Brevet FR2370698A1 — publié le 19780609

La présente invention a pour objet un procédé et son installation de mise en oeuvre pour la détoxication, l'oxydo-réduction et la neutralisation simultanée d'effluents polluants tels qu' acides, alcalins, solutions contenant des métaux et des composés cyanés, avant rejet dans l'environnement. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique de la dépollution, et notamment à la dépollution des effluents issus des usines de traitement de surface et de galvanoplastie. Les usines de traitement de surface rejettent essentiellement des acides, des alcalins, des oxydants et des réducteurs, parmi lesquels des solutions cyanées et des solutions métalliques de chrome, zinc, cadmium, etain, cuivre .... Les traitements habituels consistent à neutraliser les acides et les alcalins et à transformer les solutions et oxydes métalliques en hydroxydes et produits décantables. Les solutions salines resultant de la transformation ont un potentiel en hydrogène neutre qui autorise leur évacuation par les moyens habituels, tandis que les produits de décantation sont incinérés ou rejetés en décharge autorisçé. Les procédés et moyens existant actuellement ne permettent généralement d'effectuer les réactions d'oxydo-réduction et de neutralisation que sur des solutions de concentration assez bien définie, par traitements spécifiques successifs élaborés et onéreux. En effet, les réactifs sont souvent des produits frais grèvant les coûts de traitement et créant une pollution secondaire, de même que l'emploi de produits oxydants dans des supports salins tels qu'eau de Javel, acide de Caro, etc... , conduit à une augmentation indéniable des résidus salins. La détoxication plus particulière du chrome hexavalent nécessite également une réduction de transformation en chrome trivalent moins toxique et une neutralisation chimique. Selon l'invention, on apporte une solution globale, simple d' exploitation et économique au problème de la dépollution des effluents précités. Suivant le procédé de l'invention on dispose dans un premier récipient les effluents acides et les solutions métalliques, dans un second récipient les solutions métalliques contenant du chrome hexavalent et dans un troisième récipient les alcalins et les cyanures, on prélève une quantité d'effluents alcalins + réducteurs qu'on introduit dans un récipient recevant également une quantité d'effluents acides + oxydants propres à assurer la neutralité chimique du mélange judicieusement contrôlée, on brasse de l'air contenu dans le récipient recevant le mélange avec le gaz dégagé au travers du mélange, après un certain temps de brassage, qui permet au chrome hexavalent de se réduire au contact des cyanures, on détruit le gaz cyanhydrique par un moyen qui permet aux gaz brassés de s'oxyder au contract d'un produit contenant de 1' oxygène , après disparition contrôlée et constatée du gaz cyanhydrique on évacue sans danger le mélange vers un moyen de séparation des produits liquides et des produits décantables. Suivant une autre caractéristique, on introduit la solution contenant du chrome hexavalent dans la mesure où des composés cyanés existent dans le mélange et en proportion inférieure à ceux-ci. De plus les produits liquides sans danger pour llenvironnement, sont des solutions salines à faible concentration et potentiel en hydrogène neutre, les produits décantables, devant être évacués ou incinérés, étant des hydroxydes métalliques. