Brevet FR2563208A1 — publié le 19851025

La présente invention concerne un procédé de traitement des eaux par l'ozone, applicable plus particulièrement aux eaux de surface et aux eaux de forage. L'utilisation de l'ozone en traitement des eaux est bien connue, l'ozone permettant de réaliser, outre la désinfection des eaux, une dégradation des matières organiques qu'elles contiennent par oxydation partielle de celles-ci. Cependant, dans le cas où l'eau à traiter contient des matières organiques difficilement oxydables, on est amené à utiliser des quantités d'ozone très importantes pour, à partir d'un certain moment, une efficacité pratiquement nulle et donc un gaspillage d'ozone. De nombreux auteurs ont comparé ltefficacité de l'ozone à celle du peroxyde d'hydrogène comme oxydants des matières organiques mais, dans la pratique, l'ozone est utilisé, pour diverses raisons, de préférence au peroxyde d'hydrogène. La présente invention consiste en un procédé de traitement des eaux par l'ozone, caractérisé en ce que, à un moment précis du traitement, on ajoute à l'eau ozonée une solution d'un peroxyde avant de poursuivre le traitement par l'ozone. Le moment précis du traitement par l'ozone, auquel on ajoute la solution de peroxyde est déterminé par la mesure d'un parame tre dont la valeur optimale est choisie en fonction de la qualité de l'eau traitée, la quantité de peroxyde ajoutée étant elle-meme définie à partir de cette valeur et variant en fonction du débit d'eau à traiter. On utilise de préférence du peroxyde d'hydrogène; tout autre peroxyde minéral ou organique peut cependant être utilisé sans sortir du cadre de l'invention. Suivant l'invention, la quantité de peroxyde utilisé varie, dans le cas du H202 entre 0, 05 et 2 mg d'H2O2par litre d'eau à traiter. Le paramètre mesure, déterminant le moment précis du traitement par l'ozone où l'on ajoute le peroxyde à l'eau ozonée, est avantageusement la densité optique mesurée en lumière ultraviolefle. Suivant une autre disposition de l'invention, le paramètre mesuré est la fluorescence ou tout autre paramètre, tel que la concentration en ozone résiduel ou tout paramètre spécifique de l'eau traitée, permettant de connaître avec précision le moment où l'action oxydante de l'ozone sur les matières organiques a atteint son maximum et qu'il ne reste plus dans lteau à traiter que les matières difficilement oxydables. Le procédé suivant l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre au moyen d'une installation que l'on va décrire ci-après dans une forme de réalisation, donnée uniquement à titre d'exemple, et en référence à la figure unique du dessin annexé qui est un schéma par blocs de ladite installation. L'eau à traiter est amenée sous un débit variable, par une canalisation la dans une colonne de contact 1 alimentée en air ozoné à partir d'un ozoneur 2. A la sortie de cette colonne un capteur 3 permet de déterminer le moment précis du procédé où est atteint le degré d'avancement critique à partir duquel la consommation d'ozone devient prohibi tive. Ce capteur permet de mesurer le paramètre d'asservissement choisi par exemple la densité optique en lumière ultraviolette. Le capteur utilisé est, dans l'exemple traité, un spectrophotomètre automatisé basé sur la mesure de l'absorption de la lumière ultraviolette par les matières organiques contenues dans l'eau à traiter (MALLEVIALLE, J; FIESSINGER iF.; SEMET P. ; BIGOIT M. 'Capteurs industriels pour la mesure en continu des paramètres organiques- globaux et pour la mesure séquentielle des paramètres organiques spécifiques" 2nd World Congres s of Chemical Engineering. Montréal, Canada. 4/9 Octobre 1981, p 79). Une lampe à mercure émet un rayonnement ultraviolet qui traverse une chambre remplie d'eau. L'atténuation de llinten- sité lumineuse est mesurée au moyen d'une diode.Un système automatique permet . la neutralisation de l'ozone dissous qui absorbe lui aussi la lumière ultraviolette, le remplissage et la vidange de la chambre ainsi que son rinçage. Un calculateur 4 compare la valeur du paramètre mesuré à la valeur optimale prédéterminée dudit paramètre ; un signal électrique est ensuite envoyé au niveau de l'ozoneur 2 pour modifier sa production d'ozone ce qui est réalisé en modifiant soit le débit d'air ozoné, soit la concentration en ozone dans l'air, ce que l'on obtient en agissant sur la valeur de la tension appliquée à l'ozoneur. Quelles que soient les variations du débit d'eau à traiter, une fois atteinte la valeur mesurée correspondant à la valeur optimale prédéterminée, on introduit dans l'eau ozonée par une canalisation 5, la quantité de