Brevet FR2616451A1 — publié le 19881216

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L'abscisse du point S de la demi-droite SX est fonction de la concentration en ions SO42-, Cl-, NO-, Mg=, Na- et K- On sait que les eaux dont on dispose sont fréquemment agressives vis-àvis de CaCOa, solide. Il est possible de les rendre incrustantes par une addition de chaux (Ca(OH)>), qui doit être précédée éventuellement d'une addition de dioxyde de carbone (C0=). Sous l'effet de l'addition de Ca(OH)=, le point figuratif de l'eau passe de MI situé à gauche de la courbe C en Mm situé légèrement à droite de la courbe C (voir figures 3, 4, 5 et 6). Il passe au préalable de M0 en M1 sous l'effet de l'addition de CO2, qui est nécessaire lorsque la seule addition de Ca(OH)= ne permet pas & l'eau traitée d'être figurée audessus de la demi-droite SX, de pente 2 (voir figures 5 et 6). L'industrie chimique fournit la chaux sous forme de poudre. La mise en oeuvre de la chaux sous cette forme solide n'est possible qu'aux deux conditions ci-après: - l'eau doit subir un traitement de clarification avant d'être introduite dans le réseau, ce traitement comprenant successivement une floculation. éventuellement une décantation, enfin une filtration. La chaux est alors ajoutée à l'eau avant la floculation; - le coagulant utilisé ne doit pas être un sel d'aluminium. En effet, rendre l'eau légèrement calcifiante par une addition de chaux a pour conséquence une élévation du pH. Si le coagulant utilisé était un sel d'aluminium, le risque serait que l'eau issue dé la station de traitement présente une concentration en ions A1= supérieure à la concentration maximale fixée par les normes sanitaires. Si ces conditions ne sont pas réunies, la chaux aun a4uasgid asodsip uo luop neal T S awTuam 1 uojT^uanb alhom au 4Tos îaqleJr neap jw jed xneuo ap aulessaeu anrtujno. el anb sipue% 6sawwtuam rz uox^ua aoueiA ua aloo 4HOeN ap 6 Oz lTos 6aqTeu% neap w *ed apnos ap aJiessamqu ajnriuJno+ el 'aJt! ed alowTuIw gzSo aldwaxa Jed auasgJdai 9 la Q ' ç saJn6bxi sap -W'W luew6as el ts: 1e6? O0 a++a V xneqm el anb jaqm snld alno apnos el - sagIuasgJd ailà 4ua^Top suoite^Jasqo xnap sseW L aJn6i el ins q4ewsuoi seo al qsa Tnb am '6auesniuu aiJ9p alqTldasns ouop qs;saaw.z nea; agwJogp sutow no snld sdwa4 awgw ua;a aqune6 el sJa^ agetdgp qsa anbiuoqiemoile SZ aJqTxlnbgbp aqÀnom el anb sipuel apnos ap uo$;Tppe aun jed qx+jpow sed qsau lutod a3 '( ajn } $at^) Jaxe.4 e a^mssai6e neat ap +zen6i+ quiod al eW qoS xneqm el anb apowwom snld $otdwa unp ouop 4sa inb la uox;n[os aunp awJoà el O snos aziawwom al suep aAnoJ; uo;l anb apnos el 4uasBEIrn sIT aIdwaxa Jed -uasodsxp sI!t iuop apTIos 03e3 ap s^--s^ a^zssai6e nesal a"ue;snimut aJpuas inod xneqm el anb s+T;3eg saunep easil$Tn %uawaleJ9u96; uasj;+gd nea.p uot;nqsu;stp ap sa3x^.as sal "apd.d.nb ao ap amuanbesuo3 u3 S 9 sa c 'i _: saJn6i+ sap =w luxod np assstsqe,1 jed anbTqdeà6 al Jns agsuasgidai lsa inb;a Inzlem np aInsgi Fnb alla;uawgsimgid sq-4 lsa ag4aodsuea; nea.I ap zej suo$ ua uo$leiluauoa el ts anb neasqà unp suoilesileuem sap saJnaxJigu$ sioaed saI Ans apclos =03e3 ap ina%;aodid edgp OI unp uoi4ewJo+ el aànsse.u a^zssaJ6e nea aun - amuessieu.auuop ap glTITq3ssodw.l rnodns la - txaieddel ap 4ueq.odwi awnIo^ al - s;uaxug^uomui xnap aluasgsd lanlme adAi np xneq4 ap JnareJn4es unp uoiqesTITqnl &uxo! snId sagsodxa luoJes Tnb suosteJ sel Jnod 6stew xneyq ap inaeinqes un suep aestiegi 4sa Tnb exneqm ap nea a%4p duoiqnios aue.p awJo+ snos nea.I suep alznpo.u.au aJ3 qTop kSt9L9Z concentration en ions Ca2= faible ne dépassant pas environ 0.6 millimole par litre, une addition de soude, précédée ou non d'une addition de dioxyde de carbone, ne permet pas d'obtenir une eau calcifiante figurée au-dessus de la demi- droite SX, sauf à mettre en oeuvre des doses excessives de réactifs (voir figure B). Les services de distribution d'eau ont maintenant parfois tendance à utiliser des inhibiteurs de corrosion, et par exemple des polyphosphates qui conduisent à la formation d'un film de polyphosphate ferrique sur les parois intérieures en métal ferreux des canalisations. Ces réactifs, que l'on trouve