Brevet FR2204577A1 — publié le 19740524

La présente invention concerne un procédé pour enlever des impuretés organiques dissoutes d'eaux résiduaires industrielles et municipales et en particulier pour traiter les effluents des fabriques de pâtes et papiers kraft. La présente invention concerne le traitement d'eaux ou d'effluents de ce genre, consistant à effectuer le traitement in situ des effluents par du charbon actif et par un gaz comportant de l'oxygène, comme de l'air ou de l'oxygène en bouteille. La teneur en matières organiques totales des effluents peut atteindre ou même dépasser 500 mg/l et, selon la présente invention, les particules de charbon actif sont mises en suspension lorsque le gaz contenant de l'oxygène est dispersé dans l'effluent. La présente invention indique que les résultats sont obtenus en l'absence d'une activité biologique. En fait, l'intensification de l'enlèvement de la couleur d'un effluent d'une fabrique de papier kraft, que l'on obtient grâce à la présente invention, ne peut être due à une activité biologique aérobie car l'on sait que les corps colorés résistent à une activité biologique aérobie. Par ailleurs, la présence d'une activité biologique aérobie n'a pas été trouvée nuisible.Bien que l'on ne connaisse pas totalement l'explication théorique sousjacente à la présente invention, on indique un mécanisme nettement distinct d'une activité biologique aérobie ou anaérobie. La technique antérieure concernant l'enlèvement des impuretés organiques d'effluents comprend les procédés destinés à enlever les corps organiques dissous par adsorption sur du charbon actif en poudre ou granulaire. La pratique concerne également un meilleur enlèvement des corps responsables de la demande biologique en oxygène et la charge apparente étonnament élevée que l'on obtient dans des colonnes d'adsorption comportant du charbon actif. On obtient ce phénomène sans aération de la colonne d'adsorption et l'on explique habituellement cela en citant ltexistence dans la colonne d'une activité bactérienne aérobie ou anaérobie.Une telle activité conduit habituellement à un bouchage hydraulique final de la colonne d'adsorption,et ce facteur empêche d1augmenter intentionnellement par aération cette activité biologique. L'art antérieur utilise encore une activité aérobie ou anaérobie pour la régénération du charbon actif usagé. Dans un procédé, on met hors circuit une colonne de charbon qui s'est entièrement chargée des constituants organiques enlevés d'un effluentet l'on met cette colonne sur un cycle de régénération sans enlever le charbon de la colonne. Dans ce cycle de régénération, on fait à nouveau circuler de l'eau en série dans la colonne de charbon et dans une cuve où lion maintient une forte activité biologique. Ce procédé implique de longues périodes de temps pour la régénération du charbon. et il nécessite habituellement ltexistence d'un second système d'adsorption par le charbon. L'application de cette technique antérieure se limite à de la matière dégradable par voie bio-. logique. Une autre catëgorie de la technique antérieure comprend la régénération par un processus d'oxydation en milieu humide du charbon actif. Dans un procédé de ce genre, on chauffe jus qu'à 125OC au moins, mais de préf:érence jusqu'à 177OC au moins, en présence d'air, une suspension de la poudre de charbon actif usagé. Un inconvénient de ce procédé réside dans le fait qu'il implique des pressions élevées,ce qui augmente les frais d'équipement et. de compression de. l'air. Comme indiqué- ci-dessus, on obtient les résultats de la présente invention en l'absence d'une activité biologique, bien que l'on puisse appliquer sans effe-t nuisible la présente in Invention en présence d'une activité biologique. L'utilisation d'un gaz contenant de l'oxygène dans le récipient contenant le charbon actif permet également de distinguer par plusieurs principes importants la présente invention de la technique antérieure. En premier lieu, les deux catégories de la technique antérieure mentionnées en dernier lieu utilisent des gaz contenant de l'oxygène pour régénérer, indirectement ou directement, un charbon actif entièrement usagé.En second lieu, la présence simultanée de charbon actif et d'oxygène permet le dérouLement de réactions chimiques d'un type qui n'était nettement pas possible dans ;Les trois premières caté tries de la technique antérieure, et ces nouvelles réactions chimiques s'effectuent 'a un degré qui n'était également--pas possible dans la technique antérieure. Le charbon actif peut, par un effet catalytique ou de concentration, influer sur letype et sur le degré de réaction.En troisième lieu, le contact résultant des produits des réactions chimiques, par opposition à des matières organiques dissoutes et n'ayant pas réagi, avec le charbon actif ayant sa pleine capacité d'adsorption ou ayant une capacité résiduelle importante d'adsorption, constitue un principe qui n'existe pas dans la technique antérieure. En quatrième lieu, on utilise dans la présente invention-des températures ordinaires de I'effluent (inférieures habituellement à 65 C), alorstue l'on utilise un minimum de 7250C dans le dernier procédé cité de la technique antérieure. L'invention présente ainsi plusieurs avantages par rapport 'a la technique antérieure. La quantité ou la dose de charbon actif nécessaire pour diminuer la teneur d'un effluent en substances organiques et porter cette teneur à un niveau donné est une quantité ou dose sensiblement moindre. Le procédé présente plus de souplesse concernant le type de matière que l'on peut retirer de leur solution, et il s'agit non seulement de substances réfractaires à une oxydation biologique mais aussi de matières qui, 'a leur état d'origine, ne s'adsorbent pas facilement. La présente invention possède également l'avantage que, lorsque -I'on opère dans des conditions préférées de températures, de dimensionS des particules du charbon et de densité des suspensions de charbon, on peut réutiliser longtemps le charbon et qu'il n'est pas nécessaire de jeter ce charbon après une seule utilisation. Aucune théorie n'a été établie pour l'invention. Cependant, diverses hypothèses ont été proposées. L'une de ces hy prothèses admet que le charbon actif joue le rôle d'un catalyseur d'oxydation. Dans ce contexte, il a été établi dans des essais séparés que des composés organiques et de l'oxygène sont adsorbés sur du charbon actif en provenance de leur solution aqueuse.Si l'on se base sur des mesures effectuées sur la solution ellemeAme, on constate que l'oxygène adsorbé, exprimé par sa concentration dans l'eau située dans les pores, présente-une concentration représentant environ 100 fois la concentration dans la solution ellemeAme. De façon semblable, la concentration des substances organiques dans l'eau des pores représente environ 1000 à à 2000 fois la concentration dans la solution ellemAeme. Selon cette hypothèse, le charbon actif permet de rassembler les substances organiques et l'oxygène en des concentrations élevées, et ce charbon catalyse ltvxy- dation qui transforme les composés organiques en HZO, CO2 et peut etre en de nouveaux composés organiques, ce qui abu- tit à une nette diminution de la teneur totale du carbone organique en solution. Une autre hypothèse suggère que l'oxydation catalytique des substances organiques aboutit à la formation de substan- ces organiques oxydées que le charbon actif peut plus facilement adsorber que les substances organiques d'origine. Par exemple, bien que cela n'ait pas té établi par des essais expérimentaux, on peut admettre que l'oxydation de ltéthanol, composé qui n'est pas facilement adsorbé, peut aboutir à de l'acide acétique,lequel est plus facilement adsorbé