peroxyde d'hydrogène nécessaire pour faciliter l'oxydation par l'ozone des matières organiques restant dans l'eau, cette oxydation s'effectuant dans une seconde colonne de contact 6 reliée à l'ozoneur 2 par la canalisation 6a. L'eau traitée sort par la canalisation 7. La solution de peroxyde d'hydrogène est introduite dans la canalisation 5 à partir d'un bac 8. Le débit de peroxyde est asservi au démit d'eau à traiter au moyen d'une pompe doseuse 9 et d'un débitmètre 10, disposé sur la canalisation la d'amenée à l'installation de l'eau à traiter. Exemple On a traité une eau de forage contenant 1, 6 mg/l de carbone organique total par A - un traitement classique à l'ozone B - un traitement suivant l'invention avec addition de peroxyde d'hydro gène à un moment précis du traitement, déterminé par mesure de la densité optique en lumière ultraviolette (absorbance 254 nm/mètre). L'efficacité du traitement a été suivie par ailleurs par mesure du carbone organique total. La solution de peroxyde utilisée contenait 1,13 mg H202/1 H2O. L'oxygène ozoné était introduit dans la première colonne de contact sous un débit de 6 1/mon et la production d'ozone était de 12 mg/mn. Les mesures de densité optique ont été effectuées à des inter- valles de temps successifs correspondant à des quantités progressisres d'ozone introduites dans l'eau à traiter. Le moment optimal pour l'addition du peroxyde dlhydrot3ène se situe après introduction de 22 mg d'ozone par litre d'eau à traiter. Les résultats sont consignés #dans le tableau ci-après : Quantité d'ozone Traitement A Traitement B suivant introduite en sans addition de l'invention avec addition de mg/l d'eau à traiter H202 HZOZ au moment optimal Absorbance Absorbance 254 nm/m 254 nm/m 0 2,37 2,37 16 1,80 1,79 20 1,80 1,79 22 1,58 1,58 40 1,55 1,14 64 1,49 0,76 88 1,46 D, 60 0,60 112 1,46 0,60 120 1,46 0,60 136 1,46 0,60 160 1,46 f),32 REVENDICATIONS 1 Procédé de traitement d'eau par l'ozone, caractérisé en ce que, à un moment précis, qui est celui où l'action oxydante de l'ozone sur les matières organiques présentes dans l'eau à traiter a atteint son maximum et qu'il ne reste plus dans I"eau que des matières difficilement oxydables, on ajoute à l'eau ozonée une solution de peroxyde avant de poursuivre le traitement par l'ozone. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moment précis du traitement par l'ozone auquel on ajoute la solution de peroxyde est déterminé par la mesure d'un paramètre dont la valeur optimale est choisie en fonction de la qualité finale de l'eau traitée, la quantité de peroxyde ajouté étant elle-même définie à partir de cette valeur et variant en fonction du débit d'eau à traiter. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre mesuré, déterminant le moment précis du traitement par l'ozone où l'on ajoute le peroxyde à l'eau ozonée, est la densité optique mesurée en lumière ultraviolette. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le paramètre mesuré, déterminant le moment précis du traitement par l'ozone où l'on ajoute le peroxyde à l'eau ozonée, est la fluorescence. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le peroxyde utilisé est du peroxyde d'hydrogène. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la concentration de la solution de peroxyde d'hydrogène utilisé est comprise entre 0 > 05 o etet 2 mg/l dry202 par litre d'eau à traiter. 7. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivat l'une quelconque des revendications précédentes, carartérisée en ce qu'elle comporte une première colonne de contact (1) alimentée en air ozoné et à laquelle est amenée liteau à traiter, un moyen tel que ca-ir (3) disposé à la sortie de la colonne (1) pour la mesure duparamètre choisi, relié à un moyen pour la détermination#de ce paramètre ledit capteur comparant la valeur mesurée à une valeur optimale prédéterminée, des moyens pour régler la quantité d'ozone admise dans l'installtion pour l'obtention d'une valeur mesurée égale à la valeur optimale prédéter- minée, une seconde colonne de contact (6) à laquelle est amenée eau ozonée, pour son traitement par le peroxyde provenant d'un bac (8) où il est en solution, bac relié, par l'intermédiaire d'une pompe do#euse (9) à un débitmètre (10) placé sur la canalisation (1a) d'amenée d'eau a l'installation, de façon à régler le débit de peroxyde en fonction du débit d'eau à traiter. 8. Installation suivant la revendication 7,caractérisée en ce que le capteur utilisé est un spectrophotomètre automatisé basé S sur la mesure de l'absorption de la lumière ultraviolette par les matières organiques contenues dans l'eau à traiter.