Brevet FR2530971A1 — publié le 19840203

PROCEDE POUR AELIORER ET MAINTENIR LA PERFORMANCE DE SOLIDES DE TRAITEMENT DE L'EAU. Les adoucisseurs et déminéralisateurs d'eau filtrent les matières particulaires des eaux d'alimentation Ces particules et les résines ellesmêmes absorbent également les substances organiques naturelles et synthétiques comme les lignines, les tanins, les humates, les huiles, les graisses, les polymères solubles ou dispersibles dans l'eau et autres, qui peuvent ttre des aliments excellents pour les bactéries ou qui peuvent 9 tre, eux=memes, des agents directs d'encras- sement Etant donné que les bactéries se multiplient, des boues bactériennes des micro-organismes et leurs déchets peuvent s'accumulero Ces facteurs peuvent influencer coisidée rablement la performance d'une unité échangeuse dions par 1 i l'obligation d'adopter des périodes de fonctionnement plus courtes avant régénération, ou en raison de plus faibles capacités de la résine et de plus mauvaises qualités de l'effluent d'eau De plus, l'eau traitée contenant des micro= organismes et leurs déchets peut poser des problèmes de santé, selon l'utilisation de l'eau. On a trouvé que l'usage combiné d'un agent tensio-actif non-ionique et d'un biodispersant pouvait retirer les micro- organismes et leurs déchets, ainsi que les agents organiques d'encrassement et les agents encrassants huileux et-graisseux, hors des résines échangeuses d'ions et autres solides de trai- tement de l'eau Des essais indiquent que l'on obtient und amélioration sensible de la qualité de l'eau et de la capacité de la résine échangeuse d'ions pour des résines deadoucissement et de déminéralisation de leau en nettoyant les résines avec une quantité efficace d'un agent tensio-actif non-ionique et d 9 un biodispersant comme on le décrira ci-après, Une combi- naison de ces agents tensio=actifs non-ioniques et de ces biodispersants peut également ftre utilisée pour maintenir les résines de traitement de leeau en conditions de fonction- nement de pointe en traitant les résines sur une base continue et cyclique pendant le cycle de contrelavage utilisé dans le processus de régénération L'agent combiné de traitement permet étalement un enlèvement stable des anions organiques qui encrassent sévèrement les résines échangeuses d'anions fortement basiques. On a également trouvé que ces produits combinés agent tensio-actif/biodispersant pouvaient également @tre amélio- rés par l'addition de certains microbiocides. Les résines échangeuses d'ions adoucissant et déminera- lisant l'eau peuvent retirer une grande variété de substances insolubles présentes dans l'eau d'alimentation nécessitant un traitement par ces résines Ces substances insolubles peuvent contenir des sels de fer, des précipités inorganiques, du limon, des lignines semicollodalies, des tanins, des humates, des polymères naturels et synthétiques insolubles et autres, plus des huiles ou des graisses Ces résines échangeuses d'ions et les particules accumulées peuvent éga- lement adsorber des substances organiques solubles La plupart des substances organiques adsorbées sur les résines influen- ceront finalement la capacité de la résine et le taux de fuite d'une unité d'échange d'ions du fait des taux réduits de dif- fusion des ions dans et hors des perles -de résine contaminée. De plus, les substances organiques soit adsorbées par la résine, soit filtrées à partir de l'eau, peuvent former d'excellents aliments pour les micro-organismes Etant donné que ces micro-organismes se multiplient, il se produit un encrassement microbiologique des unités échangeuses deions, Les perles de résine, qui sont déjà enduites de substances organiques, se trouvent enduites d'un limon bactérien et autres déchets de microorganismes, diminuant encore la performance des unités d'échange d'ions On observe usuellement de plus courtes périodes avant régénération et de mauvaises qualités de l'effluent d'eau L'enlèvement de ces mélanges contaminants par des agents régénérants inorganiques seuls ou avec des solutions de sels ou caustiques, ne réussit pas. Etant donné que les agents encrassants organiques, les bactéries, le limon de bactéries et les déchets continuent à s'accumuler, on trouve la formation d'amas importants enveloppant de grandes parties de la résine, dans les unités d'échange d'ions, Ces amas réduisent encore l'efficacité des unités d'échange d'ions du fait du tassement du lit et de la formation de canaux pouvant provoquer une fuite précoce des ions, c est- àdire pouvant conduire à une perte précoce de la capacité de ces unités de résine, Des rapports indiquant des capacités réduites deutilisation baissant jusqu'à 20-50 % des capacités d'origine ne sont pas inhabituels. On trouve des micro=organismes dans presque toutes les résines de traitement de leau et leur présence n'est Pas limitée à un type spécifique de résine Elles comprennent les résines adoucissant l'eau ainsi que les résines échangeuses de cations et d'anions utilisées pour la déminéralisation de l'eau On trouve également des bactéries dans les adoucisseurs d'eau domestiques, que l'on utilise sur une eau chlorée, dans des adoucisseurs d'eau industriels et commerciaux ainsi que dans les résines de déminéralisation que l'on utilise pour traiter les eaux de surface ou les eaux de pluie Même des échantillons de résine semblant relativement propres, que l'on prend sur place, montrent des quantités variables de bactéries. De plus, il est évident que l'on souhaite éviter une croissance excessive des bactéries si l'on considère que des toxines provoquant des fièvres, comme des déchets de bactéries (pyro- gènes), peuvent éventuellement passer de ces unités dans l'alimentation en eau traitée O Il y a deux types de problèmes de contamination Le premier est l'encrassement de surface des perles ou particules: l'agent contaminant est absorbé à la surface du matériau échangeur d'ions et il se-* orme des couches continues de contamination Le second est l'encrassement des particules ioniques: les agents contaminants diffusent dans les parti- cules, et sont liés au site interne d'échange dans la résine. Etant donné les problèmes indiqués, il est souhaitable que l'opérateur des unités d'échange d'ions retire les agents contaminants de la résine Il y a un autre motif à cela, qui est bien entendu, le prix supplémentaire de fonction- nement des unités échangeuses d'ions contaminées Par exemple, une unité qui fonctionne à 25 % de sa capacité d'origine nécessite quatre fois plus de régénération chimique, ce qui augmente le prix des produits chimiques et du service, Le prix total pour la main d'oeuvre supplémentaire nécessaire, pour les frais de produits chimiques régénérants, pour les frais d'évacuation de l'eau et autre, peut ttre extrêmement élevé, selon l'étendue de la contamination organique. Si V on pouvait maintenir des unités échangeuses d'ions à un état propre pour garantir une performance continuellement optimale des unités, on atteindrait uneavance majeure dans la technique. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique, qui suivent, sont cités et incorporés ici comme références et également à titre d'information concernant les tentatives passées pour résoudre les problèmes décrits cidessus: Le brevet U S N O 3 442 798, délivré le 6 mai 1969, décrit la concentration de combustibles organiques dans de l'eau résiduaire sur une surface adsorbante carbonnée comme du charbon de bois de lignine, du charbon de bois d'os, du coke pulvérulent, du charbon pulvérulent, du charbon de bois activé, du charbon activé et analogue puis l'oxydation d'une dispersion aqueuse de l'adsorbant contenant les combustibles adsorbés. Le brevet U S N O 3 444 078, délivré le 13 mai 1969, décrit l'utilisation de charbon activé en granulés dans un filtre de purification d'eau, un conduit souterrain à lit de graviers, et la récupération du charbon activé de l'eau traitée pour consommation humaine. Le brevet U S n' 3 373 085, délivré le 12 mars 1968, décrit la récupération du phénol d'une eau résiduaire d'usines à coke par adsorbtion du phénol dans l'eau résiduaire sur du charbon cokéfiable. Le brevet U S no 3 578 589, délivré le 11 mai 1971, décrit l'enlèvement, hors des systèmes d et des composés époxy. Le brevet U S n' 3 996 131, délivré le 7 décembre 1976, décrit la prévention de l'encrassement de membranes d'osmose inverses et d'ultrafiltration en revêtant les membranes d'un agent adsorbant, avec ou sans charbon activéo Le brevet Uo So no 4 260 504, délivré le 7 avril 1981, concerne la prévention de la formation des dép Cts sur les parois d'échangeurs de chaleur, o il y a circulation d'éthy- lène glycol/eau, en mélangeant à l'éthylène glycol/eau, envi- ron 0,3-5 % en poids/poids d'un agent tensio-actif, ce qui est le produit d'addition d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de l 12-propylène ou d'un alcool monohydrique, d'eau, d'un diol ou d'un triol, 60 = 90 % des oxydes fixes étant des groupes oxyéthylèneo La présente invention concerne un nouveau procédé pour améliorer, restaurer et maintenir la performance de solides de traitement de l'eau qui son encrassés ou ont tendance s'encrasser de substances organiques, de micro-organismes et leurs déchets Ce nouveau procédé comprend le traitement cyclique de ces solides de traitement de l'eau avec une quantité efficace d'un surfactant non-ionique et d'un agent biodispersant. Le procédé de l'invention peut être amélioré en utilisant un biocide en conjonction avec le surfactant non-ionique et avec l'agent biodispersant Le biocide à utiliser avec le surfactant/ biodispersant peut être choisi dans le groupe formé par les biocides sel dgaamnoninm quaternaire grass les biocides bromoni- trilo-substitués, l'isothiazoline et les biocides oxydants, Les biocides sel d'ammonium quaternaire gras sont le mieux réprée sentés par des composés biocides de chlorure d'alkyl-diméthyl- benzyl-aemonin Les biocides bromonitrilo-substitués sont le mieux représentés par le dibromonitrilo-propionamide Les biocides dtisothiazoline sont des biocides commercialisés fabriqués par Rohm & Haas Coo et ils sont vendus sous le nom de KATHON 886, décrits dens le bulletin de produits de Rohm & Haas DIC-76-3, mai 1977, que l'on a incorporé ici à titre de référence, Les biocides oxydants sont le mieux représentés par des matériaux tels que le chlore, le brome, leurs sels hypochlorite ou leurs acides, et les sels hypobromeux ou leurs acides L'utilisation de ces biocides oxydants présente également l'avantage possible d'utiliser la puissance oxydante des produits chimiques comme le chlore ou l'hypochlorite de sodium pour diminuer, par des rdcanismes d'oxydation, le poids moléculaire des composés hydro- phobes comme les produits biologiques de dégradation et les déchets biologiques, de façon à rendre ces produits plus hydrophiles ou dispersibles dans l'eau. Le procédé de l'invention peut s'appliquer à des solides de traitement de l'eau tels que les résines échangeuses d'ions: les garnitures d'adsorbtion au carbone, les filtres à lit de graviers et de sable, les membranes échangeuses d'ions, les membranes d'osmose inverse et analogue Chacune des classes ci-dessus de solides de traitement de l'eau peut être encras- sées de substances organiques, de fer soluble ou insoluble, de microorganismes et leurs déchets, ainsi que de substances organiques naturelles dérivées des eaux utilisées pour alin menter les solides de traitement d'eau selon l'invention, Les solides préférés de traitement de l'eau qui sont le plus soumis à une amélioration, restauration et maintien de la performance sont les résines échangeuses-d ions que l'on utilise pour re- tirer les espèces ioniques des eaux contaminées d'alimentation avant que ces eaux ne soient utilisées pour la production de vapeur et dans d'autres usageso Ces résines échangeuses doions peuvent être choisies parmi des résines cationiques du type en gel, des résines anioniques du type en gel des résines &atio- niques macroporeuses et des résines anioniques macroporeuseso