Brevet FR2284563A1 — publié le 19760409

La présente invention concerne un nouveau procédé de traitement électromagnétique de liteau, permettant d'al- caliniser puis de décarbonater celle-ci. On connait déjà des dispositifs de traitement électrique de l'eau selon lesquels l'eau circule dans une co- lonne entre des électrodes métalliques en subissant la décharge d'un condensateur. Dans ces procédés, où l'on utilise l'effet de choc électronique pour dissocier les ions des éléments constitutifs de l'eau, les décharges à fournir sont d'autant plus élevées que la pression de service est grande et que la résistivité de l'eau est faible. La cathode se polarise rapidement et, après un temps de fonctionnement relativement court, se trouve isolée par les importants dépôts de tartre qui l'en- tourent, ce qui contribue à faire estomper l'effet de choc. Il est alors nécessaire de procéder fréquemment à un nettoyage de la cathode et à des purges de fond de l'appareil ainsi que des gaz générés. L'invention permet d'obvier à ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif adaptables à toutes les origines d'eaux et ne nécessite aucun entretien et nettoyage de l'appareil mis en oeuvre. Elle est basée essentiellement sur le fait que les ondes électromagnétiques, créées par le passage d'un faible courant électrique entre des électrodes disposées dans 11 eau à traiter, sont réfléchies par les corps qu'elles rencontrent et accélèrent la vibration des particules. Elle met en oeuvre une résistance variable qui, placée sur un circuit de générateur à faible puissance électrique, permet de moduler artificiellement la résistivité de l'eau, le flux électromagnétique et le potentiel dans la chambre où l'eau est traitée. Le nouveau procédé selon l'invention consiste, d'une fanon générale, à soumettre l'eau à un flux électromagnétique permanent par circulation dans une chambre d'ionisation entre une anode et une cathode, l'amplitude des ondes électromagnétiques créées entre l'anode et la cathode étant réglée de fanon telle que les éléments de minéralisation de l'eau soient amenés à un potentiel voisin ou sensiblement égal à celui des ions hydrogène et hydroxyle. Le flux électromagnétique est créé par envoi d'impulsions électrique5 entre une anode métallique ou carbonée et une cathode constituée par un métal bon conducteur recouvert de graphite, l'ensemble de l'élément cathodique étant enrobé dans une gangue de tartre issu des éléments de minéralisation de l'eau. A chaque impulsion électrique, le flot électronique déferle à grande vitesse à la périphérie de la cathode en engendrant des ondes électromagnétiques d'amplitudes différentes correspondant à la nature des conducteurs utilisés, celle du graphite étant voisin de celle des métaux alcalinoterreux qui constituent la majeure partie des éléments minéralisants de l'eau. Ces ondes se propagent dans la gangue de tartre en accélérant ltexcitation atomique, notamment à la périphérie de la cathode.Entre les impulsions, la résonance du tartre se poursuit et procure un flux électromagnétique permanent. La cathode joue donc le rôle d'une pile électromagnétique. Les ondes électromagnétiques émises sont captées par les éléments minéralisés de l'eau, ce qui provoque une série de phénomènes concomitants d'électrolyse, électrophorèse et excitation atomique. Selon une particularité de l'invention, une résis tance réglable est prévue, montée en série sur l'anode, #e fa çon à établir un système d'ondes électromagnétiques stationnaires amorties couvrant une gammes d'amplitudes correspondant à des potentiels différents. En pratique, la résistance est réglée de façon à amener les métaux constituant les éléments minéralisants de l'eau à un potentiel zéro, c'est- à-dire celui de lthydrogène. Dans la série électrochimique des éléments, les métaux alcalino et alcalino-terreux ayant un potentiel électropositif ou tension de polarisation compris entre 1,45 et 3,3 volts environ à 180c (par exemple :Mg : 1, 49 ; Ca 2,56 ; Na : 2,82 ; K : 3,2), il suffit d'établir une tension moyenne résultante, par le jeu de la résistance, de l'ordre de moins 2,50 à moins de 3,2 volts pour obtenir la tension de l'électrode normale à hydrogène. L'invention a également pour objet un dispositif de traitement électromagnétique de l'eau qui comprend