dans le commerce sous la forme de solutions, sont en effet faciles à mettre en oeuvre et les doses sont déterminées expérimentalement sans qu'une grande précision ne soit nécessaire. Mais les inconvénients sont les suivants: - ils coûtent beaucoup plus cher que la chaux, de à 15 fois plus par me d'eau traitée; - et surtout, le procédé n'est pas entièrement efficace. En effet, contrairement à un dép8t de CaCOe solide, un film de polyphosphate ferrique ne peut pas stopper la corrosion d'une paroi en métal ferreux, mais seulement la ralentir. En outre, l'utilisation d'un polyphosphate ne met pas fin à la dégradation d'un matériau à base de ciment. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés connus en fournissant un procédé qui assure une protection efficace des canalisations de transport des eaux et dont la mise en oeuvre est beaucoup moins coûteuse que celle des procédés connus. L'invention vise un procédé pour protéger contre la corrosion les parois intérieures en métaux ferreux ou à base de ciment des canalisations d'eau, dans lequel on prélève en continu de l'eau à la canalisation, eau que l'on fait passer dans un saturateur à l'amont duquel on ajoute de la chaux solide, après quoi l'eau est réintroduite dans la canalisation, la quantité de chaux ajoutée à l'eau de la canalisation étant telle que le point figuratif de l'eau al sJa^ JalTA3aJ Jnod uozqe^zJep aun puaidwo= udilesiTeue e! e inaXeJn4es np alos el allaJ Fnb ajrnpuom el anb a S ua &JaqJex. e nea.! Jed guawBle Jna4euoqJemgp un 6nea,! ap uox;elnmJiz el ap suas ne;uawa^EelaJ 4JnaleJn4es np quowe ua aliodwom uoile^xJgp ap;TnmJxm al anb am ua asSJeaeJi Isa uoxelle4suT allao iumx;ua^ur,}T;ue^inS unaleJn4es al suep aJpnod OE ua xneym el aJinpo.4ui inod suaAow sap iuot4e^txgp ap 4TnmJxi ao Jns qzeld xneq. ap inareJnqes un 6uoatesmIeuez aunp neal,a^ald -Jnod uoc!e^xJgp ap;TnmJ)3 un 6aJpnod ua xnequ ap a6eMmoqs ap JoAJassJ un pua-dwoo uoi4uaAux,1 e awJo+uom gpgmojd np aJ^nao ua asxw e! inod uo$;elle;sut, S tnpli awnlIo^ un a3uasgJd gpgzoJd np ad^nso ua asxw el inod uoetelle3sui,1 - &a3enbgpe uozxIsodwo3 el amuauewjad ua a4uasgjd agqTeJ; nea.1 - -aPTl s OZ - :sueAFns sal luOS gpgzoJd an ap sa6e4ue^e xnedimutid sal o=03e3 ap uot1eTdT$gJd jed ina4euoqaemgp al suep le4o; 03 np aBTdwo3-Tsenb uotxeuTw t t Sl ai4awJad Jnod ^aa[g _uawwesz++ns quelq Jna-euoqje=gp ne inaleJnles np uetlle uoiqnlos el ap Tqgp al eJnalejnles np queua^oJd xneq4 ap ag6je4m la telo; =03 ap an^.nodgp uoXnios aun e Jna:euoqJegp un sup u aUbuelgw Isa q^aBgtJd neas! iJnaleJn4es al suep alSnpOiJU aJ;,p lue^e nb a 01 ua psFJg4=eJej sa gppooJd am iuot;uaAu$,! 4ue^Ans > 5a _eN s _6W '-- ON s-13 ú--OS suoi ua uoifelJuamuao el ap uotauo+;ue;9 ass=sqe Uos.a sassimsqe sap axel ins gn;xs quel S cz e ale69 ajuad ap XS aszoJp-çwap el ap snssap-ne;a e03e3 ap aqueluods uoie4Tdtmgjd ap aqJno3 el la anbfuoqJemoDlem aJqjI3nbbp aqJnoI el ai4ua astJdwoa auoz aun suep qnIzs Isa isasssisqe ua Ssa.e3 ua uo$le;uamuoD el la saguuopJo ua sa leol - 03 ua uoileiluamuoD el no awwei6eSp un suep euawaq!ej slide LSt9L9Z décarbonateur une partie de la solution sortant du saturateur, et en ce que la chaux en poudre est introduite dans la conduite qui relie la sortie du décarbonateur à l'entrée du saturateur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexes donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure I est un diagramme o la concentration en COD= total est en ordonnée et la concentration en Ca=- en abscisse, qui représente les courbes d'équilibre calcocarbonique et de précipitation spontanée du carbonate de calcium, l'abscisse du point S étant positive, - la figure 2 est un diagramme analogue à celui de la figure 1! l'abscisse du point S étant négative, les figures 3 et 4 sont des diagrammes analogues aux figures i et 2 montrant le déplacement du point figuratif de l'eau après addition de Ca(OH)z, - les figures 5 et 6 sont des diagrammes analogues aux figures 3 et 4, l'addition de Ca(OH)> étant précédée par une addition de C02. - les figures 7 et 8 sont des diagrammes illustrant l'addition de soude, les figures 9 & 11l sont des diagrammes montrant le déplacement du