Ces procédés peuvent être utilisés pour améliorer 2 restaurer et maintenir la performance de ces résines échangeuses d'ions par l'un des deux procédés ou leur combinaison. De plus, la présente invention propose un procédé per- fectionné de lavage en retour de ces résines échangeuses d'ions qui consiste à entreprendre ces opérations de lavage en retour en présence d'un agent revitalisant qui est présent dans le cycle de retour pendant les premiers 50 % de l'opération de lavage La présente invention comprend un traitement de contre- lavage, dans la zone de fonctionnement de la résine et, si on le souhaite, séparément, c est-à-dire que le traitement de contre- lavage peut ttre accompli pendant des opérations normales de la résine ou bien peut ttre accompli dans des opérations sé- parées o les résines ne seront pas immédiatement remises en mode de fonctionnement; Le procédé qui améliore, restaure et maintient la perfor- mance des résines échangeuses d'ions et d'autres solldes de traitement de l'eau peut initialement être un procédé o une- quantité efficace d'une combinaison d'un agent surfactant non- ionique avec un biodispersant est ajoutée à la résine qui s$est trouvée encrassée de substances organiques, micro-organiques et leurs déchets, dans un processus de nettoyage du type dis- continu Ce processus discontinu comprend l'addition de 50 à environ 2 500 ppm (en se basant sur 2 volumes de lit) de la formule active, dans ce lit de résine encrassée, de préférence à des températures élevées et pendant des temps d'au moins 24 heures Ces concentrations sont basées sur un volume double du lit de la résine ou du lit de la résine échangeuse d'ions qui est traité Une plage préférée est comprise entre 200 et environ 1000 ppm des ingrédients actifs et le traitement pré- féré s'effectue à des températures comprises entre 38 et 82 C pendant des temps d'environ 2024 heures avec aspersion ou circulation rapide de l'eau utilisée dans des buts de mélange et de contact. Quand ce système discontinu est utilisé pour traiter des solides de traitement dteau afin de retirer les contaminants d'encrassement, on peut ajouter, en même temps et simultanément, un biocide amine quaternaire grasse comme un sel d'alkyl-diméthyl- benzyl-ammonium Ce biocide amine quaternaire est utilisé avec l'agent surfactant et l'agent dispersant et il peut @tre présent en une quantité de 1 à 50 % en poids par rapport à la formule combinée surfactant/dispersant Le biocide est, de préférence, utilisé à raison de 10 à 30 % en poids en se basant sur le poids du mélange total des trois ingrédients biocide/surfactantlbio- dispersant Le biocide, KATHON 886, ci-dessus décrit, peut également tre utilisé comme biocide efficace avec la formulation surfactant/dispersant. Comme on l'a précédemment expliqué, l'addition d'un biocide oxydant dans le mélange de traitement est souvent utile pour réduire le poids moléculaire des contaminants hydrophobes et des résidus de microorganismes L'action d'oxydation de ces biocides peut avoir tendance à rendre hydrophiles les agents contaminants hydrophobes en aidant à leur dissolution ou mise en suspension Cette action a tendance à rendre ces ma- tériaux plus faciles à enlever pendant un cycle de lavage et de rinçage. Avant que les résines ne soient remises en service, le lit de résine est totalement lavé avec de l'eau pour retirer les denriers vestiges de leagent revitalisant formé par la combinaison du surlactalnt du biodispersant et éventuellement du biocide Cela est norrhalement accompli pendant le restant du cycle de contrelavage et pendant les séquences de régé- nération. Le second procédé, qui est le procédé préféré, est un traitement cyclique continu utilisant les produits chimiques décrits ci- dessus et ci-dessous à la façon qui suit Chaque résine:Jchangeuse d 2 ions passe par un cycle typique, Initia- lement, la nouvelle résine frache est introduite dans le lit de résine, mouillée et régénérée avecdes produits chimiques de régénération Ces produits chimiques sont rinçés hors du lit avec des eaux de lavage et le lit échangeur d&ions est alors mis en fonctionnement afin de retirer les espèces ioniques indésirables hors des eaux d O alimentation qui nécessitent un traitement avant utilisation de ces eaux traitées dans la pro= duction de vapeur et autres applicationso Après un temps prescrit, ces résines échangeuses d'ions perdent leur aptitude à retirer les quantités requises d'espèces ioniques contaminanteso A ce moment, les résines sont contrelavées par des eaux qui remon- tent à travers le lit de résine pour augmenter le volume du lit d'environ 50 % en volume, afin de décharger, hors du lit, toutes les espèces contaminantes et insolubles dispersées d'une densité plus légère que les perles de résine elles-mnmes O Ce cycle de contrelavage est normalement obtenu à un débit de remontée de l'eau d'environ-135 a 676 litres/mn, pour 0,028 m 3 de résine contenue dans le lit de résineo A la suite de ce cycle de contrelavage, on laisse les lits de résine se déposer et des produits chimiques de régénération sont ajoutés, inondent le lit de résine et sont subséquemment rinçés du lit avant que celui-ci ne soit remis en fonctionnement. Le procédé préféré de la présente invention est l'addition des produits chimiques de nettoyage ci-dessus décrit, et que l'on décrira plus complètement ci-après, au cycle de contrelavage avant addition des produits chimiques -de régénération Le procédé préféré comprend l'addition de ces produits chimiques de traitement au moins à la première partie de 10 % mais pas à plus d'une première partie de 50 % des volumes utilisés pour le contrelavage des résines On a appelé cela "mode de maintien préventif" de ce procédé De préférence, ces produits chimiques de traitement et solutions de nettoyage sont ajoutés pendant les premiers 25 à 40 % de ce cycle de rincage de contrelavage Dans la pratique, cela signifie un dosage, dans les eaux de contrelavage pendant les premiers 10 à 50 % du temps alloué au contrelavage de la résine à un débit relativement constant de contrelavage d 2 un écoulement dosé relativement constant des produits chimiques de traitement en utilisant le surfactant non-ionique et le biodispersant, et éventuel lement les biocides Pendant les derniers 50 à 90 % du contrelavage, l'alimentation en produits chimiques n'est plus ajoutée et le restant des eaux de contrelavage est utilisé pour rincer les produits chimiques de traitement et les ré- sidus de contamination du système. Après avoir ajouté les produits chimiques de traitement et les avoir rinç's hors du lit de résine, on régénère subse- quemment les résines ainsi traitées en utilisant des produits chimiques et techniques standard de régénération. Lorsque l'on traite les résines selon ce mode de maintien préventifl'utilisation des produits chimiques peut ttre dimi- nu'e par rapport aux concentrations de traitement discontinu ci-dessus mentionnées Les produits combinés comprenant les agents surfactants nonioniques et les biodispersants, évent tuellement avec ou sans addition des biocides précédemment mentionnés, peuvent ttre ajoutés au cycle de contrelavage à une concentration comprise entre environ 10 ppm et environ ppmi de l'ingrédient actif en se basant sur le volume de l'eau de contrelavage Si cette plage de concentration est maintenue à chaque cycle de-contrelavage subséquent, on obtient les avantages de la présente invention Lt'addition complémen- taire d'environ 5 à environ 200 ppm des biocides ci-dessus mentionnés, de préférence d'environ 10 à environ 100 ppm d'un -ou plusieurs de ces matériaux biocidespeut améliorer l'effi- cacité de l'agent de traitement surfactant/biodispersant dans de nombreux cas. Les agents tensio-actifs surfactants non-ioniques de l'invention ont de préférence une valeur de HLB entre 6 et 14 HLB indique la balance hydrophile/lipophile et on l'utilise comme cela est décrit dans la publication McCutcheon 'Déter- gents et émulsifiants, North American Edition and International Edition, 1974 Annuals" publiée par McCutcheones Division, Allured Publishing Corporation, 45 No Broad Sto O Ridgewood, New-Jersey, U S A Ces agents surfactants non-ioniques sont, de préférence, choisis dans le groupe formé par les produits d'addition non-ioniques d'oxyde d'éthylène sur des phénols alkylés, les produits d'addition non-ioniques d'oxyde d'éthy- lène sur des alcools d'alkyl gras, les esters de sorbitan non-ioniques et les alklcylaryl-polyéthylèneglycol éthers non- ioniques L'agent tensio-actif non-ionique préféré est formé des produits d'addition d'oxyde d'éthylène sur des phénols alkylés qui ont une valeur de HLB entre 6 et 14. L'agent surfactant-non-ionique tout à fait préféré est un nonyl-phénol éthoxylé contenant environ 9 moles d'oxyde d'éthylène. Les biodispersants de l'invention sont, de préférence, choisis dans le groupe formé par les condensats d'oxyde d'éthy- lène avec des produits d'addition d'oxyde de propylène sur du propylèneglycol ayant une valeur de HLB entre 4 et 10 et un poids moléculaire compris entre 1 000 et 5 000, les alcools non-ioniques polyéthoxylés à chaîne droite, les cocodiamines tris-cyanoéthylées, les esters/acides de sorbitan polyoxyéthylénés, les N,N-diméthyl-stéaramides non-ioniques, les condensats de polyglycolamines non-ioniques et les alcools éthoxylés nonioniques Le tableau I montre les types de produits chimiques qui se sont révélés avoir des propriétés biodispersantes. r, T'.3 LEAU I Evaluation de la 1 capacité de biodispersiondes comoss ppn avec contact de 1 heuwe Données recueillies au biomètre Type du dispersant chimique % changement biomasse Condensat non ionique (polyol) 66 4 % d'oxyde d'éthylène avec des bases hydrophobes (oxyde de propylène avec du propylène glycol) Alcool polyéthoxylé non ionique 58,5 % à chaîne droite Tris-cyanoéthyl cocodiamine 47,3 % Ester de sorbitan polyoxyéthyléné 45,8 % d'acides gras et de resine et de mélange alkyl-aryl-sulfonate (nonionique) Produits cationiques de conden 35,8 % sation d'oxyde d'éthylène et de Duomeen T* N,N-diméthyl stéaramide 34,7 % non-ionique Monoamine (cationique) 31,3 % (cocomononitrile) Polyacrylate de faible poids 31,1 % moléculaire (poids molécu- laire 1000 à 10 000) Condensat polyglycol-amine 30,0 % non-ionique Cocodiamine cationique 25,6 % Alcool éthoxylé non-ionique 21,2 % m Duomeen T = N-suif-triméthylène diamine == -1 Le pourcentage de changement de la biomasse au Ta- bleau I a été mesuré en exposant une masse de limon, que l'on avait précédemment fait croître et attacher sur une surface, a une eau claire de recirculation à environ 38 C L'eau conte- nait 10 ppm de chacun des biodispersants indiqués et on l'a laissée recirculer à température pendant une heure A la fin de ce temps, on a effectué une détermination de la biomasse de l'eau recueillie dans un bassin usuel en utilisant un biomètre à luminescence Dupont 760, décrit dans la publica- tion, "Dupont 760 Luminescence Biometer", publiée en décembre 1970 et décrit dans le brevet US 3 359 973, qui est incorporé ici à titre de référenceo Ce tableau monre epourc Ytagede labmomasseamass;e, qui a été dispersépar un traitement avec 10 ppm de l'agent disper- sant indiqué O Bien que d'autres dispersants aient été essayes, lesquels avaient moins de 20 % d'efficacité, ces résultats ne sont pas présentées car tout dispersant ayant une efficacité de moins de 20 % dans ces essais se révèle ne pas fonctionner de façon appropriée dans l'invention. Le poids de l'agent surfactant par rapport à l'agent dispersant dans le mélange de traitement pett varier entre environ 0,1: 10 et environ 10: 1 et il est, de préférence, de 1: 2 à 2: 1 Un rapport pondérai de 1: 1 s'est révélé &tre particulièrement efficace. Lorsque l'on utilise un biocide amine quaternaire avec l'agent surfactant et l'agent dispersant, il peut être présent en une quantité de 1 à 50 % en poids et, de préférenr ce, de 10 à 30 % en poids en se basant sur le poids du mélan- ge total Ces biocides cationiques ne sont, de préférence, pas utilisés lors du nettoyage de