Brevet FR2485511A1 — publié le 19811231

Appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués à chambre de décantation. L'invention se rapporte aux appareils d'épuration de liquides et, plus précisément, aux appareils d'épuration électrochimique de liquides pollués. L'invention peut 8tre utilisée pour l'épuration de liquides pollués par des matières organiques solides en suspension, par des agents tensio-actifs, etc. Il est avantageux d'appliquer l'invention pour l'épura- tion de liquides pollués par des polymères et des produits pétroliers, par exemple, pour l'épuration des eaux usées contenant des huiles et des matières grasses. Ces derniers temps, parmi les appareils connus d'épura- tion de liquides pollués, les appareils d'épuration électro- chimique et, plus particulièrement les appareils mettant en oeuvre des techniques d'épuration par flottation électrique et par coagulation électrique, deviennent de plus en plus répandus grCce à leurs grandes capacités technologiques. On connaît des appareils mettant en oeuvre des procédés discontinus ou continus d'épuration électrochimique du liquide. Ces derniers semblent avoir le plus d'avenir. Ces appareils comprennent généralement une chambre de décantation communiquant avec une chambre de flottation électrique ou de coagulation électrique munie d'électrodes. Ciaprès on décrira des appareils comprenant une chambre de coagulation électrique avec des électrodes solubles, ladite chambre étant le siège d'un processus de flottation. Les plus économiques et efficaces sont les appareils o le mélange du liquide pollué avec des produits de dissolution des électrodes est réalisé dans la chambre de coagulation électrique au-dessus des électrodes ce qui prévient la pollution de la surface desdites électrodes par les impuretés contenues dans le liquide pollué. Par exemple, un appareil d'épuration électrochimique des eaux usées (certificat d'auteur URSS nO 644 738) comprend une chambre de décantation avec des tubulures d'évacuation du liquide épuré 24855 11 et de la boue, ladite chambre communiquant avec une chambre de coagulation électrique installée dans son intérieur, et munie, dans sa partie inférieure, d'un srstème d'électrodes solubles et d'une tubulure d'amenée de l'électrolyte. Cet appareil présente l'inconvénient qu'avec l'augmen- tation de la concentration d'impuretés dans le liquide pollué, l'efficacité de son épuration diminue. Il est possible d'améliorer la qualité d'épuration du liquide par une augmen- tation de la densité du courant amené aux électrodes. Cette technique, d'une part consomme une grande quantité d'énergie et d'électrodes, et d'autre part présente une instabilité de la qualité d'épuration du liquide du fait que celui-ci, après avoir été traité dans la chambre de décantation, est évacué hors de l'appareil même s'il ne présente pas la qualité recherchée. La présente invention vise un appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués qui, grâce au réglage de l'efficacité d'épuration assure une bonne stabilité de la qualité d'épuration en raison du fait que le liquide épuré dont le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne est renvoyé dans ce même appareil pour y être traité une fois de plus. Selon l'invention l'appareil d'épuration électro- chimique de liquides pollués comprend une chambre de décanta- tion avec une tubulure d'évacuation du liquide épuré, ladite chambre communiquant avec une chambre de coagulation électrique ayant des électrodes solubles et des tubulures d'amenée du liquide pollué et de l'électrolyte, et il est caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation de retour du liquide épuré dont le taux d'épuration est inférieur à une valeur de consigne, cette canalisation de retour acheminant ledit liquide de la chambre de décantation à la chambre de coagulation électrique pour un nouveau traitement; et un régulateur de l'efficacité d'épuration comprenant, dans un circuit électrique commun, un analyseur du taux d'épuration du liquide, un bloc de réglage et des mécanismes d'asservissement, lesdits mécanismes d'asservissement servant à couper l'évacuation du liquide épuré et l'amenée du liquide pollué et du liquide dont le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne. La canalisation de retour du liquide épuré dont le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne dans la chambre de coagulation électrique pour y subir un nouveau traitement ainsi que le régulateur de l'efficacité d'épuration permettent de prévenir l'évacuation du liquide insuffisamment épuré hors de l'appareil pendant-tout le temps de fonctionne- ment de l'appareil. De ce fait la stabilité de la qualité d'épuration du liquide pollué se voit augmentée. Pour diminuer la quantité de liquide recyclé et augmenter le rendement de l'appareil en question il est avantageux de diviser sa chambre de décantation, à l'aide d'une paroi, en une cavité supérieure et une cavité inférieure de manière que la cavité supérieure communique, d'une part avec la cavité inférieure par une canalisation o sont installés l'analyseur indicateur du taux d'épuration du liquide et un des mécanismes d'asservissement, et d'autre part avec la chambre de coagulation électrique par une autre canalisation o est installé un autre des mécanismes d'asservissement. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre et qui est relative à différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec référence aux dessins également non limitatifs qui sont annexés et dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement, en vue en coupe, un appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués établi selon l'invention; - la figure 2 représente schématiquement, en vue en coupe, un mode de réalisation de-l'appareil établi selon l'invention, et comportant une paroi dans sa chambre de décantation. L'appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués (voir figure 1) comprend une chambre de décantation 1 avec des tubulures 2, 3 reliées aux canalisations 4, 5, respectivement, d'évacuation du liquide épuré et de la boue. La chambre de décantation I communique avec une chambre de coagulation électrique 6 disposée dans son intérieur, ladite chambre de coagulation électrique 6 abritant des électrodes solubles 7 et des tubulures 8, 9 reliées aux canalisations 10, 11 d'amenée dans cette chambre du liquide pollué et de l'électrolyte, respectivement. L'appareil comprend, d'une part une canalisation 12 de retour du liquide épuré dont le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne, cette canalisation 12 ramenant ledit liquide dans la chambre de coagulation électrique 6 pour un nouveau traitement, et d'autre part un régulateur de l'efficacité d'épuration. Le régulateur de l'efficacité d'épuration comprend, dans un circuit électrique commun, un analyseur 13 du taux d'épuration du liquide installé dans la canalisation 4, un bloc de réglage 14 et des mécanismes d'asservissement 15, 16, 17, lesdits mécanismes d'asservissement étant réalisés sous forme de soupapes d'arrêt électromagnétiques et installés, respective- ment, dans la canalisation 4 d'évacuation du liquide épuré, dans la canalisation 10 d'amenée du liquide pollué et dans la canalisation 12 de retour du liquide épuré pour un nouveau traitement. En tant qu'analyseur 13 du degré d'épuration du liquide on peut utiliser un analyseur optique de limpidité du liquide, un analyseur électrochimique de conductibilité du liquide, un analyseur de poids spécifique du liquide, etc. - Sur la figure 1 on a montré schématiquement un dispositif 18 d'évacuation de l'écume hors de l'appareil. La figure 2 représente un appareil plus efficace pour l'épuration électrochimique de liquides pollués. Cet appareil diffère de celui décrit plus haut en ce que sa chambre de décantation 1 est divisée par une paroi 19 en une cavité supérieure 20 et une cavité inférieure 21. La cavité supérieure communique avec la cavité inférieure 21 par une canalisation 22 olà sont installés l'analyseur 13 du taux d'épuration du liquide et le mécanisme d'asservissement 15. La cavité supé- rieure 20 communique aussi avec la chambre de coagulation électrique 6 par la canalisation 12 de retour du liquide épuré pour un nouveau traitement o est installé le mécanisme d'asservissement 17. La-cavité supérieure comprend aussi une tubulure 23 d'évacuation de la boue. Pour faciliter l'évacua- tion de la houe il est avantageux d'installer la paroi 19 en plan incliné. ;L'appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués selon l'invention fonctionne de la manière suivante. Avant le traitement du liquide pollué les cavités de la chambre de coagulation électrique 6 (figure 1) et de la chambre de décantation 1 sont remplies, par la tubulure 9, d'électrolyte (eau industrielle additionnée de l'acide chlorhydrique ou du chlorure de sodium), ensuite les électrodes sont mises sous tension et, quelque, temps après (25 à 30- s.), le liquide pollué est amené par la tubulure 8 dans la chambre de coagulation électrique 6. Lors de la dissolution anodique des électrodes solubles 7 on assiste à une formation des hydroxydes du métal des électrodes solubles et au dégagement de bulles de gaz (hydrogène). Les hydroxydes de métal sont transportés par les bu-lles de gaz vers le haut de la chambre de coagulation électrique et, entrant en contact avec le courant du liquide pollué, coagulent les impuretés et les agrégats contenus dans ce liquide. Le liquide ainsi traité passe, avec les agrégats des impuretés et les hydroxydes contenus dans ledit liquide, dans la chambre de décantation 1 o l'écume et la boue sont séparées du liquide épuré. L'écume est évacuée par-le dispositif 18 tandis que la boue est évacuée par la tubulure 3 et le liquide épuré par la tubulure 2. Dans le cas o le taux d'épuration du liquide est inférieur à la valeur de consigne, l'analyseur 13 envoie une impulsion au bloc de réglage 14 qui produit des signaux de commande envoyés aux mécanismes d'asservissement 15,. 