point figuratif de l'eau après addition de chaux à différentes concentrations, la figure 12 est le schéma d'un dispositif permettant d'introduire de la chaux solide dans une canalisation d'eau, - la figure 13 est un diagramme montrant le déplacement du point figuratif de l'eau après addition de chaux au moyen du dispositif selon la figure 12, - la figure 14 est le schéma d'un dispositif connu d'introduction de chaux solide dans l'eau, la figure 15 est un schéma plus détaillé du saturateur du dispositif selon la figure 14, - la figure 16 est un diagramme o la concentration en CO= total est en ordonnée et la concentration en Ca3I en abscisse, qui représente les courbes d'équilibre calcocarbonique, de précipitation spontanée de CaCO= et de saturation en Ca(OH)2 ainsi que les déplacements du point figuratif de l'eau après addition de chaux au moyen du dispositif selon les figures 14 et 15, - la figure 17 est un schéma d'une installation conforme à l'invention, - la figure 18 est un schéma détaillé de cette installation, - la figure 19 est un diagramme analogue & celui de la figure 16& montrant les différents points figuratifs de l'eau obtenus en différents points de l'installation selon l'invention. On considère un certain volume d'une eau agressive vis-à-vis de CaCOs solide, représentée en Mm sur le graphique CO= total - Ca=- (voir figures 9 à 11). Sur ces figures, le terme, abscisse du point S, est supposé positif et il en sera toujours ainsi dans la suite de cette description, celle- ci restant valable si A est négatif. On introduit dans cette eau, et à diverses concentrations, des particules de Ca(OH)= solide. ler cas: les particules de Ca(OH)= solide sont introduites dans l'eau à une dose définie par le segment Mz!, le point Mm appartenant encore au domaine des eaux agressives (figure 9). Le système évolue de la manière suivante: - aussit8t après l'introduction de la chaux dans l'eau considérée, la phase aqueuse devient hétérogène, car sa concentration en ions Cae, très élevée au voisinage de chaque particule, diminue progressivement à mesure que l'on s'en éloigne; - au voisinage de chaque particule, l'eau est donc instable. Des germes de CaCO= apparaissent, se développent et séquestrent partiellement les particules résiduelles de un jed;a 4aptios z(HO)e3 ap uo$lniossSp el 4ueJn6X =WW TeluozXJoq uawamelddp un jed asiTewgqms Isa ap3Ios m 3 aqinom el Jns -W ua agjn6z+ îneaI anb stew- 6salnossip luawaJjua lUos aPT$os e(HO)e3 ap sainm$3Jed saT anb - : Ja^JasqO ITOp uo 6UluiUI 4uawanblJoqq4 sdwal un sJde îap^aqme 4sa uomin) o^, l anbsol -quewaie-6 4ui sapnossTp as ap satq$;damsns sed luos au sg; $d$agd saa '4uapgmJd seo ne uuawaiSeJuou 4sieW -;uawalaiTJed JsaJsanbps sal ap salqt;damsns luos 5a ap!Ios sdwa; un sJde 4ag^a=4e lsa uo$Tnlo^g,I anbsiol - t a^xssaJ6e 4uawalemol anua^apas nea aunp Imeluo= ne aJpnoss'p as e apFIos 03e3;a auq6owoq jxua^ap V pua4 asnanbe aseqd el ';jed aineca salla Jns swJoQ =03e3 ap s9;Tdt$Jd sael Jed agddols sed lsa.u apTIos m(H0)e3 ap salnminJed sep JilJed e.ze3 suo$ sap uoTsslwg, gled aunG -4TnsJnod as uot;nto^g,! iuepuadam - Jasodgp as ap saTqxldasns;uawalIlanua^g luos saJQ69l suzow sal saInm;J4ed sal anb sipueq isanbtle;soialg sam.oj. sael ed uoisuadsns ua sanualuiew aJ; quaAnad saSJ691 snId sael salnmided sal -03e3 ua agJnlesins qsa neal e Sa6eutso^ nal ua 'Jea;uawa^z:Tsod sq6ieqm;uos sawia6 sa3 -a^eJua qsa uoiTnlosssp el juop &ap!IoS -(HO)e3 LS'999Z eiaJiguom ap 4uaTeJanbstJ îagjodsuejI neai suep uaOsuadsns ua luaxeJas $nb &(gj;dxmjd) ap!os =03e3 ap la (IanpsSJ) ap!Los e(HO)e3 ap sagsodwoo sa4xlw salnmi4Jed sal - : xnaJqwou luateias s4uaTug^uomu sal sieW "úT aJn6i+)> aqJno aelaa ap aymoJd zasse a..4-;nad 'a anbsuoquemolem aJqTlrnbgp aqJnom el ap aluepuamse aqmuejq el ap a;moip V gn;$s;Xejas -W +lce.n6Ft luiod al luop nea aun Jiuaqqop aJ;awJad;IeWJnod 'snssap-.m sem awZ ae suep ppn4g 99 e Fnb îuawal;ej; ap gpgodd lai un *(,3 aqinom) =03e3 ap aquequods uox;e; dxmgJd ap aqjnom el ap a40ne6 e a (3 aqJnom) anbiuoqjemozlem aJq$Inbep aqjnoz el ap azo.jp.p e ajp-V-3saa, esaluelsnriu$ xnea sap auxewop al suep gnrTs lueg4 =W;uiod al 6WZW;uawbas al ded axut+gp