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, les effluents chrome hexavalent, acides + solutions métalliques, alcalins + réducteurs contenus dans les récipients sont prélevés au moyen de pompes doseuses vannes, clapets ; le moyen recevant le mélange est un récipient étanche, le moyen contrôlant la neutralité du mélange est un appareil d'évaluation du potentiel en hydrogène de la solution. Le brassage du gaz s'effectue au moyen d'un surpresseur qui prend le gaz à la partie supérieure du rédpient de mélange, et le refoule à sa partie inférieure. Par le jeu de vannes et de clapets, le gaz brassé peut être amené à-traverser un récipient contenant un produit oxydant qui détruit le gaz cyanhydrique.Le contrôle de cette destruction se fait par comparaison des teneurs en oxygène du produit oxydant à l'entrée et à la sortie du récipient d'oxydation, ou par détection directe du gaz cyanhydrique ou tout autre moyen ; ce produit oxydant pouvant être de l'eau de Javel, du permanganate, etc..., mais en pârticulier de l'eau oxygénée dont l'emploi n'est générateur d'aucun résidu secondaire. L'évacuation des produits résiduels s'opère au moyen de vannes, pompes clapets, qui dirigent le mélange vers un décanteur et le gaz vers une cheminée. Une seconde enceinte de sécurité entoure le récipient de mélange et le récipient d'oxydation. Un deuxième système d'oxydation contrôle l'absence totale de gaz cyanhydrique dans cette enceinte et décèle les pertes éventuelles. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter L'unique figure du dessin annexée illustre par une vue à caractère schématique une forme de réalisation de l'ensemble de l'installation. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réalisation en se réfèrant à l'exemple du dessin. Les effluents chromatés, acides + oxydants, alcalins + cyanures sont contenus respectivement dans les récipients A,B,C. Des vannes VAl, VA2, VB1, VB2, VCI, VC2 permettent leur introduction dans un récipient étanche de mélange F.à l'aide des pompes PA, PB, PC. Des vannes VF1 et VF2 et une pompe PF permettent la vidange de ce récipient de mélange F vers le décanteur N. Un surpresseur S permet le brassage du gaz prélevé à la partie supérieure du récipient de mélange-F à travers le mélange soit directement, soit au travers du récipient G. Par la manoeuvre des vannes à trois voies R1 et R2 qui permettent également l'élimination à l'air libre des produits gazeux contenus dans le récipient F par un conduit I contrôlé par les vannes VSZ et VS2. Le récipient G est alimenté en produit d'oxydation par le récipient H et les pompes PH et PG. Une vanne à trois voies R3 permet de vidanger le récipient G dans le récipient F. Le récipient H est alimenté en produit d'oxydation par la vanne VD et la pompe double-corps PD qui assure la distribution du produit d'oxydation contenu dans le récipient D avec l'eau contenue dans le récipient E, suivant une proportion déterminée. Des appareils P1, T1 et H1 permettent de contrôler respectivement la pression, la température et le pH dans le récipient F. Le contrôle de l'oxydation est fait par les appareils 01, et 02 à l'entrée et à la sortie du récipient G, ces appareils pouvant être des appareils de mesure de la teneur en oxygène ou de détection du gaz cyanhydrique. L'enceinte étanche J renferme 1' ensemble des récipients F, G, H, (double sécurité en cas de deux fuite par lesîenceintes). La pression de cette enceinte s ainsi que sa température et son pH sont mesurés par des appa- reils P2, T2 et H2. Des vannes VJI et VJ2 permettent ltintroduc- tion ou l'évacuation d'un produit dans l'enceinte.Un ventila K teur7et une vanne L permettent d'aérer l'enceinte J. Un détecteur 03permet de détecter la présence de gaz cyanhydrique dans cete enceinte. Cette enceinte J est close par une porte étanche Selon l'invention, le cycle de traitement se déroule comme suit Le récipient F est vide, toutes les vannes sont fermées et les pompes stop@ées. La vanne R3 est en position 1-2, la vanne R2 en position 1-2 et la vanne R1 en position 1-2. - 1) Ouverture des vannes VC1 et VC2 et mise en route de la pom- pe PC pendant un temps t1, - 2) arrêt de la pompe PC et fermeture des vannes VC1, VC2, - 3) ouverture des vannes et#2, mise en route de la pompe PBX et contrôle du pH par l'appareil HI, 4) arrêt de la pompe PB à pH = 7, fermeture des vannes VBI VB2, - 5) ouverture des vannes VAly VA2 et mise en route de la pompe PA pendant un temps t2, - 6) fermeture des vannes VAl et VA2 et arrêt de la pompe PA, - 7) mise en route du surpresseur S, la vanne à trois vois R1 étant en position I - 2 pendant un temps t3, - 8) passage de