par du charbon actif. Les exemples suivants démontrent mieux les limites de la présente invention, qui réduit la teneur e i atieres orgazi- ques totales et améliore nettement les caractéristiques de coloration d'effluents d'installationspar un traitement à l'aide de charbon actif sous la forme d'une densité préférée de suspension comprise entre 50 et 200 g de charbon actif par litre d'effluent, ces particules ayant de préférence des dimensions comprises entre 0,42 mm et 0,074 mm. On met de préférence en oeuvrele procédé dans un intervalle de températures compris entre 0 et 100 C, et le contact entre le gaz contenant de l'oxygène, d'une part, et l'effluent, d'autre part, s'effectue afin de produire de préférence une teneur en oxygène dissous de l'ordre de 1,0 mg/l.On peut également utiliser des teneurs en oxygène dissous allant jusqu'à environ 9 mg/l. Cependant, des concentrations plus élevées ne peuvent habituel- lement pas se justifier du point de vue économique. La présente invention n t exige pas une activité biologique pour son succès. Cependant, la présence d'une telle activité ne nuit pas au procédé. Exemple 1. On filtre un échantillon typique de l'effluent mixte total provenant d'une fabrique de papier kraft à travers un papier filtre Whatman no 2 pour enlever les solides en suspension, et l'on ajuste le pH de l'échantillon à l'aide de R SO pour en faire passer la valeur de 8,2 (à l'origine) à 7,5. A 3 litres de cet échantillon, on ajoute 200 ml d'eau résiduaire filtrée, 9 mg de nitrate d'ammonium et 1,8 mg d'acide phosphorique, et l'on aère à la température ambiante durant 1 heure environ. On divise ensuite ltéchantillon en deux portions égales de 1500 ml.A l'une des portions, on ajoute 1,5 g d'une poudre de charbon actif à base de lignine (dont 95 % des particules traversent un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille), et l'on n'ajoute rien à l'autre moitié. On aère les deux portions à un taux approximatif l'aération de 5,6 dm3/h pendant une période de 6 jours et l'on prélève 'a certains intervalles de temps de petites quantités en vue d'une analyse. Ces ana- lyses consistent à mesurer la couleur et le trouble après fil- tration à travers un filtre "Millipore" de 0,45 micron (couleur mssurée en unités de couleur APHA à un pH d'échantillon aJusté à 7,6). En outre, on soumet les échantillons filtrés sur du papier à une analyse du pH, de- la teneur en carbone organique (CO), en carbone minéral (CM) et en carbone total (CT). Les résultats obtenus sont présentés aux/tableaux I et II. TABLEAU I Aération en présence de charbon actif et d'eau résiduaire Durée de l'aération Unités Trou- CO CM CT (heures) de cou- ble pH mgl mg/l mg/l leur APHA/l Au début (avant addi tion de char bon) 445 5,3 7,6 119 21 140 Au début (10 à 15 minu tes après l'ad dition du char bon) 231 4,6 7,5 73 19 -92 24 55 1,3 7,6 26 18 44 48 37 0,6 7,8 14 18 32 72 39 0,7 7,8 14 19 33 144 30 0,3 8,2 17 23 40 TABLEAU Il Aération en présence d'eau résiduaire Durée de l'aération.Unités Trou- CO CM CT (heures) de cou- ble pH mg/; mg/l mgXl sieur APHA/l Au début 445 5,3 7,6 119 21 140 24 282 1,9 7,8 82 21 103 48 367 3,5 7,8 52 21 73 72 385 :3,7 7,-8 49 25 74 144 389 2,3 8,4 47 25 72 En plus de ces résultats, on a observé que la portion contenant du charbon actif ne présente p-as de tendance au moussage, alors que la portion sans charbon forme une couche d'environ 2,5 cm de mousse stable pendant tout l'essai. Les résultats de cet exemple mettent en évidence les avantages de l'aération en présence de charbon plus de l'eau résiduairefpar comparaison avec l'aération en présence d'une eau. residuairessseule (oxydation biologique) et par rapport à l'adsorption seule sur du charbon. La différence entre les deux analyses initiales ou de début (avant et après l'addition du charbon) est le résultat de l'adsorption, alors que la poursuite de la diminution de la couleur et de la teneur en carbone organique résulte de l'aération et des réactions complexes que cette aération facilite.La teneur finale en carbone or ganiqùe de la solution représente un enlèvement de 86 ffi des quantités présentes à l'origine et un enlèvement de 77 % du carbone organique restant après I'addition du charbon. Par comparaison, l'aération en présence d'une eau résiduaire seule ne produit qu'un enlèvement de 60 du carbone organique d'origine. La couleur finale en solution dans la portion contenant à la fois du charbon et de l'eau résiduaire représente un enlèvement de 93 % de la couleur d1origine et un enlèvement de 87 % de la couleur restant après l'addition du charbon. A titre comparatif, l'aération en présence d'eau résiduaire produit un enlèvement final de la couleur de 13 fo et un enlèvement maximal intermédiaire (au bout de 24 heures) de 37 . L'enlèvement minimal de la couleur de la portion ne contenant que de l'eau résiduaire est approximativement celui auquel on s'attendait en se fondant sur l'expérience acquise avec des systèmes commerciaux ou industriels pour un traitement biologique d'oxydation des effluents d'une fabrique de papier craft. Au contraire, l'enlèvement quasi total de la couleur, par aération en présence de charbon en plus d'une eau résiduaire,est tout à fait inattendu. Exemple 2. On filtre sur un papier Whatman no 2 un échantillon typique d'un effluent mixte total provenant d'une fabrique de papier kraft pour en enlever des solides en suspension, et l'bon en ajuste le pH à 7,5 par l'addition d'acide sulfurique. L'échantillon présente à la mesure 482 unités de couleur APHA et une teneur en carbone organique (CO) de 159 mg/l. On divise l'échantillon en 5 portions d'i litre chacune que l'on soumet à diverses combinaisons de traitement pour l'enlèvement de la couleur et des substances responsables du carbone organique. Ces traitements consistent en une oxydation biologique, une aération en présence de charbon actif et des combinaisons de ces méthodes, comme suit (i) 1 litre d'effluent plus 150 mi d'eau résiduaire (2) 1 litre d'effluent plus 150 ml d'eau résiduaire plus 1 g de poudre de charbon actif (3) 1 litre d'effluent plus 150 ml d'eau résiduaire plus 5 g de poudre de charbon actif (4) 1 litre d'effluent plus 150 ml d'eau résiduaire plus 0,5 g de poudre de charbon actif usagé (5) i litre d'effluent plus 1 g de poudre de charbon actif. On utilise l'eau résiduaire des portions (i) à (4) avec des additions normales de matières nutritives consistant en 3 mg de nitrate d'ammonium-et 0,6 mg d'acide phosphorique (en milligrammespar litre d'effluent). Le charbon actif que lton utilise dans les portions (2) à (s > est un charbon à base de lignine, disponible dans le commerce pour le traite ment de l'eau et présentant des dimensions particulaires t-elles que 95 % traversent un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille. Le charbon utilisé dans la portion (4) a été au préalable au contactd'1'litre d'effluent dont il a-absorbé 55 mg de carbone total et 200 unités de couleur.Le charbon utilisé dans la portion (5) a eté chauffé durant 3 heure-s'dans une étuve à vide à 1109C pour le stériliser. On aère ensuite vigoureusement les 5 portions afin de maintenir à un niveau élevé la teneur des echantillons en oxygène dissous, l'aération s'effectuant à un taux ou débit approximatif de 5,6 dm3 de gaz à l'heure (dans les conditions normales de température et de pression). L'air a été filtré sur du coton et a été mis au contact d'eau distillée avant de venir au contact des 5 échantillons. On maintient les échan- tillons à la température ambiante et sous un couvercle en matière plastique permettant à l'excès d'air de s'échapper mais empêchant quasi totalement l'admission d'une matière étrangère ou la perte d'eau.On retire de- l'ensemble