asop aun ç nea a4ao suep sea;4npoJu 4ua'eJas apFIos - )e3 xne4= el xeJajrnoCe uo no z uote^tjp el suep nea;p;qqp al ' V ie6q lFeJas T uoiles$IeUem el suep neap; $qqp al Z arJn6x el Jns si;ewwqzs +z3tsodssp np uaÀow ne 6neasgJ np uowel e apHlos -(HO)e3 ap l salnmT4Jed ap asnanbe uoisuadsns aun luawalmajip aJinpo3uxzp aa6est^ua pioqep Te-Jànod-uo v nea,1 Ja;TeJ Jinod -(I ain6t+ el ap seU) agleuoqJemgp;sa anualqo nea,[ 44Tp luawai4nU -ass$=sqe sap axel ma^e anpuo+uom;uawanbm;eJd sa mnb '3 aqnnom el ap aluepuamsap aqmuejq el Jns gnllS 0O lsa neal ap IrieJn6xj -W luiod al 'a;uesx++ns;sa - (HO)e3 ap UoFlzTppeWl ts la gag^aqme sa uo$3nlo^ql anbsJol 'luepuada3 - uapàzajd sea ne dnomneaq alqwassaJ sea a3 (Ta-àn6Ft+) salqeqsux xnea sap auxewop ne queua4Jedde -W lu$od al 6=WW quawbas al Àed axut+p asop aun V nea,! suep sa;xnpo.Aut luos apioOs =(HO)e3 ap sain=1J;ed sal: sem aw. 03e3 ap uozeltdz=gJd el e quepuodsaJaom 61 aluad ap almoJp aun ins -w-w luawameldgp LS 999Z 2616 4 5 1 l'eau distribuée une turbidité excessive: - les dépSts de même composition que les particules en suspension, qui se formeraient au voisinage des génératrices inférieures des canalisations, risqueraient de réduire excessivement la section de ces ouvrages, de provoquer la corrosion de leurs parois, d'entraîner des fermentations et en conséquence d'altérer le goût de l'eau distribuée; - enfin, l'eau transportée ne pourrait pas répondre à une composition bien définie de sorte que la formation d'un dépSt protecteur serait de toute manière loin d'#tre assurée. Cependant, sous réserve que le coagulant utilisé ne soit pas un sel d'aluminium, il est possible d'introduire Ca(OH)≥ sous forme solide en tête d'une installation de clarification comprenant successivement floculation, éventuellement décantation, puis filtration. En'effet. l'eau séjourne suffisamment longtemps dans une telle installation pour que Ca 14 et 15, un saturateur de chaux du type actuel. Supposons que l'eau dont on dispose soit agressive vis-à-vis de CaCOz solide, sans devoir subir un traitement de clarification tel que celui mentionné ci-dessus. Si l'on souhaite la rendre incrustante par addition de chaux, on est conduit à y introduire, à l'amont du réseau, non pas des particules de Ca(OH>) solide, mais une solution, dite eau de chaux, répondant aux caractéristiques suivantes: - absence des éléments carboniques (CO2 libre, HCO=- CO=e-) et par conséquent valeur nulle du CO2 total; - teneur en ions Ca2= aussi él-evée que possible, celle-ci étant limitée par la solubilité de Ca(OH)=. Un tel réactif est couramment obtenu en ajoutant Ca(OH)2 solide dans un saturateur dans lequel passe de l'eau na4eJnes np s4ePJxa;uos rnb s48d9p sa apzlosel neasgJ al suep;pnpoi4ui;Iqgp al uawa^Ax=adsai;uaquasgida. b qa a no '(b assew) -W;uod np qa (b - a assew) 'W juiod np aiuauÀjeq al; sa *W;urod al '(3 aqJnom) anbiuoqJemoalez aJqxllnbg sa JnaeeJnres al suep neaI ap uoQnlo^,l_ - - (. 3 aqJnoa) ( np azxJos el e neal ap;eJn6Tij.;uod al - iasods5p uo;uop SapTlos =ODe3 ap sT^---sTA AF^ssaJ6e nea.1 ap +TeJnn6i juiod el Tssne Isa inb &zW;L:od al;sa iJne;en-es al suep aiJ;ua, e neSI ap +34eJn6Tx;uiod ael - : 9 ain6$x el Jns agluasgidaj;sa al13 snssap-$= seo awqú al suep aq9pnj allea e alqelqwas sa ina-eJnles al suep neal ap uoz3nlo^g, Jno;ne sgwJo+ 03e3 ap s;gdgp sal jed ialladdeJ al uo &ap^eJ;ua 4sa Fnb 'saInmt;Jed sao ap uoc;nlossip el asdJoie+ inorgs lai un '(gl ajn6iz zoà^) apTIos = en Ca(OH)=. On observe également un rendement variable de dissolution. La présence des particules résiduelles de Ca(OH)2 solide dans les dépSts extraits du saturateur de chaux S n'empocherait pas l'eau traitée de répondre en permanence à des caractéristiques définies si le débit d'eau introduit dans le réseau était constant. Mais ce débit varie au cours de la journée. On est donc conduit à faire varier parallèlement le débit de chaux à introduire dans l'eau du réseau 1. A cet effet, il convient de modifier le débit de la solution qui traverse le saturateur S. Mais la modification du débit de la solution traversant le saturateur S entraîne une variation du temps de contact entre les particules de Ca(OH)= solide et la phase liquide, donc une variation de la concentration en ions Ca2- de la solution issue du saturateur S, cette variation allant à l'encontre du but recherché. Il n'y a donc pas de proportionnalité entre le débit de chaux à introduire dans l'eau du réseau 1 et le débit de la solution traversant le saturateur S. En conséquence, un changement du débit de l'eau introduite dans le réseau 1 conduit à un régime transitoire rendant en pratique impossible le réglage de la teneur en ions Ca2'^ de la solution issue du saturateur S. Il en résulte 96S = VEI E4 le. 0s iZ' o= f -1ON _ 80'0 = r -..