Brevet FR2580619A1 — publié le 19861024

Procédé de traitement d'eaux usées par adsorption colloidale et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé L'invention concerne un procédé et une installation pour le traitement des eaux usées par adsorption colloidale, et plus particulièrement un appareil de traitement des eaux usées permettant d'adsorber un détergent et un matériau à haut poids moléculaire présentant un groupe hydroxyl contenu dans le produit qui passe dans l'égout. Ces dernières années, les taux de rejet des différents matériaux contenus dans les égouts d'écoulement industriels, ont été établis en fonction de normes anti-pollution. On a rendu obligatoire de maintenir également à un niveau inférieur à une valeur prédéterminée, la concentration en agents tensio-actifs tels que des détergents et des matériaux à haut poids moléculaires, car ces matériaux présentent une charge COD élevée. Les procédés connus, jusqu'ici, permettant d'éliminer ces agents tensio-actifs comprennent notamment le procédé de séparation d'une mousse par traitement d'aération, le procédé de traitement par agrégation, le procédé de traitement électrolytique, le procédé d'absorption par du charbon actif, et autres. Cependant, ces procédés ne donnent pas encore satisfaction pour obtenir les effets voulus. Par exemple, même dans le procédé de séparation d'une mousse qu'on a considéré jusqu'ici comme le meilleur des procédés ci-dessus, le rendement d'extraction se détériore lorsque la concentration en agents tensio-actifs de l'écoulement diminue, même lorsqu'on augmente le temps d'aération, de sorte qu'il est impossible d'obtenir une extraction permettant d'atteindre la valeur de rejet imposée. En ce qui concerne le procédé de traitement par agrégation qui constitue un autre procédé de traitement des eaux usées, il apparait que ce traitement présente une difficulté liée au fait que l'affinité de l'agent tensio-actif par rapport à l'eau est grande, et que la force de dispersion est également grande. De plus, la plupart des éléments considérés comprennent un composé dont la matière première est un produit de cracking provenant du pétrole ou autres, de sorte que même dans le cas d'un traitement microbien constituant le traitement ultérieur des eaux usées, la décomposition biologique est souvent impossible, ce qui ne permet pas d'effectuer le traitement voulu. Compte tenu de ce qui précède, un simple traitement pratique pouvant maintenant être mis en oeuvre consiste à diluer les eaux usées contenant un agent tensio-actif avec d'autres eaux usées contenant l'agent tensio-actif ou contenant celui-ci mais avec une concentration plus faible. Compte tenu également de ce qui précède, l'auteur de l'invention a remarqué que lorsque l'agent tensio-actif contenu dans le produit de drainage atteignait la concentration de micelles, la propriété d'association apparaissait, et il a proposé l'utilisation d'un appareil de traitement des eaux usées (Publication de Brevet Japonais numéro 57-6993) consistant à fixer les matières tensio-actives, sur la périphérie de noyaux d'huile ou autre, à ajouter des particules colloidales permettant d'obtenir une concentration de micelles dans les eaux usées, et à laisser l'agent tensio-actif des eaux usées s'adsorber sur les particules colloidales, ce qui permet de retirer celles-ci par le procédé de traitement par agrégation qu'on considérait jusqu'ici comme impossible à mettre en oeuvre, pour purifier les eaux usées (Publication de Brevet Japonais numéro 59-16514). Cependant-, cet appareil utilise un traitement par lots et il n'a pas été possible jusqu'ici d'effectuer un traitement continu beaucoup plus pratique à mettre en oeuvre. l'invention a pour but de pallier cet inconvénient en créant un procédé et un appareil de traitement des eaux usées permettant d'extraire un agent tensio-actif par un procédé de traitement par agrégation, en passant par une adsorption colloldale, et permettant également d'effectuer un traitement continu. A cet effet, l'invention concerne un procédé de traitement d'eaux usées par adsorption collol- dale, procédé caractérisé en ce qu'il comprend une première étape consistant à mélanger un floculant inorganique aux eaux usées contenant un agent tensio-actif ; une seconde étape consistant à ajouter et à agiter un adsorbant colloidal dans lequel un agent tensio-actif est orienté et adsorbé sur une surface de particules, une troisième étape consistant à ajouter un agent de neutralisation, une quatrième étape consistant à ajouter un floculant à haut poids moléculaire ; et une cinquième étape consistant à extraire la boue ainsi agrégée. L'appareil de traitement des eaux usées selon l'invention comprend un réservoir de mélange destiné à introduire et à mélanger un floculant inorganique aux eaux usées, un réservoir d'adjonction d'un adsorbant colloidal, un réservoir d'adjonction d'un agent de neutralisation, un réservoir d'adjonction d'un floculant à haut poids moléculaire, et un bassin de précipitation, installation caractérisée en ce que les eaux usées sont envoyées en permanence et de façon séquentielle dans ces différents réservoirs, et en ce que l'agent tensioactif contenu dans les eaux usées est adsorbé pendant le mouvement de ces dernières par les éléments colloidaux et se déposent pour effectuer la purification. Dans l'appareil décrit ci-dessus, on utilise un agent de traitement des eaux usées dans lequel par exemple de l'huile est émulsionnée par un agent émulsionnant comprenant de l'acide stéarique et de l'acide myristique, de la soude caustique étant ajoutée et chauffée pour former un sel de sodium d'un #acide gras, l'anion de