Brevet FR2409787A1 — publié le 19790622

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la séparation de matières polluantes contenues en solution dans des lessives de lavage, en particulier pour la récupération de lessives de lavage qui proviennent de machines à nettoyer les bouteilles et qui contiennent de la cellulose, des hydrates de carbone, des ions métalliques, des acides organiques et des résidus de boissons. Dans les secteurs de l'industrie qui produisent de grandes quantités d'eaux usées, par exemple dans le domaine de l'embouteillage des boissons, les problèmes d'épuration des eaux usées entraînent des difficultés et des frais considérables. A cela s'ajoute le fait que beaucoup de ces eaux usées entraînent avec elles des éléments récupérables qui sont perdus sans être aucunement utilisés et qui produisent en même temps un surcroît de la charge de boues. C'est ainsi par exemple que la lessive de lavage provenant de machines a nettoyer les bouteilles contient de grandes quantités de substances chimiques détergentes valables, en particulier de la soude caustique et des phosphates.De plus, de telles eaux usées alcalines soulèvent des difficultés considérables dans l'étage d'épuration biologique des installations usuelles de clarification des eaux résiduaires ; pour cette raison, elles doivent être neutralisées avant d'être rejetées. Cela entraîne à son tour des frais élevés d'investissement et d'exploitation pour une installation de neutralisation. On a déjà essayé d'améliorer l'exploitation de la lessive de lavage par sédimentation, mais ce procédé présente en particulier, en dehors des frais d'investissement élevés et des problèmes d'encombrement, l'inconvenient qu'il ne permet pas de. séparer les matières polluantes dissoutes dans la lessive de lavage, telles que cel#lulose, hydrates de carbone, ions métalliques, acides organiques et résidus de boissons, ce qui se traduit par une baisse appréciable de l'activité de la lessive. C'est pourquoi le but de la présente invention est de fournir un procédé pour la séparation de matières polluantes dissoutes dans des lessives de lavage, en particulier pour la récupération de lessives de lavage contenant de la cellulose, des hydrates de carbone, des ions métalliques, des acides organiques et/ou des résidus de boissons, procédé qui soit simple et économique, permette un traitement continu et maintienne l'acti vite de la lessive de lavage: En outre, l'invention a pour but de fournir un dispositif pour l'exécution de ce procédé. D'après - l'invention, ce but est atteint par un procédé qui est caractérisé par le fait qu'en une opération continue, les matières polluantes sont tout d'abord séparées sélectivement en flocons par un polyélectrolyte de poids moléculaire élevé, ajouté à la lessive de lavage, et elles sont fixées par addition sur ce polyélectrolyte, et par le fait que le polyélectrolyte, aux chaînes moléculaires duquel adhèrent les matières polluantes, est ensuite séparé de la lessive de lavage en une seconde opération du procédé par filtration et absorption. Des essais étendus ont montré qu'il est possible avec ce procédé de parvenir, même en cas de pH très élevé (pH 13 > , à une élimination poussée des matières polluantes en solution dans les lessives de lavage. Or, cela revêt précisément une importance particulière, car les agents connus de floculation ne produisent, aux pH élevés, qu'une floculation très défectueuse sinon nulle et, en outre, ne donnent pas lieu à la formation de flocons stables, ce qui se traduit notamment par un colmatage rapide des filtres.La raison de l'effet surprenant du procédé de l'invention consiste en ce que seules les matières polluantes dissoutes se fixent par addition sur les polyélectrolytes de poids moléculaire élevé et, le cas échéant, sur les ions métalliques, et que les polyélectrolytes constitués par de longues chaines moléculaires peuvent être séparés, avec les matières polluantes qui y adhèrent, par des filtres sans risque de colmatage de ceux-ci. Seule, cette absence de colmatage des filtres rend possible ltexécution d'un procédé continu de traitement. Un dispositif pour l'exécution du procédé se compose d'après l'invention d'une conduite d'adduction pour la lessive de lavage à traiter, d'un filtre à plusieurs couches comportant des couches filtrantes de différentes grosseurs de grains, dans lequel débouche la conduite d'adduction et d'où part une conduite de recyclage pour la lessive de lavage traitée, d'un réservoir d'agent floculant qui est équipé d'un agitateur et qui est raccordé à la conduite d'adduction par l'intermédiaire d'une pompe doseuse, et d'une pompe de circulation placée dans la conduite d'adduction.Avec ce dispositif, qui peut être construit sous une forme très compacte, il est possible de traiter de façon continue la lessive de lavage provenant d'une machine à nettoyer les bouteilles et souillée par des matières polluantes telles que cellulose, hydrates de carbone, ions