Brevet FR2272954A1 — publié le 19751226

l'invention concerne un procédé perfectionné de séparation ou d'enlèvement d'huile d'une eau de rebut qui contient de l'huile sous forme i particules fines. Il est difficile de séparer par un procédé classique à base de différences de densités, ou par une technique de filtration ou d'adsorption, une huile qui est dispersée dans liteau sous forme de particules fines, surtout une huile qui est transformée en émulsion stable par l'action d'un agent tensioactif anionique. De façonusu- elle, on traite l'huile dispersée par un procédé de séparation par coagulation, dans lequel on utilise comme agent coagulant du sulfate d'aluminium, du chlorure ferrique ou un composé équivalent. Cependant, un procédé utilisant des agents de coagulation exige un équipement supplémentaire pour séparer l'écume produite, ce qui est évidemment facheux. Cette dernière exigence oblige tout d'abord à -effectuer une mise de fonds supplémentaire, puis à disposer d'un site adéquat pour cette opération, et enfin d'un personnel supplémentaire pour faire fonctionner l'installation, sans parler du problème annexe destraitement de l'écume séparée. En conséquence, l'industrie est à la recherche d'un procédé de coagulation de l'huile seule sans production d'écume. En conséquence, la présente invention a pour objet de fournir un procédé de séparation, à partir d'eau de rebut, d'une huile dispersée sous forme de fines particules; un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de séparation partir d'eau de rebut, d'une huile dispersée sous forme de fines particules mais sans formation d'écume et dont la mise en oeuvre est à la fois simple et#efficace. Brièvement, le procédé selon l'invention consiste à introduire dans l'eau de rebut ou à former in situ dans cette eau au moins un composé choisi parmi les hydroxydes et les oxydes de calcium, magnésium, aluminium, zinc, fer et titane, afin d'adsorber sur ce composé et/ou coaguler des particules d'huile contenues dans l'eau; à introduire dans l'eau de rebut au moins un composant choisi parmi les acides et les alcalis pour dissoudre ledit composé et permet tre ainsi de libérer les particules d'huile et/ou de les convertir en particules plus grosses; et finalement à séparer l'huile libérée de l'eau de rebut. Le terme "huile" utilisé dans le présent mémoire désigne les huiles minérales, animales ou végétales ainsi que les hydrocarbures tels que le toluène, l'éthylbenzène, le styrène, etc. les hydroxydes ou oxydes métalliques choisis peuvent être introduits directement dans l'eau de rebut sous forme d'une poudre ou bien sous forme d'une suspension qu'on obtient en dispersant cette poudre dans un liquide. quand on utilise comme métaux du fer et/ou du titane, tous les oxydes et hydroxydes de FezFe++, Fe+++ ,Ti+++ et Ti++++ conviennent parfaitement. En variante, on peut d'abord introduire dans l'eau de rebut un composé capable de libérer des ions de l'un des métaux précités, sous forme de chlorure de calcium, sulfate d'aluminium, chlorure ferrique, etc., et ensuite une substance alcaline apte à former Xn hydroxyde métallique en combinaison avec les ions libérés dans l'eau de rebut.En d'autres termes, on peut ajouter l'hydroxyde ou l'oxyde d'une façon désirée quelconque à la condition que l'eau de rebut soit dans un état permettant l'existence de l'oxyde ou de l'hydroxyde. On introduit l'oxyde ou l'hydroxyde métallique dans l'eau de rebut en une proportion d'environ 5 à 200 %, et de préférence de 10 à 100 50 par rapport au poids de l'huile contenue dans l'eau, et on préfère que la concentration de l'oxyde ou de l'hydroxyde métallique dans l'eau de rebut soit inférieure à 5300 ppm et, mieux encore, au-dessous de 1000 ppm.On constate, dans ce cas, que pratiquement toute l'huile contenue dans l'eau de rebut est adsorbée sur les surfaces de I'oxyde ou de l'hydroxyde et/ou est coagulée par leur action. l'hydroxyde ou l'oxyde qui existe dans l'eau de rebut est alors dissous au moyen d'un agent dissolvant, de sorte que 1' huile adsorbée et/ou coagulée est libérée en de grosses particules dont la dimension est beaucoup plus importante que celle des particules fines qu'on trouve dans l'eau avant le traitement par l'hydroxyde ou l'oxyde. Lors de la dissolution de l'hydroxyde ou de l'oxy- de, on doit agiter l'eau ta rebut en prenant certaines précautions et assez lentement en vue d'empêcher l'huile coagulée et libérée de se redisperser en particules fines. L'agent dissolvant peut être