m / h. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse de circulation du fluide, lors de la phase de lavage, est comprise entre 15 et 40 m/h, selon la taille des grains du charbon actif retenue.4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid circulation rate during the washing phase is between 15 and 40 m / h, depending on the grain size of the active carbon retained. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'expansion sensible du lit de charbon actif, lors de la phase de lavage, est au moins de 15 % de la hauteur du lit au repos alors que, pendant la phase de filtration/adsorption, l'augmentation éventuelle de la hauteur du lit ne dépasse pas 10 % de la hauteur au repos.5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substantial expansion of the activated carbon bed, during the washing phase, is at least 15% of the height of the bed at rest while, during the filtration / adsorption phase, the possible increase in the height of the bed does not exceed 10% of the height at rest. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide, notamment le liquide, est mis en circulation par une pompe (7) à vitesse variable, et la vitesse de cette pompe est augmentée pendant la phase de lavage.6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid, in particular the liquid, is circulated by a pump (7) at variable speed, and the speed of this pump is increased during the washing phase. . 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 pour le traitement d'un liquide, en particulier de l'eau, caractérisé en ce que le flux de liquide est assuré par gravité à partir d'une colonne (12) de liquide dont la hauteur est supérieure à celle du liquide dans le réacteur (1) contenant le lit de charbon actif, l'admission du liquide en bas du réacteur étant assurée à faible débit pour la phase de filtration/adsorption, et à plus fort débit pour la phase de lavage, avec effet de chasse.7. Method according to any one of claims 1 to 5 for the treatment of a liquid, in particular water, characterized in that the flow of liquid is provided by gravity from a column (12) of liquid whose height is greater than that of the liquid in the reactor (1) containing the activated carbon bed, the liquid inlet at the bottom of the reactor being provided at low flow rate for the filtration / adsorption phase, and at a higher flow rate for the washing phase, with hunting effect. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une extraction partielle de charbon actif est effectuée lors de la phase de lavage.8. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a partial extraction of activated carbon is carried out during the washing phase. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une charge progressive en charbon actif est réalisée, en étant adaptée aux besoins en abattement des teneurs en polluants.9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a gradual charge of activated carbon is achieved, being adapted to the needs in reducing pollutant levels. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en aval du traitement par charbon actif, est prévue une étape de filtration, en particulier par filtration granulaire ou membranaire, de préférence combinée dans la même unité.10. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that downstream of the active carbon treatment is provided a filtration step, in particular by granular or membrane filtration, preferably combined in the same unit. 11. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de traitement de fluide selon la revendication 1, cette installation comprenant un réacteur (1) dans lequel est disposé un lit (2) de charbon actif avec, en partie basse du réacteur, une entrée (4) du fluide, notamment du liquide, à traiter, et un moyen d'évacuation (5) du fluide traité en partie haute du réacteur, caractérisée en ce que le charbon actif est en grains, et l'installation comporte un moyen (M) de mise en circulation du fluide, selon flux ascendant, suivant au moins deux vitesses, dont l'une est insuffisante pour provoquer une expansion sensible du lit, et dont l'autre est suffisamment forte pour provoquer une expansion sensible du lit.11. Installation for the implementation of a fluid treatment process according to claim 1, this installation comprising a reactor (1) in which is disposed a bed (2) of activated carbon with, in the lower part of the reactor, a inlet (4) of the fluid, in particular of the liquid, to be treated, and means (5) for discharging the treated fluid into the upper part of the reactor, characterized in that the active carbon is in grains, and the installation comprises a means (M) circulating fluid, according to ascending flow, at least two speeds, one of which is insufficient to cause a significant expansion of the bed, and the other is sufficiently strong to cause a significant expansion of the bed. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que la taille effective des grains est comprise entre 0,3 et 1,5 mm, de préférence entre 0,6 et 1,2 mm.12. Installation according to claim 11, characterized in that the effective size of the grains is between 0.3 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm. 13. Installation selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que le moyen (M) de mise en circulation du fluide, notamment du liquide, est une 30034 7 7 10 pompe (7) à vitesse variable.13. Installation according to claim 11 or 12, characterized in that the means (M) for circulating the fluid, in particular the liquid, is a pump (7) variable speed. 14. Installation selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que, dans le cas d'un liquide en particulier d'eau, le moyen de mise en circulation (M) 5 comprend une colonne (12) de liquide de hauteur supérieure à celle du liquide dans le réacteur (1) avec une alimentation à faible débit pour la phase de filtration/adsorption, et une alimentation à plus fort débit pour la phase de lavage pour créer un effet de chasse, une vanne (13) étant prévue pour mettre en service l'une ou l'autre conduite.14. Installation according to claim 11 or 12, characterized in that, in the case of a particular liquid of water, the circulation means (M) comprises a column (12) of liquid greater than that of the liquid in the reactor (1) with a low flow feed for the filtration / adsorption phase, and a higher flow feed for the wash phase to create a flushing effect, a valve (13) being provided for activate one or the other pipe. 15. Installation selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisée en ce qu'une conduite (10) est prévue sur la paroi du réacteur (1) et débouche dans la hauteur du lit (2) de charbon actif au repos, de sorte qu'une évacuation d'une partie du charbon actif du lit peut être assurée lors de la phase de lavage.15. Installation according to one of claims 11 to 14, characterized in that a pipe (10) is provided on the wall of the reactor (1) and opens into the height of the bed (2) of activated carbon at rest, so that an evacuation of a portion of the activated carbon bed can be provided during the washing phase.