la vanne à trois voies RI en position 1 - 3, 1 - 9) mise en route des pompes PH - PG -10) Contrôle par les appareils 01 et 02 de l'oxygène entre 1' entrée et la sortie du récipient G, -11) Si 02 - > o, arrêt de la pompePH, la vanne R3 en position 2-3 autorise la vidange des récipients H et G dans le récipient arrêt de la pompe PO, retour de la vanne R3 en position 1 - 2, mise en route de la pompe double corps PD, ouverture de la vanne VD, remplissage du récipient H, fermeture de la vanne VD, arrêt de la pompe PD, remise en route des pompes PH et PG, -12) Lorsque 01 = 02 * o arrêt des pompes PH, PG , passage de la vanne R2 en position 2 - 3, ouverture des vannes VS1 et VS2, ouverture des vannes VFI, VF2 mise en route de la pompe Pr , vidange du récipient 20 W13) Fermeture des vannes VS1, VS2, wa VF2 arret du surpresseur S, arrêt de la pompe pr et retour de la vanne à trois voies RI en position 1 - 2 , et R2 en position 1-3. De plus, les sécurités de fonctionnement du procédé sont les suivantes. En cas de rupture de canalisations, de fuites, d'explosion, .., enceinte étanche J est apte à contenir tous les phénomè nes Les détecteurs de pression, de température, du pH , de présence de gaz cyanhydrique commandent la fermeture des vannes intérieures et extérieures à l'enceinte. L'automatisme est arrêté. Les alarmes et verrous interdisent l'accès à l'enceinte tant que tout danger n'est pas écarté. il est bien évident que tous les moyens de contrôle, de dosage, de transfert sont commandés par des moyens d'automatisation séquentielle définissant un cycle précis dans le temps des différentes opérations, ces moyens d'automatisation de tout type connu pouvant être des électro-vannes, capteurs > relais De plus les différents appareils, de mesure de contrôle, les vannes, pompes, clapets sont de tout type connu et approprié. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne en particulier - le traitement global et simultané des différents types d'effluents, - la simplicité du procédé qui conduit à un coût de réalisation relativement peu élevé par rapport à celui des procédés existants, - l'absence de manipulation de produits dangereux, les effluents pouvant être récupérés à leur source et transférés dans les récipients A - B et C où ils peuvent être stockés si leur quantité ne justifie pas la marche en continu du système, ceci par conduits et pompes, - la sécurité totale pendant les réactions chimiques qui se produisent dans une enceinte étanche qui n'est évacuée qu'après cpntr.ôlç de la fin des réactions, et les doubles systèmes de securite. - les frais de maintenance réduits, le seul apport extérieur étant, outre l'énergie électrique d'alimentation des pompes et des automatismes, le produit d'oxydation du gaz cyanhydrique qui peut être solide, liquide, (exemple eau oxygénée), et qui peut être luiomeme un effluent. - les intertéactions bénéfiques qui résultent des phénomènes synergiques et de mélanges, - l'apport n'est pas générateur de résidus comme dans les procédé dés connus. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Procédé et installation de mise en oeuvre pour la défoxscation l'oxydo-réduction et la neutralisation sImultanées dVerfluents polluants tels qu#acides, alcalins, solutions contenant des métaux et des composés cygnes avant rejet dans l'environnement caractérisé en ce qu'on dispose dans un premier récipient les effluents acides et les solutions métalliques, dans un second récipient les solutions métalliques contenant du chrome hexavalent et dans un troisième récipient les alcalins et les cyanures on prélève une quantité d'effluents alcalins + réducteurs qu'on introduit dans un récipient recevant également une quantité d' effluents acides + oxydants propres à assurer la neutralité chi mique du mélange judicieusement contrôlé, on brasse de 1'air contenu-dans le récipient recevant le mélange avec le gaz dégagé au travers du mélange ; après un certain temps de brassage, qui permet au chrome hexavalent de se réduire au contact des cyanures, on détruit le gaz cyanhydrique par un moyen qui permet aux gaz brassés de s'oxyder au contact d'un produit contenant de ltoxygène, après disparition contrôlée et constatééc du gaz cyanhydrique on / évacue sans danger le mélange vers un moyen de séparation des produits liquides et des produits décantables. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit la solution contenant du chrome hexavalent dans la mesure où des composés cyanés existent dans le mélange et en proportion inférieure à ceux-ci. 3- Procédé selon 14 revendication 1, caractérisé en ce que les ev acues produits liquides/, sans danger pour l'environnement, sont des solutions salines à faible concentration et potentiel en hydrogène neutre, les produits décantables devant être évacués ou incinérés, sont des hydroxydes métalliques. 4- Installation générale selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle se compose notamment de différents récipients, de vannes, clapets et pompes doseuses pour l'introduction , l'éra- cuation ou le mélange des diverses solutions, d'un décanteur, de différents appareils de mesures, de détection de contrôle, de brsage, d'une double enceinte close et de moyens d'autosati- sation séquentielle. -5- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisée en ce que des pompes doseuses, vannes, clapets assurent le prélèvement des effluents chrome hexavalent, acides + solutions métalliques, alcalins + réducteurs, pour leur introduction dans un récipient étanche. -6- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 caractérisée en ce que des vannes et une pompe permettent la vidange du récipient de mélange vers un décanteur. -7- Installation selon l'une quelconque des revendications 1,4,5 et 6, caractérisée en ce que la neutralité du mélange est con râlée par un appareil d'évaluation du potentiel en hydrogène de la solutions -8- Installation selon l'une quelconque des revendications 1,4,5, 6 et 7, caractérisée en ce que le moyen assurant le brassage du gaz est un surpresseur qui prend le gaz à la partie supérieure du récipient de mélange et le refoule à sa partie inférieure, le dit gaz brassé pouvant, par un jeu de vannes et de clapets, traverser un recipient contenant un produit oxydant qui détruit le gaz cyanhydrique. -9- Installation selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 8, caractérisée en ce que le contrôle de la destruction du gaz #cyanhydrique s'opère par comparaison des teneurs en oxygène du produit oxydant à l'entrée et à la sortie d'un récipient d'oxydation. -10- Installation selon l'une quelconque des revendications 1, 4, 8 et 9 caractérisée en ce que un récipient est alimenté en produit d'oxydation, tel que l'eau oxygénée, eau de javel, permanganate, par une vanne et une pompe double corps assurant la distribution du produit d'oxydation contenu dans le récipient avec l'eau contenue dans un récipient suivant une proportion définie, le dit récipient alimenté en produit d'oxydation, alimente un récipient par l'intermédiaire de pompes. -11- Installation selon l'une quelconque des revendications 1, 4, 5,6,7,8,9 et 10, caractérisée en ce que le récipient de mélange et les récipients alimentés en produit d'oxydation sont enfermés dans une double enceinte close par une porte étanche. -12- Installation selon l'une quelconque des revendications 1,4 et 11, caractérisée en ce que la pression de l'enceinte, sa température et son pH sont mesurés par des appareils, des vannes permettant l'introduction ou l'évacuation d'un produit dans 1' enceinte. -13- Installation selon l'une quelconque des revendications 1,4, 10 et 11 caractérisée en ce qu'un ventilateur et une vanne autorisant l'aération de l'enceinte, un détecteur décelant la présence de gaz cyanhydrique dans cette enceinte. -14- Installation selon l'une quelconque des revendications 1,2, 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 et 13, caractérisée en ce que tous les moyens de contrôle, de dosage, de transfert sont commandés par des moyens d'automatisation séquentielle définissant un cycle précis dans le temps des différentes opérations.