un acide ou un alcali approprié quelconque. Parmi les acides Q#i conviennent, on mentionnera les acides minéraux tels que les acides sulfurique, chlorhydrique, nitrique, phosphorique, etc., et les acides organiques tels que l'acide acétique. Comme exemple d'alcalis appropriés, on indiquera l'hydroxyde de sodium, I'hydroxyde de potassium, l'ammoniac, etc. On ajoute ledit agent à liteau de rebut de façon à maintenir le pH de l'eau entre 1 et 12. Quand on utilise un acide, on préfère un pH entre I et 7 alors qu'avec un alcali le pH doit être entre 10 et 12. On remarquera que les hydroxydes ou oxydes qui sont solubles par l'hydroxyde de sodium ou de potassium sont ceux de zinc et d'aluminium alors que ceux qui sont solubles par l'ammoniac sont l'hy- droxyde et l'oxyde de zinc. Il est facile de séparer l'huile ainsi libérée en lui permettant de monter à la surface de l'eau par suite de la différence entre les densités respectives, Lors de la séparation, les particules ~tRuLLe les plus grosses peuvent être enlevées presque directement et, pour combiner ensemble les particules relativement plus petites, il est recommandé de les mettre en contact avec une surface métal inique, par exemple une surface en fibres d'acier inoxydable ou avec une résine synthétique oléophile, telle que le polyéthylène, le le polypropylène et le polychlorure de vinyle.Quand il est question d'une surface en résine synthétique oléophile, on entend par là les surfaces d'une plaque ou d'une pellicule de résine, la surface interne d'un tube en résine ou les surfaces de petites parti cules de résine. Les petites particules ct3 polychlorure de vinyle conviennent parfaitement. L'eau de rebut, débarrassée des grosses particules d'huile, contient toujours une petite quantité, le plus souvent des traces, d'huile qu'on doit alors éliminer par un traitement d'adsorption utilisant un collecteur d'huile. Dans ce but on utilise habituellement un filtre en une fibre de résine synthétique oléophile, telle que le polyéthylène, le polypropylène ou le polystyrène.A ce propos, il est préférable de mélanger les fibres fines de résine synthétique oléophile (qu'on appellera simplement ci-après "fibres synthétiques") avec une matière fibreuse naturelle (qu'on àppelle- ra ci-après "fibres naturelles") par exemple des fibres de chanvre, de tourbe ou de coprah, Bien que la longueur des fibres synthétiques et naturelles ne soit pas critique, diamètre moyen des fibres synthétiques est habituellement au--des- sous de 100 microns, de préférence entre 1 et Do microns, alors que celui des fibres naturelles est inférieur à 1000 microns, de préférence de 10 à 500 microns. le rapport des fibres synthétiques aux fibres naturelles dans le mélange est normalement compris entre 1 : 1 et 1 : 10 en poids, mais ce rapport n'est pas critique. Lsa fibres naturelles possèdent des meilleures propriétés de dureté et d'élasticité que les fibres synthétiques. 4quand on mélange ensemble les fibres des deux espèces par un procédé convena ble, les fibres naturelles sont mutuellement enchevêtrées de façon à définir des espaces distincts entre les fibres enchevêtrées et, dans ces conditions, les fibres synthétiques molles s'enroulent autour des noyaux constitues par les réseaux de fibres naturelles et débouchent dans les espaces libres sous forme de ramifications. En conséquence, les particules -d'huile sont cap#tées par les ramifications des fibres synthétiques molles et, après une certaine accumulation, les particules sont forcées vers les réseaux de fibres naturelles, si bien qu'on peut considérer que le mélange fibreux constitue un moyen hautement efficace pour enlever les huiles et aussi une matière filtrante dont le colmatage ne se produit que difficilement. Dans l'eau de rebut, dont toute l'huile a été séparée, demeurent les ions Ca++, Al+++, Fe++, Fe+++, Zn++, Mg++, Ti+++ et/ou Ti++++ qui ont été formés par suite de la dissolution de l'hydroxyde ou de ltoxyde correspondant par l'action de l'agent acide ou alcalin. Ces ions peuvent être séparés et recueillis à l'aide d'une résine échangeuse de cations, une résine de chélation ou un produit similaire, si cela est nécessaire. Bien que n'importe quelle eau de rebut puisse être traitée par le procédé de l'invention, à la condition de contenir de l'huile sous forme de fines particules, le procédé préco#nisé est aussi très efficace pour traiter une eau de rebut contenant de fines particules d'huile qui -ont été stabilisées à l'aide d'un agent tensioactif