Brevet FR2137801A1 — publié le 19721229

: Cette invention se rapporte de façon générale à l'épuration des liquides et concerne plus particulièrement un appareil pour la purification des liquides par électroflottation. Des équipements de flottation ont déjà été utilisés pour sé-5 parer des liquides des matières solides ou des liquides non miscibles en suspension» Des équipements électrolytiques ont été employés en o&tre pour produire un écoulement ascendant des bulles de gaz pour la flottation, mais une partie au moins de ces équipements ont été coûteux à faire fonctionner. tO Les caves connues de flottation électrolytiques ne permettent pas d'ailleurs d'obtenir Tin rendement maximum à partir du courant ascendant de bulles de gaz. Une cuve de ce genre a une configuration rectangulaire et le liquide s'écoule horizontalement à travers la cuve tandis que les bulles ascendantes laissent des impuretés à 15 la surface. Dans une pareille cuve, il se produit une charge très défavorable sur les électrodes entre le point où. le liquide est introduit et l'endroit oîi l'effluent est évacué. Une autre cuve connue d*électroflottation comporte taie seule paire d'électrodes percées de petits trous pour la production de 20 bulles de gaz et une zone turbulente s*étendant au-dessus d'elles pour la distribution de la phase en suspension à travers la masse de liquide. Or les recherches qui ont conduit à l'invention ont permis de constater qu'il est désirable de supprimer toute turbu- \ lence. Un autre appareil connu pour l'électroflottàt±©n-'représente * \ 25 un perfectionnement qui prévoit un bras distributeur à rotation • placé au-dessus des électrodes et un bras collecteur d'effluerA; rotatif placé au-dessous des électrodes. Il est désirable de disposer dans cette technique d'un appareil d'électroflottation plus efficace et encore simplifié. 30 Un but général de la présente invention est de permettre la réalisation d'un appareil d'électroflottation qui soit plus àLmple, plus efficace et ™in3 coûteux que les appareils appartenant à la technique antérieure. Une particularité importante à cet égard est la création d'un écoulement non turbulent de liquide directement 35 à 1*encontre de l'écoulement des bulles de gaz sur une distance sensiblement verticale. Une autre particularité de l'appareil, objet de l'invention, réside rtang Ce fait que l'étendue surfaciale des électrodes négatives est supérieure à celle des électrodes positives. En outre, les 72 1696^ 2 2137801 électrodes disposées en principe horizontalement sont espacées dans toute 1*étendue au moins de la majeure partie de la hauteur de la cuve. D'autres particularités et avantages de l'invention découlent 5 de la suite de cette description qui se rapporte à deux modes de réalisation et qui sont représentés par les dessins schématiques annexés dans lesquels La fig. 1 est une vue schématique d'un appareil d'électroflottation conforme à la présente invention, 10 la fig. 2 est une vue en coupe verticale prise par la ligne 2-2 en fig.1. La fig. 3 est une vue en coupe horizontale prise par la ligne 3-3 eu fig. 2» La fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de 15 réalisation de cet appareil. La fig. 5 est une vue en coupe transversale par la ligne 5-5 en fig.4. De façon générale, l'appareil représenté schématiquement par la fig.1 comprend une cuve d'électroflottation 10 qui est ouverte 20 à sa partie supérieure et comporte un conduit d'influent 12 qui permet l'arrivée du liquide à traiter dans la partie supérieure de la cuve à partir d'un réservoir 14. Un conduit à effluent 16 évacue le liquide purifié à partir du fond de la cuve. Des valves 12a et 16a associées avec des conduits 12 et 16 règlent l'écoulement à 25 travers la cuve 10 selon un débit calculé de telle sorte qu'il ne s'y produise pas de turbulence. Soute matière floculante qui s'élève jusqu'au sommet de la cuve 10 est évacuée de la surface par un transporteur désigné dans son ensemble par 22. Tandis que cette matière floculante peut être éva-30 euée par n'importe quel dispositif acceptable, le transporteur 22 est représenté comme comportant un certain nombre de palettes 23 montées sur une bande continue 24 qui se déplace autour de rouleaux