résines échangeuses cationiques. Les biocides de l'invention sont choisis dans le groupe formé par les biocides sel quaternaire d'alkyle gras, les proprionamides non-ioniques bromonitrilo-substitués, les isothiazolines et les biocides oxydants, Les biocides Mel quaternaire d'alkyle gras sont représentés par, et sont de préférence, un biocide sel d'ammonium quaternaire chlorure d' alkl yl dims tlyl-benzyl amoniumo Le biocide non-ionique peut, de préférence, &tre le dibromo-nitrilo-propionamide, bien que ce matériau ne soit pas stable en condition de p H basique, de sorte que son usage efficace est limité à des conditions neutres ou légèrement acideso Les isothiazo- lines sont mieux décrites cornmme étant le "KATHON OE 6 " et sont principalement f-abriquées par Rohim & Haas Co Ces bioci- des sont décrits dans un bulletin de produits précédemment référencé, en en zaisant partle. Les biocides oxydants sont des matériaux comme le chlore, le brome, l' acide hypochloreux, l acide hypobromeux et les sels de métaux alcalins des acides hypochloreux et hypobromeux Ici, les sels de métaux alcalins signifient les sels contenant des cations sodium, potassium, ammonium et rubidium. Ayant décrit le procédé discontinu et le procédé de maintien préventif cyclique continu, ayant décrit les agents tensio-actifs non-ioniques et les biodispersants de l'inven- tion, et ayant décrit les biocides préférés que l'on peut utiliser en combinaison avec les agents surfactants non- ioniques et les biodispersants de l'invention, on peut mainte- nant décrire, à titre d'exemple, l'application de ces produits chimiques dans des procédés pour améliorer, restaurer et main- tenir la performance de solides de traitementde l'eau qui sont encrassde substances organiques, de micro-organiques et de leurs déchets. ETUDES EXPERIIENTLLES 1 Effet de l'invention sur la performance de rési- nes échangeuses de cations contaminées L'effet de la présente invention sur les capacités de fonctionnement et les fuites de résines échangeuses de ca- tions contaminées de diverses substances organiques, bactéries et résidus bactériens, a été observé dans ces essais Delux résines avaient de très grandes quantités d'une masse gélati- neuse et collante qui recouvrait les particules, sous la for- me de flocons d'un gris-verdâtre, et une résine contenait une moindre quantité d'un agent encrassant Les deux premières résines avaient une odeur fétide tandis que la troisième n'avait qu'une légère odeur g-nante Les matériaux utilisés pour le nettoyage de ces résines étaient un agent surfactant, à savoir un nonyl-phénol éthoxylé ( 9 moles) et un biodisper- sant, à savoir un condensat de polyoxypropylène-polyoxyéthy- lène (point de trouble 32 C); et une amine quaternaire, à savoir un chloriéce d'alzyl-diméthyl-benzyl-ammonium, En par- tie, l'aine quaternaire peut servir de solubilisant du surfactant. Afin de déterminer l'efficacité d'enlèvement des produits organiques, des bactéries et des résidus bactériens de résines par le présent procédeé, les quantités des produits chimiqueset les durées de réaction choisis étaient supérieurs a ceux réel- lement nécessaires. Essai n 1: Résine cationique acide forte Cette résine contenait des quantités sensibles de flocoes gris-verdâtre de dimensions importantes et moyennes, et les perles étaient presque régulièrement recouvertes d'une massedu type gélatineux ressemblant au toucher à un limon. Conditions d'essai On a ajouté lentement une quantité de 300 ml de la résine, dans un tube Lucite de 25 mm, avec une quantité minimum d'eau entre les additions de chaque portion de l'échantillon Cela a garanti que les flocons ressemblant à du limon étaient mélan- gés régulièrement dans toute la colonne de résine La hauteur totale du lit était de 57,15 cm On a alors laissé la résineau repos pendant 4 jours Après ce temps, la résine a été soulevée par contrelavage Une masse solide de forme cylindrique est remontée comme un piston, et il n'y a eu qu'environ 30-40 % des perles totales de la résine qui se sont séparées de cette masse solide Au bout de 15 minutes, on a arrêté la tentative de contrelavage de la résine La quantité d'eau retirée par contrelavage était de 00 ml Cette eau présentait un compte bactérien total conpris entre 106 et 107 par ml, la détermi- nation étant faite par des bâtons dimmersion g Orion Easicu 11 Eau d Eessai. Une eau d'essai d'une dureté totale de 7,93 gpl (grains US par litre)a soit 0951 gramme/l, a été préparée en utilisant 62,6 g de Ca C 12 anhydre, 7092 g de i Ig SO 471 120 et 2535 g de Na HCO 3 à 189 litres d'eau désionisée L'eau finale contenait alors 526 ppn de dureté totale, avec un rapport de deux tiers de calcium pour un tiers de magnésium, plus 150 ppm dé Na HCO 3, On a fait passer cette eau d'essai à travers Uunité à un débit de 80 ml par minute, soit l'équivalent de 7,56 /nmm pour 002 C m 3 de résines jusquà ce que lon obtienne une dureté de fuite de 0264 grains US par litre (gpl), soit 0017 gramme/l. Essai 1-A: Résine uniquement contrelavée La résine a alors été régénérée avec l'équivalent de 2,72 kg de Na Clpour O,0 028 mn, ou 270 ml d'une solution a 10 % desel pour 300 ml de résineo La résine a alors été rinçée avec un volume d'un lit d'eau désionisée à un débit équivalent à l'écoulement régénérant D En ce point, l'eau dure passait à ml/mn. Les données de chute de pression et de fuite de dureté sont indiquées sur la figure 1 La chute moyenne de pression à travers l'unité de résine était de 0,31 bar. Essai 1-B: Résine d 5 tasse avec une lancée à air et contrelavée L'eau audessus de la résine utilisée à l'essai 1-A aéb drainée ju-squ'au niveau du litet détassée à l'air pendant eniron trois minutes avec de l'air comprimé à un débitretenant juste ,les 57,15 cm de résine dans le tube de 140 cm de long. La résine a alors été contrelavée avec de l'eau désionisée à un débit suffisnat pour obtenr une dilataton "normale' de la résine de 50 %, jusqu'à ce que les effluents soient exempts de tout débris Cela a nécessité environ 35 minutes de contrelavageo Pendant ce temps, on a rincé une quantité considérable d'un matériau pelucheux, de couleur marron et vert Les particules étaient comprises, en dimensions, entre environ 0,5 et 2 mm. La quantité contrelavée était d'environ 50 ml Les particules étaient assez collantes Un examen au microscope a montré prin- cipalement des particules translucides. On a alors fait passé l'eau d'essai à travers l'unité comme à l'essai 1-A. Les résultats sont montrés sur la figure 1 La chute de pression moyenne dans l'unité était de 0,1 bar. Essai 1-C Résine traitée avec un agent surfactant un biodis persant et biocide La résine utilisée aux essais 1-A et 1 i B a été contre- lavée pendant 10 minutes, puis on a fait passer, lentement, - travers la résine, " une temperature de 43-54 C, pendant une heure, un litre d'un mélange de 1 o 000 mg de nonyl-phénol éthoxylé ( 9 moles), de 1 o 000 oo mg d'un condensat polyoxypro- pylène-polyoxyéthylène (point de trouble 320 C), et de 500 mg de chlorure d'alkyl diméthyl benzyl-armonium (sous forme d'une solution à 50 % de l'amine quaternaire) La solution a été réchauffée et on l'a de nouveau fait passer pendant une heure La dernière partie de la solution a été laissée dans l'unité de résine pendant 48 heures Ensuite, la résine a été contrelavée avec de l'eau désionisée pendant 48 minutes, c'est-à-dire jusqu'à ce que les effluents soient limpides Les débris retirés pendant ce temps avaient une dimension de par- ticule très petite et étaient suffs=men C légers pour nécessiter environ 2 heures pour se déposer dans le réservoir de récupé- ration Un examen au microscope de ces particules, d'une cou- leurmarronclair, a montré des particules gélatineuses translu- cides de diverses formes et épaisseurs La résine a alors été régénérée et rincée comme décrit aux essais 1-A et 1-B Les Dropriétésdecapicitéetde fuite de la résine traitée ont été déterminéesdansdesccditbnsidentiques à celles utilisées pour l'expérience avec contrelavage ou lancement à l'air et contres lavage O N n'a pu détecter aucune chute de pression avec le manomètre utilisé. Les résultats pour les fuites et la capacité sont indi- qués sur la figure 1. Comme on peut le voir par les courbes de la figure 1, on a obtenu une amélioration importante de la capacité et de la fuite de dureté par traitement avec lagent tensio-actif, le biodispersant et le biocideo Lors du contrelavage de la résine, on a trouvé qu'elle était meuble et sans aucun amaso Les perles se sontpar-aiements 6 parées Les effluents de contre- lavage ont montré une quantité modérée (environ 3 ml) de petits flocons de couleurmaxroqui se sont très facilement séprés. Certains flocons ( 1 ml) sont restés au sommet de la résine, avec des fibres provenant-, à l'origine, de cet échantillon. Le liquide surnageant de cet échantillon a montré des bactéries nulles, lors d'un essai avec des bâtons d'immersion brion Easicultl Essai n 2: Résine d'adoucissement d'eau Cette résine a été contaminée de quantités inhabituelle- ment importantes de flocons libres de grande dimension, et les perles de résine ont été enduites d'un revêtement gélatineux qui donnait, au toucher, la sensation du limon Le revêtement était d'une couleur grisverdâtreo Conditions d'essai On a placé une quantité de 300 ml de cette résine plus les contaminants libres dans un tube de 25 mm avec un minimum d'eau entre addition de chaque portion de résine Cela agarani que les flodons ressemblant à du limon étaient régulièrement mélangés à la résine On a laissé la résine dans l'unité pen- dant 4 jours Apres ce temps, une tentative a été faite pour contrelaver la résine Elle est remontée dans le tube en un seul morceau, sans se détacher quand on ouvre et ferme l'eau de façon alternée. Essai 2-A: détassée à la lance à air et contrelavée L'eauaétdrainée auniveau du Uit et le lit a été détassé à l'air pendant environ 5 minutes tandis que le tube en plasti- que mince utilisé pour introduire l'air était déplacé de façon répétée de haut en bas La résine a alors été contrelavée pen- dant environ 45 minutes jusqu'à ce que les effluents soient limpides La première portion de 500 ml de l'eau de contre- lavage a montré un compte total de bactéries de 107, en mesu- rant par la méthode d'essai du bâton d'immersion "Orion Easi- lulto La quantité totale de solides contrelavés a été d'environ ml Ce matériau s'est déposé à environ 25 ml en deux semai- nes Le volume de résine s'est réduit d'environ 5 ml, à 325 ml au total Un examen au microscope des flocons gris-verdâtre retires par contrelavage a montré des particules translucides et gélatineuses de formes et dimensions irréaulières La résine a été régénérée avec 29 C ml de Na Cl à 10 % soit 2,72 kg de Na Cl pour 0,02, m 3 de résine La résine a alors été rincée et on a fait passer l'eau d'essai comme on l'a décrit dans l'expé- rience de l'essai 1. * La capacité et les fuites sont représentées sur la figure 2. La chute moyenne de pression dans l'unité était de 0,036 bar. Essai 2-B: Résine traitée avec un agent surfactant, un biodis- persant et un biocide La résine utilisée à l'essai 2-A a été traitée avec 500 ml d'une solution contenant 500 mg de nonyl-phénol-éthoxylé ( 9 moles de EO), 500 mg d'un condensat de polyoxypropylène- polyoxyéthylène (point de trouble 32 C) et 250 mg de chlorure daliyldiréthyl-benzyl-amoninum (sous forme d'une solution à 50 % de l'amine quaternaire), à 43-54 u C pendant 3 heures en réchauffant de façon répétée la solution et en la faisant passer, en écoule- ment vers le bas, à travers la résine On a laissé un volume d'un lit de cette solution dans l'unité pendant une nuit La résine a alors été contrelavée jusqu'à une dilatation de 50 % pendant 45 minutes jusqu'à ce que les effluents soient limpides. On a retiré environ 20 à 25 ml d'une substance marron claire, sous la forme de flocons fins, Les flocons avaient moins d'l mm de diamètre. Le liquide surnageant de la résine a montré un taux de bactéries nul lors d'un essai avec le baton d'immersion "Orion Easicult". La