Brevet FR2688209A1 — publié le 19930910

L'invention se rapporte à un procédé de désodorisation puissante de fluides chargés de matières organiques et/ou minérales tels des condensats obtenus en sortie d'évaporateur d'eaux industrielles usées. Elle se rapporte également aux moyens pour la mise en oeuvre du procédé et à l'installation qui en est pourvue. Dans de nombreux domaines, l'industrie consomme une grande quantité d'eau. Par exemple, dans le domaine du nettoyage de la laine brute, on estime qu'il faut environ six cents mètres cubes d'eau pour pouvoir nettoyer cent vingt tonnes de laine. Trés longtemps, toutes les eaux usées ont été rejetées à l'égout et remplacées par de l'eau prélevée sur un réseau de distribution ou directement dans une nappe. Afin de réduire les prélèvements sur la nappe phréatique et les pollutions par des rejets, il est souhaitable de traiter les eaux usées en vue de les recycler. A ce jour, on connaît différents procédés de traitement. Par exemple, dans le cas des eaux de nettoyage de la laine, il est connu de les dégraisser, par exemple par centrifugation, puis de les désabler et défibrer. Elles sont ensuite traitées, par exemple dans un évaporateur, afin d' isoler, d'une part, les boues qui seront éventuellement valorisées et, d'autre part, les liquides tels les condensats. Des recherches ont déjà été faites en vue de réutiliser aussi ces condensats pour un nouveau cycle de nettoyage d'un autre lot de laine. Bien que relativement limpides, ces condensats sont toutefois encore trés chargés en matières organiques et/ou minérales qui sont responsables des dégagements d'odeurs tenaces. Ces matières organiques et/ou minérales sont au moins partiellement oxydables. Si ces rejets étaient utilisés pour le lavage de la laine au moins certaines de ces matières responsables de dégagement d'odeurs se fixeraient à demeure sur la laine et conféreraient ensuite à la dite laine une odeur qui se percevrait notamment lorsqu'aprés peignage, la laine serait traitée en filature. Dans d'autres domaines d'application, l'ozone est utilisé entre autre dans le traitement des eaux potables destinées à la consommation humaine, la détoxification des rejets urbains et industriels. Son action puissante contribue à l'élimination partielle ou totale des matières organiques, du fer, du manganèse, des virus ou bactéries, de la couleur et des odeurs. Dans ces installations connues, les taux d'ozonation utilisés sont entre un et quinze grammes par mètre cube de liquide traité. L'optimisation du taux de traitement permet de limiter les rejets d'ozone dans l'atmosphère. Dans les installations connues, le liquide à traiter est placé dans des cuves de traitement dans lesquelles a été préalablement installée une tubulure débouchant derrière une plaque en matériau poreux au travers duquel l'ozone ou un gaz ozoné tel de l'air ozoné est injecté dans la cuve. De telles installations présentent de nombreux inconvénients dûs essentiellement à l'absence de maitrise de l'hydrodynamique dans les cuves. On constate en effet des problèmes d'équi-répartition des débits dûs à des phénomènes d'écoulement hétérogènes, de tourbillons, de zones mortes et de courts circuits hydrauliques dans le flux traité et des défauts d'homogénéité de la concentration en gaz de traitement. Leur utilisation pour des liquides aussi chargés en matières oxydables que les eaux de lavage de la laine ne conduirait donc pas à un traitement suffisamment régulier. L'augmentation du débit d'ozone nécessiterait de prévoir dans les cuves de traitement des surfaces de diffusion du gaz de traitement trop importantes et exigerait un temps de traitement insupportable et/ou de disposer de cuves de traitement importantes s'ajoutant au volume important des moyens de stockage de l'eau traitée. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est un procédé de traitement des eaux même fortement chargées en matières oxydables qui soit efficace et suffisamment rapide pour traiter des volumes trés importants d'eaux usées sans exiger des cuves de traitement d'un volume important. A cet effet, elle a pour objet un procédé du type précité pour traiter des eaux résiduaires avec un gaz oxydant à l'aide d'une installation qui comprend : - des moyens d'alimentation en gaz oxydant et en liquide à traiter - au moins une cuve de traitement du liquide et, - des moyens pour mettre en présence le gaz de traitement et le liquide à traiter. Ce procédé est notamment caractérisé en ce que - on remplit la cuve de traitement avec le liquide à traiter, lequel est amené à une température au plus égale à 250C et de préférence à une température comprise entre 19 et 200C, - on prélève dans la cuve de traitement de manière au moins sensiblement continue, une certaine quantité de liquide, - on injecte le liquide ainsi prélevé dans une chambre de trés faible volume constituant l'un des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, dans laquelle chambre, parallèlement à cette injection du liquide, on introduit dans ce liquide de manière au moins continue le gaz de traitement avec une pression déterninee afin de provoquer une émulsion, ce gaz de traitement étant ainsi introduit en quantité prédéterminée en fonction des choix quant au temps de traitement, au débit de liquide à traiter et à la concentration de gaz de traitement dans le liquide et, - aprés que le liquide ait traversé la chambre des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, toujours de manière sensiblement continue, on le réintroduit dans la cuve de traitement, - parallèlement aux opérations précitées, on surveille le dégagement de gaz de traitement qui n'aurait pu être dissous dans le liquide et - dès l'apparition de ce dégagement, suivant des critères prédéterminés, on stoppe le traitement et on vidange les cuves de traitement par transfert dans des moyens de stockage. L'invention a également pour objet les moyens en vue de la mise en oeuvre de ce procédé et l'installation pourvue de ces moyens. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : l'installation complète, - figure 2 : à plus grande échelle, le détail de la partie II de la figure 1, - figure 3 : vue d'un détail de l'installation. En se reportant au dessin, on voit que l'installation 1 pour traiter un liquide 2, tel une eau de lavage de la laine à l'aide d'un gaz de traitement contenant un agent oxydant, tel l'ozone, comprend en vue de mettre en présence pendant un temps prédéterminé le fluide et le gaz de traitement - des moyens 3 de fourniture du gaz de traitement, - des moyens d'alimentation en liquide à traiter, - au moins une cuve de traitement 4, 4a du liquide et, - des moyens 5 de mise en présence du gaz de traitement et du liquide 2 à traiter. Lorsque le fluide 2 à traiter provient d'une station 6 de nettoyage de la laine brute, avant d'être traitée pour être notamment désodorisée, le fluide est généralement dégraissé, par exemple, par des moyens 7 de centrifugation. Il est ensuite dirigé vers des moyens 8, 9 de désablage et de défibrage puis introduit dans un appareil de séparation tel un évaporateur 10 où, aprés traitement, on récupère, d'un côté, de la a boue 11 avec un taux de matière sèche important par exemple 50 % et, de l'autre, des condensats 2 qui sont alors à une température de l'ordre de 60 C. Ces condensats 2 peuvent être qualifiés de sensiblement limpides. Néanmoins, leur composition montre un taux de matières oxydables s encore important notamment en pesticides organochlorés et, par exemple, environ 40 g/I de HCH. Les condensats 2 sont ensuite amenés vers l'installation 1 de désodorisation pour y subir un traitement à l'aide d'un gaz de traitement. Selon l'invention - on remplit la cuve de traitement 4, 4a avec le liquide 2 à traiter, lequel est amené à une température au plus de 250C et de préférence à une température comprise entre 19 et 200C, - on prélève dans la cuve de traitement 4, 4a de manière au moins sensiblement continue une certaine quantité de liquide 2, - on injecte le liquide ainsi prélevé dans une chambre 5 de trés faible volume constituant l'un des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, dans laquelle chambre, parallèlement à cette injection de liquide 2, on introduit dans ce liquide de manière continue le gaz de traitement avec une pression déterminée afin de provoquer une émulsion, ce gaz de traitement étant ainsi introduit en quantité prédéterminée en fonction des cRoix