Brevet FR2684093A1 — publié le 19930528

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de régénération automatique d'une station de déminéralisation d'eau par échangeurs d'ions. Il est connu que la phase "régénération11 d'un déminéralisateur provoque a) L'arrêt de production de celui-ci pendant plusieurs heures, b) Différentes opérations ou manipulations contraignantes contre-courant de détassage des résines, introduction des régénérants, temps de contact régénérant-résines, rinçages, tests, etc... Pour pallier l'arrêt de production, il faut avoir recours * soit à un stockage, d'où encombrement; * soit à une double batterie, l'une en production5 l'autre en régénération. Pour autant, les diverses opérations, citées plus haut, ne sont pas supprimées mais augmentées. Il faut alors avoir recours à l'automatisation, investissement généralement important en : électro-vannes (une quinzaine minimum), organes de mesure, de commande, relais, pompes, contacteurs, hydro-injecteurs, etc... Ces problèmes techniques ou économiques sont résolus par l'invention en adoptant le principe de la double batterie (d'où la continuité de production), et en utilisant la motricité d'une partie de lleau traitée par une batterie pour diluer et entrainer les solutions régénérantes au contact des résines échangeuses d'ions saturées de l'autre batterie. Par conséquent, le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste a utiliser en continu une fraction de la production d'eau déminéralisée d'une des batteries pour, à la fois diluer les régénérants acide et basique (HC1 et NaOH par exemple) et les entrainer respectivement au contact des échangeurs cationique et anionique de l'autre batterie. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails et avantages apparaitront plus clairement au cours de la descrip tion suivante en se rapportant au dessin schématique annexé, donné uniquement à titre d'exemple, non limitatif et illustrant un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention où la figure 1 représente l'une des batteries en cours de production et l'autre en régénération et, où la figure 2 est une vue simi laire mais en configuration inverse d'utilisation des deùx bat teries. Dans les deux cas, les constituants de l'installation, objet de l'invention, sont - Deux batteries de déminéralisation disposées tête-bèche. - Pour la batterie de gauche (G) en production, un échan geur cationique (C1) et un échangeur anionique (Al) et pour la batterie de droite (D) en régénération, un échangeur cationique (C2) et un échangeur anionique (A2). - Quatre vannes manuelles à 5 voies référencées V1, V2, V3 et V4. - Deux récipients H et OH, à fond concave, contenant respectivement les solutions acides et basiques régénérantes. Selon la figure 1 (batterie G en production, batterie D en régénération), l'eau brute à déminéraliser (canalisation 2) est acheminée par l'intermédiaire de la vanne V1 sur l'échangeur cationique C1 qu'elle traverse verticalement de bas en haut. En sortie, elle est dirigée par la vanne V2 sur l'échangeur anionique Al qu'elle traverse également de bas en haut. Totalement déminéralisée, elle passe par la vanne V3 avant d'aller à son utilisation par la canalisation 2'. Sur cette canalisation 2', sont pratiquées deux dérivations 3 et 4, à faible débit qui viennent alimenter les récipients H et OH contenant respectivement les solutions concentrées d'acide et de soude. Dans chacun de ces récipients, l'eau déminéralisée arrive au point le plus bas du tond concave pour assurer une dilution totale des régenérants et leur entrainement sur les échangeurs de la batterie D comme décrit, ci-après. Par l'lntermediaire de la vanne V4, la solution acide diluée venant du bac H, passant par la vanne V4, entre sur llechangeur C2 qu'elle traverse de haut en bas (sens inverse de la phase production), elle ressort par la canalisation 5 qui, par l'intermédiaire de la vanne V1, l'entraîne dans la canalisa tion égout 6. Simultanément, la solution soude diluée venant du bac OH et passant par la vanne V3 entre sur l'échangeur A2 qu'elle traver se également de haut en bas, d'où elle ressort en direction de la vanne V4 et est entrainee dans la canalisation égout 6, re joignant et neutralisant l'effluent acide mentionné plus haut La phase "régénération" de la batterie D étant ainsi engagée, l'arrivee permanente à faible debit de 11 eau déminéralisée dans les récipients H et OH va très progressivement provoquer la di lution et ltentrainement total des solutions régénérantes. C'est donc ensuite, automatiquement et insensiblement, de l'eau déminéralisée seule qui traverse les échangeurs et procéde à leur rinçage. Le débit de meme que le volume global de l'eau déminérali