Brevet FR2362083A1 — publié le 19780317

La présente invention concerne l'epuration des eaux de rejet industrielles contenant du fluor sous forme de fluorures ou, plus gênéralement, d'ions F libres. Dans l'état actuel de la technique, les divers procedés de traitement connus sont les suivants l- Traitement sur résines échangeuses d'ions : n'est utilisable que pour des eaux très peu chargées en fluor, que l'on veut rendre potables, c'est à dire abaisser sa teneur en fluor (inférieure à l mg/l. Il ne peut être envisage pour traiter des eaux conte nant des doses de fluor supérieures a 50 ppm 2- Traitement au phosphate tricalcique : dans ce procédé, où l'on pense que l'ion carbonate de l'apatite est remplacé par du fluor pour donner de la fluorapatite, qui précipite, les quan tités de phosphate tricalcique et d'hydroxyapatite deviennent très vite prohibitives, puisqu'il faut environ 1 kilo de mélan ge de ces deux réactifs pour neutraliser l gramme de fluor. (Stoechiométriquement-, il suffirait de 27 grammes). Là encore on ne peut appliquer ce traitement a des eaux très chargées en fluor. 3- Traitement au carbonate de calcium - Son efficacité est inedio- cre, les eaux résiduaires contenant encore environ 100 ppm de fluor. Le résultat peut être amélioré par un traitement com plémentaire au chlorure de calcium, ce qui ramène la teneur en fluor aux environs de 10 ppm. L inconvénient de ce traitement est de consommer des quantités importantes de reactifs, et de nécessiter une sta tion de traitement très onéreuse, puisqu'il y a un traitement en 2 phases, avec chacune des bacs de réaction, un décanteur, et tous les accessoires nécessaires. Le court du traitement d'un mètre cube est très élevé. 4- Traitement à la chaux - Ce traitement d'apres la littérature n'est possible qu'a la condition que la chaux contienne une quantité non négligeable de magnésie, qui pense-t-on, joue un rôle catalyseur, et absorbe le fluor. Son inconvénient est de consommer des quantités impor tantes d'un produit peu courant (50 mg/l de magnésium pour éli miner 1 mg/l de fluor, environ). Le traiteme#nt à la chaux magné si-enne ne peut donc convenir que pour des eaux faiblement fluorées (15 mg/l F a l'entrée). En réalité, l'industrie se soucie assez peu, actuellement, de traiter ses eaux de rejet contenant du fluor car la plupart du temps le débit d'eau fluorée est négligeable vis à vis du débit global de rejet et par le jeu de la dilution la teneur en F du rejet global est compatible avec les normes. Le procédé inventé permet de traiter les eaux fluorées a an prix très bas, et avec un investissement modeste, les produits employés étant très courants, et la station nécessaire peu importante. Ce procédé utilise de la chaux blutée éteinte très ordinaire, déversée dans l'eau à traiter. Au bout d'un temps de réaction optimal, le produit est envoyé dans un décanteur floculateur, ou un floculant est ajouté. La décantation est pratiquement instantanée, le surnageant restant parfaitement limpide. Après un redressement de pH, l'effluent peut être envoyé à 1 'égout, ou dans le milieu naturel. La dose de fluor résiduel peut descendre en dessous de 1 ppm. Nous décrivons ci-dessous une réalisation industrielle du procédé inventé L'eau à épurer (E) est envoyée dans un bac tampon (1) permettant de régulariser le débit, si celui-ci est variable. Une pompe (2), d'un débit constant et connu, envoie l'eau à traiter dans un bac de réaction (3). Dans ce bac est déversée une quantité de chaux (4), adaptée au débit d'eau. Un agitateur brasse l'ensemble. La réaction de la chaux sur l'acide fluorhydrique doit durer un temps déterminé. Pour respecter cette durée, le mélange est envoyé dans un second bac tampon (5), dont le volume est calculé en conséquence. On profite du passage dans ce bac pour ajuster eventuellement le pH de la solution à la valeur optimale pour l'action du floculant par une injection d'acide sulfurique (10). Un agitateur homogénéise le produit, qui est ensuite envoyé dans un décanteur (7), par une pompe (6). Le floculant est alors injecté au sommet du décanteur. Le floc se produit, et le surnageant coule par gravité dans un dernier bac (9), ou le pH est réajusté, à l'acide sulfurique (10), pour