résine a alors été regérénre comme à l'essai 2-A. Le régénérant utilisé a été recueilli et a montré une couleur nllant de jaune aible à marron On a également noté la forma- tion de mousse dans les effluents régénérants La résine a alors été rincée avec 330 ml d'eau désionisée au débit du rég&' nérant puis rincée rapidement avec l'eau d'essai, On a alors fait passer l'eau d'essai à travers la résine dans des condi- tions identiques à celles utilisées à l'essai 2-A ( 7,56 /mn pour 0,028 m 3)o Les résultats de capacité et de fuite sont représen= tés sur la figure 2 o On n'a pu mesurer aucune chute de pression avec le manomètre utilisé. La formation de mousse des effluents a été notée jusqu'à óe que l Von ait fait passer 10 volumes 1/2 de lit, cuest-à-dire 3,5 litres d'eau d'essai, à travers la résineo A ce point, l'on n'a pas noté non plus d Aodeur A la fin des essais, la résine a été contrelavée en l'élevant et en la dépo- sant alternativemento La résine a encore montré une certaine formation d'amas, bien que bien plus faible qu'â l'origineo Mais cet essai indique que, bien que l'on ait pu obtenir un nettoyage sensible, les contaminants n'ont pas tous été reti= rés, Cette résine ftait évidemment tellement contaminée qu'un nettoyage plus important ou un nettoyage répété est nécessaire. Un examen au microscope a montré des différences considérables de l'aspect de la résine, c'est=à=dire que le nettoyage a reti- ré une grande portion des contaminants d'origineo Cela est également indiqué par l'amélioration de la capacité et de la fuite de dureté de la résine, commne le montre la figure 20 Essai n 3: Résine adoucissant l'eau Cette résine n'était que légèrement contaminée de flo- cons libres et marron clair, avec un certain revêtement sur les perles. Conditions d'essai On a placé 250 ml de résine plus les petites quantités du contaminant floculant dans un tube de 25 mm avec pour résul- tat une hauteur de lit de 52 mm Cette résine a été laissée dans l'unité pendant 4 jours La résine a alors été élevée par un court contrelavage On a observé plusieurs petits amas qui ne se sont pas rompus tandis que la résine est lentement retombée à travers l'eau lusqu'au fond du tube. Essai 3-A: détassée par une lance à air et contrelavée L' au a été drainée jusqu'au niveau du lit et la résine a été détassée à l'air pendant 5 minutes en déplaçant simulta- nément le mince tube d'air vers le haut et vers le bas dans le lit de résine La résine a alors été contrelavée pendant minutes, c'est-à-dire jusqu'à ce que les effluents soient clairs La quantité de matériau duveteux d'une très petite dimension était d'environ 7 ml quand il a été fraîchement recueilli Cette quantité s'est déposée à 4-5 mi au bout d'une semaine Les premiers 500 ml d'eau de contrelavage ont montré un compte total de bactéries de 105 à 106, en mesurant par l'essai du bâton d'immersion'brion Easiculel La résine a été régénérée avec 225 ml d'une solution à 10 % de Na Cll soit 2,72 kl de Na Cl polr O 028 m 3 dcbrésine La résine a alors été rincée et épuisée avec l'eau d'essai dansdesccndis identiques à celles utilisées dans toutes les expériences précédentes. La capacité et les fuites obtenues sontrepresmltessarla figure 3. Il n'y avait pas une chute de pression suffisante pour la mesurer avec le manomètre utilisé. Essai 3-B: Résines traitées avec un agent surfactant, un bio- dispersant et une amine quaternaire La résine que l'on avait utilisée à l'essai 3-A a été traitée avec 500 ml d'une solution contenant 500 mg de nonyl- phénol éthoxylée ( 9 moles), 500 mg d'un condensat de polyoxypro- pylène polyoxyéthylène (point de trouble 32 C) et 250 mg de chlorure d'alkyl diméthyl benzyl ammonium (sous forme d'une solution à 50 % de l'amine quaternaire), à 43-54 C pendait 3 heures en réchauffant, de façon répétée, la solution et enla faisant passer en écoulement vers le bas, à travers la résine. Comme à l'essai 2-Ce on a laissé Un volume d'un lit de la solution dans l'unité pendant une nuit La résine a alors été contrelavée jusqu'à ce que l'eau de contrelavage soit claire, ce qui a nécessité environ 45 minutes La quantité totale de matériau retiré duveteux, en flocons, de couleur pale était d'environ 3 ml Un examen au microscope a montré des particules gélatineuses et translucides de petite dimensionetdediverses formes et épaisseurs Le liquide surnageant de la résine était exempt de bactéries, en mesurant par l'essai du bâton d'immer- sion Orion Easiculi La résine a alors été régénérée, rincée et épuisée avec l'eaud$essaidansdesconditions identiques à tous les essais précédents L'agent régénérant usé présentait une couleur jaune clair La capacité et la fuite obtenue sont représentées sur l. figure 3. La formation de mousse des effluents s'est arrêtéelà environ 2,5 litres de l'eau d'essai ayant traversé, soit l'équivalent de 11 volumes de lit. La capacité de la résinequi avait été uniquementd tassée à l'air et contrelavée était proche de la capacité disponible de cet échantillon de résine particulaire, c'est-à-dire que l'on avait adouci environ 23,0 litres de l'eau d'essai par 225 ml de résine Le traitement chimique avec l'agent surfactant, le biodispersant et l'amine quaternaire ne suscitait, parconséquent, que peu d'amélioration en terme de capacité (on a traité en plus environ un litre d'eau d'essai) L'amélioration de la qualité de l'eau était cependant importante En moyenne, on a une réduction faisant passer de 6 ppm de fuite de duretétotale obtenue avec lia résine telle que reçue a 4 ppm avec la résine traitée c iimiquement, commae on peut le voir sur la figure 3. Las résultats obtenus avec cette résine sont particulièrement intéressants si V'on considère que cette résine était assez neuve ( 10 mois) et ne contenait qu'une quantité relativement faible de bactéries aet divers déDbris organiques revêtant la résine et se présentant sous forme de substances libres dans le liquide surnageant. Essai no 4 Dans cet essai, on a traité, selon la présente invention un système déminéralisant commercialisé présentant des pertes rapides de capacité d'utilisation La diminution de capacité avait requis un remplacement fréquent de la résine, représen- tant un coût majeur de fonctionnement La résine cationique devait être remplacée tous les trois ans; la résine faible, tous les 11 mois; et la résine fortement basique, tous les 18 mois La durée de vie réduite de la résine était due à un encrassement rapide par des matières organiques naturelles, des bactéries, des algues et des polymères synthétiques L'effet néfaste des agents encrassants de surface sur les unités de résine cationique et faiblement basique était particulièrement évident. L'essai avait pour but de déterminer si une combinaison d'un biodispersant et d'un agent surfactant non ionique pou- vait retirer suffisamment d'agents encrassants pour restaurer le système à une capacité utlisab Das cet essai, on a ajouté Na O Cl en tant qu'agent oxydant, un agent solubilisant et un biocide oxydant inorganique. Dans l'essai, on a pompé l'eau d'un lagon recueil- lant les eaux d'écoulement naturelles de surface, vers une installation de traitement d 'eau o l'on a ajouté de 1 à ppm d'un coagulant polymérique synthétique On a fait passer l'eau sur une unité de filtration pour retirer la matière particulaire puis on l'a fait passer à travers un système déminéralisant comprenant quatre lignes dminéralisantes,chaque ligne contenant 11,2 m 3 de résine cationique, 6,3 m 3 de rési- ne faiblement basique et 4,2 m 3 de résine fortement basique. Le remplacement de résine de deux des quatre lignes avait été prévu du fait des capacités abaissées Ces deux lignes ont été traitées selon la présente invention de la façon qui suit: Nettoyaî=des lines déminéralisantes 1 et 2 Chaque unité des deux lignes déminéralisantes a été nettoyée séparément. 1 Unité canionique de la liane n 1 ( 1 3)2 m) Dosage: 1) 2 500 ppm d'un mélange d'un agent surfactant et d'un biodispersant Leagent surfactant était un nonylpilénoxy- polyéthoxyétethano_ liquide non-ionique ayant une valeur HLB de 13,3 Le biodispersant était un copolymère séquencé non- ionique liquide d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène ayant une valeur de HLB de 7,0 o 2) 250 ppm de C 12 ajoutés en -tant que décolorant, ou bien 9,46 litres de Na O Cl à 18 '% par unité. L'unité a été agitée à l'air par la ligne de contre- lavage toutes les heures pendant 4 heures, puis laissée au repos pendant une nuit Il ne s'est pas produit de formation de mousse, peut-Ctre du fait de la quantité inhabituellement importante de matières particulaires détachées pendant le nettoyage Le matin suivant l'unité a été contrelavée à 1 135 1/mn pendant 2 heures A ce point, l'eau évacuée était limpide On a pu observer la formation de mousse au bout de minutes Une petite matière particulaire est encore res- sortie en grande quantité Le revêtement de surface des parti- cules de résine a accepté un colorant bleu Alcian jusqu'a ce que environ 1/4 de la plupart des particules soient enduites des substances colorées Cela a indiqué la présence de poly-saccharides, c'est-à-dire de résidus biologiques. 2 Unité faiblement basique de la ligne n 1 ( 63 Dosage: 1) 2 500 ppm du mélange ci-dessus décrit, 2 volumes de lit ou 15,14 1 par unité, 2) 250 ppm de Cl ajoutés comme décolorant, ou bien ,3 1 de F-aa O Cl à 1 / 5 par unité. De nouveau, i'unité a été agitée à l'air toutes les heures pendant 4 heures il s'est produit une formation de mousse modérée, et on a arité l'agitation à l'air lorsque la mousse a atteint le sommet de l'unité L'unité a été lais- sée au repos pendant une nuit, puis contrelavée pendant 1 heure 3/4 jusqu'à ce que l'on ne remarque plus de particules ou de mousse da::s l'effluent L'eau de contrelavage est deve- nue limpide bien plus rapidement que pour l'unité cationi- que, c'est-,àdire qu'il y avait moins de particules enlevées, 3 o Unité s Fortement basique de la igne N O 1 4 ( 2 Dosage: Même concentration de la solution La quantité totale ajoutée était de 9,46 litres du mélange cidessus décrit et de 3,6 litres de Na OC 1 R 18 %o Cetce unité na contenait presque pas de particules déta- chies et a formé de la mousse pendant l'agitation à l'air et pendant le contrelavage L:addition d'un agent chimique anti- mousse dans l'eau résiduelle était très efficace pour empêcher la formation de mousse dans les lignes d'égout. 