Brevet FR2500821A1 — publié le 19820903

APPAREIL D'EPURATION ELECTROCHIMIQUE DE LIQUIDES POLLUES L'invention se rapporte à des dispositifs d'épuration de li- quides pollués et, plus précisément, à des appareils d'épuration élec- trochimique de liquides pollués. Ces dispositifs peuvent être utilisés pour l'épuration de liquides pollués par des matières organiques, solides en suspension, substances tensioactives, etc. L'invention s'applique tout particulièrement et de la façon la plus rationnelle à l'épuration des liquides pollués par des polymères et des produits pétroliers, par exemple, d'eaux usées contenant huiles et corps gras. Il est un fait que dans les dernières années, les appareils d'épuration de liquides pollués, basés sur les techniques d'épuration électrochimique et plus particulièrement, les appareils basés sur les techniques d'épuration par électroflottation et électrocoagulation se sont tout particulièrement répandus grâce à leur large intérêt technolo- gique. On connait des appareils pour la mise en oeuvre de procédés discontinus ou continus d'épuration électrochimique de liquide. Ces derniers ont le plus d'avenir. Ces appareils connus comprennent une chambre de décantation communiquant avec une chambre d'électrocoagulation ou électroflottation contenant les électrodes. La présente invention se rapporte à des appareils comportant une chambre d'électrocoagulation munie d'électrodes solubles dans la- quelle la flottation a également lieu. Les plus économiques et les plus productifs sont les appareils dans lesquels le mélange du liquide pollué avec les produits de la mise en solution des électrodes a lieu dans la chambre d'électrocoagulation audessus des électrodes; cela permet en effet d'éviter l'encrassement de la surface des électrodes par des impuretés contenues dans le li- quide pollué. Ainsi par exemple, l'appareil d'épuration électrochimi- que des eaux usées tel que décrit dans le certificat d'auteur de l'URSS n0 644 738 comporte une chambre de décantation munied'une tubu- lure d'évacuation du liquide épuré, ladite chambre communiquant avec une chambre d'électrocoagulation disposée à l'intérieur de la chambre de décantation et comportant, dans sa partie inférieure, un système d'électrodes solubles et une tubulure d'amenée d'électrolyte. L'inconvénient principal de cet appareil connu réside dans le fait qu'une partie de la boue qui se forme pendant l'épuration du liquide pollué précipite dans la partie inférieure de la chambre d'é- lectrocoagulation, ce qui encrasse les électrodes et colmate l'espace entre les électrodes et la tubulure d'amenée de l'électrolyte. Les agrégats d'hydroxydes du métal des électrodes consommables, qui se trouvent dans cette boue, peuvent provoquer un court-circuit entre les électrodes, ce qui diminue sensiblement la fiabilité du fonctionnement de l'appareil. En outre, un encrassement intense de la surface des électrodes se trouvant dans la chambre d'électrocoagulation a lieu au cours des pauses imprévues qui peuvent se produire dans l'alimentation en électrolyte,(par exemple, une panne de la pompe qui sert à amener ledit électrolyte). Ces inconvénients, outre qu'ils abaissent la fiabi- lité du fonctionnement de l'appareil, sont également responsables de la consommation élevée en électrodes et énergie électrique lors de l'é- puration de liquide pollué. L'invention vise à procurer un appareil d'épuration électro- chimique de liquides pollués qui permette un fonctionnement fiable et une consommation d'électrodes et d'énergie électrique inférieures à celle des appareils connus, cet appareil étant muni de moyens de protec- tion des électrodes de la chambre d'électrocoagulation contre l'encras- sement par les impuretés du liquide pollué et par la boue. Le problème ainsi posé est résolu grâce à l'appareil d'épura- tion électrochimique de liquides pollués, selon l'invention, du type contenant une chambre de décantation avec une tubulure d'évacuation du liquide épuré, ladite chambre de décantation communiquant avec une chambre d'électrocoagulation dans la partie inférieure de laquelle est disposé un système d'électrodes solubles et étant munie d'une tubulure d'amenée de liquide pollué disposée au-dessus dudit système d'électrodes solubles et d'une tubulure d'amenée d'électrolyte disposée au-dessous