> 6L'0 = f _13 _D &ú O= f eN J OT = [ -=3OS 7 8 iiO = ff -.e J =ú1"(-DD-H.7 I -.,-7D (B-J1t Jed sIuaeAi^TnbqTrlw ua) suoTue - suoxem amueIeg :a-4ue^xns el;se asodstp uo quop neaIt Bp uozrTsodwoo el 1861 salIoJÀA 4sellajneu xnea sel suep anbiuoqJeDo3lem aJqT-3Inbq,;a sanbluoqJem saJqxItnbq saB,, a6ea^nol suep agddola^gp apoq49w el anbbTdde uo ';a++a 3a3 U *xneq4 ap uoTrewwosuoo el.a ina4einles np awnlo^ ael S inaleJnles al suep tlnpoju. Sl b;xqqp al îneasgJ al suep aq;npoJqux neal ap uoiT1sodwom el JauiwJa4p qnad uo 'c neasgJ al suep q!npoiqui a;Tqgp np anb zsuie asodsip uo luop neaI ap uoz3sodwao el ap jlJed e 4uawwom JaJluow ap asodoJd as uo 'atdwaxa la, suea -sjde-Ti anbiJwnu o0 aldwaxa,1 uolas gInIle Ilsa awnIo^ a3 B aPitOs a(HO)e3 ap saInmi4Jed sal Ba 1taJeddel suep;uessed neaI ailua 96uoloid 3=eluom unp 9Tssangu el ap;ue4Insg.i.;ue;dodwt awnlo^ un aluasgJd lanIze adi4 np S xneqm ap inare-ànres Bal &aqaJd uox;elle;sutl suep 'sAnalIle jed -aswoiJdwoz aJ p anbsiJ neasiS am ap suoizestieueo sap sToied sal Ans JnalaqoJid;8dgp unp uoT;ewioi el anb la saTux+gp sBnb sap e aBpuodgi sed Inad au T nea5gs al suep aqTnpoOut neal ap uoT;tsodwo. et anb LSi999Z pH = 6,56 température = 16,20C Il en résulte: r CO2- J: négligeable t H2CO = 2,00 CO2 total = H2CO 7 + t HCO- J + COs-.7 CO=2 total 5,30 La figure 16, mentionnée précédemment, correspond précisément à l'exemple ci-dessus. On rappelle que les éléments portés sur cette figure 16 sont les suivants: Mi, point figuratif de l'eau dont on dispose et en mme temps point figuratif de l'eau introduite dans le saturateur S, C, courbe d'équilibre calcocarbonique C'> courbe de précipitation spontanée de CaC0a C", courbe de saturation en Ca(OH)2 Mme point figuratif de la solution à la sortie du saturateur (pour fixer les idées, le taux de saturation en Ca(OH)2 de cette solution a été pris égal à 75%) MMm. déplacement schématisant la dissolution de Ca(OH)2 solide M2M, déplacement schématisant la précipitation de CaCO= Me, point figuratif de l'eau introduite dans le réseau (cette eau est le mélange de la solution issue du saturateur, figurée en Mm, et de l'eau n'ayant pas traversé le saturateur, figurée en MI).. La composition (figurée en M4) de l'eau introduite dans le réseau 1 est la suivante: 261645 1 Balance cations - anions (en milliéquivalents par litre) r Ca2 3J = 6,24 r HCO3- 3 = 4,67 Mg9 = 0 34 SO4z-] = 1,30 [ Na 7 = 0,35 ( C1- 7 = 0,79 f K+ J = 0,08 rNOs- ? = 0,24 total = 7,01 total = 7,00 pH = 7.47 température = 16,20C Il en résulte: r COS2-3: négligeable E H=COz] = 0,34 CO= total = 5.01 En fait, la composition de l'eau introduite dans le réseau 1 varie selon le taux de saturation en Ca(OH)= de la solution issue du saturateur. Ce taux est lui-mfme variable comme il a été indiqué ci-dessus. Le débit q introduit dans le saturateur S est calculé comme suit: Soit Q le débit introduit dans le réseau 1 et q le débit introduit dans le saturateur S. Le point M4 est le barycentre du point Ms (masse Q - q) et du point Me (masse q): (Q - q) M4M1 = q M4M= I1 en résulte, dans l'exemple considéré: q = 0,055 Q Supposons une consommation journalière de 10 000 me d'eau. I1 en résulte: q = 550 me par jour. On peut maintenant déterminer le volume (V) que doit présenter le saturateur S pour que la durée du contact entre la phase liquide et les particules de Ca(OH)= solide soit d'une heure: V = 550/24 mT V = 23 ma En première approximation, la consommation de chaux est la somme: - du calcium ajouté à l'eau introduite dans le réseau du fait du traitement: Q ( [ Ca2= J M* - E Cae- 3l,) soit 000 ma/jour x (3,12 - 2,43) moles/me 6 900 moles/jour 510 kg/jour de Ca(OH)= - et du calcium précipité sous forme de CaCOm dans le saturateur: q x CO= total au soit: 550 me/jour x 5. 