des 5 échantillons de faibles portions à divers intervalles de temps afin de mesurer dans l'effluent la couleur dissoute et la teneur en carbone organique. Les résultats obtenus sont présentés au tableau III. Les résultats du présent exemple seront examines après l'étude des deux exemples suivants. TABLEAU III Pas d'aéra tion Aération Portion 15-30 minutes Couleur CO 1 jour 2 jours 3 jours 4 jours Cou- Cou- Cou- Cou leur CO leur CO leur CO leur CO 1 507 141 487 98 482 75 508 59 528 60 2 306 92 160 39 113 25 72 17 72 19 3 23 55 21 21 21 10 19 6 19 4 4 495 129 475 70 454 57 417 84 432 77 5 279 95 205 64 141 49 102 44 72 36 Exemple 3. Cet exemple neWconstitue que l'une des diverses expériences effectuées pour déterminer le temps nécessaire pour une simple adsorption de couleur et du carbone organique sur du charbon actif en l'absence quasi totale d'une activité biologique ou d'une aération. On filtre sur un papier filtre Whatman no 2 un echantillon typique de l'effluent total mixte provenant d'une fabrique de papier kraft pour enlever les substances solides en suspension. L'examen de l'échantillon indique 805-unités de couleur APELA et 118mg de carbone organique (CO) par litre. On divise l'échantillon en 3 échantillons d'l litre chacun et l'on ajoute à ces trois échantillons des poids différents de poudre de charbon actif (dont 100 - traversent un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille ; "Pittsburgh Activited Carbon P-300", broyé), c'est-à-dire que l'on ajoute l g/l, 5 gel et 10 g/l. On maintient ces échantillons dans des béchers ouverts d'1 litre à la température ambiante. On les agite à l'aide d'un agitateur multiple à 6 pale-s Phipps et Bird fonctionnant à 100 tr/mn, ce qui maintient le charbon et l'effluent bien mélangés sans formation de tourbillon. Sur ces échantillons, on prélève de petites portions 'a des intervalles réguliers pour effectuer des analyses. Les résultats obtenus sont présentésaux/tableaux IV et V. TABLEAU IV. Couleur en fonction du temps d'adsorption en minutes~ Temps (minutes) O 1 2 3 5 7 10 .30 60 (Avant addition du $car bone) Effl. + 1g/l C.A. 805 597 602 417 440 Effl. + 5g/l C.A. 805 515 255 144 116 Effl. + 10g/l C.A. 805 367 116 61 35 35 TABLEAU V Carbone organique en fonction du temps d'adsorption en minutes Temps (minutes) 0 1 2 3 5 (Avant addition du car bone) Effl. + 1g/l C.A. 118 78 68 63 63 Effl. + 5g/l C.A. 118 48 38 36 33 Effl. + 10g/l C.A. 118 34 30 30 30 29 C.A. : charbon actif Exemple 4. Un autre exemple d'une adsorption simple est représen- té par l'expérience du présent exemple. Cette expérience est semblable -à de nombreux égards'à ltexpérience de l'exemple no 3 mais elle diffère par la température du traitement, par les quantités et les types de charbon que l'on utilise. On filtre sur un papier filtre Whatman n ; 2 un échantillon typique de l'effluent total mixte provenant d'une fabrique de papier kraft pour-enlever les solides en suspension. La mesure de l'échantillon indique 794 unités de couleur APHA et une teneur en carbone organique de 82 mg/l. On divise l'é- chantillon en 3 portions d'1 litre chacune. Dans trois béchers ouverts d'1 litre, on ajoute 1 g de charbon, mais chaque bécher reçoit un charbon différent, à savoir "S-5t" (70 ffi de particules traversant un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille), "KB" (50 % traversant un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille le), "AN" (95 % traversant un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille). ["S-51" et "KB" sont des charbons actifs de la marque commerciale Darco, fournis par Atlas Chemical Industries de Wilmington, Delqaware, Etats-Unis d'Amérique. ; "S-51" est un charbon à base de lignite ; "KB" est un charbon de bois ; "AN" est un charbon à base de lignine fourni par Westvaco Corporation de New York]. On maintient ces trois échantillons dans des béchers ouverts à 40 C. On les agite à l'aide d'un agitateu-r multiple à 6 pales Phipps et Bird fonctionnant à 100 tr/mn, ce qui maintient le charbon et l'effluent bien mélangés sans formation de tourbillon. Sur ces échantillons, on prélève à des intervalles réguliers de petites portions destinées à des analyses. Exemple 5. On effectue une autre expérience encore de façon similaire à l'expérience n 3 que l'on vient juste de déorire, sauf que l'on maintient la température à 95 C au lieu de 40 C. Les résultats des expériences 4 et 5 sont présentés aux/tableaux VI à IX TABLEAU VI Couleur en fonction du temps d'adsorption à 40 C Temps (minutes) O 5 10 15 30 (Avant addition du char bon) Effl. + 1g/1 S-51 794 525 275 440 445 Effl. + 1g/1 KB 794 360 322 343 375 Effl. + 1g/1 AN 794 443 305 236 295 TABLEAU VII Carbone organique en fonction du temps d'adsorption à 40 C Temps (minutes) 0 5 10 15 30 (Avant addition du char bon) Effl. + 1g/l S-51 82 54 52 52 54 Effl. + 1g/1 KB 82 52 50 50 53 Effl. + 1g/1.AN 82 56 52 47 47 TABLEAU VIII Couleur en fonction du temps d'adsorption à 95 C Temps (minutes)- 0 2 5 10. 15 (Avant addition du char bon) Effl.. + 1g/l S-51 794 445 383 376 -375 Effl. + 1g/l KB 794 253 245 233 233 Effl. + 1g/l AN 794 295 315 340 295 TABLEAU IX Carbone organique en fonction dti temps d'adsorption à 959C Temps (minutes-) o 2 5 10 15 (Avant addition du char bon) Effl. + 1g/l S-51 82 54 50 51 52 Effi. + 1 g/i KB- 82 53 53 53 53 Effl. + îg/l AN 82 52 55 54 52 Des expériences 4 et 5 on tire la conclusion que I.'ad- sorption atteint un équilibre en des périodes rélativement courtes de temps lorsque l'on utilise du charbon actif finement divisé (dont 50 % au moins et habituellement 95 % traversent un tamis de 0,044 mm d'ouverture de maille). Les temps nécessaire res pour atteindre l'équilibre dépendent de la température. -A 95#C, 2 minutes suffisent essentiellement. A 40#C, il faut 5 à 10 minutes-. A la température ambiante, 10-s 15 minutes conviennent bien. A l'équilibre, la/quantité de couleur ou de carbone organique maintenue par adsorption sur le charbon actif (ce coton appelle la charge) s'exprime habituellement en unités de couleur par. gramme ou en milligrammes de carbone organique- (CO) par gramme. On obtient ces valeurs en divisant la différence entre la concentration initiale. et la concentration finale de la solution par la quantité de charbon que l'on utilise par litre.Une série d'essais où l'on utilise différentes/quantités de charbon est habituellement souhaitable pour établir la fa- bon dont la- charge à l'équilibre dépend d-e la concentration finale de la solution Si l'on effectue l'essai à une tempéra ure fixe, on obtient de cette façon ce que l'on appelle un isotherme d'adsorption. Il y a plusieurs autres facteurs qui influent sur la vitesse d'adsorption des composés et donc sur le temps nécessaire pour atteindre un équilibre. La dimension des particules de -eharbon actif constitue l'un des facteurs. Un autre facteur est le degré auguel- le charbon est déjà chargé car il diminue la force agissante produisant lladsorption. A mesure qu'augmente la dimension desbarticules et la charge (comme fraction de la charge à l1e'quilibre), les vitesses d'adsorption diminuent. Dans les expériences ci-dessus-, l'adsorption initiale de carbone organique, lorsqu'on commence avec du charbon frais, se produit à des taux voisins de 1000 mg/g et par heure.Lors dtun travail continuel d'adsorption utilisant du charbon granulaire (1,68 mm à 0,42 mm), des taux d'adsorp- tion compris entre 0,05 et 1,5 mg/g et par heure sont plus courants en raison de l'effet de la dimension des particules et de l'effet de la diminution de la force agissante. Lt importance et le sens des résultats obtenus dans l'expérience 1 et dans l'expérience 2 apparaltront maintenant~ plus aisément. La portion 2 de l'exemple 