4 Unités de résine de la lgne no 2 On a employé les conditions décrites pour la ligne n'l. pour le traitement de la lignen 2 et l'on a utilisé les mêmes quantités de produits chimiques. La durée de réaction pour l'épurateur a cependant été maintenue à 4 heures L'unité cationique était plus gravement encrassée que celle de la iigne nd Ainsi, un rinçage de contre- lavage de 2 heures 1/2 a été requis par rapport aux 2 heures pour l'unité cationique de la ligne N O 1. EXE-i PLE 1 Traitement de maintien préventif de la ligne de déminéralisation n'_ 1 Une dose de maintien préventif de 20 ppm du mélange de l'agent surfactant et de l'agent dispersant utilisé dans les essais ci-dessus a été amenée dans l'eau de contrelavage des unités cationiques, faiblement basiques et fortement basiques Le produit a semblé 9 tre rincé hors des unités pendant le contrelavage restant, crest- à-dire 20 minutes de plus, plus la régénération normale et le rinçage du régéné- rant L'eau de rinçage "finale" prise pendant les 2 derniè- res minutes derinçage a montré une tension de surface égale à l'eau brute amenée. Apres plusieurs cycles de contrelavage, en utilisant ce programme de maintien préventif, le traitement de décrasse- ment a restauré les lies à leur condition maximum de fone tionnement possible La durée de fonctionnement de la ligne n 1 a été accrue de 1 835 o 725 litres à 4 049 950 litres et l'on a obtenu une augmentation de 3 292 950 à 3 974 250 litres pour la ligne n 2 Une analyse de la résine a montré qu'il ne restait qu'environ 81 % de la capacité d'origine, c'està-dire que toute la capacité disponible de cette résine était restau- rée. Les données recueillies au bout de 5 mois de fonctionne ment ont établi que le traitement de maintien préventif dela ligne n 1 avait réduit la diminution des durées de fonctionnement à environ 12 à 15 %, tandis que la ligne no 2 a montré une diminution rapide de 45 % des durées de fonctionnement, c'est-à-dire des quantités relatives d'eau traitée. Cet essai montre que le programme de maintien préventif est très efficace La ligne déminéralisanten 1 a été initia- lement nettoyéeet traitéaavec un mélange à un rapport pondéral de 1:1 d'agent surfactant et de biodispersant, plus du chlore On l'a alors traitéecontinuellement et cycliquement avec le même mélange de l'agent surfactant non-ionique et du biodispersant pour lui donner les capacités optimales de fonc- tionnement et d'excellentes caractéristiques de faible fuite, typiques des résines propres de déminéralisation Au contraire, la ligne déminéralisantin 2,qui a été efficacement nettoyéede façon discontinue, mais qui n'a pas été plus amplement traitée avec un programme cyclique de prévention et de maintien, a mon- tré une diminution de ses caractéristiques de fonctionnement. Le succès de l'enlèvement des contaminants de surface était probablement di partiellement à la combinaison de l'agent surfacranc, du dispersant et du chlore comme biocide oxydant. On pense également que le chlore peut agir sur toutes chaines polymériques contaminantes aux sites de ramificationenprovoquant une rupture de la chaîne, avec pour résultat un plus faible poids moléculaire et la formation d'un résidu polymérique plus soluble dans l'eau L'alcalinit é-produite par l'utilisation-du décolorant peut également être bénéfique à la conversion du polymère en sa forme de sel de sodium plus soluble dans L'eau. EXEMPLE 2 2 Amélioration de la performance d'une résine échanqeuse d'anions fortement basique contaminée Les essais qui suivent ont été faits pourétudier s'il est possible d'améliorer les caractéristiques de performances des résines anioniques encrassées en utilisant un agent surfactant et un bio-dispersant comme additif à la solution couramment utilisée de nettoyage, c'est-à-dire un mélange deselet debase caustique Tinalement,on pense donner une évidence suffisante de l'utilité de tels composants pour aider à maintenir les résines anioniques en condition de fonctionnement de pointe,c'est-à-dire pour empêcher l'accumulation des matières organiques au lieu de laisser la résine s'encrasser et d'attendre jus qu'à ce que le prix de fonctionnement de l'unité soit si élevé et la qualité de l'eau produite si mauvaise que l'utilisateur de l'installation ait à faire face à un problème sérieux. La résine choisie était un échantillon récemmentrecud'taclient Leclient avait subi à la fois une mau- vaise qualité de l'eau et un fort p H avec cette résine Cet échantillon contenait une quantité modérée de particules flo- conneuses decouleurmarronde diverses formes et dimensions, et la résine elle-même était enduite de quantités modérées d'une substance limoneuse L'échantillon avait une odeur nauséabonde qui n'est pas caractéristique de nouvelles résines échangeu- ses d'anions L'eau entourant les partcicules de résine avait un compte total de bactéries d'environ 107 en mesurant Dar l'essai "Orion Easicult"' ce qui indique que l'environnement de la résine était microbiologiquement encrassé et contaminé. L'échantillon n'avait que 79 % de sa capacité totale d'origine et 67 % de sa capacité d'origine de séparation du sel Il contenait 10 % de perles cassées, était contaminé de 429 g de Fe et 928 g de Si par m 3 de résine, et était égale- ment encrassé de grandes quantités de substances organiques de couleur sombre A Essai de capacité et de fuite avant traitement chimiuque On aplacé deux échantillons de 40 ml de cette résine dans une burette de 50 ml, on a épuisé avec de l'eau contenant 585 ppm d'acide chlorhydrique en calculant sous forme de Ca C Xj jusqu'à une fuite de 50 hs (micro Siemens) La résine a alors été régénérée avec 81 kg de Na OH par m 3 de résine, rincée et épuisée avec l'eau d'essai à 585 ppm d'acide chlorhydrique au total sous forme de Ca CO 3 o Un échantillon (colonne A) a montré un effluent ayant une conductivité de 10 à 21 micro Siemens L'autre échantillon (colonne B) a donné une eau ayant une conductivité d'environ 30/Jc mais à la fin du cycle, on a noté que cet échantillon contenait légèrement plus de débris que le premier échantillon. B Essai de capacité et de fuite après traitementchimique. La colonne A a été traitée avec le traitement normalement recommandé de 167 kg de Na Cl et 16, 7 kg de Na OH par m de résine, appliqué sous forme de solution à 10 % à 600 C pendant 3 heures. La quantité réelle utilisée était de 60 ml de la solution pour ml de la résine, La colonne B a été traitée avec un mélange de 60 ml de la solution ci-dessus, diluée à 110 ml au total avec une solu- tion aqueuse 50 mg de nonylphénol éthoxylé ( 9 moles) 50 mg d'un condensat de polyoxypropylène=polyoxyéthylène (point de trouble 32 C) et 25 mg de chlorure d'alkyl-diméthyl-benzyl- ammonium (biocide amine quaternaire) La durée de traitement a été de 3 heures, à 6 C C. Les deux colonnes ont été laissées sans chauffage pendant une nuit, avec suffisamment de chaque solution de traitement entourant les perles de résine Les échantillons de résine ont alors été rincés avec HI Cl 0,2 N O et ensuite avec de leau, puis régénérés, rincés et épuisés comme en - Les effluents accumulés du traitement étaient tous deux d'une couleur rougemarron très foncé La qualité de l'eau obtenue était cependanz assez différente La résine traitée avec l'agent surfactant, le biodispersant et le bio- cide en mélange avec du sel et un produit caustique, a donne une eau ayant une conductance d'environ 5 à 10 P 5 de moins que la colonne traitée avec l'agent surfactant et autres, et a donné une qualité de l'eau d'environ 6/J-X 3 pendant envirion 2/3 de l'essail tandis que la résine traitée sans ces addi- tifs a donné une quallt 8 de l'eau d'environ 15 à 20/Ifr S sur la plus grande partie de l'essai, avec environ 5 % de l'es- sai donnant une qualité de l'eau de 81 5 Le 1/3 initial de l'eau traitée avec les deux résines a montré une couleur marronclaire, plus de qouleur a été notéeavec la résiné traitée avec les agents surfactants, etc Cela semble justifier l'affirmation qu'une résine fortement basique dans laquelle on a laissé s'accumuler des matières organiques peut très probablement ne jamais être totalement nettoyée, à cause de la faible mobilité des matières organiques de fort poids moléculaire En d'autres termes, on ne peut s'attendre à ce qu'une résine o se sont accumulées ces substances sur une longue période de temps puisse être totalement nettoyée pendant la relativement courte période de temps prévue pour le nettoyage L'amélioration positive notée ici offre cependart une Preuve de la validité du concept de l'utilisation d'agents surfactants et de biodispersants pour aider à retirer les matières organiques des résines anioniques qui sont autrement difficiles à déplacer des résines De plus, ces résultats indi- quent également que les composants utilisés sont des candidats excellents pour empêcher l'accumulation des matières organi- ques sur des résines échangeuses d'anionso EXEMPLE 3 3 Préparation du produit On a préparé quatre produits au total Les produits com- prenaient un biodispersant (condensat de polyoxypropylêne- polyoxyéthylène préparé comme décrit dans le brevet US n 2 674 619, incorporé à titre de référence) et un agent tensio-actif (nonylphénol éthoxyleéà 9 moles d'oxyde d'éthylènej avec ou sans amine quaternaire (chlorure d'alkyl-dimétyl- benzyl-ammonium) conmme biocide. Tous les produits 6 nt ét f Drmuls sous forme de solutions à 50 % dans l'eau Les composants individuels ont été mélanges à -65 C, sans aucune difficulté Aux plus basses températures, le mélange a été quelque peu plus difficile; les viscosités des solutions pendant le mélange étaient telles qu'un temps considérable a été nécessaire pour atteindre une solution uni- formément mélanqée L'ordre préféré de mélange était le suivant eau, agent surfactant avec ensuite agent dispersant et enfin amine quaternaire comme biocide. Composants du produit et ordre de mélange Tous les produits préparés sont des so 1 utionsirmolores, Produit Eau Surfac Dis Der Disper Amine N_ tant sant sant quaternaire A B* CX-29 50 % 20 % 20 % 10 % CX-30 50 % 25 % 25 % CX-31 50 % 18,2 % 18,2 % 13,6 % CX-32 50 % 25 % 25 % - Le dispersant B est du même type que le dispersant A à l'ex- ception qu'il a un point de trouble ( 32 e C) qui est à 8 e plus haut que celui du dispersant A. L limpides et quelque peu visqueuses Ils se solubilisent faci- lement dans l'eau-à toutes concentrations et à toutes tempé- ratures. Ces produits CX ont été soumis à des essais de stabilité à 49 'C, 24 C, O C et -18 C Au bout de 2 semaines, on n'a observé aucun changement à l'exception que les produits se sont congelés à -18 C Lors du dégel, on a observé une récupé- ration complète au cycle congélation-dégel. Les agents sur-factants qui suivent ont été utilisés avec succès dans le procédé: akon 10 alkylphénoxy-polyoxyéthylène-éthanol liquide non- ionique - Surfonic N-85 nonylphénoxy-polyethoxy-éthanol liquide non- ionique. l 5 EXEMPLE 4 L'efficacité du programme combiné agent surfactant non- ionique et biodispersant pour maintenir les capacités des rési- nes échangeuses d'ions a été testée dans une installation aux Etats-Unis du Sud Une unité cationique et deux unités anioni- ques de déminéralisation étaient encrassées par de l'eau conte- nant des substances organiques de sources naturelles et égale- ment éventuellementpar uneinstallation de traitement d'eaux d'égout située en amont Les résines échangeuses de cations ont montré un revêtement de surface avec des matières organi- ques indéfinies, des limons bactériens, avec détection de microorganismes Les résines écnangeuses anioniques étaient sévèrement encrassées de substances marron foncé, que l'on pense être des lignines et des tanins De même, des substances d'une nature huileuse ou graisseuse ont été détectées sur les résines échangeuses anioniques, provoquant un amas de parti- cules de résine Les trois unités ont été traitées avec une combinaison de l'agent surfactant non-ionique et du biodis- persant préférésen combinaison avec de l'hypochlorite de sodium à la fois comme agent oxydant et comme biocide. La température de l'eau passant dans les unités de démi- néralisation étaient comprises entre 29,5 et environ 35 C pen- dant l'essai L'eau contenait des quantités sensibles de matières organiques naturelles plus l'évacuation d'une instal- lation de traitement des eaux d'égout, en amont Bien que l'on n'ait fait aucune tentative analytique ooo pour identifier chacun des contaminants organiques, une estimation raisonnable de ces contaminants peut comprendre la présence de tanins, lignines, acides gras, organismes microbiologiques et leurs déchets. L'unité échangeuse de cations avait été chargée de eermutit QB et-on l'a testée comme ayant une capacité totale d'échange égale à 1,55 milliéquivalent par millilitre,,,ce oui est environ 77 % de la capacité d'origine de la résine échangeuse d'ions L'unité d'échange d'anions n 1 -était chargée de"Dowex 12 eayant une capacité de séparation du sel égale à 0,44 milliéquivalent par millilitres, soit environ 34 % de la capacité d'origine; elle a été testée comme ayant 0,45 milliéquivalent par millilitre de groupes faiblement basiques alors qu'aucun groupe faiblement basique n'est détec- table sur de la nouvelle résine ftrache; elle avait une capa- cité totale d'échange de 0,89 milliéquivalent par millilitre: correspondant à environ 68 % de la capacité d'origine. L'unité de résine échangeuse d'anions n 2 était char 'e de "I-A-402 " de Rohm & l Haas et elle a été Lestée comme ayant 0,38 milliéquivalent par millilitre de capacité de séparation' de sel, ce qui est égal à environ 29 % de la capacité d'oriine, La capacité faiblement basique de cette résine a été testée comme étant