Brevet FR2450785A1 — publié le 19801003

La présente invention se rapporte au traitement des liquides chargés et, plus particulièrement, à un traitement pour séparer, dans un liquide chargé, la phase solide qui s'y trouve en solution. L'invention s'applique, en particulier, au traitement d'eauxusées, chargées notamment de sels minéraux solubles, par exemple en vue d'éliminer tout ou partie de la pollution que le rejet peut créer. Ce traitement est du type comportant une évaporation dans un ou plusieurs bassins formant marais salants. La présente invention a pour objet un procédé du type indiqué dont le rendement est particulièrement élevé et dont la mise en oeuvre est réalisee avec une installation simple et commode dans des conditions d'exploitation économiques. Suivant l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que, avant d'admettre le liquide chargé dans le bassin d'évaporation, on concentre par recyclages ledit liquide chargé dans ure tour et en ce que, pour cette concentration dans ladite tour, on fait passer le liquide dans un réchauffeur puis on le déverse en aspersion et pulvérisation dans ladite tour en faisant circuler un courant d'air ascendant, on prélève en bas de ladite tour le liquide concentré avec une concentration proche de la limite de précipitation ou cristallisation et on l'amène audit bassin pour l'é- vaporer. En général, les tours dans lesquelles on déverse un liquide en aspersion en faisant circuler de l'air d contre-courant sont utilisées pour le refroidissement des liquides. Ici, la tour est alimentée par un liquide préalablement réchauffé en vue de la concentration. Le ou les bassins d'évaporation sont ainsi alimentés par un liquide apte à étire cristallisé dans d'excellentes conditions de rendement. De préférence, la tour de concentration fonctionne avec un recyclage. Une partie du liquide est ainsi prélevée en bas de la tour et on le fait repasser tant dans le réchauffeur que dans la tour. Suivant une autre caractéristique, le réchauffeur est un échangeur de chaleur liquide-Liquide dont la source chaude est à bas niveau thermique, de l'ordre de 500 à 60 C. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dont la figure unique est un schéma d'une installation pour le traitement d'eaux salines d'un poste d'échange d'ions de sucrerie de betteraves. Dans le mode de réalisation représenté, les eaux salines d'un poste d'échange d'ions d'une sucrerie de betteraves contiennent principalement des chlorures de potassium, sodium, magnésium et calcium. Ces eaux salines sont recueillies dans un bac 10 en vue d'être traitées en sorte que la phase solide en solution dans ces eaux salines, soit séparée. A cet effet, les eaux salines du bac 10 sont prélevées dans ce dernier par une pompe 11 et sont envoyées par un conduit 12 dans un réchauffeur 13. Celui-ci consiste en un échangeur de chaleur liquide-liquide dont la source chaude est à bas niveau thermique, de Tordre de 50 à 60 C. Cette source chaude est avantageusement constituée par des eaux chaudes provenant de l'usine en 14 et évacuées en 15. De cette façon, Liteau saline admise par le conduit 12 dans le réchauffeur 13 sort de celui-ci par un conduit 16 à une température de l'ordre de 40 C. Le conduit 16 alimente une tour de concentration 17 et déverse le liquide chargé en aspersion et pulvérisation en 18 alors qu'un courant d'air ascendant circule dans la tour 17. A cet effet un ventilateur 19 est disposé en bas de la tour 17 et fait monter dans celle-ci un courant d'air, tandis qu'une sortie supé- rieure 20 de la tour 17 permet l'évacuation de l'air et de la vapeur d'eau résultant de la vaporisation du liquide pré-chauffé aspergé en 18. Cette évacuation de vapeur a pour effet de provoquer une concentration du liquide qui est recueilli dans un bac 22 en bas de la tour 17. Une partie du liquide dans le bac 22 est prélevée par une pompe 23 qui envoie le liquide dans un conduit 24 branché en 25 sur le conduit 12, de telle sorte que cette partie du liquide chargé ainsi prélevée se trouve recyclée et est admise à repasser aussi bien dans le réchauffeur 13 que dans la tour 17. Le liquide concentré dans le bac 22 a une concentration proche de la limite de précipitation ou de cristallisation. En fait, pour faciliter le mode de fonctionnement de la tour de concentration 17, celle-ci est avantageusement réglée en sorte que le liquide concentré ait une concentration variable cycliquement à la manière d'une sinusoSde, autour de la valeur moyenne de précipitation ou cristallisation. Le liquide concentré est prélevé par un trop-plein 26 relié à un conduit 27 comportant une pompe 28. Le conduit 27 alimente un réchauffeur 29. Celui-ci est un échangeur de chaleur liquideliquide fonctionnant comme le réchauffeur 13 et est alimenté par un conduit 30 avec des eaux chaudes de l'usine à bas niveau ther- mique de l'ordre de 50 à 60 C.