anionique. On connaît de nombreux agents tensioactifs anioniques dans cette industrie, mais on utilise le plus souvent des sels alcalins d'acides organiques, sulfoniques, comme par exemple les alcoylsulfonates, les alcoylarylsulfonates etc., ainsi que les alcoylphénolphosphates, les esters sulfuriques d'alcools supérieurs, les alcoylsulfates, etc.On peut également utiliser des sels d'acides organiques comme, par exemple, les sels alcalins d'acides aliphatiques supérieurs et les sels de 1' acide naphténique possédant des propriétés tensioactives. La teneur en huile dans la'eau de rebut doit être avantageusement inférieure à 5 Sen poids si l'on veut aboutir à un traitement efficace. Ainsi l'invention permet de traiter simplement, efficacement et sans formation d'écume, une eau de rebut contenant de l'huile en particules tellement petites qu'une séparation par gravité serait difficile. En outre le procédé est très efficace pour séparer de l'eau de rebut des fines particules huile qui ont été stabilisées par un agent tensioactif anionique et qu'il est difficile de combiner en particules plus grosses par des techniques connues. Les exemples suivants, dans lesquels toutes les proportions sont en poids sauf stipulation contraire, servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée Exemple 1 On ajoute 50 g d'hydroxyde de calcium à 20 litres d'eau de vidange d'un compresseur renfermant 1200 ppm d'huile émulsionnée et on agite pendant 5 minutes environ, puis on ajoute de l'acide chlorhydrique à cette eau de vidange sous agitation lente afin de régler le pH à 7, de sorte que l'hydroxyde de calcium est dissous et que l'huile absorbée sur l'hydroxyde est de nouveau libérée. Quand on laisse l'eau de vidange-ainsi traitée au repos pendant lo minutes, la totalité de l'huile libérée flotte à la surface de l'eau en laissant dans la couche d'eau une teneur en huile de 1,5 ppm. Exemple 2. On introduit dans un récipient d'une contenance de 20 litres l'eau de vidange d'un compresseur contenant 300 ppm d'huile émulsionnée, ledit récipient étant muni d'un agitateur et cette introduction se faisant à un débit de 200 litres/heure. On ajoute au contenu du récipient une solution aqueuse à 10 X de sulfate d'aluminium à raison de 200 ml à l'heure et une solution à 10 % d'hydroxyde de sodium à raison de 70 ml/heure pour coaguler l'hui- le par l'hydroxyde de sodium résultant. On transfère continuellement l'effluent résultant par un système de tuyauterie dans un second récipient, dans lequel on met en oeuvre une agitation lente, et dans lequel on ajoute de l'acide chlorhydrique pour dissoudre l'hydroxyde d'aluminium.On fait passer le liquide du second récipient dans une colonne de coalescence garnie d'une couche de fibres de polypropylène ayant 20 microns de diamètre pour convertir ainsi les fines particules d'huile en particules plus grosses. On sépare les plus grosses particules dans un récipient de décantation installé à la sortie de la colonne de coalescence. Le liquide déchargé du récipient de séparation ne contient plus que des traces d'huile. Pour éliminer la petite quantité d'huile restante par adsorption, on introduit le liquide déchargé dans une colonne d'adsorption d'huile, garnie jusqu'à une hauteur de 500 mm et avec une densité de garnissage de 0,1 g/cm3, d'un me- lange de fibres de tourbe, ayant un diamètre moyen de 10 à 30 microns et une longueur de 10 à 50 mm, et de fibres de polypropy- lène, dont le diamètre moyen est de 1 à 10 microns et la longueur moyenne de 1 à 10 mm, le rapport pondéral des fibres de tourbe aux fibres de polypropylène étant de 5 : 1. A la suite de cette opération, la teneur en huile dans le liquide prélevé à la sortie de la colonne d'adsorption est en moyenne de 1,2 ppm. Exemple 3. On traite de l'eau de rebut, provenant du lavage d'un produit traité par une mousse avec de l'eau contenant du dodécylbenzène-sulfonate de sodium et renfermant 740 ppm d'huile, en utilisant pour ce traitement des oxydes et des hydroxydes métalliques indiqués dans le tableau ci-après, en quantités mentionnées, avec agitation pendant 10 minutes. On ajoute de l'acide chlorhydrique à chaque échantillon d'eau traitée, afin de régler le pH à une valeur prédéterminée qui figure également dans le tableau, ce qui permet de dissoudre l'oxyde ou l'hydroxyde métallique ajouté. On laisse l'eau résultante au repos pendant 10 minutes pour permettre à l'huile de flotter sur l'eau et ensuite on sépare cette huile de l'eau. On fait passer le