de 0,71 milliéquivalent par millilitre bien que l'on ne puisse pas détecter de capacité faiblement basique sur une nouvelle résine fraîche La capacité totale d'échange de cette résine anionique était de 1,09 milliéquivalent par millilitre, ce qui se révèle être de 84 % par rapport à la capacité de la résine fraîche nouvelle d'origine. Le traitement des résines échangeuses de cations avec le colorant bleu Alcian a indiqué la présence de polysacchari- destels que des limons bactériens; des sucres de bois et des bactéries formant du limon. Comme on l'a indiqué ci-dessus, les résines anioniques étaient de couleur sormbre, ont formé de petits amas et avaient un revêtement blanc qui s'est dissous uniquement avec un con- tact prolongé avec un produit caustique chaud De nouveau, bien que l'on n'ait pas fait d'analyses, cette dissolution caustique chaude serait typique des dépôts de silicates qui auraient tendance à se former lorsque des silicates solubles passent sur une résine acide, par exemple une résine ayant des pourcentages élevés deegroupes faiblement basiques. Chacune des 3 unités a été traitée initialement amec un traitement discontinu contenant 2500 ppm d'un produit combiné, qui * contenait l'agent surfactant non-ionique et le biodispersant préférés selon 11 invention De plus, on a ajouté 250 ppm de chlore (sous forme d'hypochlorure desodium), en se basant sur 2 volumes de lit d'eau Le traitement des unités de résines anioniques comprenait également l'additioncb ppm d'un biocide d'amine quaternaire. Les unités ont été ouvertes, l'eau drainée jusqu'à envi- ron 15 cm au dessus de la résine, et on a ajouté les produits chimiques indiqués ci-dessus Les températures d'eau étaient comprises entre 29,5 et 32 C pendant l'addition de ces pro- duits chimiques Les unités ont été détassées à la lance à air immédiatement puis toutes les heures pendant 4 heures La formation de mousse à l'intérieur des unités était excessive et le détassage à l'air a été arrêté lorsque la mousse est apparue au sommet de chacune des unités de lit de résine. Chacune des unités a alors été contrelavée jusqu'audeéb- dement, jusqu'à ce que les effluents ne contiennent plus de matières particulaires et que l'on n'observe peu ou pas de mousse Cela a nécessité environ 45 minutes pour les unités à - lit de résine cationique et environ 75 minutes pour chacune des unités anioniques Les trois unités ont alors été régéné- rées de façon normale, Le traitement de maintien préventif a débuté immédiate- ment à la suite du nettoyage discontinu de l'unité cationique n 1 et également de l'unité anionique no 1 L'unité anionique n 2 a été laissée sans aucun autre traitement afin de pouvoir comparer la performance de cette unité à l'unité anionique n l pour comparer ainsi deux unités identiques enayant-lapossibilité d'observer l'effet du traitement d'entretien périodique en fonction de la performance de l'unité seulement exposée à un traitement discontinu de nettoyage. Le programme de maintien ou d'entretien préventif com- prenait l'alimentation de 80 ppm d'une solution aqueuse à 25 % duproduitcombiné formé d'un agent surfactant non-ionique et d un biodispersant pendant les 10 premières minutes de chaque contrelavage avec ensuite continuation, pendant 20 minu- tes, du contrelavage avec des eaux standard de nettoyage et subséquemment régénération normale Le tableau 2 présente des données comparant les résultats obtenus avec ces essais sur place. TA.PLE U II CAP CITES DE F'0- CTION Ehl EIENT VANN ET A;PRES TR:EITE Pi T l _ _ _ _-_ -_ _ _ _ __ Jours Unité cationique Unité anionique Unité anionique i 1, nttoye, N 2 nettoyée N 3, nettoyée, plus maintien seulement plus maintien préventif préventif Unité nettoyée Unité nettoyée plus maintien pas de plus préventif commen atmple trai- oé tement 211 960 1 au 140 045 1-de 6 130 1 de dessus de la moins que * % moins que * 2 quantité oré (fuite de (fuite de vue à l'appa silice) silice) reil de mesure _ _ __, 4 158 970 1 de Nettoyage plus moins que * début de main- tien préventif 113 550 1 Régénération 75 700 1 laissés 6 avant fuite à -' appareil de 113 550 1 de mesure (fuite moins que % de silice) 840 1 6 13 laissés 7 a l'appareil de mesure (fuite de silice) au-dessus de la quantité prévue à l'appareil de mesure * 2 la quantité prévue à l'appareil de mesure I - Une observation attentive des résultats du tableau montre les e: ets clu nettoyage et les effets du programme de maintien préventif On a demandé au personnel utilisant l'installation de surveiller ces unités jusqu'au point final réel, c'est-i-dire les fuites de silice pour les unités anioniques et une diminution de l'acidité minérale libre potur les unités cationiques Normanlecment, dans cette instal- lation, les unités de déminéralisation fonctionnaient en dispositif automatique d'arr&t compteu: d'eau Quandl un nombre prédeterminé de litres d'eau avait passé à travers les unités, les unités étaient automatiquement contre r vées, * régénérées et rincées avant d'être exposées à l'eau-nécessi- tant ce traitement D-ns le cas des unités anioniques, les durées normales de fonctionnement sont allées bien au-delà de la f:uite de silice Nos essais ont indiqué que les unir tés anioniques n'ont plus perdu de capacité, mais que le nettoyage selon le système discontinu de l'invention n'a pas augmenté la capacité de fonctionnement, Cela n'est pas très surprenant car les résultats relatifs aux résines d'origine indiquent que ces résines se sont dramatiquement détériorées au point que la poursuite de cet essai était discutable. Cependant, le programme de maintien préventif a indiqué que l'étendue de l'encrassement était réduite au-delà des réductions obtenues en utilisant le procédé de nettoyage discontinu. Les résultats de cette évaluation ont également indiqué que le revêtement de surface encrassant la résine cationique était retiré et que le débit pour cette résine était accru de 908 400 litres par durée de fonctionnement à 1 i 021 o 950 litres par durée de fonctionnement Une application subsé- quente de la dose de maintien préventif S elon l'invention a aidé à maintenir cette augmentation importantedevolume traité. Les résines anioniques ioniquement encrassées n'ont initialement pas présentées de changementdevolumetreité Cepern dantmmeaveccesessasrelativement cours, o ces résines 3 E anioniques ioniquement encrassées n'ont pas montré de plus amples diminutions des capacités de fonctionnement et des caractéristiques. Le programme de maintien préventif a continué pendant environ 14 moisu Sur cette période, les durées de fonction- nement sur les résines anioniques fortement basiques et grave- ment encrassées se sont améliorées d'environ 643 450 à 860 000 litres et ont été maintenues à ce niveau pendant les quatre derniers mois decettedurée de 14 mois La qualité de l Veau de la igne tot/ale déminéralisation était également considéra- blement améliorée. L'observation que la capacité chimique, c'est-à-di-te la capacité de séparation du sel, n'a plus diminué mais a au cons traire légèrement augmenté est également remarquable En prin- cipe, les essais représentéssurl figure 4 indiquent que l'ap- plication du programme de maintien préventif a augmenté la durée de vie de la résine d'au moins 19 mois et a décrassé avec succès des lits de résine anionique considérés comme étant encrassés de façon irréversible Il est intéressant que les capacités totales d'échange des résines traitées selonl'in- vention par un programme de maintien préventif soient restées inchangées pendant toute la longueur de cet essai Cela indi- que que l'invention inhibe et empêche totalement une plus ample dégradation des résines et inhibe et empêche des pertes supplémentaires des capacités d'échange pour ce type de résine. En résumé, cette comparaison des essais sur place, en particulier des deux lignes d'unités anioniques, indique que les lignes de déminéralisation ont eu une capacité qui a gra- duellement diminuée sur une période d'environ 2 ou 3 ans. Cette diminution graduelle d'efficacité était attribuée à une dégradation de la résine plus une accumulation excessive d'agents encrassants organiques naturels et de micro-organismes ainsi que leurs déchets, provenant des eaux naturelles ainsi que d'une installation de traitement d'eaux d'éqout se déchar- geant, en amont, dans les eaux amenées à ces lignes de déminé- ralisation Cet essai sur place a comparé à la Lois un net- toyage discontinu utilisant les produits chimiques de l'in- vention et le programme de maintien préventif utilisant ces mêmes produits chimiques lors d'une application à des unités anioniques et cationiques formant les lignes de déminéralisa- tion en cet emplacement de production Le processus disconti- nu de nettoyage ou d'épuration n'a montré sensiblement aucun effet mesurable bien que les durées totales d'utilisation aient montré une augmentation graduelle. Après le traitement discontinue une pompe d'alimentation a été connectée à la ligne d'eau de contrelavage de l'unité anionique et les produits chimiques de l'invention ont été amenés aux eaux de contrelavage pendant le premier tiers du cycle total de contrelavage 30 minutes avant chaque régénéra- tion L'alimentation en produits chimiques était à 80 ppm en se basant sur le volume total des eaux traitées de contrela- vage Il n'y eut aucun autre traitement chimique sur ces unités. Au moment o le programme de maintien préventif a été amorcé, la capacité totale de l'unité auquel ce système de contrelavage était connecté était de 567 750 litres Cette durée de fonctionnement s'est lentement et qraduellement améliorée sur les 14 mois suivants jusqu'à une durée totale de 859 200 litres. Il est également extrêmement remarquable que la résine decettellgneanionique n'ait que 29 % de sa capacité de sépa- ration de sel d'origine et 84 % de sa capacité totale d'ori- gine, lorsque cet essai a été amorcé Une revérification des capacités de cette résine environ 13 mois plus tard a indiqué que la résine avait 30 % de sa capacité d'origine de sépara- tion de sel, indiquant un gain d'environ 10 % de la capacité totale d'échange chimiquement disponible Cela indique que l'utilisation continue en maintien préventif des produits chimiques de l'invention réduit une plus ample dégradation chimique de ces résines anioniques Les produits chimiques -0 utilisés dans tout cet essai étaient un mélange à 1:1 d'un nonvl-phénol éthoxylé contenant 9 moles d'oxyde d'éthylène et d'un biodispersant ayant été synthétisé par condensation d'oxyde d'éthylène avec un produit d'addition d'oxyde de propylène sur du propylène glycol, pour donner un produit ayant un poids moléculaire d'environ 1500-5000 et une valeur de HLB entre 4 et 10 s EXEMPLE 5 Une raffinerie de pétrole sur la Côte du Golfe avait 7 lignes déminéralisantes avant un -problème de perte de capacité d'échange d'ions et nécessitant de longs rincages à l'eau et de longues régénérations Un encrassement de la résine du r divers types de matières organiques naturelles et synithéti- ques ainsi qu'à une accumulation de micro-organismes et leurs déchets, était considéré comme étant la cause majeure de ces problèmes de fonctionnement Les résines cationique et anioni- que faiblement basique de deux lignes de ce système de déminé- ralisation ont été nettoyées de façon discontinu avec les pro- duits chimiques de l'invention avec ensuite traitement de maintien préventif d'une ligne seulement Le traitement dis- continu de nettoyage a légèrement amélioré la performance de ces lignes La ligne déminéralisante ne recevant pas d'autre traitement de maintien préventif est resté à un mauvais niveau de performances La ligne déminéralisante, qui a reçu le trai- tement de maintien préventif utilisant les produits chimiques de l'invention, a montré une amélioration appréciable et stable. Les essais sur place à cette raffinerie de la C 6 te du Golfe ont été établis pour comparer les résultats obtenus sur uneligne déminéralisante n 1 par rapport à une liane démi- néralisante N O 2 La ligne N O 1 a été maintenue selon les