16, 17. Les mécanismes d'asservissement 15, 16 obturent les canalisa- tions 4 et 10 pour couper l'évacuation du liquide épuré et l'amenée du liquide pollué, tandis que le mécanisme d'asser- vissement 17 ouvre la canalisation 12. De ce fait le liquide dont le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne 248551 1 passe, par la canalisation 12, de la chambre de décantation 1 à la chambre de coagulation électrique 6 pour y 8tre traité une fois de plus. Si le taux d'épuration du liquide correspondant à la valeur de consigne, l'analyseur 13-envoie une impulsion au bloc de réglage 14 qui produit les signaux de commande confor- mément auxquels les mécanismes d'asservissement 15, 16 ouvrent les canalisations 4 et 10 tandis que le mécanisme d'asservisse- ment 17 obture la canalisation 12. Dans l'appareil muni d'une paroi 19 installée dans la chambre de décantation 1 de manière à diviser cette chambre en deux cavités supérieure et inférieure, et d'une canalisation 22 reliant ces cavités, lorsque le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne, l'analyseur 13 envoie une impulsion au bloc de réglage 14 qui, à l'aide des mécanismes d'asservisse- ment 15, 16, coupe l'anemée du liquide épuré de la cavité supérieure de la chambre de décantation 1 dans sa cavité inférieure, ainsi que l'amenée du liquide pollué dans la chambre de coagulation électrique 6. Simultanément, le mécanisme d'asservissement 17 ouvre la canalisation 12. Si, dans cet appareil, le degré d'épuration du liquide correspondant à la valeur de consigne, l'analyseur 13 envoie une impulsion au bloc de réglage 14 qui, par l'intermédiaire du mécanisme d'asservissement 17, coupe l'amenée du liquide pour un nouveau traitement et, simultanément, ouvre les canalisations 10 et 22 par l'intermédiaire des mécanismes d'asservissement 15, 16. Les essais de l'appareil selon l'invention pratiqués pour épurer un liquide de coupe usé (eau usée à haute concentration d'impuretés émulsionnées, caractérisée par une stabilité d'agrégation considérable et une teneur en impuretés initiales.de 1,5 à 6,4 g/l) ont démontré que, pendant toute la période de fonctionnement ininterrompu de l'appareil (150 heu- res), les écarts du taux d'épuration de la valeur de consigne n'ont pas dépassé 4,Fo0 tandis que le taux d'épuration a été de 98,5 à 98,8%. La teneur en impuretés dans le liquide épuré a été de 10 à 30 mg/l. Au contraire dans le cas d'un appareil établi selon le certificat d'auteur nO 644 738, et dans des conditions de fonctionnement analogues, les écarts du taux d'épuration de la valeur de consigne ont été de 7 à 24%. La teneur du liquide épuré en impuretés a été de 40 à 180 mg/1. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués comprenant une chambre de décantation avec une tubulure d'évacuation du liquide épuré, ladite chambre communiquant avec une chambre de coagulation électrique ayant des électrodes solubles et des tubulures d'amenée, dans ladite chambre, du liquide pollué et de l'électrolyte, caractérisé en ce qu'il comporte: une canalisation de retour du liquide épuré dont le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne, cette canalisation de retour acheminant ledit liquide de la chambre de décantation dans la chambre de coagulation électrique pour un nouveau traitement; et un régulateur de l'efficacité d'épuration comprenant, dans un circuit électrique commun, un analyseur du taux d'épuration, un bloc de réglage et des mécanismes d'asservissement, lesdits mécanismes d'asservissement étant destinés à couper l'évacuation du liquide épuré et l'ame- née du liquide pollué et du liquide dont le taux d'épuration est inférieur à la valeur de consigne. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de décantation est divisée par une paroi en une cavité supérieure et une cavité inférieure, la cavité supérieure communiquant avec la cavité inférieure par l'intermédiaire d'une canalisation dans laquelle sont installés l'analyseur du taux d'épuration du liquide et un des mécanismes d'asservissement susmentionnés, et avec la chambre de coagula- tion électrique par l'intermédiaire d'une canalisation de retour du liquide épuré dans laquelle est installé un autre des mécanismes d'asservissement susmentionnés.