correspondre aux normes de rejet. L'effluent est alors envoyé à l'egout, et les boues récupérées dans un bac (10), d'ou elles seront extraites pour être épandues. ou traitées pour en extraire le fluor. Détails de réalisation : Les bacs de réactifs sont tous en poîyéthylène ou polypropylène. La chaux est stockée dans un silo vertical, et dosée par un dispositif classique à sole tournante. Les agitateurs sont d'un type classique. L'acide sulfurique est stocké à l'état concentré avant d'être envoyé dans un bac journalier pour l'injection. Les pompes de transfert sont speciales pour acides. Les pompes doseuses sont classiques. Le décanteur est du type à recirculation de boues, ce qui augmente son efficacité. Le fonctionnement de la station est entièrement automatique, grâce à la présence de pH mètres (pour injection d'acide) de niveaux à flotteurs, et de pompes doseuses (pour l'acide et le floculant). Le réglage des quantités et des temps est très simple, ceux-ci étant déterminés au laboratoire, et ajustés sur place. Un excès de chaux se traduirait par une production de carbonate de chaux, à cause de la présence dans l'effluent de C02 libre. Un manque de chaux se traduirait par une teneur plus élevée en fluor à la sortie. Cette teneur est contrôlée en continu par une électrode à fluor, associée à un enregistreur. Réactions chimiques rencontrées Ph de l'eau après traitement a la chaux : 11 à 12 Chaux employée : maille 100 (particules voisines de 150 microns) Floculant employé : organique du type anionique. Résultats obtenus Teneur en F de l'eau à l'entrée : 1500 ppm Teneur en F à la sortie : de 3 à 15 ppm Concentration des boues : 150 à 200 g/l De nombreuses variantes de réalisations peuvent être appliquées au procédé, tout en en conservant le principe. Ces variantes peuvent porter sur - la granulométrie de la chaux employée. - l'arrivée de l'effluent à traiter, qui peut être simplifiée si son débit est constant. On se dispense ainsi d'un bac tampon de tête. - LEs dosages de produits tels que chaux, acide, floculants, qui peuvent également être plus rudimentaire, toujours si on a af faire à un débit constant d'effluent à traiter. - Le décanteur, qui peut être moins élaboré que celui employé dans l'installation décrite, ou il comporte un dispositif de re circulation des boues. En effet, la vitesse de décantation est telle que même un décanteur de type horizontal classique donne- rait un résultat satisfaisant. Le choix du type vertical a été dicté par le souci de rendre la station aussi compacte que possible, en surface au sol, et d'en assurer un fonctionnement automatique. - le type exact du floculant. Le procédé objet de l'invention peut être appliqué a tous les effluents contenant du fluor sous forme de fluorures, ou plus généralement, d'ions F libres. Lorsqu'on veut abaisser sa teneur en fluor à une valeur raisonnable (entre 1 et 10 ppm, par exemple), quand le milieu naturel recevant le rejet est un cours d'eau à très faible débit, par exemple. De nombreuses industries utilisent l'acide fluorhydrique dans leurs fabrications, et produisent, de ce fait, de tels effluents. Il s'agit notamment des verreries, des ateliers de traitement de surface, etc....... R E V E N D I C A T I O N S 1- Procédé de défluoration des eaux, caractérisé par le fait que la neutralisation du fluor est effectuée par une addition de chaux ordinaire du commerce (qui n'a pas besoin de contenir de magnésie), la séparation entre le fluorure de calcium et le reste de l'effluent étant obtenue dans un décanteur par addi tion d'un floculant convenablement choisi. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le débit de I'effluent à traiter est rendu constant dans le bac de réaction par emploi d'un bac tampon de tête, dans lequel se déverse l'effluent à traiter, (dont le débit peut être variable) et d'une pompe de reprise, à débit constant. 3- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par une distribution automatique de la chaux dans le bac de réa ction par un dispositif connu, tel une sole tournante par exemple. 4- Procédé selon l'une des revendications de 1 à 3, caractérisé par le fait que tout ou partie des dosages de produits addi tionnels est rendu entièrement automatique.