entraînés 25 et 26. Une auge 27 reçoit la matière floculante déchargée et la transporte à un réservoir récepteur 28 ou l'évacué à tra -35 vers un orifice de sortie 29. Dans la réalisation que montre la fig.2, la cuve 10 affecte la forme d'un cylindre droit aj"ant une section circulaire et mesurant un rapport entre sa hauteur et son diamètre représentant environ 5 à 1. Alors que d'autres formes sont envisagées, il est 72 16964 3 2137801 * préférable que la cuve mesure une hauteur qui soit au moins égale à deux fois son diamètre effectif de telle sorte que l'écoulement du liquide à travers elle soit assuré en contrecourant par rapport à,1'écoulement des bulles de gaz ascendantes. Le terme "diamètre 5 effectif" signifie la largeur moyenne de la cuve 10. Un réservoir peu profond ayant un rapport entre sa hauteur et son diamètre effectif égal à 1î1 ou inférieur à cette valeur n'assure pas l'écou-\; lement en contrecourant désirable. La cuve mesurant une hauteur au moins deux fois égale, et de préférence, plusieurs' fois égale 10 à son diamètre effectif, contribue à assurer l'écoulement non turbulent auquel il a été fait allusion. Plusieurs électrodes positives 32 et plusieurs électrodes négatives 34 sont disposées horizontalement dans la cuve 10. A titre d'exemple de matériaux appropriés, les électrodes négatives 34 15 sont établies en carbone et les élèctrodes positives 32 en "Durion". Il est préférable que ces électrodes soient disposées verticalement "les uneB par rapport aux autres le long de la majeure partie au moins de la hauteur de la cuve et avantageusement le long de la totalité de sa hauteur comme le montre la fig. 2. Il n'est d'ailleurs 20 pas nécessaire que .leur espacement soit uniforme. Les recherchés dont il a été parlé ont permis, en effet, de constater qu'il est préférable qu'jp. y ait un plus grand nombre d'électrodes négatives 34-que d'électrodes positives 32 (comme représenté) et qu'il soit prévu une concentration d'électrodes négatives à proximité du fond 25 de la cuve 10. Ceci donne la certitude, en effet, qu'il existe une : charge polaire négative importante à proximité du fond sans que des bulles de gaz s'y trouvent formées pour repousser la matière floculante à charge négative. Cette charge assure une zone de quiescen-ce qui fait office de tampon pour empêcher toute matière floculante 30 d'être déchargée à travers le conduit à effluent 16. Des eaux résiduaires de laiterie, d'huilerie et de teinturerie peuvent être efficacement traitées à l'aide de l'appareil sus-in-diqué» Divers produits de purification sont ajoutés suivant le type de liquides résiduaires .qu'on traite. Ces coagulants typiques com-35 prennent le sulfate d'aluminium, le chlorure ferrique, la chaux, le sulfate de sodium hydraté et les poly-électrolytes tels que le "Hacolyte 607" vendu par la Société américaine dite : Nalco Chemical Company. Lorsqu'on traite par exemple des eaux résiduaires de laiterie, il est possible d'obtenir aisément un traitement de deux 72 16964 4 2137801 fois la capacité de la cuve par heure jusqu'à quatre fois cette capacité. Dans la réalisation représentée dans les fig. 4 et 5, il est prévu de façon générale une cuve 40 ayant un profil en Y qui com-5 porte des parois latérales verticales 41 et 42 et des parois latérales 43 et 44 qui convergent vers le bas. La cuve 40 est ouverte à sa partie supérieure et comporte un fondr45 sensiblement plus petit. Cette forme s'est avérée comme avantageuse étant donné que la majeure partie du traitement s'effectue à proximité de la partie 10 supérieure de la cuve. Grâce à cette façon de procéder, le volume de la cuve peut être réduit sans diminuer sa hauteur. Pour exprimer les choses d'une autre façon, Je rapport entre la hauteur et le diamètre effectif est augmenté sans réduire la section de la partie supérieure et sans diminuer la hauteur. Le même résultat peut être 15 obtenu avec voie cuve à forme pyramidale ou tronconique. Ici encore, il est préférable de prévoir un plus grand nombre d'électrodes négatives 52 que d'électrodes positives 54. Ces élèctrodes sont disposées, de préférence, selon un rapport d'environ 3 à 2 comme représenté dans la fig.5. Une autre particularité de ce mode de 20 réalisation, c'est qu'il comporte une plaque 56 à charge négative couvrant sensiblement la totalité du fond de la euve. Ceci est destiné ici encore à assurer une forte charge polaire négative à proximité du conduit à effluent 16 ;de manière à empêcher toute matière floculante de s'y écouler. 