pra- tiques standard de cette raffinerie, pendant les longues périodes de temps de cet essai. La ligne déminéralisante n 2 a été placé en pro- gramme i maintien préventifs nécessitant l'addition des pro- D duits chimiques de l'invention aux premiers 10 %, ma Ls pas plus que les premiers 50 %, du cycle de contrelavage avec ensuite une technique standard de régénération et de rinçageo Les produits chimiques ont été ajoutés à chaque contrelavage sur une période d'environ 9 moiso Les deux lignes déminéra- lisantes ont été initialement contrelavées et nettoyées en utilisant le traitement discontinu décrit ci-dessus et en utilisant les produits chimiques de l'invention, Avant ce nettoyage, le personnel de l'installation avait nettoyé les résines dans tout le système déminéraliseur avec des produits chimiques caustiques et de régénération, environ 2 h 3 mois avant de débuter l'essai sur place. Les résultats du nettoyage discontinu qui a suivi de très près le nettoyage total des résines n'ont indiqué que de - 11 égères améliorations de la régénération de la capacité de la résine ainsi que de l'utilisation des produits chimiques et de l'utilisation de l'eau, en plus de la qualité de l'eau, Cette légère amélioration a été cependant observée sur la ligne ayant reçu le traitement selon l'invention. Cependant, la ligne reçevant le traitement de maintien préventif, de récupération et de restauration selon l'inven- tion a lentement amélioré de façon perceptible la performance de la résine, aussibien pour larésine catioique que pour larésine anionique, dans cette ligne déminéralisante jusqu'à ce que la résine ait presque récupéré la totalité de sa capacité ini- tiale pour traiter des eaux contenant des espèces anioniqueso Cette installation est restée sousprogramme de restau- ratonetdemaintier préventif jusqu'à maintenant, Les résul- tats continuent à indiquer que les résines, aussi bien ca- tionique qu'anionique, contenues danscette lignede déminérali- sation ont conservé leur capacité maximum de résineetleur capacité maximum de séparation de sel;ilsrévèlent également qu'il ne s'est pas produit une plus ample dégradation de la résine pendant les 7 derniers mois de cet essai particulier sur place Une amélioration continue de la durée d'utilisa- tion decettelignede déminéralisation a été enregistrée par le personnel de cette raffinerie de la Côte du Golfe Les tableaux III, IV, V, VI et les figures 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, et 12 montrent les résultats obtenus par surveillance du système de résine pendant le programme de maintien préventif utilisé pour récupérer, améliorer et maintenir la performance de ces résines échangeuses de traitement d'eau. TABLEAU II __________ RESINES ECIHUNGEUSES D'ION DANS DES LIGNES DE DJIUNIER\,,LI St ATION type emplcée lume TE Cb orig 5 Sce crioor S Sd 7,'1 orig %, iperles Encrasement ne _____e ___ 3 CC àPsses o (précédnte) (m 3 hi LEC SSC Èa SCC___ C 320 +: 10/30 ( 7/76) 9,971269 89 53 e O 3 rpaéHase oaniqu WB 68 G/Cl ( 11 J 78 W),3) ', 57 714 71 O grand SB 402 11/7 X/0 913 1,03 76 0, 77 57 5 grn C 120 + 13ú O 3 G/76) 9,97 1,59 GO 2 54,-7 5 NNE- t.M 63 O(, u 57 96 39 3 grand SB 402 3 n/76 9,13 0,93 63 N 0,53 42 5 grand Wq B6 11/31 ( 6/73),57 1 70 mdr Sn 402 '11/31 I6/78) 9,131, Jl C87 191 85 9-1 2 modéré c 120 I 11/ l (i 1/79) 9,71 î N 399 52 2 NNX 4 WB 94 11/81 ( 1/79) 3, 57 578 70 I 2 modéré SB 402 1/79 ( 1/64) 9, 131,02 7 0, 84 62 5 modéré c 120 5/7 ( 27) T 17 90 52,2 3 LI Nf W 1394 5/3-)1 ( 5/73 i) ',57 578 70 3 grand Sr,402 7/765 9,13 0,99 73 0,70 52 ____ 5 grand î c 120 2/79 9,97 1, 46 77 52,1 i10 lilif 1 W 13 i63 (12/CO,57 C 96 5 -j 3 rnodcré 1 SB 402 1/77 9,,130,99 33 0, 70 53 J 15 -grand 2 C 120 1/79 9,97 1,47 77 52, O 5 S pi 2 W B63 12/& O 3,57 89 35 -I 2 modéré 2 SB 402 4/79 9,13 1,00 83 13,00 66 -35 'grand a,Analyses par le Laboratoire d'Echange d'Ions d Scc = lpa cité eni petite coqone b TEC = capacité totale d 1 échange e WC=cpct ertento a c SSC =capacité de séparation de sel f HNN pas pairticulièrement noté dans le rapport d'analyse r. 4. -' TABLEAU IV PERFORWMAE Données de fonctionnement de la licnedéminéralisante N 02 final (Pppn 0, 011 0,014 0,014 0,0)11 0,011 -0,011 0,011 0,017 0,014 0,014- 0,014 0,014 0,014 0,017 0,014 0,011 0,014 0,014 0,028 0,014 0,014 0,020 Conduc - tivité finale (S __________________ I. onduct. ase aible 5 - Régé néra - tion tota-, le enli Ltres 840 000 899 000 883 000 861 800 891 400 928 000 915 j 600 819 500 I 211 200 832 700 883 800 767 200 981 400 813 400 811 900 825 100 794 800 757 000 853 100 835 300 957 600 964 000 Fonctionnement total en litres 3.659 700 4.760 000 4.261 600 4.062 800 3.820 600 3.308 800 3.266 500 4.792 200 4.049 900 4.290 300 3.533 300 4.315 000 4.209 700 3.577 600 3.537 500 3.525 300 3.6111 300 4.123 800 3.890 600 4.591 200 4.542 400 4.000 000 4.736 900 Jour i il -23 1 T Ax BLEAUJ V PERFORMANCE Données de fonctionnement de la final (ppm) 0,001 0,017 0,014 0,014 0,014 0,014 0,017 0,014 0,014 0,017 0,014 0,014 0,014 0,011 0,017 0,017 0,014 0, 014 0,017 0,019 0,011 condu c- tivi té finale a ond=t base faible ligne déminéralisante N 02 tion tota- le enlhit 2 res 832 700 846 700 958 700 801 700 -885 300 825 900 855 400 912 200 921 300 988 000 977 300 837 000 969 300 889 000 1.014 000 1.135 500 944 300 922 400 964 400 1.135 500 1,097 600 999 200 1.014 400 Fonctionnement to tal. en litres 4.715 200 5.028 000 4.696 400 4.731 200 4.846 300 3.982,600 4.887 6005.969 300 5.677 500 5.043 500 4.372 400 ,352 400 4.357 700 3.976 100 4.478 400 4.153 300 3.799 800 5.236 900 4,215 700 3.245 300 5.166,100 Jour i r NNSA(Dlmt IIII-IIIIIIII- i Ooi 1 T 7 ú O '1 000 ' 686 OOZ,91911 006 '91 T'l 009, úSOIT 000,09 T, 1 006 '696 000, 6 EOIT 00 ú'SLO'1 OU, 6 ci, 1 000 ' SLO'1 00119 LOIT 006 'ú 91 '1 OOL'SPI'T 0091 99 Z 1 1 00 OIZZOIT 0061 OPOIT OOZISSOIT ooz 1 Seo 1 001, 198 089 ' Spe 009,ZGOI 0 op IT O IT sa-p- q ua el -u:icn uo-t:l -cx au a m 1 1 - 001 1 009, t 008,999 ' E OOZIL 9 L,ú OOLIPE 119 0011 L 9 E 19 OW itle 1 E O O LIO 6 z I OOVIL 9 LIE Ooú 1 PEZI 009, LIL 1 T OOL 19 PEIP OOZ 169 T It? 009,OEú*P 006, 090 1 t, OOOITOTIS OOL 1 ZC 1 9 Ooc 1 ú 9 z 1 9 OUI 190, 9 006 ' 69 Z'S *o O 6 'úELI 009 ' Ooz, 9 OOL' ESS 1 9 OOP,966,P OOT' 991, 9 sa.z:lll ue T Iq 0:1 - iueuiauuo-ulouod 9 -L e E 1 Oú SE 9 z: os Oú SE 9 E z oz 0 t F TZ oz elq,;V-q esvc laznpuo"l 600, O Lio', O ozoîo t, Io ', O Tio', O LI O" O oz O O 1 EO 'o 600 O L To, O T -L O o 900 ', o TTV O LTO O t, 1 O O 1 TO', O TTOI O T To" O uo o T TO O T 1 O o Tio', O (mdd) It-u-îg ZOTS L 9 t? 9 ro Z 9 es LS S es z S 1 9 6 p 9 L P xnor il oz èê S il 9 il 9 il ZT il ET 48 z 1 V 8 it 9 la 8 il 8 1 9 i 1 6 a et 9 Il 9 Ra 9 il 9 ai 8 94 9 il et ú sui E M) a Y LU -jj 9:1 i'& -t 1 -Dn PUOD oz s zou aques-c 1 v lz)UTW-,)p DU, 1 1 1-1 LI ap:Iuawauuoi:l:)Uog ap sapluuo(j il q'ilmolu 2 ici IA filr-illuvi ez 6 oúsz EXEMPLE 6 Enfin, un essai a étéeffntuédans une installation chlmi- quedansunétatdu' fddle Wst"' des Etats Unis d'Amérique Cette installatioh utilisait deux adoucisseurs d'eau pour son système de chaudière à basse pression, en utilisant une tech- nologie standard d'échange d'ions Les durées d'utilisation de cette installation n'étaient que d'environ 193 000 litres, bien que la capacité de la résineai té supérieure à 80 t de la capacité initiale mais inférieure à 90 % de celle-cio Cet essai sur place avait pour but de démontrer que le programme de maintien préventif lui-même était capable de restaurer, améliorer et maintenir la performance de ces soli- des de traitement de l'eau et de ces résines échangeuses dions qui étaient encrassés de fer, de substances organiques, de micro-organismes, et de déchets de micro-organismes. Les processus d'utilisation n'ont pas été changés pen- dant cet essai Aucun nettoyage discontinu de cette résine n'a été accompli, mais simplement un programme de maintien préventif'a été amorcé, consistant à traiter cycliquement les résines échangeuses d'ions dans les unités d'adoucisse- ment de l'eau de cette installation, avec une quantité effi- cace d'un agent surfactant non ionique et d'un biodisper- sant selon l'invention Ce traitement a été augmenté par l'addition, avec l'agent surfactant non ionique et le bio- dispersant ci-dessus décrits, d'un biocide ammonium quater- naire. L'agent surfactant non-ionique choisi était de nouveau le produit d'addition d'oxyde d'éthylènesur un phenol alky- lé ayant une valeur de HLB d'environ 13-14 Le biodispersant choisi pour accomplir ces essais était un condensat d'oxyde d'éthylène sur des produits d'addition d'oxyde de propylène sur du propylène-glycol Ce biodispersant avait un poids moléculaire entre 1500 et 3000 et une valeur de HLB entre 7 et 8. Les lits de résine ont été traités en ajoutant environ ppm d'un produit comportant un rapport pondérai 1: 1 de l'agsent surfactant non-ionique au biodispersant, aux résines -anioniques contenues dans cette unité d'adoucissement d'eau. L'addition a été faite pendant le premier tiers du cycle de contrelavage et a été suivie d'un rinçage du lit pendant les 2/3 suivants du cycle de contrelavage, avec ensuite des techni- ques standards de régénérations Les lits de résine cationi- ques ont été contrelavés en utilisant 20 ppm de la formule ci-dessus et, de plus, une quantité efficace d'un composé biocide sel d'ammonium quaternaire De nouveau, la solution de nettoyage contenant l'agent surfactant non-ionique et le biodispersant ainsi que le biocide, a été ajoutée pendant le premier tiers du cycle de contrelavage, avec ensuite un rinça- ge des produits chimiques de nettoyage pendant les deux derniers tiers du cycle de contrelavage; on a utilisé ensuite des produits chimiques de régénération -standard et des techniques de rinçage standard. Les résultats ont indiqué que les durées totales d'utilisation avaient augmenté d'une valeur initiale de 193 000 litres à environ 261 000 litres*en une période de deux semaines Après le premier mois, les durées d'utilisation s'étaient stabilisées à environ 261 000 litres et ont été ra- menées à une valeur constante de 238 000 litres pour mettre ce système en commande automatique pour la facilité des opé- rateurs de cette installation chimique Cette installation a fonctionné avec succès et continuellement à cette valeur de 238 000 litres, sans aucune perte indiquée de la capacité de la résine ou de la capacité de séparation des ions, pen- dant environ 6 mois. Ce dernier essai sur place indique l'usage réussi du programme de maintien préventif seul sans nécessiter une opé- ration discontinue antérieure de nettoyage Un tel programme évite des arrêtsde la lignede déminéralisation, évitant ainsi des temps d'arrêt dans la production de vapeur et des temps d'arrêt dans le fonctionnement des installations de traitement chimique EXEIPLE 7 On peut s'attendre à ce que, si un système est mis en marche avec une résine échangeuse d'ions fraîche nouvellement chargée, et si on traite ce syst me comme ci-dessus décrit avec le programme de maintien préventif en utilisant les produits chimiques de l'invention, ce systi-me puisse être maintenu à une capacité optimale de la résine, une capacité optimale de séparation de sel et des durées utiles optimales pendant une période de temps largement améliorée Un tel système fonctionnant avec les avantages de l'invention permets trait des économies considérables à l'utilisateur sur dgs frais normalement dûs à l'usage de l'eau, l'usage des produits chimiques régénérants, les arrêts de fonctionnement, les frais de remplacement de la résine et les frais de main-d'oeuvre. EXEMPLE 8 Une unité domestique d'adoucissement de l'eau était gravement encrassée par des débris accumulés, des agents con- taminants organiques, une croissance micro-biologique et leurs résidus L'unité domestique d'adoucissement de l'eau n'avait pas de cycle de contrelavage avant régénération mais passait au contraire directement du fonctionnement à la régénération, puis à un cycle de rinçage, et de nouveau en fonctionnemento La formule de l'exemple 1 a été ajoutée directement à la