sée assurant dilution et entrainement des réénérants, puis le rinçage des échangeurs, sont calculés et réglés en fonction de la durée du cycle de la batterie en production, en l'occurence la batterie G. En tout état de cause, un rinçage excédentaire de la batterie D ne peut provoquer un début de saturation de celleci, l'eau déminéralisée étant strictement neutre. A saturation de la batterie G, c'est à dire en fin de cycle de production, la batterie D se trouve ainsi en état de marche. il suffit alors de proceder au remplacement des récipients H et OH et d'inverser avantageusement par une seule manoeuvre, les vannes V1 - V2 - V3 et V4 pour que, comme le montre la figure 2, la batterie D entre en phase de production et la batterie G en en régénération, processus résumé, ci-après. Selon la figure 2, l'eau à traiter (2) passant par V1 est entrainée sur C2 qu'elle traverse de bas en haut, puis par V4, elle arrive sur A2, ressort déminéralisée et passant par V3 part en production. Comme précédemment, les deux dérivations 3 et 4 viennent diluer et entrainer les solutions contenues dans les récipients H et OH. Du récipient H, la solution acide diluée, passant par V2 arrive sur l'échangeur C1 qu'elle traverse de haut en bas (toujours sens inverse de la phase production), ressort et, par V1 rejoint la canalisation égout 6. Simultanément, la solution soude diluée, passant par V3, traverse l'échangeur Al, ressort et, par V2, rejoint également la canalisation égout 6. Ainsi, la phase régénération de la batterie G va se dérouler comme précédemment pendant toute la durée de la phase production de l'autre batterie, le rinçage de ses échangeurs s'opérant automatiquement par l'arrivée permanente d'eau déminéralisée apres l'entraînement total des deux régénérants. A saturation de la batterie D et après remplacement ou réapprovisionnement des bacs H et OH, l'inversion simultanée des quatre vannes rétablit la situation décrite en référence à la figure 1. Dans l'ensemble de ce descriptif, les sens de passage adoptés (Production : de bas en haut, Régénération : de haut en bas) ne sont donnés qu'à titre d'exemple. Le procédé est tout aussi valable en les inversant, c'est à dire, de haut en bas pour la production et de bas en haut pour la régénération, le principe retenu étant celui de l'inversion du sens de passage entre production et régénération. Seul, le sens de passage de l'eau déminéralisée dans les bacs H et OH demeure intangible, c'est à dire, de bas en haut. Le procédé peut également être appliqué dans tout autre traitement d'épuration par échangeurs d'ions d'une quelconque solution aqueuse ou non. REVENDICATIONS 1 - Procédé de régénération d'une double batterie de déminéralisation d'eau caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser en continu une fraction de la production d'eau déminéralisée d'une des batteries pour, à la tois, diluer les régénérants acide et basique concentrés (HGl et NaOH, par exemple) et les entrainer respectivement au contact des échangeurs cationique et anionique de l'autre batterie. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste a) à faire traverser simultanément les échangeurs cationiques et anioniques par leur régénerants respectifs dans le temps nécessaire à une régénération efficace. b) à provoquer automatiquement et simultanément le rinçage des deux échangeurs par l'eau déminéralisée qui fait suite à la régénération 3 - Procédé, selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste en la neutralisation automatique des deux effluents respectivement acide et basique dans la canalisation commune qui les entraine à l'égout. 4 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à empêcher en cas de rinçage excédentaire, un début de saturation des résines, l'eau déminéralisée étant strictement neutre. 5 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend - Deux batteries G et D de deux échangeurs chacune, (C1, Al, A2, C2), disposées tëte-bêche. - Quatre vannes manuelles à 5 voies à deux positions (V1, V2, V3, V4) assurant alternativement soit la phase production, soit la phase régénération de l'une ou de l'autre des batteries G et D. - Deux récipients (H et OH) à fond concave contenant les solutions concentrées de régénérants et traversés de bas en haut par la fraction d'eau déminéralisée de dilution et d'entrainement des régénérants et du rinçage qui s ensuit. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les positions des quatre vannes manuelles à 5 voies (V1 à V4) sont groupées pour être inversées simultanément en une seule manoeuvre. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il peut être utilisé dans tout autre traitement par échangeurs d'ions d'une solution aqueuse ou non.