Brevet FR2472951A1 — publié le 19810710

L'invention est relative à un appareil pour la préparation en continu de réactifs coagulants et/ou floculant utilises pour la clarification dans des procédés d'épration des eauxdestinées à l'alimentation ou à l'usage industriel,ou encore pour la clarification des eaux résiduaires urbaines ou industrielles. Les réactifs particulièrement visés par l'invention sont la silice activée, le gel de silico-aluminate active et le polychiorure basique d'aluminium. La silice activée peut être préparée de plusieurs façons et notamment selon un procédé dans lequel on ajoute lentement et en agitant de l'acide sulfuriquedilud à du silicate de sodium dilué (procédé Baylis). Le gel de silico-aluminate activé estpréparé à partir d'une solution de silicate de sodium à laquelle on ajoute, dans des conditions de pH et de concentration bien déterminées, une solution de polychlorure d'aluminium. Cette préparation est décrite dans la demande de brevet français N079 08294. On effectue ces préparations sur le lieu de leur mise en oeUvreS en discontinu ou, de préférence, en continu, de façon à éviter une deterioration des produits avant utilisation. Ces préparations sontbasées sur deux types de réaction différents: l'acide sulfurique et le silicate de sodium dansleprocédé de Baylis réagissent de façon complète etirréversible, tandis que le déroulement des deux autres réactions dépend étroitement des conditions de concentration et de pH du milieu réactionnel, qu'il faut surveiller soigneusementpour les maintenir entre les limites qui assurent la formation du produit recherché, sinon d'autres produits se forment, bien souvent de manière irréversible et avec prise de masse. Selon des procédés connus, on conduit la préparation de ces produits en deux stades: un mélange homogène des réactifs, suivi dune maturation du produit obtenu avant son utilisation. On peut procéder par portions, ce qui présente l'inconvénient de nécessiter deux bacs de préparation fonctionnant en alternance de façon à pouvoir disposer en permanence de produit fini prêt à l'emploi. Le fonctionnement automatique d'une telle installation est possible mais complexe. troisième chambre C est accolée à la chambre B, dont elle est séparée par une cloison syphoide, amovible, 7. La chambre C sert àla maturation du produit préparé et comporte à sa partie inférieure quatre sorties 4. Pour faire fonctionner l'installation, on introduit par des conduits 1 et 2 les solutions de réactif. Le mélange réactionnel ainsi créé entre par débordement en passant par le conduit 62 dans la chambre B. A partir de la chambre B, le produit de la réaction est soit recyclé dans la chambre A, soit transféré dans la chambre de maturation C, enfonction de conditions réactionnelles choisies. A titre d'exemple on prépare dans la présente installation trois réactifs de coagulation et/ou de floculation suivant des procédés connus: a) la silice activée selon le procédé Baylis (exemples 1 et 4); b) la silice activée à base de silico-aluminate selon le brevet français N0 79 08294 (exemple2); c) le polychlorure basique d'aluminium selon le brevet français N0 75 12975 (exemple 3). Exemple 1 On introduit dans la chambre de mé lange A une solution de silicate de sodium et une solution d'acide sulfurique pour obtenir une solution finale contenant 5 g/l de SiO2. La pompe 8 estarrEtée, il noya donc pas de recirculation vers la chambre A. La cloison entre les chambres B et C est retirée et il ya donc seulement une chambre de maturation . Le débit de produit fini, les temps de séjours dans les chambres A et C et les volumes des chambres sont consignés au tableau joint. Exemple 2 On introduit dans la chambre de mélange Au ne solution d'un sel d'aluminium par l'entrée 1 et une solution de silicate de sodium par l'entrée 3, pour obtenir un produit final ayant une teneur du gel de silice activée exprimée en SiO2, de 10 g/l. Le débit de produitfini, lestempsde séjour dans les chambres A et C et les volumes des chambres sont consignés au tableau joint ainsi que le temps de séjour etle taux de recirculation dans la chambre B, ainsi que le volume de celle-ci. Il est également possible de réaliser la préparationde ces produits en continu, ce qui présente incontestablement des avantages, l'encombre- ment d'une telle installation étant plus réduit et son automatisation plus