30 moles/me 2 915 moles/jour 216 kg/jour de Ca(OH)= La consommation journalière de chaux calculée est donc de 0,73 tonne. Mais la consommation réelle est plus importante, compte tenu des particules résiduelles de Ca(OH)2 solide non dissoutes. On va maintenant décrire, en référence aux figures 17 et 18. l'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cette installation comprend principalement un réservoir R de stockage de chaux en poudre, un circuit de dérivation 2 pour prélever l'eau d'une canalisation 1 et un saturateur S de chaux placé sur ce circuit de dérivation 2. Sous le réservoir R est disposé un doseur à vis 3 horizontal qui déverse la poudre de chaux dans un entonnoir 4 qui communique avec une conduite 5 reliée à la sortie d'un décarbonateur D et à l'entrée du saturateur S. Le circuit de dérivation 2 comporte en amont du saturateur S, relativement au sens de la circulation de l'eau, un décarbonateur D alimenté par l'eau & traiter. La conduite 6 qui relie la sortie du saturateur S à la canalisation 1 comprend une dérivation 7 pour recycler vers le décarbonateur D une partie de la solution sortant du saturateur S. La conduite 2 de prélèvement de l'eau de la canalisation et la dérivation de recyclage 7 issue du saturateur S débouchent dans le décarbonateur D à la partie inférieure de celui-ci, au moyen d'un diffuseur 8. La partie inférieure du décarbonateur D comprend une tubulure_9 d'évacuation du CaCO= précipité. De plus, la dérivation de recyclage 7 issue du saturateur S comprend une pompe 10 et une vanne Il de réglage de débit. Par ailleurs, le saturateur S est muni d'un agitateur 12 et de plaques de tranquillisation 13. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'installation et la mise enoeuvre du procédé selon l'invention. L'eau introduite dans l'installation est d'abord mélangée dans un décarbonateur D à une solution issue du saturateur S. Cette solution, dépourvue des éléments carboniques, présente une teneur constante en Ca(OH)>, par exemple 75% de la concentration correspondant à la saturation. Elle est représentée sur la figure 19 en un point tel que Ma, situé à gauche de la courbe de saturation en Ca(OH)2 (cçurbe C") et appartenant à la branche de la courbe d'équilibre calcocarbonique (courbe C). qui est pratiquement confondue avec l'axe des abscisses. L'évolution du point figuratif de l'eau dans le décarbonateur (D) est la suivante: - avant d'tre mélangée à la solution issue du saturateur S, l'eau est représentée par le point Mi, qui est aussi le point figuratif de l'eau agressive vis-à-vis de CaCOe solide, dont on dispose; - le point figuratif de l'eau provenant du mélange est le barycentre M= du point MI (masse q) et du point M4 (masse r), o q et r représentent respectivement le débit introduit dans l'installation et le débit de recyclage issu du saturateur S; - du fait de la précipitation spontanée de CaCO=, le point figuratif de l'eau dans le décarbonateur D passe de Mm en M. à l'intersection de la demi-droite de pente 1, issue de M=, et de la branche de la courbe d'équilibre calcocarbonique C, qui est pratiquement confondue avec l'axe des abscisses. L'eau issue du décarbonateur D est mélangée à Ca(OH)= solide à l'amont du saturateur S. Aucun précipité de CaCOe ne peut se former dans le saturateur. La dissolution de la phase solide, qui est accélérée grâce à un agitateur, conduit très rapidement à la formation d'une solution de concentration déterminée en Ca(OH)=. Le point figuratif de l'eau passe de M= en M*. L'eau introduite dans la canalisation 1 du réseau à l'aval du traitement est représentée en Me, légèrement à droite de la courbe d'équilibre calcocarbonique (courbe C). Le point Mm est le barycentre du point M1 (masse Q - q) et du point Me (masse q), o Q et q représentent respectivement le débit introduit dans la canalisation 1 du réseau et le débit traversant l'installation. Le débit de recyclage r doit répondre aux deux conditions