métalliques, acides organiques et résidus de boissons et de la recycler dans la machine de nettoyage en maintenant sa pleine activité détergente. Des essais ont montré qu'en tenant évidemment compte du degré d'encrassement des bouteilles, la lessive de lavage reste récupérable pendant une période de l'ordre de 100 jours d'utilisation et que le dispositif n'a besoin d'être nettoyé qu'après une période de service prolongée, par exemple au bout de deux à trois jours, ce qui peut être effectué par rinçage à l'eau et à l'air sous une forme pulsatoire ou continue. Le dispositif selon l'invention est représenté schématiquement sur le dessin annexé. Sur celui-ci, 10 désigne une conduite d'adduction qui est équipée d'une pompe de circulation 10a et qui amène au dispositif le liquide à traiter, c'està-dire qu'il s'agit par exemple de la conduite d'évacuation d'une machine à nettoyer les bouteilles (non représentée). Le tuyau d'adduction 10 débouche en 11 dans une citerne 12 dans laquelle est logé un filtre à plusieurs couches qui, dans le cas de l'exemple représenté, comporte quatre couches, à savoir une couche 13 d'hydroanthracite, une couche 14 de charbon activé, une couche 15 de sable filtrant fin et une couche 16 de terre d'infusoires. A partir d'un réservoir de floculant 17, dans lequel sont logés un agitateur 18 et une sonde de viduité 19, 11 agent de floculation est éjecté en un point approprié 22 du tuyau d'adduction 10 au moyen d'une pompe doseuse à membrane logée dans une armoire de commande 20. A une sortie 23 de la citerne 12 est raccordé un tuyau d'évacuation et de recyclage 24 qui revient par exemple dans la machine à nettoyer les bouteilles. 24 désigne une conduite d'adduction pour l'air de balayage, 25 une conduite d'adduction pour l'eau de rinçage et 26 une conduite d'évacuation pour l'eau de rinçage, aboutissant par exemple dans un égout. Le dispositif fonctionne de la manière suivante au moyen de la pompe doseuse 17, l'agent de floculation est introduit au préalable en 22 dans la lessive de lavage qui contient des matières polluantes en solution et qui est envoyée par le tuyau 10 dans la citerne 12. De préférence, l'agent de floculation est composé d'ions métalliques polyvalents, par exemple d'ions aluminium, fer et/ou cobalt, et d'un polyélectrolyte de poids moléculaire élevé. Ces polyélectrolytes présentent en particulier, avec leurs chaines moléculaires prolongées, la propriété de séparer sélectivement en flocons les matières polluantes dissoutes, notamment la cellulose, et de les fixer, par le fait que les matières-polluantes cellulosiques sont fixées par addition sur les longues chaines moléculaires des polyélectrolytes.Puis, dans la citerne 12, le mélange de polyélectrolyte avec les matières polluantes séparées en flocons ou fixées par addition est séparé par les couches filtrantes 13, 14, 15 et 16 sans qu'il se produise pour autant, comme on l'a déjà mentionné, un colmatage du filtre. La raison en est que grâce à la stabilisation optimale des flocons au moyen des polyélectrolytes, ceuxci forment avec la cellulose qui y adhère des structures fibreuses (pelotons) qui se déplacent en permanence dans le courant de liquide et, en conséquence, laissent libres les pores du filtre. La lessive de lavage qui sort par la conduite d'évacuation 24 présente sa pleine activité d'origine - abstraction faite du pourcentage de substances chimiques effectivement consommé comme les valeurs 2 et m ne varient guère, les valeurs BSB5 et CSB peuvent être fortement abaissées, la lessive de lavage est biologiquement et chimiquement pure et on n'observe pas, dans la machine de nettoyage, la formation de boues qui est courante dans d'autres circonstances. Le rinçage des couches filtrantes, nécessaire à intervalles de deux à trois jours, est effectué de manière simple et peu compliquée avec de l'air et de l'eau ou avec de l'air et une eau faiblement alcaline à 400 C. Avec le courant d'air pulsatoire ou constant qui est insufflé par la conduite 24, le tourteau de filtration est désagrégé et pulvérisé, puis il est entraîné hors du récipient filtrant avec l'eau introduite par la conduite 25, l'eau de rinçage étant évacuée par la conduite 26. Des analyses de l'eau de rinçage ont montré que les agents chimiques de floculation n'y sont contenus qu'à l'état de traces, que toutes les matières contenues sont dégradables biologiquement, que les valeurs BSB5 et CSB se situent nettement plus bas que celles des lessives brutes et de lavage sans traitement et que le pH est compris entre 8 et-9. Il est donc possible de rejeter l'eau de rinçage dans les égouts ou de l'enrichir par sédimentation et d'envoyer à la décharge publique le produit ainsi obtenu. Si la lessive de lavage provenant de la machine de nettoyage est chargée, en plus des matières polluantes dissoutes, de quantités appréciables de pårticules de matières solides, appelées substances de trouble, par exemple des fibres ou similaires, ces substances de trouble