-Ces eaux chaudes sortent du ré- chauffeur par un conduit 31. Le liquide concentré admis par le conduit 27 dans le réchauffeur 29 sort de celui-ci à une température de Tordre de 40 C par un conduit 32. Le liquide est admis à sortir du conduit 32 pour alimenter un bassin d'évaporation 33 formant marais-salant. Un trop-plein 34 de ce bassin 33 est relié à un conduit 35 ayant une pompe 36 et branché en 37 sur un conduit 38 lui-mEme branché en 39 sur le conduit 27. De cette façon, le liquide sortant en 34 est recyclé tant dans le réchauffeur 29 que dans le bassin d'évaporation 33. Le branchement 37 du conduit 35 sur le conduit 38 permet d'alimenter un autre conduit 27l sous le contrôle d'une vanne 40. Le conduit 27' alimente un réchauffeur 29' puis un conduit 32' et un bassin d'évaporation 33' avec un recyclage par le conduit 35', suivant une disposition analogue à celle qui a été décrite pour le premier bassin d'évaporation 27. Les divers élé- ments sont désignés par les mêmes chiffres de référence mais munis de l'indice prime. I1 y a ainsi deux marais salants 33 et 33' prévus en série, mais il pourrait y en avoir davantage. La disposition des marais salants en série 33 et 33' et leur réglage sont tels que les cristallisations dans ces marais salants sont effectuées d'une manière sélective, chacun des sels cristallisant préférentiellement dans chacun des bassins 33 et 33'. Par exemple les sels qui se déposent progressivement dans le fond du bassin 33 sont constitués principalement de chlorure de potassium et sont périodiquement récupérés, alors que les sels qui se déposent dans le second bassin 33' sont constitués princi- palement de chlorure de sodium. Le liquide concentré extrait du bassin 33' par le conduit 35' sous le contrôle d'une vanne 4L est un produit riche en chlorure de magnésium éventuellement récupérable. Gn appréciera que l'installation qui vient d'être décrite permet un traitement du liquide chargé, avec un excellent rende ment et avec une construction simple et commode ainsi qu'avec un cotit d'exploitation relativement peu élevé. I1 est d noter que ltutilisation de la tour de concentration 17 avant admission du liquide dans les marais salants 33 et 33' permet d'augmenter considérablement ltefficacité du procédé de traitement. Il est à noter que des tours telles que la tour 17 dans laquelle il y a une aspersion de haut en bas de liquide avec un courant d'air ascendant, sont généralement utilisées pour le refroidissement alors qu'ici cette tour 17 est agencée pour une concentration de la solution avec un réchauffage préalable en 13, réchauffage qui n'existe pas dans les tours usuelles, dont le but est au contraire de refroidir. L'ensemble des traitements qui viennent d'être décrits évite un rejet des eaux salines et en particulier des eaux riches en chlorure. Le procédé suivant l'invention réalise dans des conditions économiques la concentration de ces eaux salines et la récupération des sels. Les calories nécessaires pour les réchauffeurs 13, 29 et 29' sont fournies par des eaux chaudes à bas niveau thermique habituellement inutilisables et disponibles généralement en quantité suffisante dans les sucreries. REVENDICATIONS 1) Procédé de traitement d'un liquide chargé, pour séparer une phase solide en solution dans ce liquide chargé, du bype comportant une évaporation dans au moins un bassin formant marais salant, procédé caractérisé en ce que, avant d'admettre le liquide chargé dans le bassin d'évaporation, on concentre ledit liquide chargé dans une tour et en ce que, pour cette concentration dans ladite tour, on fait passer le liquide dans un réchauffeur puis on le déverse en aspersion et pulvérisation dans ladite tour en faisant circuler un courant d'air ascendant, on prélève en bas de ladite tour une quantité adéquate de liquide concentre avec une concentration proche de la limite de précipitation ou cristallisation et on l'amène audit bassin pour ltévaporer. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lton recycle une partie du liquide concentré que lton prélève en bas de la tour pour le faire repasser tant dans le réchauffeur que dans la tour. 3) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide concentré prélevé en bas de la tour et amené au bassin d'évaporation passe dans un réchauffeur avant d'être admis au dit bassin d'évaporation. 4) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lton recycle une partie du liquide que l'on prélève dans le bassin d'évaporation pour le faire repasser tant dans le réchauffeur que dans le bassin d'évaporation. 5) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dit réchauffeur est un e- changeur de chaleur liquide-liquide dont la source chaude est å bas niveau thermique, de Tordre de 50 à 60 C. 6) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs bassins d'évaporation sont prévus en série. 7) Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les bassins d'évaporation en série sont agencés et réglés de manière à permettre une cristallisation sélective dans les divers bassins d'évaporation. 8) Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 d 7, caractérisée en ce qu' elle comprend un bac recueillant le liquide chargé, un conduit amenant le liquide chargé dudit bac dans un réchauffeur à bas niveau thermique, un conduit amenant le liquide chargé du réchaufnlveau feur à une tour de concentration où le liquide est déversé par aspersion, des moyens pour faire circuler un courant ascendant d'air dans la dite tour, une sortie supérieure d'air et de vapeur en haut de ladite tour, un bac disposé en bas de la dite tour dans lequel est recueilli le liquide concentré, des moyens pour recycler une partie de ce liquide concentré tant dans le réchauffeur que dans la tour, un conduit pour amener le liquide concentré du dit bac jusque dans un réchauffeur à bas niveau thermique puis dans au moins un bassin d'évaporation et des moyens pour recycler une partie du liquide de ce bassin d'évaporation en le faisant repasser tant dans le réchauffeur cité en dernier que dans le dit bassin d'évaporation. 9) Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que plusieurs bassins d'évaporation sont prévus en série.