Brevet FR2243159A1 — publié le 19750404

Le chlore est largement utilisé dans de nombreux procédés chimiques et biologigues. Le chlore résiduel contenu dans les effluents de ces procédés peut causer des problèmes d'eaviron- nement et on s'efforce de limiter le déversement de ce chlore résiduel, particulièrement dans les eaux de surface. Dans beaucoup de procédés, on traite le chlore résiduaire par un alcali avant de le déverser. Ce traitement forme de 1 'ky- pochlorite. 'hypochlorite est une forme de chlore actif, de sorte que son déversement est limité, vu ses effets sur les plantes et animaux aquatiques Il est connu d'employer l'anhydride sulfureux pour détruire l'hypochlorite. Toutefois, l'anhydride sulfureux est difficile à manipuler, il a un caractère nocif et forme des sulfates dans l'effluent traité. On emploie aussi la décomposition catalytique pour détruire les hypochlorites; toutefois, cette technique ajoute des métaux lourds à l'effluent. Ce procédé est, en outre, lent de sorte qu'il nêcessite#des appareils à grande échelle pour le stockage de la solution en cours de traitement. Il est connu que l'eau oxygénée réagit lentement sur l'acide hvpochloreux non dissocié, HOCL, en solution acide, voir R.C. Connick, JACKS 69, 1509 (1947). La cinétique de cette réaction dans un alcali a aussi été décråte, voir Erdey et Inczedy, Jacta Chim. Acad. Sci. Hune. Il (1-2), 125 (1957). Ces auteurs n'ont pas reconnu le fait cue la réaction est ånstan- tanée ou quantitative, car leur mesure de l'oxygène dégagé ne révèle pas la rapidité de la réaction. La Demanderesse a découvert que l'on peut utiliser l'eau oxygénée pour éliminer l'hypochlorite de courants alcalins aqueux, c' est-à-dire de courants résiduaires ayant un pH supe- rieur à 8,5, si l'on ajoute au moins une mole de H202 par mole de OCI contenue dans le courant. Cette découverte est très utile dans la lutte contre la pollution car la réaction est pratiquement instantanée et quantitative dans ces conditions et il ne se forme pas de sous-produits nocifs. M8me si l'on met en oeuvre le procédé avec un léger excès de H202, il ne pollue pas l'eau de surface.Cette petite quantité de H202 se décompose graduellement, en partie à cause de divers catalyseurs contenus dans l'eau, en partie par oxydation de diverses substances organiques et en partie sous l'action des rayons ultra-violets. Les avantages de H202 sur 1'l'anhydride sulfureux sont sa facilité de manipulation, son-caractère non nocif, sa solubilité et l'absence de sulfates dans l'effluent. En outre, la chaleur dégagée par la réaction de H2O2 sur OCI est moindre et la réaction est si rapide que la conception des appareils est simplifiée. D'autre part, le courant traité peut contenir presque n'importe quelle autre substance chimique et le procédé est praticable. Le procédé de l'invention met en jeu, dans l'eau, la réaction suivante L'ion OCl est présent sous forme de sel métallique, habituellement de sel de sodium ou de calcium. Cette réaction est rapide et quantitative aux tempéra- tures ambiantes et on applique normalement des températures de 10 à 60 C. On ne peut obtenir aucun avantage en opérant audessus ou en dessous de cet intervalle, bien que des tempé- ratures s'élevant jusqu'au point d'ébullition et s'abaissant jusqu'au point de congélation du courant dthypochlorite soient utilisables. Si le courant aqueux d'hypochlorite nta pas un p11 supérieur à 8,5, on peut obtenir le pH désiré en ajoutant une matière alcaline appropriée, par exemple un alcali caustique, de la chaux, etc.. Le procédé de l'invention est praticable à un pli inférieur à 8,5; toutefois, la vitesse de réaction est moindre et le procédé est moins désirable pour la lutte contre la pollution. Dans le procédé de l'invention, on utilise au moins une mole d'eau oxygénée par mole de OCl contenue dans le courant aqueux. Dans de nombreux modes d'exécution, il