ci-après: - tre suffisamment élevé pour que l'eau issue du -xtnpgJ awnlo^ un a:uasujd uotxelle4sui,l snId aa alqTssod;sa suoqesTleuez sap saJnatT;ui stoJed sa Jns ap10os DO3e3 ap Jna4a;oJd;dqp unrp uoTewjo+ el anb 4a au!t+gp uoxtsodwo= aun V aJpuodgJ quawale6g rnad neasgq al suep a;TnpoJ;ut nea! anb a4insgJ ua II uo;TTlelsui,! uesJa^eJ; b xqgp al 4uawallauuoilJodoid JaBe^ aJTe+ ap qa++a ua;1++ns II -neasg al suep aKrnpoJuT neal ap B zqgp np saJeTIeuJinor suoT4esje^ sal 9J6Tew atut+.p uot;xsodwoa aun V aJpuodgJ; nad anssi 4sa ua Tnb uo4rnlos el anb;sa uozTellelsuTl ap a6elue^e ledimutJd al 4;uepuada3 -alqeqT^gul isa aqjad eilai aun gTdtgid wnimle ap a;euoqJen ne puodsaiJoa anpAad qsa tnb xneq4 ap uoztejB ainas el -lan;e xneqm ap Jnarein4es np rnIam anb inalltaw ouop;sa Uoctel:e1suzT ap; uawapuaA al S inaqejn4es al suep aqnosstp uawaqldwom qa++a ua sa aB^nao ua asTw xneqL el -wnTileD ap a3euoqjem np 3uawalnas 3uauua3tluo a jnarieuoqjemqp np sTetjxa 4uos tnb slgdgp sal -aplTos -(HO)eo ap aqldwo3 uozqnlosstp aun 4awJad uo Helle5sut a4a3 s:ue^zns s al quos uoU4ua^uzI P awiJouom U01-ellejsuil ap sa6e4ueAe san -agmeuoqjezgp 4uawaBezpgwwt 1os JazuJap aB ap anssT nea.1 anb uz+e Q jnaBeuoqjemDp at suep aPTI0s e(HO)e3 aItnPOJAUTpP xna6erue^e 4uegyme sea al aiJ; 3nad IT 'uotelleSUT.l ap aBT^Jas ua asiw el -I;uzod np gu6toIl doj4 aJ4 sed ITop au -W juiod aT ila++a am V,a6Jaugp asuadgp el jasxwiusw ap utze e^al doJ3 aiJ sed au - i +e6gu 4sa q Ts IsaguuopJoom ap saxe sap aUTm zo 0 ' uzod np ansst no + t4Tsod;sa Fs y ass$=sqPp S qutod np ansst si a;uad ap a-;oJp-!wap el ç Ba eWeW azoojp e[ e unwwoa I quiod np aqToJp V gnrTs ai4g;rop -W quiod al 4a+ +a jam v sassxtsqe sap axeI Ba^e anpuoa+uo0 uawanbi4ejd Isa inb (3 aqnnom) anbquoqjemoaIme ajq$lznbqp aqjnom el ap aqmuejq el ins aqquasgJdaJ auop a eaqqeuoqJezgp quawaBldwom anbsaJd Ilos a ina4euoqJemp tS59L9z En effet., le volume du décarbonateur D et celui du saturateur S sont l'un et l'autre beaucoup plus faibles que le volume du saturateur du type actuel. Le temps de séjour de l'eau est seulement de l'ordre de 10 minutes dans chaque compartiment de la nouvelle installation alors qu'il est de l'ordre d'une heure dans l'appareil actuel. La capacité de stockage est donc réduite d'environ deux tiers. Application numérique Sur le même exemple que celui proposé précédemment dans l'étude du saturateur de chaux du type actuel, on montre ci-après comment, avec l'installation selon l'invention, on peut déterminer la composition de l'eau introduite dans le réseau, le débit introduit dans l'installation, le volume de chacun de.ses deux compartiments, le débit de recyclage et la consommation de chaux. On suppose donc que l'eau dont on dispose présente la même composition que celle indiquée dans l'exemple précédent. La figure 19, mentionnée précédemment, correspond précisément & l'exemple choisi. On rappelle que les éléments portés sur cette figure sont les suivants: M1, point figuratif de l'eau dont on dispose et en même temps point figuratif de l'eau introduite dans l'installation C. courbe d'équilibre calcocarbonique C'. courbe de précipitation spontanée de CaCO3 C'", courbe de saturation en Ca(OH)= M4, point figuratif de.la solution & la sortie du saturateur (pour fixer les idées, le taux de saturation en Ca(OH)= de cette solution a été pris égal & 75X%). naor jed =w Og b Sú :euaiqo uo inea;p =W 000 OT ap lueW4 twU T leUinOt UOXiqewwosuom el a 0soo = b 0E : gJgp!suoa a[dwaxa,! suep iaqInsgi ua Il *WrW b = 'W=W(b - 0) (b assew) -W lufod np la (b- S assew) 'W juiod np aJ:uanAieq ael sa -W juxod al ucilelle-4suz;l suep;3npoJ;ui ITqgp al b Jed;a neasi al suep l.npojut xqqp al a jed au6 sgp uo ';uawwepgmd awwo3 alqels 5sa OZ uoTrTsodwoa aa ez Ian4ze inaqejnwes np sez ne ueawaJteJiuoi a &uoxquaAuxl uolaes uot ellesuT;l ap sem al suep sieW -lanqe ad ; np xneqm ap Jnme;n;es np sem ne puodsaJoz tinb 6quawwapegpJd alinmlem allae anb awew el Isa (QW ua agin6j+) neasgi et suep aetrnpoàqui neal ap uoz; Isodwoa e- S zW ua agJn6t+ euoizelle4sui.. gsJaa^ej sed;ueAeu nea,! ap la "'W ua agJn6Sx JinaleJnqes np anssi uoinIos ei ap abuelw al lsa nea a;aa) neasg O0 al suep aeFnpoJu nea.I ap +;eànôF+ luiod i-W =03e3 ap uotzeltdxad tel uesz4ew94ms;uawazelddp 'wwW S JnaleJnles np anssT uoi4nos el ap;a uo [elle4suxu suep aj;npo.MuI neal ap 'ina4euoqJezp al suep nqa++.