Brevet FR2134035A1 — publié le 19721201

Cette invention concerne le traitement des effluents industriels et des eaux usées (désignés par la suite sous le nom de effluent). On utilise couramment un certain nombre de procédés pour épurer les effluents industriels et les eaux usées. La plupart de ces procédés comprennent l'étape d'addition d'un agent de floculation approprié qui précipite une grande partie des impuretés en suspension sous forme d'une boue. On élimine facilement la boue de l'eau dans des réservoirs de décantation. Toutefois, les agents de floculation conventionnels ne sont pas efficaces pour toutes les impuretés que l'on rencontre dans les effluents industriels et dans beaucoup de cas, ils n'ont aucun effet. De plus, ils sont codteux et comme on-doit les utiliser en grande quantité, les procédés d'épuration qui les utilisent tendent a devenir peu économiques. On mesure généralement la teneur en impuretés des effluents par les valeurs de la AO (absorption d'oxygène), la DCO (demande chimique en oxygène) ou la DBO (demande biologique en oxygène), et la plupart des autorités municipales demandent que les valeurs de la OA, la DCO et la DBO soient inférieures aux valeurs prescrites avant qu'ailes ne donnent l'autorisation de les rejeter dans les eaux publiques. Les termes AO, DCO et DBO sont interchangeables dans un but pratique, et la valeur de la AO est celle qui est le plus généralement utilisée. C'est un objet de la présente invention de fournir un procédé de réduction de la teneur en impuretés, c'est-à-dire la valeur de la AO, d'un effluent, procédé qui est efficace et relativement peu cher par rapport aux procédés de la technique antérieure. Selon l'invention, il est fourni un procédé de réduction de la valeur de la AO d'un effluent consistant à mettre l'effluent en contact avec une paire d'électrodes, dont au moins l'une contient du fer, à appliquer une différence de potentiel entre les électrodes, l'électrode qui contient du fer étant lfanode, avec une densité de courant suffisante pour former dans l'effluent, par érosion de l'anode, des ions fer à une concentration suffisante pour provoquer la formation d'une boue d'au moins une partie des impuretés de l'effluent, à laisser la boue décanter, et à éliminer la boue. Si la densité de courant est suffisamment élevée, l'anode est soumise à une érosion qui forme dans l'effluent des ions fer.Ces ions fer, probablement sous forme de l'hydroxyde, provoquent la formation d'une ?ooue d'au moins une partie des impuretés de L'effluent, et on laisse cette boue se decanter, puis on l'élimine. Le temps nécessaire pour que la boue se forme et décante, varie avec le type d'effluent qui subit le procédé, et avec le degré d'épuration désiré. Il faut noter toutefois que l'addition d-'hydroxyde ferrique comme floculant pour provoquer la formation de la boue n'est pas viable d un point de vue économique, au contraire du procédé de l'invention qui est très intérossant au point de vue économique. a différence de potentiel appliquée peut varier entre de larges limites, la différence de potentiel préférée étant comprise entre 10 et 50 volts et la densité de courant préférée étant entre 0-,775 et 7,75 A/dm2 Comme indiqué ci-dessus, l'éle-trode fcrmant l'anode utilisée contint du fer. Ce peut être par exemple une plaque d:acier ou des copeaux d'acier dans un récipient permettant le contact des copeaux et de l'effluent quand ce récipient est immergé dans .'effluent, par exemple un panier de matériau non conducteur, de préférence d'une matière plastique. L'électrode formant la cathode utilisée peut être de n' importe- quel matériau conducteur approprié comme le platine, le charbon, l'acier, etc. Cette électrode est de préférence une plaque d'acier. On a trouvé que l'on peut rendre la formation et la décantation de la boue plus efficaces en utilisant certaines conditions préférées. Comme exemples de telles conditions, citons 1. Addition à l'effluent d'un polyélectrolyte comme un polyélectrolyte à base de tanin ou un agent de floculation connu comme le sulfate d'aluminium 2. Acidification de l'effluent lorsqu'il est neutre ou alcalin, le pH préféré étant entre t et 5 3. Elévation de la température de l'effluent, de préférence à une température comprise entre 40 et 50du. e procédé peut être continu ou discontinu. On peut appliquer le procédé de l'invention a une grande variété d'effluents. Par exemple, le procédé a permis de traiter avec un succès particulier des effluents provenant d'une usine de lavage de laine, d'une brasserie, d'une usine de textile, d'une fabrique de levure, d'une fabrique d'amidon, d'une usine de chromage et de nickelage, d'une sucrerie et d'une papeterie. On va maintenant décrire les modes de réalisation de l'invention en se référant au dessin ci-joint, dans lequel La Figure 1 est une vue de dessus schémati-e d'un appareil permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention, La Figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Figure 1, et La Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Figure 1. En se référant au dessin, il est représenté un réservoir lo qui est rectangulaire et a des parois 12 et des extrémités 14 verticales. L'intérieur du réservoir est divisé en un certain nombre de compartiments 16 par des plaques de séparation 18. La base de chaque compartiment est inclinée vers les orifices d'évacuation 20 (voir Figures 2 et 3) pour évacuer la boue formée des compartiments. Chaque orifice d'évacuation communique avec une canalisation commune 22 pour enlever la boue. Chaque orifice est fermé par une vanne conventionnelle 24. Chaque compartiment contient trois plaques d'acier montées verticalement. Les plaques extérieures 26 forment les cathodes quand on traite un effluent selon le procédé de l'invention