1 (tableau II) et la portion i de l'exemple 2 (tableau III) représentent une oxydation biologique, c1est-à-dire environ 65 % d'enlèvement du carbone organique en 4 jours, avec peu ou pas d'enlèvement de la couleur. On sait généralement que l'oxydation biologique n'enlève pas dans une mesure appréciable la couleur des effluents d'une fabrique de papier craft. La portion 1 de exemple 1 (tableau I) et la portion 2 de l'exemple 2 (tableau III) représentent une combinaison d'adsorption sur du charbon actif et d'une oxydation biologique avec l'augmeatation attendue d'enlèvement du carbone organique,mais avec une augmentation inattendue de l'enlèvement de la couleur. L'adsorption seule enlève 48 94 de la couleur dans l'exemple 1 (comme on le voit par la couleur initiale après addition du- charbon) et 36 % dans l'exemple 2 (comme on le voit par la couleur obtenue après 15 à 3$minutes?. Les réac tions suivantesRde nature non spécifiee,enlèvent 45 à 50 % encore de la couleur d'origine de la s-olution. Un supplément d'enlèvement de couleur et de carbone organique par rapport à celui directement calculé à partir des variations des concentrations de la solution peut provenir du fait qutaux faibles concentrations résiduelles de la solu- tion, la quantité de couleur et de carbone organique maintenue par adsorption sur le charbon est également diminuée. La portion 3 de l'exemple 2 (tableau III) montre une tendance semblable à la portion 2, sauf que. la plus-- grande quantité de charbon que l'on utilise produit des concentra tions nettement plus faibles. La portion 4 de l'exemple 2 montre une- tendance se tuant entre celle de la portion 1 et de la portion 2, par suite de l'utilisation de moins de charbon qui, en outre, çontient déjà de la couleur et du carbone organique adsorbe -en provenant d'un essai antérieur. La portion 5 de ltexemple 2 montre, de façon inatten- due, l'enlèvement du carbone organique ainsi que de Ia cou- leur par un mécanisme qui ntest pas de l'adsorption.Lr tte.nlè- vement du carbone organique au bout de 4 jours excède celui obtenu par l'oxydation biologique seule (portion i), alors que l'enlèvement de la couleur excède85-%-. -Ces résultats sont áp- proximatiyement égaux à ceux de la portion 2, bi-en qutil nty ait essentiellement pas d'activité biologique dats la portion 5, par comparaison avec la grande activité biologique présent te dans la portion 2. Exemple 6. On filtre sur un papier filtre Whatman go 2 un échantillon de l'effluent mixte provenant d'-une fabrique de papier kraft pour enlever les solides en suspension. A un échantillon d'1 litre ainsi préparé par filtration, on ajoute du H2SO4 pour en ajuster le pH-à 7,5 ; on ajoute 150 ml d'une eau résiduaire filtrée plus. 3,0 mg de nitrate d'ammonium et 0,6 mg diacide phosphorique comme matière nutritive pour les organismes bioiogiques se trouvant dans ltéchantillon mixte.On ajoute à ce mélange 5 g d'une poudre de charbon actif à base de lignine (dont 95 % traversent un tamis de 0,044 mm d'ouvertu- re de maille)- et lton aère ensuite le melange par de l'air filtré sur coton et lavé par de l'eau distillée, cet air étant introduit à raison d1environ 5,6 dm3/h. On prépare de façon similaire un autre échantillon d'1 litre d'effluent que l'on aère en même temps que le premier échantillon, mais dans lequel o'introduit ni eau résiduaire ni matière nutritive. On prélève des échantillons pour des mesures de couleur et de carbone organique au bout de 30 minutes, 2 heures, 1 jour et 2 jours d'aération.Au bout de 2 jours, on retire l'eau des deux échantillons par une simple-filtration et l'on met à nou- veau les solides ainsi séparés en suspension dans des échantillons supplémentaires d'1 litre d'effluent. Après 2 jours supplémentaires d'aération, on répète les opérations de séparation et de remise en suspension dans l'effluent et l'on effectue une aération finale durant 2 jours. Les résultats de ces essais successifs sont présentés aux tableaux X et XI qui suivent. TABLEAU X Enlèvement du carbone organique (CO) par du charbon actif et une aération (Concentrations en CO en mg/l) Temps 0 0,5h 2h 24h 48h Echantillon (Avant Avec 5 g/l.de charbon activé l'addi-. plus aération) tion du charbon) Premier litre Effluent plus eau résiduaire 263 68 70 41 25 Effluent 251 -77 85 44 39 Second litre Effluent plus eau résiduaire 261 -135 120 --- 33 Effluent 255 147 129 -- 73 Troisième litre Effluent plus eau résiduaire 159 126 106 67 61 Effluent 200 206 126 99 87 TABLEAU XI Enlèvement de la couleur par du charbon actif et une aération (Concentrations de couleur en unités APHA de couleur) Temps 0 0,5h 2h- 24h - 48 h (Avant (Avec 5 g/l de charbon actif plus Echantillon 1'addi- une aération) tion du charbon) Premier litre Effluent plus eau résiduaire 835 350 110 48 65 Effluent 835 280 174 42 105 Second litre Effluent plus eau résiduaire 1750. 835 414 -- 205 Effluent 1750 715 505 -- 328 Troisième litre Effluent plus eau résiduaire 890 876 729. 500 585 Effluent 910 810 570 496 720 Dans ces essais, l'enlèvement du carbone organique. continue au-delà dé la période de 15 à-30 minutes nécessaire pour établir un équilibre d'adsorption. -Dans.l'échantillon dans lequel on Induit une activité biologique importante par ensemencetent par de l'eau résiduai-re,- cette-poursuite de l'enlèvement s'explique au moins en partie par ce que l'on appelle l'oxydation biologique. Cependant, dans ltexemple~où il n'existe pas ou essentiellement pas d'activité biologique, d'autres mécanismes sont responsables de la poursuite de la diminution du carbone organique dissous. Un mécanisme postulé est l'oxydation de certains composés dans l'effluent pour donner C02 et H20, ce qui laisse cependant d'autres composés en solution et à l'état adsorbé. Un autre mécanisme supposé est l'oxydation de certains ou de tous les composés partiellement seulement, ce qui réalise l'enlèvement du carbone organique de la solution par formation de C02 ou par formation de composés plus fortement adsorbé-s ou par les-deux processus. Quels que soient les mécanismes en cause, leur effet net dans ltexem- ple ci-dessus est une extension efficace de la durée utile du charbon actif avant que ce charbon ne-doive etre régénéré par un procédé bien admis comme une régénération thermique. Il est évident que le procédé indiqué à titre d7exem- Pie ci-dessus peut fonctionner de façon à ce que Itou ajoute continuellement de l'effluent à du charbon actif en suspension et soumis à une aération, cependant que l'on retire continuellement l'effluent ainsi traité du-récipient soumis à une agitation et à une aération. On doit noter que l'aération seule en présence de charbon actif produit un enlèvement de couleur aussi bon ou même meilleur que l'aération plus une activité biologique en présence de charbon. Cela n'est pas surprenant du fait que 1lon sait que les corps colorés présents dans les effluents d'une fabrique de papier craft ne sont es-sentiellement pas enlevés. par des modes opératoires courants de traitement biologique. Par ailleurs, on sait qu'une oxydation biologique seule peut efficacement enlever des pourcentages importants de matière organique de l'effluent. Ainsi on peut admettre que l'enlè- vement comparativement meilleur que l'on obtient par une oxydation biologique en présence de charbon par rapport à l'oxy- dation en présence de charbon résulte de l'effet d'addition des deux types séparés de mécanismes. La vitesse d'enlèvement du carbone organique par l'aération pendant le premier jour d'aération dans exemple ci-dessus équivaut à environ 1 mg de carbone organique par gramme de charbon actif par heure, en comprenant le carbone organique enlevé par adsorption sur le charbon au cours de la première 1/2 heure de