peuvent être éliminées au moyen de dispositifs mécaniques, par exemple au moyen de toiles filtrantes ou de décanteurs. De préférence, l'élimination de ces particules de crasse est effectuée en amont du filtre à plusieurs couches, de préférence en amont du point d'adduction de l'agent floculant. Ces résidus parviennent alors sous forme solide avec les ordures ménagères générales à la décharge. Il va de soi que le mode de réalisation structurel du dispositif peut subir de multiples modifications. C'est ainsi qu'il est possible, comme on l'a indiqué sur le dessin, de monter tous les éléments du dispositif sur une plate-forme commune ou de les loger dans une enceinte commune. Une autre possibilité consiste à réaliser le réservoir d'agent floculant avec son agitateur et la pompe doseuse sous forme d'un groupe autonome, séparé du filtre à plusieurs couches et de le placer en amont de ce dernier.Cette dernière possibilité est particulièrement avantageuse dans le cas où deux filtres à plusieurs couches sont raccordés à la conduite d'adduction et doivent être exploités de manière alternative, afin de pouvoir poursuivre sans interruption le traitement de la lessive pendant le rinçage de l'un des filtres à plusieurs couches, au moyen de l'autre filtre à plusieurs couches. Si, dans ces conditions, le réservoir d'agent de floculation est réalisé sous forme de groupe séparé, il suffit d'un seul réservoir d'agent de floculation et la lessive de lavage additionnée d'agent de floculation est acheminée vers l'un ou l'autre des filtres à plusieurs couches, ce qui nécessite simplement une conduite de branchement et une soupape de dérivation. Dans ces conditions, la lessive est séparée en flocons sous forme hydrophobe et acheminée vers le filtre à plusieurs couches qui est en service à l'instant considéré. L'adduction de la lessive peut s'effectuer de manière continue ou par intermittence ou de façon pulsatoire. Il va de même pour l'air de balayage et pour l'eau de rinçage. - REVENDICATIONS 1. Procédé pour la séparation de matières polluantes contenues en solution dans des lessives de lavage, en particulier pour la récupération de lessives de lavage qui proviennent de machines à nettoyer les bouteilles et qui contiennent de la cellulose, des hydrates de carbone, des ions métalliques, des. acides-o-rganiques et des résidus de boissons, caractérisé en ce qu'en une opération continue, les matières polluantes sont tout d'abord séparées sélectivement en flocons par un polyélectrolyte de poids moléculaire élevé, -ajouté à la lessive de lavage et elles sont fixées par addition sur ce polyélectrolyte, et en ce que le polyélectrolyte, aux chaînes moléculaires duquel adhèrent les matières polluantes, est ensuite séparé de la lessive de lavage en une seconde opération du procédé par filtration et absorption. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lessive de lavage est additionnée d'un mélange de polyêlectrolyte avec des ions métalliques polyvalents en tant qu'agent floculant. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac téflse en ce qu'avant l'addition d'agent floculant, les particules solides de boue sont séparées mécaniquement de la lessive de lavage. 4. Dispositif pour l'exécution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par une conduite d'adduction 10 pour la lessive de lavage à traiter, par un filtre à plusieurs couches 13, 14, 15, 16 comportant des couches filtrantes de différentes grosseurs de grains, dans lequel débouche la conduite d'adduction 10 et d'où part une conduite d'évacuation ou de recyclage 24, par un réservoir d'agent floculant 17 qui est équipé d'un agitateur 18 et qui est raccordé à la conduite d'adduction 10 par l'intermédiaire d'une pompe doseuse 21, et par une pompe de circulation 10a placée dans la conduite d'adduction 10. 5. Dispositif selon la revendication 4, carac térisé en ce que le filtre à plusieurs couches est composé de quatre couches, à savoir une couche d'hydroanthracite 13, une couches de charbon activé 14, une couche de sable filtrant fin 15 et une couche de terre d'infusoires 16. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par des conduites supplémentaires d'eau de rinçage et d'air de balayage 24, 25, 26. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par un dispositif de filtration qui est interposé dans la conduite d'adduction 10 et qui retient les particules de matières solides. 8. Dispositif selon laine quelconque des-revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le réservoir d'agent floculant 17, équipé d'un agitateur 18 et d'une pompe doseuse 21, est séparé par construction du filtre à plusieurs couches 13, 14, 15, 16 et est placé en amont de celui-ci et en ce qu'une conduite de dérivation, qui aboutit à un second filtre à plusieurs couches, se détache de la conduite d'adduction 10 entre le point de raccordement du réservoir d'agent floculant 17 et l'embouchure de cette conduite dans le filtre à plusieurs couches 13, 14, 15, 16.