+a a6uelgw np 4ueua^Aod neal ap +T:ejn6z+ xutod '-W k S9tI 99z' Le temps de séjour de l'eau est de l'ordre de 10 minutes dans le décarbonateur D comme dans le saturateur S. Il en résulte un volume d'environ 4 me pour chacun des deux compartiments de l'installation. Le débit de recyclage r doit tre légèrement supérieur à la valeur pour laquelle l'eau issue du décarbonateur serait figurée au sommet P de la courbe d'équilibre calcocarbonique (courbe C). Pour déterminer ce débit minimal, on écrira que l'eau résultant du mélange de l'eau introduite dans l'installation, figurée en Mi, et de la solution issue du saturateur S, figurée en M, est représentée en I, sur la droite de pente 1 issue du point S: q x IM1 = r x IM. Il en résulte: r = 85 me par jour. Le calcul effectué selon la méthode indiquée précédemment conduit à la mime consommation journalière de - chaux que dans le cas du saturateur du type actuel, soit 0,73 tonne. Mais dans le cas de l'installation selon l'invention, la consommation calculée correspond beaucoup mieux à la consommation réelle puisque les particules de Ca(OH)= solide introduites dans l'installation sont entièrement dissoutes. no T SUOTiemTpua^aj sap auni, e aw.o+uoz 9PgmoJd. *T;e6gu 4sa x s îsaguuopioo ap saexe sap aUTI6.o'I (O>;uTod np anssT no '+ TxTsod sa Fs s assTmsqep la sassTMsqe sap S axei Jns qnqTs (S) juTod np anssT il e aleb ajuad ap aqToJp -twap el e. a (*W'W) aqToip el V unwwom (I) quTod np altoip ep 4uawadjq g pnTls quelq (zW) quTod Tlpal 4inaqeJn4es np anssT uoT;nlos el ap +xeJnOni+ quTod al;uel? *W la 4uawa3TeJ3 que^e (T) uoTlesTieuem el ap nea.[ ap +lTeJn6T+ juTod oc al quelq %w "WI a;toJp aun Jns 9n3Ts Isa al suep a;Tnpoj;uT aà,4p que^enb am ua gsTJgeJea i_. la..N.=6W 6-=ON s_-13 '_.=os-suoT ua uoT;edàuauoa el ap UOTx;UO*;uelg assTmsqe uos;a sassTosqe sap axel ins en4TSlx quel S ' e ale6q aquad ap (XS) arTojp-Twap el ap snssap-ne la (e3) O3e3 ap a9ueluods UoT;eWTdTx9Jd ap aqrnom el la (3) anbTuoqJemoalem aiqTITxnbg.p aqJnom el aiqua asTidwo3 (V) auoz aun suep gnqTs qsa 4sassT3sqe ua qsa _=e3 ua uoT4eiuaauoo e! la SaguuopJo ua 4sa îejo; -z0 ua uot;WJ;ua]uo el to o01 awweJbemp un suep inea.! ap ( 261645 1 2, caractérisé en ce qu'au départ de la mise en oeuvre du procédé, on introduit de la chaux solide directement dans le décarbonateur (D). 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un réservoir (R) de stockage de chaux en poudre, un circuit de dérivation (2) pour prélever l'eau d'une canalisation (1), un saturateur (S) de chaux placé sur ce circuit de dérivation (2), des moyens (3, 4, 5) pour introduire la chaux en poudre dans le saturateur (S), caractérisée en ce que le circuit de dérivation (2) comporte en amont du saturateur (S), relativement au sens de la circulation de l'eau, un décarbonateur (D) alimenté par l'eau & traiter, en ce que la conduite (6) qui relie la sortie du saturateur (S) à la canalisation (1) comprend une dérivation (7) pour recycler vers le décarbonateur (D) une partie de la solution sortant du saturateur (S), et en ce que la chaux en poudre est introduite dans la conduite (5) qui relie la sortie du décarbonateur (D) à l'entrée du saturateur (S). 5. Installation conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que la conduite (2) de prélèvement de l'eau de la canalisation (1) et la dérivation de recyclage (7) issue du saturateur (S) débouchent dans le décarbonateur (D) à la partie inférieure de celui-ci, au moyen d'un diffuseur (8). 6. Installation conforme à la revendication 5, caractérisée en ce que la partie inférieure du décarbonateur (D) comprend une tubulure (9) d'évacuation du CacOa précipité. 7. Installation conforme à l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la dérivation de recyclage (7) issue du saturateur (S) comprend une pompe (10) et une vanne (11) de réglage de débit. - S. Installation conforme à l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le saturateur (S) comprend un agitateur (12).