l'essai.Voici le bilan des matières que lton utilise pour calculer cette "vitesse équivalente" : Carbone organique de la solution (entrée-sortie) - carbone organique adsorbé (à la sortie) = enlèvement de carbone organique par l'aération - [ (263 - 44) mg/l - 5 g/l x 1-8 mg/g ] x 1 1=129 mg (Un essai séparé effectué avec ce charbon sur un effluent semblable a établi qu'à une concentration de solution de 44 mg de carbone organique par litre, 18 mg de carbone organique seront- maintenus par adsorption pour chaque gramme de ce charbon ac tif). Cette vitesse. d'enlèvement equivalent se compare favo rablement avec les vitesses d'enlèvement dues à une adsorption seule dans des systèmes à adsorption continue et qui se situent entre 0,05 et 1,5 mg de carbone organique par gramme de charbon actif et par heure. Ainsi, la pratique de la présente invention suppose des dimensions d'équipement, par raP- port à la durée de séjour, semblables à celles d'un équipe ment servant pour l'adsorption.En fait, il est évident que l'on doit effectuer simultanément l'adsorption e-t l'aération, ce qui double ou triple approximativement la capacité dlen- levement du carbone. organique par un équipement dtune dimension donnée, pourvu que cet -équipement.comporte les -disposi- tifs mécaniques nécessaires pour une aération et pour enlever de l'effluent traité les particules de charbon en suspen-' sion. Exemple 7 L'appareil utilisé dans le présent éxemple consiste en trois béchers en verre reliés en série l'un à l'åutre. Ils sont disposés de façon que de l'eau, chargée continuellement à un débit fixe dans le premier bécher,-puisse déborder par gravité dans le second bécher et de là dans le troisième bécher et astre finalement rejetée Chaque bécher est muni d'un agitateur pour maintenir en suspension les particules de charbon actif (dont la dimension se situe entre b,42-mm et 0,074 mm), et d'une toile filtrante pour éviter qu-e du charbori en suspension ne quitte avec l'eau l'un des béchers. A des intervalles choisis à l'avance, on retire de chacun des béchers, à l'aide d'une pipette, des volumes mesurés et choisis à l'avance de la suspension contenant les particules de charbon en dispersion, et l'on transfère ces volumes dans un bécher précédent de la série, cependant que l'on introduit dans le troisième et dernier bécher de la série un poids équivalent de particules de charbon actif frais afin de remplacer le charbon qui a été prélevé de ce bécher lorsque l'on en a retiré à cet intervalle de temps le volume choisi à l'avance et mesuré de suspension.De cette façon, on maintient dans chaque bécher une densité constante des particules de charbon en suspension aqueuse, et lton maintient dans le système un écoulement continu de 11 eau traitée. On transfère le volume, choisi à l'avance et mesuré, que l'on prélève sur le premier bécher de la série à chaque intervalle vers un fil- tre ou un dispositif similaire destiné à séparer les solides des liquides et dans lequel on sépare de l'eau les particules de charbon usagées, et l'on renvoie vers le premier bécher de la série l'eau filtrée ou clarifiée avec liteau qui y arrive pour y être traitée. v Dans cet exemple, on fait fonctionner simultanément deux séries de trois béchers de ce genre. On fait fonctionner l'une de ces séries dans des conditions d'absence totale ou quasi totale dtair en faisant barboter de l'azote dans chaque bécher de la série, cependant qu'un couvercle en une pellicule de polyéthylène, placé de façon lacne sur chaque bécher, contribue à maintenir directement au sommet du liquide se trouvant dans les béchers une atmosphère constituée essentielle-. ment d'azote, On fait fonctionner l'autre série de béchers dans des conditions d'aération en faisant barboter de I1 air, filtré sur du coton, dans un dispositif de diffusion comportant un verre fritté et qui est disposé près du bas de chaque bécher. On maintient dans chaque bécher un débit d'aération de 11,2 dm d'air par heure. A ce débit, on maintient. à une valeur supérieure à 4,0 mg la teneur en oxygène dissous de l'effluent contenu dans chaque bécher. On sait que le débit d'alimentation en oxygene est bien supérieur au maximum nécessaire pour la transformatlon de toute la matière carbonée existant dans effluent en C02 et H20. - Le débit minimal de fourniture d'oxygène dépend non seulement de la vitesse à laquelle cet oxygène est chimiguement consommé,mais aussi de la vitesse ou de l'efficacité à laquelle l t oxygène provenant du courant d'air est en fait absorbé dans l'eau. On trouve couramment dans des systemes semblables des efficacités ou rendements d'absorption faibles que 5 à 20 . ta consommation d'oxygène n'a pas été mesurée. On maintient à une valeur inférieure à 0,5 mg/l la teneur en oxygène dissous de la série des béchers comportant une purge d'azote. Au début des opérations du présent exemple, chaque bécher contient 195 g de particules de charbon actif frais dis- persées dans 1560 mi d'eau, ce qui correspond à une densité de suspension de 125 g de charbon par litre. On agite continuellement pendant le traitement la suspension se trouvant dans chacun des béchers. Le charbon que l'on utilise est du charbon actif-gra- nulaire de marque "Darco", obtenu chez Atlas Chemical. Company de Wilmington, Delaware, Etats-Unis d'Amérique7 qui a encore été broyé et tamisé de façon à ne contenir que des particules pouvant traverser un tamis de 0,42 mm d'ouverture de maille et être retenues sur un tamis de 149 microns d'ouverture de maille. Dans le présent exemple, on introduit continuellement dans le premier des trois béchers. de la série rec-evaid de l'azote, à un débit de 3100 ml/h, de l'eau effluente provenant d'une fabrique de papier craft et ayant une teneur en carbone organique total de 225 mg/l et une couleur correspondant à 1055 unités APHA de couleur par litre, cependant que-l'on agi- te le contenu de chacun des béchers. On fait passer suCce;sI-- vement cette eau effluente dans chacun des trois béchers et l'on retire l'eau traitée du troisième et dernier bécher de la série à la meme vitesse ou bien au même débit que l'on introduit dans le premier bécher de l'eau non traitée.La durée de séjour ou de réten-tion de l'eau dans le système est donc de 30 minutes. On fait fonctionner simultanément et de la même façon la série des trois béchers comportant une aération, sauf que le débit dtintroduetion de effluent est de-7100 ml/h, ce qui aboutit à une durée de séjour de 13 minutes. On désigne dans le présent mémoire la couleur de l'eau par des unités de couleur APHA par litre, que l'on détermine par le procédé décrit à la page 192 du livre "Standard Methods or the Examination of Water and Vastewater" (Procédés;;norma- lisés d'examen de l'eau et des eaux résiduaires), publié con jointeraent par "the American Public Health Association", "American Water corps Association", et ttthe Water Pollution New York Control Federation",/12ème édition 1965 (ouvrage disponible à totale American Public Health Association", 1790 Broadway, New York (New York 10019, Etats-Unis d1Amérique). Selon ce procédé, une diminution du nombre d'unités de couleur par litre représente un éclaircissement de la couleur de l'eau. A des intervalles de 30 minutes, on retire à 1 ' aide d'une pipette de chaque bécher des deux séries de béchers des portions de 60 ml chacune de suspension contenant 7,5 g de carbone en dispersion et l'on transfère ces portions vers un bécher précédent, comme décrit ci-après, la portion qui a été retirée du premier bécher de la série étant transférée à un filtre et traitée comme décrit ci-dessus, alors que l'on introduit 7,5 g de charbon actif frais dans le troisième et dernier bécher de la série à chaque intervalle de 30 minutes. La