essentiellement a) une chambre d'ionisation où l'eau à traiter circule entre une anode et une cathode alimentées par un générateur d'impulsions électriques relié à une résistance variable permettant d'établir une tension moyenne résultante comprise entre moins 2,50 et moins 3,2 volts ; b) une chambre de réaction qui communique avec la chambre d'ionisation et débouche sur un système connu d'alimentation en eau traitée. L'anode est disposée de préférence à la périphérie de la chambre d'ionisation et est constituée par un métal non oxydable ou du carbone, tel que graphique ou analogue. La cathode est disposée, de préférence, au centre de la chambre d'ionisation, de préférence, tout le long de l'axe médian de cette dernière et comprend, comme dit ci-avant, un métal conducteur de l'électricité enfermé entre des batonnets de graphite, l'ensemble étant pris dans une gangue de tartre. Un voltmètre, branché sur le circuit électrique du générateur d'impulsions permet de controler le fonctionnement et le réglage de l'ionisation. L'invention sera mieux comprise par la description d'un appareil, cité à titre illustratif pour la mise en oeuvre de l'invention par référence à la figure 1 (unique) du schéma annexé. L'appareil comprend une chambre d'ionisation I à la base de laquelle parvient, en 2, l'eau à traiter et une chambre de réaction 3 communiquant avec l'autre extrémité de I et dont la sortie 4 est branchée sur tout système conventionnel d'alimentation en eau traitée. La chambre d'ionisation 1, de forme oblongue, est traversée par une cathode 5 constituée, parexemple, par du cuivre recouvert de bâtonnets 6 de graphite. Comme on l'a figuré par 7, la cathode est noyée par un amas de tartre provenant de la minéralisation de l'eau. Autour des parois de la chambre 1 et à l'intérieur de celle-ci est disposée une anode 8, par exemple en carbone. La cathode 5 et l'anode 8 sont reliées à un circuit électrique schématisé brièvement par 9 et comprenant un générateur 10 d'impulsions électriques continues, un voltmètre Il et une résistance 92, incorporée sur le circuit de l'anode 8 au coffret de commande et manoeuvrable par un bouton (non représenté). En fonctionnement, l'6## qui arr#-## par la ##aa- 1 sat ion 2 dans 13. chambre 1 est ionisée et pénètre dans la chambre 3 où les réactions ioniques se poursuivent, le tempsde séjour total d'une quantité d'eau donnée dans l'appareil étant approximativement compris entre 20 secondes et 60 sseconr des. Les phénomènes ioniques qui se produisent lors du brassage électromagnétique, complété par le débit de 11 eau à traiter, sont complexes et donnent lieu à des réactions en chai- ne. La balance anions-cations pour l'ensemble des éléments mi néralisants de l'eau se modifie en fonction du potentiel adap té sur le voltmètre et de l'annoblissement provoqué pour les cations tels que Ca2+ et Mg2+.On peut penser par exemple que, dans le cas de l'accélération du calcium par rapport à l'hydrogène, il se forme dans la chambre d'ionisation du carbona te acide de calcium CaS2 (Go3)2 qui se scinde en CaCao3 et a cide carbonique H2Co3 lesquels, à leur tour, réagissent avec l'eau pour donner des ions complesess où le calcium est solubilisé. Globalement, dans la chambre d'ionisation, l'eau effervescente présente un pH acide nettement inférieur à 7 ; dans la chambre de réaction 3, l'activation diminuant, un équi libre s'établit, les formes acides dissociées devenant des formes basiques et le milieu devient rapidement alcalin avec un pH de l'ordre de 8 à 10 à la sortie 4 de la chambre de réac tion. L'eau traitée est donc adoucie par élimination de son acidité. Selon une caractéristique de l'invention, le pro cédé et le dispositif permettent de provoquer la précipitation des carbonats des eaux dures en mélangeant, par exemple dans la chambre de réaction 3 ou à la sortie de celle-ci, de l'eau brute et dure à l'eau alcalescente issue de la chambre d'ioni sation 1. L'acide carbonique contenu à l'état dissous dans l'eau brute neutralise les bases de l'eau traitée et les carbonates de métaux alcalins, tels que MgGo3 et CaCo3 sont facilement précipités. La décarbonation peut ëtre partielle et modulée par asservissement au pH désiré pour l'eau de sortie. Inversement et selon une autre variante de l'invention, il est possible d'augmenter la