dudit système d'électrodes solubles, cet appareil étant caractérisé en ce que dans la chambre d'électrocoagulation, entre le système d'é- lectrodes solubles et la tubulure d'amenée de liquide pollué, sont dis- posés une cloison séparatrice présentant un orifice, une soupape de retenue disposée dans ledit orifice, ainsi qu'un injecteur d'amenée du fluide vers la soupape de retenue, cette soupape étant installée de manière à pouvoir se déplacer verticalement sous l'effet d'un flux de fluide amené par ledit injecteur ainsi que d'un flux ascendant de mé- lange gaz-liquide venant du système d'électrodes solubles. La présence, dans la chambre d'électrocoagulation de l'appa- reil d'épuration électrochimique d'un liquide pollué, d'une cloison avec un orifice et une soupape de retenue, disposée entre le système d'électrodes solubles et la tubulure d'amenée de liquide pollué est de nature à exclure pratiquement tout encrassement des électrodes par des boues et impuretés formées au cours de l'épuration. Il s'ensuit une di- minution de la consommation d'électrodes et d'énergie électrique et une augmentation de la fiabilité de l'appareil. L'injecteur, installé au-dessous de la soupape, contribue à un passage plus rapide de l'électrolyte contenant les produits de mise en solution des électrodes par l'orifice pratiqué dans la cloison. Pour assurer un recouvrement plus sûr de l'orifice dans la cloison par la soupape de retenue, il est utile d'aménager cet orifice et la surface latérale de la soupape de retenue de façon à leur confé- rer une forme conique. En même temps, pour obtenir un mélange plus intense du liquide pollué avec les produits de solution des électrodes, il est utile de pratiquer, sur la surface latérale de la soupape de retenue, une rainure hélicoïdale assurant la rotation de la soupape de retenue lors du passage des flux ascendants par l'orifice dans la cloi- son. La cloison ayant la forme de tuyère contribue aussi bien à diminuer la résistance hydraulique du flux d'électrolyte en mouvement qu'à exclure les tourbillonnements du flux à l'emplacement de la cloi- son. Il est utile que la tuyère ait un profil qui se rétrécit. Pour rendre les dépôts de boue et d'impuretés moins intenses sur la cloison, il est rationnel d'installer au-dessus d'elle des élec- trodes insolubles. Les bulles de gaz qui se forment à la surface de ces électrodes provoquent la flottation des particules de boue et d'impure- tés, tandis que, dans le liquide à épurer traversant le champ électri- que induit par le système d'électrodes mentionnées, la vitesse de coa- gulation des impuretés augmente. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des différents modes de réalisa- tion donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels-: la figure 1 représente schématiquement une variante préfé- rée de réalisation de l'appareil d'épuration électrochimique d'un li- quide pollué suivant l'invention (vue en coupe); la figure 2 représente avec plus de détail une variante de réalisation de la soupape de retenue. L'appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués comporte (figure 1) une chambre de décantation 1 avec des tubulures 2, 3 d'évacuation d'eau épurée et de boue respectivement. La chambre 1 communique avec une chambre d'électrocoagulation 4 installée en son intérieur et ayant une tubulure 5 d'amenée de liquide pollué et une tubulure 6 d'amenée d'électrolyte. Dans la chambre 4, entre les tubu- lures 5 et 6, sont fixées des électrodes solubles 7 formées, par exem- ple, d'aluminium. Dans la chambre 4, entre la tubulure 5 et les élec- trodes 7, sont disposés une cloison séparatrice 8 comportant un orifice 9, une soupape de retenue 10, et un injecteur Il pour diriger le liquide pollué vers la soupape de retenue 10(au lieu de liquide pollué on peut amener de l'air comprimé). L'amenée de liquide pollué par l'injecteur 11 est assurée par une pompe 12. La soupape de retenue 10 est disposée de manière à ce qu'elle puisse se déplacer verticalement sous l'effet d'un flux de liquide pollué amené par l'injecteur 11 et sous celui d'un flux ascendant de mélange gaz-liquide venant du système d'électrodes solubles 7. A cette fin, dans la chambre d'électrocoagulation 4 est installée une barre de guidage 13 et dans la soupape 10 est pratiqué un orifice 14. Pour