facile. L'inconvénient de cette préparation encontinu est qu'il est difficile d'assurer une agitation qui permet d'éviter les sursaturationlocales. En particulier au cours de la préparation en continu de polychlorure basique d'aluminium, on constate des sursaturations locales de soude qui provoquent une précipitation irréversible de gel amorphe d'hydroxyde d'aluminium Pour remédier à ces inconvénients l'invention se propose de pourvoir àune installation ne présentant pas ces inconvénients, pour la préparation de silico-aluminate activé et de polychlorure basique d'aluminium. Par conséquent l'invention a pour objet uneinstallationpour la préparation en continu de réactifs coagulants et/ou floculants par une réaction de neutralisation totale ou partielle entre deux réactifs primaires, comportant trois chambres en série, à savoir: une première chambre de mélange, une deuxième chambre de stockage munie de moyens pour la recirculation du produit formé vers la chambre de mélange, et une troisième chambre de maturation à partir de laquelle le produit formé estutilisé directement pour la coagulation et/ou la floculation dans un procédé d'épuration de l'eau, caractérisée en ce que les volumes relatifs des chambres sont respectivement de 1 pour la première, compris entre 0 et 15 pour la deuxième, et compris entre 1 et 20 pour la troisième, le taux de recirculation du produit formé de la deuxième chambre vers la première étant compris entre 0 et 2. 000 % du débit de l'appareil. L'installation, représentée schématiquement par la figure unique du dessin joint, comprend une chambre de mélange A, munie d'un agitateur et Je rapide 5,/deux entrées de réactif 1 et 2 . Cette chambre A est reliée, tant par le haut que parle bas, à une chambre de stockage B. La communication entre les parties supérieures des deux chambres se réalise au moyen du conduit6, celle des parties inférieures par le conduit 3. Ce conduit comporte une pompe 8 et, près de la chambre B, une entrée de liquide 9. La chambre B comporte des moyens, non représentés dans la figure, pour en modifier le volume utile, par exemple une plaque perforée. Une Exemple 3 On introduit dans la chambre de mélange A, par l'entrée 9, une solution de chlorure d'aluminium et par l'entrée lune solution de NaOH, pour obtenir un produit final contenant 15 g/l d'aluminium, exprimé en A1203 et ayant un rapport stoechiométrique NaOH/AlCl = Z 25. Le débit du pro 3 duit final, les temps de séjour et le volume des chambres ainsi quele pourcentage de recirculation dans la chambre B, sont consignés au tableau. Exemple 4 On opère comme dans l'exemple 1, avecla seule différence que la solution finale présente une teneur en SiO2 de 10 g/î. Les conditions sont consignées au tableau comme pour l'exemple 1. Tableau Exem- nature produit débit pro- Chambre A Chambre B Chambre C ple duit fini temps de volume temps de % de re- volume temps de volume n en litre séjour en en séjour en circu- en séjour en par heure secondes litres secondes lation litres litres 1 silice activée 7 260' 0,5 0 0 0 30 mn 3,5 2 silice à base de silico aluminate 5 60' 0,5 180 500 1,5 24 mn 2 3 polychlorure ba- 14 sique d'aluminium 14-35 8-10 0,5 30-200 700-1500 6 34 mn 8 4 silice activée 400 130 14 0 0 0 45 mn 300 REVENDICATIONS 1) Installation pour la préparation en continu de réactifs coagulants et/ou floculants par une réaction de neutralisation totale ou partielle entre deux réactifs primaires, comportant trois chambres en série, à savoir une première chambre (A) de mélange, une deuxième chambre (B) de stockage munie de moyens pour la recirculation du produit formé vers la chambre de mélange, et une troisième chambre (C) de maturation à partir de laquelle le produit formé est utilisé directement pour la coagulation et/ou la floculation dans un procédé d'épuration de liteau, caractérisée en ce que les volumes relatifs des chambres (A, B, C) sont respectivement de 1 pour la chambre (A), compris entre 0 et 15 pour la chambre (B) et compris entre 1 et 20 pour la chambre (C), le taux de recirculation du produit formé de la chambre (B) vers la chambre (A) étant compris entre 0 et2000 % du débit de l'appareil. 2) Installation selon la revendication 1, dans laquelle les moyens pour la recirculation du produit formé de la chambre (B) vers la chambre (A) sont munis d'un dispositif d'injection de l'un des réactifs primaires.