saumure concentrée de Na Cl, que l'on utilisait pour régéné- rer cette unité d'adoucissement de l'eau Les concentrations étaient de l'ordre de 2000 ppm et une régénération normale avec de la saumure comprenant la formulationchimiquedel'exem- ple 1 a été suivie du cycle normal de rinçage qui retira la saumure en excès et tous produits chimiques résiduels D'im- portantes quantités de débris organiques, inorganiques et biologiques accumulés ont été retirées de la résine utilisée dans cet adoucisseur domestique d'eau Un traitement continu pendant chaque cycle de régénération et de rinçage en utili- sant de 10 à 200 ppm des formulations contenant un agent surfactant nonionique, un biodispersant non-ionique et un biocide sel d'amine quaternaire grasse a presque maintenu la résine dans cette unité à son efficacité d'origine. EXEMPLE 9 Les formules de l'exemple 8 ne se sont révélées que légèrement solubles dans la saumure concentrée utilisée pour régénérer les unités domestiques d'adoucissement de l'eau. Pour améliorer le contact du lit de résine avec les formulaios selon l'invention, on a utilisé divers agents de couplage Ces agents comprenaient des matériauxâfort HIB ayant une valeur de HLB entre environ 12 et environ 3 Q O Plus particulièrement, l'addition, jusqu'à des quantités égales-, des composés qui suivent, semble améliorer la solubilité de la formulation de l'exemple 1: Agents de couplage 1 "Triton DF-20 " Rohm & Haas, alcool éthoxylé modifié I 2 Triton 2 X 14 t'Rohm & Haas, octyl phénoxy-polyéthoxy- éthanol 3 "Dlacid 1550 ' Westvaco, acide dimère. On peut s'attendre à ce que l'addition des formulations_ selon l'invention, couplées avec des agents de couplage sem- blables ou identiques à ceux donnés ci-dessus, fonctionne dans un procédé pour améliorer et maintenir la performance des solides de traitement de l'eau qui sont ou ont tendance à être encrassés de substances organiques, d'une croissance microbiologique et leurs résidus O Le procédé doit comprendre l'addition cyclique de ces formulations,avecousansagent de couplage tel que décrit ci-dessus, à chaque cycle régénérant ou cycle de contrelavage, s'ils sont séparés, avec ensuite un cycle de rinçage pour retirer les produits chimiques régénérants ainsi que les fcrmulations seon l'inventon, com- prenant les agents de couplage, si leur usage se trouve nécessaire pour maintenir une solubilité ou une dispersibilit& complète dans les solutions régénérantes de saumure. En résumé, on peut dire que le traitement des résines contaminées avec des agents surfactants et des biodispersants améliorera sensiblement les caractéristiques de performance des résines Si on compare aux traitements couramment dispo- nibles dans l'industrie, les différences de restauration des performances des résines échan- geuses d'ions sont assez sensibles De plus, le nouveau trai- tement diminuefortenent la croissance bactérienne sur la résine et réduit la probabilité d'une décharge de grandes quantités de bactéries dans l'alimentation en eau traitée La rupture physique des résines est réduite lorsque les particules et les déchets bactériens ne s'accumulent plus et ne provoquent plus une chute de pression excessive dans l'unité. Le mode courant de fonctionnement d'une unité d'échange d'ions consiste à laisser l'unité fonctionner jusqu'a ce quel Le soit contaminée et jusqu'a ce que les difficultés de fonction- nement soient trop importantes pour continuer à utiliser l'unité Si le nettoyage de la résine ne montre pas les résul- tats souhaités, la résine est remplacée Cela est couramment une pratique acceptée parce que l'utilisateur des unités d'échange d'ions n'a pas d'autre choix. La présente invention offre ( 1) Un moyen de prévention de l'accumulation des agents encrassants organiques et microbiologiques partraitement de résines fraîchement chargées avant ou pendant chaque contre- lavage et cycle de régénération avec l'agent surfactant non-ionique et le biodispersant selon l'invention; ( 2) Un moyen pour améliorer et maintenir la performance de ces résines en utilisant les traitements cycliques ci-des- sus décrits; et ( 3) La récupération de la capacité perdue de la résine due à l'encrassement de ces résines par des matières organiques, des micro-organismes et leurs déchets. Les avantages de tels programmes de traitement compren- nent ce qui suit: ( 1) Les résines peuvent être maintenues en bonne condî" tion d'utilisation et peuvent être utilisées à un prix rai- sonnablement bas pour la régénération et le fonctionnement, et ( 2) l'accumulation des agents contaminants dans une unité de résine sera maintenue à un minimum, ce qui réduit la quantité des perles-de résines cassées Pour ces raisons, les économies que l'on peut attendre de la présente invention peuvent être sensibles De même, Jelit de résine n'offrira plus des quantités excessives d'aliments aux bactéries, et l'eau traitée sera moins contaminée par des bactéries, ce qui est une considération importante dans les cas o l'eau traitée est uti- Misée dans l'industrie alimentaire pour de la boisson ou de l'eau potable ou pour des usages pharmaceutiques. L Lutilisation du charbon activé et d'autres agents adsor- bants pour le prétraitement des unités d'échange d'ions est une pratique acceptée on les utilisepourret 5 rerdel'eau,ledihe, les matières organiques, le fer et diverses particules, avant le traitement d'échange d'ions L'utilisation de la présente invention s'est révélée étendre 1 'utilisation deces adsorbants sur une plus longue période de temps et limi- ter la croissance des bactéries. Les possibilités d'application des agents et du procédé de la présente invention ne sont pas limitées aux résines échangeuses d'ions ou agents adsorbants D'autres produits accumulant des matières organiques, des bactéries et des déchets bactérienscomme par exemple les membranes d'osmose inverse, d'ultrafiltration ou de dialyse peuvent être net- toyés et maintenus par les techniques décrites. REVENDICATIONS 1 Procédé pour améliorer et maintenir la performance de solides de traitement de l'eau qui sont ou ont tendance à etre encrassés de substances organiques, de microorganismes et de leurs déchets, caractérisé en ce quail consiste à traiter cycliquement lesdits solides de traitement de l'eau avec une quantité efficace d'un agent tensio-actif- non=ionique et d'un biodispersant. 2 Procédé selon la revendication 19 caractérisé en ce qu'on utilise un biocide avec 11 agent tensio-actif non- ionique et le biodispersanto 3, Procédé selon la revendication 2 D caractérisé en ce que le biocide est choisi dans le groupe formé par les bioo cides sel dgammonim quaternairegrass biocides bromonitrilo substitués, les isot Chiazolines et les biocides inorganiques oxydants, 4 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 S caraco térisé en ce que le solide de traitement de'lteau est une ré- sine échangeuse d'ions. 5 Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que la résine échangeuse doions est choisie dans le groupe formé par les résines cationiques de type en gel, les résines anioniques du type en gel, les résines cationiques macroporeuses et les résines anioniques macroporeuses, 6 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, carac térisé on ce que 1 Uagent tensio=actilf nonionique a une valeur de balance hydrcphle /lipophile (HLB) comprise entre 6 et 14 o 7 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 29 carac- térisé en ce que le biodispersant est choisi dans le groupe formé par les condensats d 8 oxyde d'éthylène avec des produits d'addition d'oxyde de propylène sur du propylène glycol ayant une valeur de balance hydrophile/lipophile (HLB) comprise entre 4, et 10 et ayant un poids moléculaire entre 1500 et 5009 les alcools polyéthoxylés nonoioniques à chaene droiteà les cocodiamines tris-cyanoéthylées G les acides de polyoxyéthylène- sorbitan-ester, le N,N-diméthyl-stéaramide non-ionique et les condensats de polyglycol-amine non-ionique. 8 Procédé pour améliorer et maintenir la performance de résines échangeuses d'ions utilisées pour retirer les espèces ioniques de systèmes aqueux o lesdites résines échan- geuses d'ions sont ou ont tendance à devenir encrassées de substances organiques, de micro- organismes et de leurs déchets et o lesdites résines échangeuses d'ions sont soumises à un cycle de contrelavage et de régénération, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter, jusqu'aux 50 premiers pour cent des eaux de contrelavage utilisées pendant chaque cycle de contre- lavage, avec une quantité efficace d'un agent tensio-actif non-ionique et d'un biodispersant. 9 Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'un biocide est utilisé avec l'agent tensio-actif non-ionique et le biodispersant. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le biocide est choisi dans'le groupe formé par les biocides sel d'anmmoniumn quaternaire gras, les biocides bromo-nitrilo substitués, les isothiazoli nes et les biocides inorganiques oxydants. 11 Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la résine échangeuse d'ions est choisie dans le groupe formé par les résines cationiques du type en gel, les résines anioniques du type en gel, les résines catio- niques macroporeuses et les résines anioniques macroporeuseso Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'agent tensio-actif non-ionique a une valeur de balance hydrophile/lipophile (HLB) comprise entre 6 et 14. 13 Piocédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le biodispersant est choisi dans le groupe formé par les condensats d'oxyde d'éthylène avec des produits d'addition d'oxyde de propylène sur du propylène- glycol ayant une valeur de balance hydrophile/lipophile (HLB) comprise entre 4 et 10 et ayant un poids moléculaire compris entre 1500 et 5000, les alcools polyéthoxylés non- ioniques à chatne droite, les cocodiamines tris-cyanoéthylées, les acides de polyoxyéthylène-sorbitanrester, les N, N-diméthyl- stéaramide non-ionique et les condensats de polyglycolamines non-ioniques. 14 o Procédé de récupération de la performance de résines échangeuses d'ions, qui ont été encrassées de substances orga- niques, de micro-organismes et de leurs déchets, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter ladite résine échangeuse duions avec une quantité efficace doun agent ten$sio-actif non-ionique et d'un biodispersant pendant au moins,24 heures à une tempé- rature comprise entre 38 et 820 C Procédé de contrelavage de résines échangeuses d'ions caractérisé en ce qu'il consiste à entreprendre lesdites opé- rations de contrelavage en présence d'un agent tensio-actif non-ionique combiné avec un biodispersant qui est présent dans le cycle de contrelavage, pendant au plus les premiers 50 7. de l'opération de contrelavageo 16 Procédé pour empacher l'encrassement de lits de résines échangeuses d'ions fraîchement chargés avec des substances organiques, des micro-organismes et leurs déchets, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter cycliquement, pen- dant chaque cycle de contrelavage et de régénération, lesdites résines échangeuses d'ions d'une quantité efficace d'un agent tensio-actif non-ionique et d'un biodispersant. 17 Procédé de contrelavage perfectionné de résines échangeuses d'ions caractérisé en ce qu'il consiste à entre- prendre lesdites opérations de contrelavage en présence d'un agent revitalisant qui est présent dans le cycle de contre- lavage, pendant les premiers 50 % de l'opération de contre- lavage. 18 Procédé pour améliorer et maintenir la performance dans l'eau de solides de traitement de l'eau choisis dans le groupe formé par les garnissages d'adsorption au carbone, les filtres à lit de graviers et de sable, les membranes d'osmose inverse et membranes échangeuses d'ions, lesdits solides étant ou ayant tendance à ttre encrassés de substances organiques, de micro-organismes et de leurs déchets, carac- térisé en ce qu'il consiste à traiter cycliquement lesdits solides avec une quantité efficace d'un agent tensio-actif non-ionique et d'un biodispersant.