durée de rétention du charbon dans le système est donc de 39 heures. Une fois que l'équilibre s'est établi dans chacun des trois béchers des deux séries, on trouve que l'eau de la série maintenue en atmosphère d'azote présente les caractéristiques indiquées au tableau XII suivant TABLEAU III Carbone organique total et couleur à l'équilibre dans une adsorption sur charbon à trois stades Carbone organique Unités/de couleur total, mg/l APHA par litre Eau non traitée 255 1105 Bécher no 1 147 497 Bécher no 2 85 224 Bécher no 3 49 101 On trouve que l'eau de la série comportant une aération présente les caractéristiques indiquées au tableau XIII suivant TABLEAU XIII Carbone organique total et couleur à l'équilibre dans une adsorption à trois stades sur du charbon en milieu aéré Carbone organique Unités de couleur total, mg/l APHA par litre Eau non traitée 255 1105 Bécher no 1 163 491 Bécher no 2 99 225 Bécher no 3 56 1O- Bien que les résultats des deux séries de cet exemple soient essentiellement -les memes, comme les débits d'addition de charbon et de transfert et les durées de séjour du charbon,. il convient de noter que le débit de l'eau dans la serie de béchers comportant une aération est de 7,1 l/h, alors Qu'il Y a un débit de 3,1 1/h dans la série maintenue sous azote. En d'autres termes, on traite 2,29 fois autant d'aussi le système est maintenu sous aération par comparaison avec ce que l'on peut obtenir lorsqu'on maintient le système sus azote, sans augmentation du débit de charbon ou de la durée de sé-jour et avec une diminution en fait de la durée de rettelition ou de séjour de l'eau de 2,29 fois. On fait fonctionner une troisième série de trois be- chers de façon semblable aux deux séries que lion v-ient juste de décrire, mais sans atmosphère d'azote ni barbotage d'air. On maintient à une valeur inférieure à O, 5 mg/l la, teneur en oxygène dissous de l'effluent contenu dans chaque bécher. On maintient le débit de l'effluent à 7100 ml/h, qui est, le mente débit que dans le cas de la série comportant une aéråtion. Une fois l'équilibre établi dans chacun des trois béchers, on. trouve que l'eau présente les caractéristiques sui vantes Carbone organique total, Unités de couleur Echantillon mg/l APHA par litre Eau non traitée 255 1105 Bécher no 1 187 690 Bécher n# 2 138 430. Bécher no 3 102 270 Les résultats de cette série indiquen U qu'il y a nettemeut moins d'enlèvement du carbone organique total et de la couleur. On désire que le traitement d'enlèvement aboutisse à 50 mg environ de carbone organique total résiduel par litre et à environ 100 unités de couleur résiduaire par litre. On peut voir que le produit de cette série, c'est-à-dire l'eau -contenue dans le troisième bécher, n'est pas acceptable. Une diminution importante du débit de l'effluent traversant le système ou une augmentation importante du débit de l'addition de charbon frais- et de transfert seraient deux procédés possibles pour répondre aux normes indiquées ci-dessus. On peut faire fonctionner ce procédé à des concentra tions, en oxygène dissous de 1,0 mg/l ou à des concentrations supérieures. Lorsque l-'on utilise une aération à la tempéra- ture ambiante, il n'est pas difficile de maintenir une concentration en oxygène dissous de 5,0 à 7,0 mg/l jusqu'à une saturatiqn d'environ 9 mg/l, alors que l'on peut obtenir de plus fortes concentrations en utilisant de ltoxygène ou bien en utilisant de l'air sous une pression élevée. Cependant, l'avantage supplémentaire obtenu grâce à ces mesures justifiera rarement les complications en équipement et les dépenses qu'implique un fonctionnement sous pression levée ou l'utilisation de l'oxygène. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que les résultats obtenus dépendent peu de la température opératoire dans l'intervalle préféré compris entre 0 et 100 C c'est-à-dire- dans l'intervalle où l'eau reste liquide à la pression atmosphérique et l'intervalle dans lequel se situent couramment les -températures des effluents industriels. Un fonctionnement à une température très- supérieure à 100#C nécessite des récipients pouvant fonctionner sous prëssion et des augmentàtîons importantes de la pression d'alimentation en air ou en oxygène pour maintenir des niveaux suffisants d'oxygène dissous. C'est pourquoi l'on évite un fonctionnement à de telles températures élevées. Exemple 8 On filtre sur du sable un echantillon composite de 5 jours de l'effluent provenant d'une fabrique de papier kraft et l'on utilise ex filtrat comme matière d'alimentation ("effluent") pour les essais décrits dans le présent exemple. L'effluent présente une teneur en carbone organique total de 252 mg/l et une couleur d'environ 1000 unités APHA. On place dans une colonne de 1,27 cm de diamètre et de 83 cm de long un échantillon de 25 g de charbon actif ("VV-L", obtenu chez Westvaco) dont les particules traversent un tamis de 0,250 mm d'ouverture de maille et ne traversent pas un tamis de 0,149 mm d'ouverture de maille, et l'on sou- met ce charbon aux opérations suivantes afin de saturer uniformément le charbon par de la matière adsorbable. En premier lieu, on fait passer de l'effluent dans le charbon de la co- lonne durant 27 heures à raison de 30- ml/mn.. Ensuite on transfère le charbon dans u-n bécher ouvert contenant 1 litre d'effluent et lton agite durant 16 heures.On transfère ensuite te à nouveau le charbon dans la colonne et l'on y fait passer à nouveau de l'effluent à raison de 30 ml/mn durant 8 heures. On transfère à nouveau le :charbon dans nn bécher ouvert conte- nant 1 litre d'effluent et lion agite durant 2 jours 1/2 environ.- Au bout de cette période de temps, l'effluent contenu dans le bicher contient 135 mg de carbone organique total par litre, cependant que le charbon a enlevé une quantité cumulée de 5520 mg de carbo-ne organique total sur 62 litres au total d'effluent, ce qui équivaut à 221 mg de ae carbone organique to- tal par gramme de charbon. On considère alors le charbon comm-e saturé å une concentration de solution de 1-35 m/l et on le divise en deux portions, à savoir une portion équivalant à 24,1 g de charbon d'origine- et une autre équivalant à 0,9 g de charbon d'origine et l'on met séparément en suspension chaque portion dans des flacons de 500 ml qui contiennent chacun 180 ml d'effluent dont, l'analyse indique alors une teneur de 237 mg de carbone organique total par litre. Ainsi, les densités de suspension de charbon sont égales respectivement à 133 g/l et 5 g/l.On inclut pour les essais suivants un troisième flacon coinportant 180 mg d'effluent nais ne comportant aucune addition de charbon. On purge les flacons par de l'oxygène provenant d'une bouteille, on les ferme bien et les place sur un dispositif à secousses de laboratoire. On prélève périodiquement des échantillons pour une détermination de la teneur en carbone organique total et l'on purge alrs les flacons à l'oxygène, on les ferme de nouveau et l'on continue le maintien dans l'appareil à secousses. Après 45 heures d'un traitement de ce genre, on retire l'effluent de l'ensemble des trois flacons et l'on divise en deux portions égales le charbon provenant du flacon ayant une densité de suspension de 133 gll. On met ces deux portions de nouveau en suspension dans de l'effluent frais à une densité de suspension de 133 g/-l, ctest-à-dire en n'utilisant dans chaque suspension que 90 ml d'effluent.On répète alors avec l'une de ces portions l'expérience -ci-dessus consistant à ef fectuer-des secousses en présence d'oxygène, ltéchantillon comportant 5 g de charbon par litre se trouvant de nouveau en suspension dans de l'effluent frais, et un échantillon d'effluent frais ne compostant aucune addition de charbon. En outre, on purge à l'azote le flacon contenant l'autre portion de la suspension d'effluent comportant du charbon à 133 g/l et lton place également ce flacon dans la secouense de laboratoire. On prélèvejchaque fois un échantillon en vue d'une analyse de détermination du carbone organique total. On soumet la phase gazeuse surnageante à des essais qualitatifs de détermination de l'oxygène résiduel. On trouve une présence d'oxy $mène, sauf dans le cas du flacon purgé à l'azote. TABLEAU- XIV Résultats de ltessai avec oxydation de l'effluent et ut.ilisa- tion de charbon saturé Temps cumulé, (133 g de charbon (5 g de charbon Témoin heures par litre) par litre) Carboné Carbone Carbone carbone Carbone Carbone organique minéral organi- minéral organi- minéral total total que to- total que'to- total mg/1 tal, mg/1 mg/1 tal, mg/1/mg/1 o 237 61 237 61 237 61 5 138 68 231 69 --- - 21 73 67 . 