la matière tensio-active de l'acide gras est orienté et absorbé sur la surface des particules d'huile, obtenues sous forme colloïdale par émulsion, la périphérie de ces particules colloidales se trouvant à un niveau supérieur à la concentration d'apparition des micelles L'agent tensio-actif des eaux usées présent dans la composition de l'agent de traitement des eaux usées, est adsorbé par mélange de l'agent de traitement avec les eaux usées et agitation de ce mélange, sur les particules colloidales de la matière de traitement, sous l'effet de la force d'association, car la composition de l'agent de traitement se trouve à un niveau inférieur à la concentration limite de formation de micelles. La majeure partie des matières tensio-actives des eaux usées sont adsorbées et extraites par un choix convenable des temps de mélange et d'agitation. Dans l'appareil selon l'invention, les réactions ci-dessus s'effectuent pendant les passages successifs des eaux usées dans les différents réservoirs de réaction, ce qui permet de traiter ces eaux usées de manière continue. Plus précisément, les natières étrangères qui sont liées à l'agent tensio-actif dans les eaux usées par le floculant inorganique contenues sont séparées dans le premier réservoir de réaction de cet agent tensioactif pour libérer celui-ci. Ensuite, l'agent de traitement est ajouté aux eaux usées contenant l'agent tensioactif libéré dans le premier réservoir, pour assurer l'association avec l'agent tensio-actif. Après réglage du pH, le floculant à haut poids moléculaire est ajouté de manière à former des flocons apparamment grands,faci- litant le dépôt et la séparation de l'agent tensio-actif séparé sous forme de boue des eaux usées contenues dans le quatrième réservoir, et du mélange de ces eaux usées. l'invention sera décrite en détail en se référant à la figure unique ci-jointe représentant un appareil de traitement des eaux usées selon l'invention. La figure représente la disposition de la structure d'une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention. Les eaux usées brutes chargées dans la direction indiquée par la flèche A, sont momentanément stockées dans un réservoir de stockage 1, puis envoyées par une pompe P dans un réservoir de mélange de floculant 2. Un floculant inorganique provenant d'un réservoir de stockage 3, est ajoute pour donner naissance à l'agrégation de la matière inorganique. Le floculant est envoyé du réservoir de stockage 3 au réservoir de mélange 2 par la pompe P. La référence 4 désigne un agitateur. Les eaux usées provenant de la partie inférieure du réservoir 2 passant dans un réservoir 5, et l'agent de traitement provenant d'un réservoir de stockage 6 est ajouté et agité par un agitateur contenu dans le réservoir 5. Les eaux usées qui sont venues complètement en contact avec l'agent de traitement, et dans lesquelles l'agent tensio-actif a été adsorbé par la matière colloidale, sont transférées dans un réservoir 7 et mélangées à un élément neutralisant provenant d'un réservoir 8. Enfin, dans un réservoir 9, les particules colloidales qui ont adsorbé l'agent tensio-actif après avoir été ajoutées et agitées avec un floculant à haut poids moléculaire provenant d'un réservoir de stockage 10, sont agrégées et se déposent dans un bassin de précipitation suivant 11, où elles sont séparées de l'eau. L'eau qui surnage passe dans un réservoir 12 et est évacuée dans la direction indiquée par la flèche B, en passant par un filtre rapide 13. D'autre part, la boue obtenue dans le bassin 11 est envoyée d'un réservoir de réception 14 à un déshydratateur 15, compressée pour en extraire l'eau qui retourne au réservoir d'eaux usées brutes 1, et un gateau de filtre ainsi essoré, est évacué dans la direction indiquée par la flèche C. Dans l'appareil selon l'invention, les temps de réaction ou de séjour dans les différents réservoirs de réaction 4, 5, 7, 9, et -dans le bassin 11 peuvent être commandés librement suivant la quantité fournie en eaux usées provenant du réservoir de stockage d'eau brute 1, et l'on peut également commander indépendamment les quantités des différents produits ajoutés. Par suite, l'agent tensio-actif des eaux usées peut être adsorbé et peut se déposer dans les conditions optimales, ce qui permet d'obtenir une purification extrêmement poussée des eaux usées. R E V E N D I C A T I O N S 10) Procédé de traitement d'eaux usées par adsorption colloidale, procédé caractérisé en ce qu'il comprend une première étape consistant à mélanger un floculant inorganique aux eaux usées contenant un agent tensio-actif ; une seconde étape consistant à ajou- ter et à agiter un adsorbant colloldal dans lequel un agent tensio-actif est orienté et adsorbé sur une surface de particules ; une troisième étape consistant à ajouter un agent de neutralisation ; une quatrième étape consistant à ajouter un floculant à haut poids moléculaire ; et une cinquième étape consistant à extraire la boue ainsi agrégée. 20) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un réservoir de mélange (2) destiné à introduire et à mélanger un floculant inorganique aux eaux usées, un rése#rvoir d'adjonction d'un adsorbant colloidal, un réservoir d'adjonction d'un agent de neutralisation, un réservoir (3) d'adjonction d'un floculant à haut poids moléculaire et un bassin de précipitation, installation caractéris#ée en ce que les eaux usées sont envoyées en permanence et de façon séquentielle dans ces différents réservoirs, et en ce que l'agent tensio-actif contenu dans les eaux usées est adsorbé, pendant le mouvement de ces dernières, par les éléments colloïdaux et se déposant pour effectuer la purification.