minéralisation de l'eau sous la forme alcalescente obtenue par le procédé susvisé en introduisant des quantités appropriées de carbonates pulvérulents en amont de l'introduction 2 de l'eau dans la chambre d'ionisation 1. L'invention peut ëtre mise en oeuvre aussi bien pour le traitement des eaux de consommation à l'échelon des particuliers que pour celui des eaux destinées aux utilisations industrielles telles que installations de teinture de textile, blanchisseries, papeteries, photographiques, etc... Des appareils tels que celui décrit ou des modes de réalisation équivalents peuvent être montés en amont ou en aval des dispositifs d'utilisation d'eau comme des conduites d'alimentation de réseaux publics ou des stations d'épuration d'eaux u sées. REVENDICATIONS 10/ Procédé de traitement de l'eau, notamment en vue de la rendre alcalescente c a r a c t é r i s é en ce que l'on soumet l'eau à un flux électromagnétique permanent par circulation dans une chambre d'ionisation entre une anode et une cathode, l'amplitude des ondes électromagnétiques émises entre l'anode et la cathode étant réglée de telle sorte que les éléments de minéralisation de l'eau soient amenés à un potentiel sensiblement égal à celui des ions hydrogène et hydroxyle. 2 / Procédé selon la revendication 1 c a r a c t é r i s é en ce que le flux électromagnétique est créé par envoi d'impulsions électriques entre l'anode et la cathode, avec réglage de la tension dans la chambre d'ionisation ou voisinage de moins trois volts. 30/ Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 et 2 c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend a) une chambre d'ionisation où l'eau à traiter circule entre une anode et une cathode alimentées par un générateur d 'im- pulsions électriquess relié à une résistance variable permettant d'établir une tension moyenne résultante comprise entre moins 2,50 et moins 3,2 volts. b) une chambre de réaction qui communique avec la chambre d'ionisation et débouche sur un système connu d'alimentation en eau traitée. 4 / Dispositif selon la revendication 3 c a r a c t é r i s é en ce que l'anode est disposée à la périphérie de la chambre d'ionisation et est constituée par un métal non oxydable ou du carbone tel que graphite ou analogue. 5 / Dispositif selon les revendications 3 et 4 c a r a c t é r i s é en ce que la cathode est disposée au centre de la chambre d'ionisation et est constituée par une ame métallique bonne conductrice de l'électricité enfermée entre des bâtonnets de graphite, l'ensemble étant enrobé dans une gangue de tartre provenant des élèments de minéralisation de liteau à traiter. 607 Dispositif selon ltensemble des revendications 3 a 5 c a r a c t é r i s é en ce que l'alimentation électrique, qui comprend le générateur et la résistance variable, emporte en outre un voltmètre permettant de controler le fonc tionnement et le réglage de l'ionisation. 7 / Dispositif selon l'ensemble des revendications 3 à 6 c a r a c t é r i s é en ce que l'eau à traiter pénètre à une extrémité de la chambre d'ionisation, de forme oblongue, et est envoyée par l'autre extrémité ou à proximité de celle-ci dans la chamtre de réaction. 8 / DI#spositif selon la revendication 7 c a r a c t é r i s é en ce que l'axe central de la chambre de réaction est sensiblement perpendiculaire à l'axe central de la chambre d'ionisation, qui porte la cathode et en ce que la sortie de la chambre de réaction, qui débouche sur le système connu d'alimentation en eau traitée, est s tuée au centre et sur la paroi la plus éloignée de la communication entre les deux chambres. 9 / Application du procédé selon les revendications 1 et 2 et du dispositif selon l'ensemble des revendications 3 à 8#à la précipitation des carbonates de l'eau par mélange, dans la chambre de réaction ou à la sortie de celle-ci, de l'eau traitée alcalescente avec de l'eau brute, la quantité de cet te dernière et donc la décarbonation pouvant être réglées en fonction du pH désiré à la sortie. 10 / Application du procédé selon les revendications 1 et 2 et du dispositif selon l'ensemble des revendications 3 à 8 à l'augmentation des éldments minéralisés de l'eau par introduction, notamment, de carbonate de calcium dans l'eau à traiter lors de l'introduction de cette dernière dans la champ bre d'ionisation.