Brevet FR2406610A1 — publié le 19790518

Procédé de traitement par oxydation d'eaux résiduaires contenant des matières susceptibles par oxydation de conduire à des matières sèches et notamment des dérivés du soufre. La présente invention a pour objet un nouveau procédé de traitement par oxydation d'eaux résiduaires contenant des matières susceptibles par oxydation de conduire à des matières sèches et notamment des dérivés du soufre, tels que sulfures. On sait que le problème de l'élimination des eaux résiduaires est un problème complexe qui a donné lieu à de nombreuses propositions de solutions. C'est ainsi que dans le brevet français 2 075 354, on a proposé d'éliminer les déchets industriels liquides en les transformant à l'état de déchets solides par traitement à l'aide d'une solution de silicate et d'un agent de prise dudit silicate. On voit qu'il ne s'agit pas d'une solution simple puisqu'elle fait appel à des composés extérieurs aux eaux résiduaires, qu'elle implique plusieurs étapes, et qu'elle conduit à un composé qu'il convient lui-même d'éliminer, ce qui oblige dans le cas précité à obtenir des résidus solides résistant à la dilution de l'eau afin de pouvoir les incorporer dans certains terrains, et ainsi les revaloriser. Une toute autre solution est préconisée dans le FR 2 320 268 qui consiste à mettre lesdites eaux en contact, à des pH inférieurs à 7 et à des températures comprises entre 20 et 2000 C, avec de l'oxygène technique pur à une pression comprise entre la pression normale et 20 bars, jusqu'à ce que le sulfure soit converti en thiosulfates, puis à transformer ces thiosulfates en sulfates par action de l'oxygène technique à un pH de O à 5, ou de O à 8 pour des eaux résiduaires ne contenant que des sulfates, à des températures de 20 à 2000 C, à des pressinns pouvant aller jusqu'à 20 bars, et éventuellement en présence de catalyseurs. On voit donc qu'une telle solution est également longue et fait appel à plusieurs interventions qui impliquent des traitements physiques et chimiques. Or la demanderesse s'est aperçu que de façon inattendue de telles eaux résiduaires pouvaient être traitées en les soumettant à une pulvérisation et un traitement thermique oxydant simul- tanés puis en séparant de manière simple les résidus solides des composés volatils. De manière pratique un tel traitement peut être réalisé en mettant en oeuvre le procédé selon le FR 2 257 326 de mise en contact de substances se présentant sous des phases différentes, selon lequel au moins une phase sert à former un écoulement puitstourbillon à symétrie axiale, et au moins une phase est introduite selon l'axe de symétrie dudit écoulement puits-tourbillon, la quantité de mouvement des éléments de volume de I'écoulement puits tourbillon par rapport aux éléments de volume de la phase axiale, étant telle que ledit écoulement puits-tourbillon provoque à la fois la désintégration, la dispersion et la prise en charge des phases axiales et son traitement éventuel par l#écoulement puits- tourbillon. De manière pratique la quantité de mouvement de la phase puits-tourbillon est 100 à IO 000 fois la quantité de mouvement de la phase axiale. Les eaux résiduaires constituant cette phase axiale sont introduites à une vitesse de 0,03 à 3/s., et sont traitées par au moins une phase gazeuse formant l'écoulement puits-tourbillon, cette phase étant oxydante et introduite à une température élevée comprise de préférence entre 900 et I2000C. Le procédé selon l'invention s'est révélé être particulièrement avantageux dans le cas des eaux résiduaires présentant un taux en matière sèche allant jusqu'à 20 - 30 %, certaines de ces matières sèches étant susceptibles d'oxydation (comme c'est le cas des sulfures et polysulfures qui sont alors éliminés sous forme de sulfates). On peut également réaliser plusieurs traitements en série, et traiter directement le produit obtenu par exemple par un gaz, ou introduire des charges pouvant avoir des fonctions catalytiques et fixatrices. Mais la présente invention sera plus aisément comprise à laide des exemples de réalisation et de mise en oeuvre donnés à titre purement indicatif. La figure ci-annexée donne un exemple de dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention, selon le brevet français 2 257 326. Ce dispositif comprend une enveloppe I, un cône 2, une chemise perforée 3, une entrée d'air tangentielle 4, un tube axial 5 et enfin un bicône de réception 6. D'une manière générale une phase axiale est introduite par le tube 5 et une phase gazeuse par l'entrée tangentielle 4. La phase gazeuse grâce à la chemise perforée conique 3 forme un écoulement tourbillon qui, à la sortie du passage restreint 7 de la tête du dispositif, prend en charge la phase axiale, provoquant sa dispersion et la mise en contact. Exemple On utilise un dispositif selon la figure annexée qui comprend une enveloppe I de diamètre égal à 300 mm, de hauteur égale à 250 mm, de diamètre de la section supérieure du tronc de côpe de I65 mm; le diamètre de la section de passage restreint 7 est de 45 mm le diamètre interne du tube 5 étant de I7 mm et le diamètre extérieur de 30 mm. Dans ce dispositif on alimente axialement un effluent renfermant 3 kg de NaCI, et 3 kg de sulfure de sodium pour 30 kg d'eau avec un débit de 36 kg/h. On alimente tangentiellement une phase gazeuse à raison de 300 kg/h d'air et de 8 kg/h de propane. La température de la phase gazeuse est de 10250C à lten- trée de la tête et de 5250C à la sortie de la phase gazeuse d'un cyclone qui suit le bicône, et qui est non représenté. Les phases solides et gazeuses sont séparées par le cyclone non représenté. La phase solide renferme, pour 36 kg d'eau traitée, 2,5 kg de NaCl et 5,2 kg de sulfate de sodium. On remarque la présence de fines dans la phase gazeuse, mais cette phase constituée essentiellement de vapeur d'eau ne renferme plus que des traces de S02. Cet exemple met donc en évidence clairement l'intérêt de la présente invention qui, contrairement aux systèmes classiques connus, permet en une seule étape de traiter une eau à débarasser de ses composés sulfurés, se comportant comme un réacteur travaillant en continu à haute température. REVEND I CATI 0NS I - Procédé pour le traitement d'eaux résiduaires contenant des composés susceptibles de conduire à des déchets solides par oxydation, à l'aide d'un gaz oxydant, notamment des dérivés du soufre, caractérisé par le fait que l'on soumet lesdites eaux résiduaires à une pulvérisation et un traitement thermique oxydant simultané. 2 - Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que lesdites eaux résiduaires renferment des sulfures. 3 - Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'on introduit lesdites eaux résiduaires selon l'axe de symétrie d'un écoulement puits-tourbillon constitué par une phase gazeuse oxydante, ladite phase gazeuse présentant une quantité de mouvement par rapport à la phase axiale, telle que ledit écoulent puits-tourbillon provoque à la fois la désintégration, la dispersion et la prise en charge de la phase axiale et son traitement par ledit écoulement puits-tourbillon, la température des gaz étant comprise entre 900 et 12000 C. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les eaux résiduaires sont introduites ê une vitesse colr- prise entre 0,03 et 3m/s. et que la quantité de mouvement de la phase puits-tourbillon est de 100 à IO 000 fois celle de la phase axiale.