et les plaques intérieures 28 forment les anodes L'écoulement de l'effluent d'un compartiment au suivant se fait par les canalisations 30. Des gouttières de débordement 32 sont prévues le long de chaque côté longitudinal du réservoir et ces gouttières servent à enlever l'écume et la mousse formées sur l'effluent pendant le procédé. Pendant le fonctionnement, on introduit l'effluent dans le premier compartiment du réservoir par la canalisation 34 d'arrivée. Après avoir rempli le premier compartiment, l'effluent déborde dans le second compartiment par la canalisation 30, et ainsi de suite jusqu'à ce que les compartiments soient remplis d'effluent. On applique uoedifférence de potentiel entre les électrodes en utilisant une source conventionnelle d#électricité. Comme indiqué ci-dessr.s, la conne#trio=2 est faite de telle sorte que les plaques intérieures sont les anodes et que les plaques extérieures sont les catnodes. Au départ, il se forme une mousse et une écume qui flottent sur l'effluent et que l'on enlève pour les traiter ultérieurement ou les jeter, le long des gouttières de débordement 32. Puis, une boue commence à se former dans l'effluent et à décanter, et l'on élimine cett# boue tout au long de la canalisation 22 après avoir ouvert les vannes 24. De cette manière, la valeur de la AO de l'effluent est sensiblement réduite et un effluent de faible AO passe dans la canalisation de sortie 36 dans le dernier compartiment. On peut, si on le désire faire subir à cet effluent un autre traitement si, par exemple, il est nécessaire d'avoir une réduction supplémentaire de la AO. En utilisant l'appareil décrit ci-dessus, on effectue des essais sur des effluents d'un certain nombre 3'usines et de fabriques. On lonne ci-dessous des exemples de procédés effectués sur des effluents provenant d'une 'usine de textile et d'une usine de lavage de laine. Dans un premier exemple, on fait subir le procédé de 1' in- vention à l'effluent d'une usine de textile dans l'état où il est évacué. L'effluent a un pH de 12 à 14 et l'on effectue le procédé à la température ambiante. On applique entre les plaques une différence de potentiel de 12 volte et la densité de courant est d'environ 1,55 A/dm . Au départ, les graisses, savons, huiles et impuretés semblables se rassemblent à la surface de l'effluent sous forme d'une mousse, et on les enlève.Puis, il se forme une boue qui décante de l'effluent, et après 3 à 5 heures, les impuretés ont été détruites et enlevées de l'effluent a un degré tel que la valeur de la AO a été réduite à 1000 ppm pour une valeur initiale supérieure à 7000 ppm. Puis, l'addition d'un agent de floculation conventionnel réduit encore la teneur en impuretés A un niveau acceptable pour unc réutilisation. Dans un second exemple, on utilise le meme effluent, sauf qu'on l'acidifie avec de l'acide sulfurique à un pH de 5 et que l'on élève la température à 400C. La différence de potentiel est encore de 12 volts et la densité de courant est de 3,1 A/dm2. Dans ces conditions, il faut seulement une demi-heure pour réduire la teneur en impuretés à un degré tel que la valeur de la AO est de 1003 ppm. Dans un troisième exemple, on traite l'effluent d'une usine de lavage de laine. La valeur de la AO de l'effluent avant le traitement est de 4500 ppm. La différence de potentiel appliquée est de 12 volts, et la densité de courant est de 1,55 A/dm. On trouve qu'à la température ambiante, il faut environ 3 heures pour réduire la valeur de le 50 en dessous de 500 ppm, alors qu:à une température de 500C, le temps nécessaire pour réduire la AO à la même valeur esL de 1 à 2 heures. On a de plus trouvé qu'en ajoutant du sulfate d'aluminium au taux de 0,44 g/l, on rend la formation et la décantation de la boue plus efficaces. REVENDICATIONS 1. Procédé de réduction de la valeur de l'absorption d'oxygène (AO) d'un effluent, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre l'effluent en contact avec une paire d'électrodes dont au moins l'une contient du fer, à appliquer une différence de potentiel entre les électrodes, l'électrode qui contient du fer étant l'anode, avec une densité de co'#r#nt suffisante pour former dans lteffluentfpar érosion de l'2node:des ions fer à une concentration suffisante pour provoquer la formation d'une boue d'au moins une partie des impuretés de l'effîuent, à laisser la boue décanter, et à éliminer la boue. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la densité de courant est comprise entre 0,775 et 7,75 A/dm2. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'électrode constituant l'anode utilisée est une plaque d'acier. 4. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'électrode constituant l'anode utilisée cst constituée de copeaux d'acier dans un récipient permettant le contact des copeaux et de effluent quand ce récipient est immergé dans l'effluent. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le récipient est un panier de matériau non conducteur. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau est une matière plastique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'électrode formant la cathode utilisée est une plaque d'acier. S. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'effluent a un pH acide. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pH de l'effluent est de 4 à 5. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on maintient la température de 1'effluent entre 40 et 500C. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on ajoute un polyélectrolyte à l'effluent. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la différence de potentiel est comprise entre 10 et 50 volts. 13. Effluent ayant une faible valeur de la AO, quand il est obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revenaications 1 à 12.