25 II a été précédemment indiqué que l'écoulement se produisant à travers la cuve 10 ou 40 est, de préférence, non turbulent dans toute son étendue et que le rapport entre la hauteur et le diamètre effectif coopère en vue de l'obtention de ce résultat. A titre d'autres particularités qui permettent d'obtenir ce résultat in-30 téressant, un distributeur 60 ou 60* est solidaire du conduit d'influent 12 des cuves désignées respectivement par 10 et 40. Ce distributeur est conformé de manière à parachever l'action du distributeur à euve 60 qui est un tube circulaire tandis que le distributeur 60' est un tube rectangulaire. Le distributeur étale, de préférence régulièrement,le liquide influent sur la partie supé-35 rieure de la cuve mais laisse un espace ouvert suffisant pour permettre un passage facile de la matière floculante vers le haut. Il est évident à la lecture de ce qui précède que l'appareil sus-décrit constitue une installation nouvelle et utile d'électro— 72 16964 5 2137801î flottation dans laquelle la cuve comporte un dispositif de réglage permettant d'y assurer un écoulement non turbulent du liquide en contrecourant direct par rapport à l'écoulement des "bulles de gaz et sur une notable distance verticale. La cuve comporte également 5 un certain nombre d'électrodes disposées en principe horizontalement et espacées verticalement ét de façon uniforme, bien que ceci ne soit pas nécessaire dans la cuve le long d'une partie principale au moins de sa hauteur. Les électrodes sont disposées de manière à assurer une zone à charge négative à proximité du fond de la cuve. 10 Divers détail s de réalisation peuvent être modifiés, sans s'é carter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 72 16964 6 2137801 REVENDICATIONS 1.- Appareil d'électroflottation pour la purification des liquides caractérisé en ce qu'iT comprend î- a) une cuve (10,40) comportant un fond et une partie supérieu- 5 re; b) un dispositif adducteur (12,60,60') placé à proximité du sommet de la cuve en vue de l'introduction du liquide à purifier et de la distribution de ce liquide dans la section droite de cette cuve î 10 c) tin organe d'écoulement (16) placé à proximité du fond de la cuve en vue de l'évacuation du liquide purifié hors de cette cuve; d) plusieurs électrodes (32,34*52,54) disposées en principe horizontalement et les unes au-dessus des autres dans la cuve et connectées à une source d'électricité pour produire un écoulement 15 ascendant des bulles de gaz par électrolyse du liquide s'écoulant de haut en bas à travers la cuve, cette source d'électricité comprenant vin équipement de réglage permettant de modifier les caractéristiques électriques du courant fourni à ces électrodes afin de régler la production des bulles de gaz, l'étendue totale des élec-20 trodes négatives étant supérieure à celle des électrodes positives montées dans la cuve, une concentration de la superficie des électrodes négatives étant prévue près du fond de la cuve pour ménager une zone à charge négative à proximité de l'organe d'évacuation. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par un 25 transporteur (22) placé à la partie supérieure de la cuve en vue de l'élimination des matières floculantes à partir de la surface du liquide qui se trouve dans la cuve. 3.- Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport entre la surface totale des électrodes négatives 30 et celle des électrodes positives est approximativement égal à 3:2. 4.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que la cuve (10) est de forme cylindrique et mesure une hauteur représentant plusieurs fois son diamètre effectif. 35 5.- Appareil suivant l'orne quelconque des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que les côtés de la cuve (40) convergent de sa partie supérieure vers sa partie inférieure. 6.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que la totalité du fond de la cuve constitue une 40 électrode négative.