207 66 23;;Q 63 45 88 69 191 66 231 63 Couleur initiale 1000 1000 1000 Couleur finale Après remise en suspension Essai sous azote Heures (133 mg de charbon par litre) Carbone organique Carbone minéral total, mg/1 total, mg/1 o 218 76 3 122 .52 6,5 -75 45 24 98 68 Couleur initiale 1000 Couleur finale Essqai on présence d'oxygène (133 g de charbon (5 g de charbon par litre) - par litre) Témnin Carbone 'Carbone Carbone Carbone Carbone Carbone organique minéral organique minéral organique/ minéral Houres total total total total tqtal total mg/1 mg/1 mg/1 mg/1 mg/1 mg/1 0 218 76 218 76 218 76 3 110 64 227 75 237 75 6,5 79 41 253 89 262 84 24 77 89 204 86 245 81 Couleur ini- tiale 1000 1000 1000 Couleur fi- nale Les résultats des 45 premières heures des expérien- ces indiquent la grande différence d'enlèvement du carbone organique total due à la présence et à la concentration du charbon actif en suspension dans lteffluent. On n'observe es sentiellerent aucun changement en Absence de charbon actif il se produit très peu de changement lorsque l'on met seule ment 5 g de charbon en suspension par litre, alors que l'on obtient un enlèvement important du carbone organique total en présence de 133 g de charbon par litre.Dans ce cas, le charbon qui a été préalablement saturé par 221 mg de carbone organique total par gramme de charbon, a une concentration de solution de 135 mg/l, est en équilibre avec une solution finale contenant une teneur résiduelle 'en carbone organique total de 73 mg/î, ce qui correspond à 56 mg de carbone organique total par gramme de charbon en se fondant sur des isothermes établis séparément.Entre la Sème et la 21ème heure, l'enlè- vement-de carbone organique total équivaut a' (135-73 > mg/l x 0,18' + (22i-56) mg/g x 24,1 g = (11 + 3977)- mg = 3 988 mg de carbone organique total, ce qui équivaut à un taux de 10,3 mg de carbone organique- total par-gramme de charbon par heure. Il ne se produit essentiellement aucune variation après les 21 heures initiales. Les résultats de la seconde moitié de cet essai corroborent ceux de la première moitié. Dans ce cas également, en l'absence de charbon et pour une faible densité de suspension de charbon, il n'y a essentiellement pas 'd'enlèvement du carbone organique total. A la grande densité de suspension, le charbon se rééquilibre essentiellement dans les deux cas aux concentraticns en carbone organique total de l'e:Efluent de la première moitié de l'expérience, ce qui indique que la capacité dtenlèvement du carbone organique total sous l'action combinée du charbon actif et de l'oxygène s'est essentiellement épuisée au bout des 21 heures de la première moitié de ltexpé- rince. Lorsque lon opère avec 133 g de charbon par litre, on réduit dans tous les cas la couleur a moins de 200 unités de couleur APHA. Dans les autres cas, il ne se produit essen tellement pas de variation de la couleur. A la fin. de ces essais, on examine les suspensions au- microscope pour y déce-ler une activité biologique. Les échantillons à forte densité de suspension de charbon, oxygénés et azotés, contiennent- un peu d'activité biologique du type aérobie mais pas de proto- zoaires. Cette activité n'était pas inattendue puisque l'on n'avait pris aucune mesure pour l'exclure.Cependant, le degré de cette activité est mineur par compar.aison avec 1'ac--. tivité présente dans les portions des exemples précédents qui ont été ensemencées- par de 1.1 eau résiduelle ou d'égout . Le flacon constituant un témoin à blanc et le flacon contenant la suspension à faible densité de charbon (5 g/i), ont peu d'activité biologique. L'oxygène disponible dans l'espace de tte-de flacons purgés à l'oxygène est de 320 ml de O2, ce qui correspond approximativement à 450 mg,so'it 14 millimoles ou mol.es-mg; On calcule qu'entre la 5ème et 1a 21ème heure, l'enlèvement de carbone organique total équivaut à 3988 mg de carbone organique total soit 332 millimoles ou moles-mg dans le flacon fonc- tionnant à la grande densit.é.Qe suspension. Puisqu'une oxyda tion complète des matières organiques,dont la messure correspond à 3988 mg de carbone organique total,nécessiterait environ 10 000 mg de O2, le gale de l'oxygène n'est appraemment pas celui d'oxyder eomplètement les matières organiques en CO2 et H20. Comme indiqué à propos des exemples précédents, le r8le de 02 peut être un rôle d'oxydation partielle des matières organiques et-peut-être aussi -de polymérisation pour produire des matières plus facilement adsorbées, ce qui aboutit à une diminution importante des quantités de charbon actif nécessaires.La présente expérience peut également suggérer la prise en considération d'un autre mécanisme selon lequel l'oxygène produit des variations bienfaisantes des caractéristiques d'adsorption o.u de surface du charbon, a ctif, ce qui aboutit' à un enlèvement de carbone organique total équivalent excédant beaucoup celui que l'on peut obtenir par des mécanismes drad- sorption satis présence oxygène Ces exemples suggèrent plusieurs procédés utiles à ltéchelle industrielle ou commerciale et tendant à enlever totalement ou quasi totaleriient les impuretés dissoutes de na ture essentiellement organique des eaux résiduelles industrielles, municipales et semblables, en particulier des effluents des fabriques de pâte et de papier kraft. A. Un système d'adsorption par du charbon agité, fonctionnant à contre-courant en un seul stade ou à- stades multiples, en présence oxygène provenant d'une aération ou du contact de oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène, et en présence de micro-organismes biologiques que l'on trouve couramment dans les systèmes d'oxydation biologiques aérobies. On, peut faire fonctionner ce système avec du charbon actif ayant n'importe quelle dimension p rticulair-e,mais de pré férence avec des particules de dimensions intermédiaires se situant, entre 0,42 mm et 6,074 mm. Il convient de maintenir la densité du charbon en suspension à une valeur d'environ 50 à 200 g/i. L'utilisation des dimensions particulaires spécifiées et de la densité indiquée de suspension assure- l'obtention de vitesses élevées d'adsorption et de réaction sans que surgissent les problèmes de la séparation du charbon et de l'efflu- ent à la fin de l'adsorption et de la réaction(et que l'on rencontre avec de -la poudre de charbon actif) et sans que l'on rencontre avec les plus faibles vitesses typiques des particules plus grosses de charbon. On peut soumettre le charbon usé et la boue résiduaire que l'on retire du système à une séparation par des tamis convenables,ou bien on peut en éliminer l'eau et les traiter ensemble par voie thermique Dans l'un et l'autre cas,on obtient une régénération du charbon actif permettant de le ré- utiliser, cependant que dans le second cas on brûle également la boue biologique résiduaire. On peut inclure dans le procédé