est désira- ble d'utiliser un léger excès d'eau oxzgénXe pour assurer la destruction complète de l'hypochlorite. La quantité en excès peut Titre très petite, c'est-à-dire une fraction de 1 % car tant qu'il y en a même une fraction de partie par million, il n'y a pas d'hypochlorite résiduel. La concentration du 11202 ajouté n'est pas déterminante et on peut utiliser des concentrations commerciales de 1 à 70% en poids. Si on le désire, on peut utiliser un courant résiduaire contenant du peroxyde à une moindre concentration. La concentration de l'hwpochlorite dans le courant n'est pas déterminante. Il est démontré que la réaction est rapide et quantitative avec une solution contenant 10% de NaOOl aussi bien qu'avec celles qui en contiennent seulement I mg/l. On peut conduire la réaction de façon discontinue ou de préférence continue, dans un réacteur tubulaire ou similaire, conçu pour faire face au dégagement d'oxygène qui se produit. Dans le mode d'exécution discontinu, on peut'ajouter en une seule fois l'eau oxygénée à lthypochlorite résiduaire; toutefois, étant donné le dégagement d'oxygène, il est préférable d'aåouter le 11202 graduellement en un certain temps. On peut appliquer une agitation; toutefois, à cause de l'oxygène qui se dégage, il arrive qu'elle ne soit pas nécessaire dans bien des conditions. Dans le travail continu, la réaction peut strie commandée automatiquement par des moyens appropriés, par exemple par une électrode à potentiel d'oxydation-réduction, par titrage automatique ou de préférence par absorption d'ultraviolet. Le procédé de l'invention est utile au traitement de tout courant aqueux contenant de l'hypochlorite, particulièrement de courants résiduaires. Ainsi, il est utile au traitement des courants provenant de la fabrication du chlore et de son utilisation, par exemple de la fabrication d'hydrocarbures chlorés, du revêtement électrolytique et aussi au traitement de solutions recyclées d'hypochlorite utilisées comme courants de traitement dans 1 1ind#strie des alcalis chlorés. On peut utiliser le procédé quand le courant résiduaire contient d'autres corps, par exemple des caustiques, du chlore, des carbonates, des nitrates, des ions métalliques lourds, par exemple ferreux et ferriques, des hydrocarbures chlorés, divers sels dissous, etc... qui ntinfluencent pas la réaction entre l'hypochlorite et l'eau oxygénée. On a trouvé que la réaction de H202 sur l'hypochlorite est beaucoup plus rapide que sa réaction sur presque tout autre corps t H202 reagit préférentiellement sur l'ion hypochlorite. Ainsi, on peut traiter par le procédé de l'invention à peu près toute solution contenant de l'hypochlorite, quels que soient les autres corps présents. On illustrera maintenant l'invention par l'exemple d'exécution suivant. Exemple On utilise le procédé de l'invention pour détruire l'hypochlorite dans une solution de caustique, de chlorure et d'hypochlorure. Une telle solution est typique du courant résiduaire donné par un procédé de chloration d'hydrocarbures et a la composition suivante (en poids) soude 2,5 * carbonate de sodium 0,7 % chlorure de sodium 10,7* hypochlorite de sodium 4,3 % eau 81,8% La solution a un p11 supérieur à 12. À 25 ml de cette solution (0,016773 mole de NaOCl), on ajoute 1,603 ml d'eau oxygénée à 35% (0,01761 mole de 11202), soit un excès stoechiométrique de 5 * de 11202. Il se produit une réaction instantanée avec libération d'oxygène. L'analyse de la solution traitée révèle qu'il n'y a plus d'hypochlorite après l'addition de 11202. R E V E N D I C A T I O N Procédé visant à éliminer rapidement et complètement les ions hypochlorite de courants aqueux sans former de sousproduits nocifs, caractérisé par le fait que lton ajoute de l'eau oxygénée au courant contenant de l'hypochlorite qui a un pH supérieur à 8,5, à raison d'au moins une mole d'eau oxygénée par mole d'ion hypochlorite contenu