augmenter la fiabilité du fonctionnement de la soupape , l'orifice 9 et la surface latérale de la soupape 10 ont la forme conique. Pour conférer un mouvement de rotation à la soupape 10, est aménagée sur sa surface latérale une rainure hélicoîdale 15 (cf fig. 2). Au-dessus de la cloison 8 sont installées des électrodes 16 insolubles à la surface desquelles se forment les bulles de gaz qui provoquent la flottation des particules de boue en train de précipiter. Sur la figure 1 sont également représentés schématiquement un mélangeur 17 permettant d'obtenir l'électrolyte, une pompe 18 pour amener l'électrolyte dans la chambre 4 d'électrocoagulation, un dispo- sitif 19 d'évacuation de la mousse de l'appareil et une tubulure 20 d'évacuation de la boue qui se dépose à la surface de la cloison 8. L'appareil d'épuration électrochimique d'un liquide pollué selon l'invention, fonctionne comme suit. Avant de procéder à l'épuration du liquide pollué, la chambre 4 d'électrocoagulation (figure 1) et la chambre 1 de décantation sont remplies d'électrolyte pur amené par la tubulure 6. Le courant électri- que est amené aux électrodes 7. Environ 25 à 30 minutes après, on amène dans la chambre 4 d'électrocoagulation le liquide pollué par l'inter- médiaire de la tubulure 5 et de l'injecteur 11. Au cours de la mise en solution anodique des électrodes 7 se forment les hydroxydes du métal des électrodes, ainsi que des bulles de gaz. Ces hydroxydes sont entraî- nés par les bulles de gaz, passent par l'orifice 9 et coagulent les impuretés contenues dans le liquide pollué. Le liquide ainsi traité, contenant les agrégats des particules coagulées d'impuretés ainsi que les hydroxydes non utilisés, coule dans la chambre 1 de décantation o se produisent la séparation de l'écume et la chute ou précipitation de la boue. Le liquide épuré est évacué par la tubulure 2, l'écume par le dispositif 19 et la boue par la tubulure 3. Une partie de la boue forme un dépôt sur la cloison 8 dans la chambre d'électrocoagulation; elle est évacuée par la tubulure 20. Le courant électrique est amené aux électrodes insolubles 16; la cloison 8 est sensiblement moins encrassée par la boue, car la majeure partie en est entraTnée par les bulles de gaz qui se forment à la surface des électrodes insolubles 16. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nom- breuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Appareil d'épuration électrochimique de liquides pollués, du type contenant une chambre de décantation 1 avec une tubulure 2 d'évacua- tion de liquide pollué, ladite chambre communiquant avec une chambre d'électrocoagulation 4 dans la partie inférieure de laquelle est disposé un système d'électrodes solubles 7 et étant munie d'une tubulure d'amenée de liquide pollué disposée au-dessus dudit système d'électrodes solubles 7 et d'une tubulure d'amenée 6 d'électrolyte disposée au-dessous dudit système d'électrodes solubles 7, cet appareil étant caractérisé en ce que dans la chambre d'électrocoagulation 4, entre le système d'électrodes solubles 7 et la tubulure d'amenée 5 de liquide pollué, sont disposés une cloison séparatrice 8 présentant un orifice 9, une soupape de retenue 10 installée dans ledit orifice 9 et un injecteur Il d'amenée de fluide vers la soupape de retenue 10, cette soupape de retenue 10 étant installée de manière à pouvoir se déplacer verticalement sous l'effet d'un flux de fluide amené par 1 'injecteur Il et d'un flux ascendant de mélange gaz- liquide venant du système d'électrodes solubles 7. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice 9 dans la cloison obturé par la soupape de retenue 10 est conique et que dans la chambre d'électrocoagulation 4 est installée une barre de guidage 13 le long de laquelle se déplace la soupape de retenue 10 dont la surface latérale est également conique et présente une rainure hélicoîdale 15 qui assure la rotation de la soupape de retenue 10 lors de l'écoulement des flux ascendants par l'orifice 9 dans la cloison. 3.- Appareil suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la cloison séparatrice 8 a la forme de tuyère. 4.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que dans la chambre d'électrocoagulation 4 sont disposées des électrodes 16 non solubles disposées au-dessus de la cloison séparatrice.