restant d'eau dansure colonne ayant 36,5 mm de diamètre et 450 mm de hauteur, garnie de 45 g du même mélange de fibres de tourbe et de fibres de polypropylène que dans l'exem- ple 2. On indique également dans le tableau les concentrations d'huile dans l'eau à la sortie de la colonne. Tableau Oxydes ou hydroxydes Quantité pH au moment Teneur en huile métalliques utilisés (g/l) de la dans l'eau dissolution traitée (ppm) Hydroxyde de calcium 0,3 6 0,6 Oxyde de calcium 0,3 6 0,9 Hydroxyde de magnésium 0,5 5 1,8 Oxyde de magnésium 0,5 5 1,6 Hydroxyde d'aluminium 0,3 3 1,2 oxyde de zinc 1,0 2 4,3 Hydroxyde ferrique 0,5 2 1,5 Oxyde ferrique 3,0 1 8,3 Hydroxyde de titane (III) 0,5 2 2,5 Oxyde de titane (III) 3,0 2 32,3 Néant - - 680 REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation d'huile à partir d'une eau de-rebut qui contient ladite huile sous forme de particules fines, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire dans l'eau de rebut au moins un composé choisi parmi les hydroxydes et les oxydes de calcium, de magnésium, d'aluminium, de zinc, de fer et de titane afin d'adsorber sur ce composé et/ou coaguler ladite huile; à ajouter au moins un agent dissolvant, choisi parmi les acides et les alcalis, à ladite eau de rebut afin de dissoudre le composé, de sorte que l'huile est libérée sous forme de grosses particules ; et à séparer l'huile ainsi libérée de l'eau de rebut. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'huile dans l'eau de rebut est une émulsion stabilisée par l'action d'un agent tensioactif anionique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on sépare les particules d'huile libérées après avoir permis à ces particules de flotter à la surface de l'eau de rebut, et en ce qu'on élimine les traces d'huile qui demeurent dans l'eau de rebut par adsorption à l'aide d'une matière collectrice d'huile, qui est un mélange de fibres d'une résine synthétique oléophile, ayant un diamètre moyen inférieur à 100 microns, et de fibres naturelles ayant un diamètre moyen inférieur à 1000 microns. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la résine synthétique oléophile est choisie parmi les résines de polyéthylène, de polypropylène et de polystyrène, et en ce que les fibres naturelles sont choisies parmi les fibres de tourbe, de coprah et de chanvre. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on met en contact l'eau de rebut,contenant l'huile libérée, avec une surface métallique ou une surface de résine synthétique oléophile, afin de coalescer l'huile libérée avant de lui permettre de flotter à la surface de l'eau de rebut. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résine synthétique oléophile est une résine de polychlorure de vinyle finement broyée. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les oxydes de zinc, d'aluminium, de fer et de titane sont solubles dans un acide sans chauffage. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un alcali comme agent dissolvant et le pH est alors de 10 à 12. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit composé est l'hydroxyde de calcium ou ltoxyde de calcium, et ledit agent dissolvant est l'acide chlorhydrique ou l'acide nitrique lo. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé est l'hydroxyde d'aluminium ou l'hydroxyde de zinc, et l'agent dissolvant est l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique, l'acide sulfurique ou l'hydroxyde de sodium il Procédé selon la revendication 1, caracterisé en ce que le composé est l'hydroxyde de zinc, et l'agent dissolvant est l'ammoniac aqueux. 12. procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé est l'hydroxyde ferreux ou l'hydroxyde ferrique, et l'agent dissolvant est l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique ou l'acide sulfurique. 13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute ledit composé à raison de 5 à 200 % par rapport au poids de l'huile contenue dans l'eau de rebut. 14. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on forme l'hydroxyde métallique en introduisant d'abord, dans l'eau de rebut, des ions métalliques choisis parmi les ions calcium, magnésium, aluminium, zinc, fer et titane, et ensuite en introduisant un alcali dans l'eau de rebut. 15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau de rebut est l'eau de vidange d'un compresseur et contient une huile émulsionnée, en ce que ledit composant est l'hydroxyde de calcium, et en ce que l'agent dissolvant est l'acide chlorhydrique.