des dispositions tendant à une élimination, par une combustion complète, par un épandage ou par un autre moyen convenable, de la boue biolo- gique ou de la boue biologique avec le charbon actif usé. En variante, on peut utiliser pour régénérer le charbon et trai- ter la boue, séparément ou en combinaison, un ou plusieurs les processus utilisant une oxydation sous pression par voie humide. Selon les caractéristiques de l'eau résiduaire que l'on traite, on réduira la consommation en charbon, exprimée sur la base d'un seul passage, de 10 à 90 % % et,typiquement, d'environ 50 %, par comparaison avec un système sembl.able d'adsorption fonctionnant sa,ns aération et sans activité biologique. B. Un système d'adsorption par du charbon agité, à à un seul stade ou à stades multiples, fonctiomnant à contrecourant en présence'a'oxygène provenant d'une aération ou du contact avec. de l'oxygène, ou un gaz'contenant de l'oxygène, en ltabsence quasi totale de miero-orgauismes biologiques. -On peut faire fonctionner ce sysème''avec,dWc'harbon a & if ayant des particules le n'importe quelle dimension. mais de preféren- ce avec des particules de- dimensions intermédiaires se situant entre 0,42 mn et 0,074 mm. Il convient de maintenir le charbon à une densité de suspension d'environ 50 à 20"O gJ1. l'u- tilisation de la dimension. particblaire spécifiée et de .la densité de suspension spécifiée assure l'obtention de vitesses élevées d'adsorption et de réaction sans les problèmes de- séparation du charbonét. de l'effluent à la'. fin de l'adsorption et de la réaction que lton rencontre dans le cas de la poudre de charbon actif et sans les- plus- faibles vitesses, et par conséquent la plus grande dimension d'équipement nécessaire, caractérisant de façon typique l'utilisation 'de grosses particules de charbon. On peut é-liminer l'eau du charbon usé retiré du sys et tème/régénérer ce charbon pour le réutiliser en soumettant ce charbon à un traitement thermique ou à un autre traitement normal convenable; ou bien on peut se débarrasser -de ce charbon en le brûlant ou en lui appliquant une autre mesure conve nable du point de vue technique et du point de vue de la sauvegarde de l'environnenient. En variante, on peut utiliser pour la régénération du charbon urXou plusieurs des procédés qui utilisent une oxydation sous pression par voie humide. Selon les caractéristiques de l'eau résiduaire que l'on traite, la consommation du charbon, exprimée sur la base d'un seul passage, sera réduite de 10 à 90 % et, typique- ment,d'environ 50 % par comparaison avec un système d'adsorption semblable fonctionnant sans aération. Un avantage particulier du présent procédé est qu'il fonctionne sans activité biologique, pour une ou plusieurs des raisons suivantes. L'activité biologique-est sujette à des limites de températures, tant supérieure qu'inférieure, qui sont excédées par de nombreux effluents et qui nécessitent - donc l'application de mesures spéciales pour que l'effluent se maintienne entre ces limites. En outre, les organismes biologiques sont sujets à un empoisonnement~ ou une inhibition par de nombreux constituants occasionnels ou normaux des eaux résiduaires industrielles,- ce qui nécessite l'application de mesures spéciales- visant à traiter ces constituants dans un système d'oxydation biologique, comme des systèmes de diversion et de dilution.Il est peu probable qu'un système à base de charbon actif subisse une influence nuisible de ces constituants et il n'est pas sujet à des limitations de températures dans le cas considéré ici, c'est-à-dire dans l'intervalle des températures où l'eau est liquide à la pression atmosphérique et qui se situe habituellement entre On et OOC, L'activité biologique se fonde ordinairement sur la croissance et la multiplication d'une foule d'organismes différents et cela aboutit à la formation de la boue biologique bien connue. il faut ordinairement enlever la boue du système ou prendre des mesures pour tenir compte de son accumulation et obtenir sa dissipation naturelle finale Dans un système d'oxydation biologique avec boue activée, l'élimination de cette boue implique une opération difficile d'élimination de l'eanopuis un épandage ou une combustion ou d'autres opéra tions coûteuses similaires représentant une fraction importante te du prix total de revient du fonctionnement' 'd'un tel systè- me. En l'absence i'-une telle activité biologique, absence rendue passible dana le procédé de la présente invention, on év-ite ces problèmes et les frais qui leur sont associes. il est donc souhaitable d'incorporer dans le procéda des mesures tendant à éliminer ou à réduire à son minimum 11 activité biologique,lorsque la/quantité ou le type de boue formée par- suite d'une introduction. non réglée d'une semence biologique avec iteffluent- conduirait à des problèmes du type que lton vient juste dfetudier. De telies mesures comprennent lé réglage de la température de fonctionnement, l'addition périodique ou continue de produits chimiques biocides ou bio- statiques ou d'autres procédés bien connus pour éliminer et combattre une activité biologique. Il va de s.oi que la présente invention n'a été décri- te qu'à titre illustratif mais non limitatif et- qu'elle est susceptible de recevoir diverses--variantes entrant dans s'en cadre et dans son espfrit. REVENDICATIONS 1. Procédé pour diminuer la teneur en carbone organique total et pour améliorer la couleur d'une eau c ontaz.ii- née par des composés organiques, comme l'effluent d'une installation de pâte à papier kraft, ce procédé ne nécessitant pas une activité biologique mais pouvant fonctionner en pré- sence de cette activité biologique, et étant caractérisé en ce que l'on introduit une certaine quantité d'eau contaminée dans un récipient, on ajoute dans ce récipient du charbon actif pour produire une suspension de charbon actif, on agite le mélange et l'on met ce mélange en contact avec un gaz contenant de l'oxygène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quton ajoute le charbon actif à l'eau contaminée,en une quantité permettant de produire une densité de suspension comprise entre 50 et 200 g de charbon actif par litre d'eau contaminée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les particules du charbon actif sont comprises entre 0,42 mm et 0,074 mm. - 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce Selon met le procédé en oeuvre dans l'intervalle de températures compris entre Oo et 100OC. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la teneur en oxygène dissous se situe entre 1 et 9 mg par litre d'effluent. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, après le traitement, on sépare le charbon actif de l'eau et lton utilise à nouveau ce charbon pour traiter une autre quantité d'eau contaminée. 7. Procédé pour-améliorer la couleur de l'effluent d'une installation de pâte à papier kraft par diminution de la couleur d'une valeur initiale de 500 à 1000 unités de cou a leur APHA ("American Public Health Association")/moins de 100 unités APHA, ce procédé étant caractérisé en ce quton intro-- duit une certaine quantité de cet effluent dans un récipient, on ajoute dans le récipient du charbon actif pour produire une densité de suspension comprise entre 50 et 200 g de charbon actif par litre d'effluent, on agite le mélange et le met en contact avec un gaz contenant de I1 oxygène, en opérant dam's l'intervalle des températures compris entre 04 et 100#C. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les particules du charbon actif ont des dimensions comprises entre 0,42 mm et 0,074. mm. 9. Procédé selon la revendication B, caract-érisé en ce que la teneur en oxygène dissous se situe entre 1 et 9 mg par litre d'effluent.