quant au temps de traitement, au débit de liquide et à la concentration prédéterminée de gaz de traitement dans le liquide 2, et - aprés que le liquide ait traversé la chambre des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, toujours de manière sensiblement continue, on le réintroduit dans la cuve de traitement 4, 4a, - parallèlement aux opérations précitées, on surveille le dégagement de gaz de traitement qui n' aurait pu être dissous dans le liquide et, - dès l'apparition de ce dégagement, suivant des critères prédéterminés, on stoppe le traitement et on vidange la cuve de traitement par transfert dans des moyens 13 de stockage. Notamment lorsque le traitement s'opère à l'ozone, classiquement, les cuves 4, 4a de traitement présentent des évents raccordés à des circuits 14 d'évacuation et, pour éviter une pollution atmosphérique par le gaz de traitement, par un moyen 12 dit de destruction intercalé sur le circuit, on détruit le gaz de traitement non dissous avant rejet à l'atmosphère des gaz neutres qui le portait. Selon l'invention, c'est au niveau de ce circuit d'évacuation en amont du moyen de destruction qu'on surveille l'apparition de gaz de traitement non dissous pour, dés l'apparition, commander tant la destruction que l'arrêt de l'injection de gaz. En effet, le liquide est alors saturé ou suffisamment oxydé. On peut à ce moment l'envoyer vers des moyens 13 de stockage où le gaz de traitement pourra, éventuellement, en attendant que le liquide soit recyclé, poursuivre son action sur les matières nuisibles si l'action n'avait pas été produite dans la cuve de traitement. Le traitement dont il est question au niveau de la cuve de traitement est la gazéification, par exemple l'ozonation, du liquide à traiter. Le second traitement qui découle de cette ozonation et selon lequel les matières oxydables sont oxydées, peut donc s'o?érer tant dans l'émulseur dès le premier contact que dans les cuves de traitement ou dans les moyens de stockage ou dans les circuits entre ces éléments. Du fait de l'émulsion, il y a formation d'une mousse abondante, afin d'au moins controler l'épaisseur de la couche de mousse pouvant se former dans la partie supérieure de la cuve de traitement 4, 4a, selon l'invention, pendant tout le cycle de traitement du liquide, on casse la mousse présente dans la cuve de traitement. A cet effet, on asperge d'eau dite d'aspersion la dite couche de mousse à l'aide de jets dirigés sensiblement horizontalement. Avantageusement, on compense partiellement par cette eau d'aspersion les pertes de fluide dues notamment à l'évaporation. Cette compensation est, de préférence, faite au niveau des moyens de stockage avec de l'eau froide. On tient bien entendu compte de l'aspersion qui compense déjà partiellement les dites pertes. Les mêmes opérations de traitement peuvent être réalisées conjointement dans un groupe de plusieurs cuves de traitement. Pour éviter les temps morts, on peut avantageusement travailler en temps masqué : - on prévoit alors des cuves de traitement 4, 4a en nombre pair et on scinde en deux groupes les dites cuves de traitement 4, 4a et, - pendant qu'on réalise le traitement sur le liquide contenu dans un premier groupe de cuves de traitement 4, 4a, - on commence par vidanger le liquide qui venait d'être traité et qui est encore contenu dans le second groupe de cuves de traitement puis on recharge avec du liquide à traiter ce second groupe et on attend la fin du traitement du premier groupe pour recommencer un cycle. Avantageusement, avant traitement des condensats, on les refroidit partiellement par échange thermique avec le liquide qui, déjà traité, est en attente dans les moyens de stockage. On complète le refroidissement des condensats en effectuant un refroidissement à calories perdues, par exemple à l'aide d'un aéro-réfrigérant. Préalablement au traitement proprement dit, en fonction du débit d'eau à traiter par heure, on détermine - d'une part, le temps de traitement en fonction de la contenance d'un groupe de cuves de traitement 4, 4a et des temps de remplissage et de vidange des dites cuves de traitement et, - d'autre part, la concentration de gaz de traitement dans le liquide en fonction des paramètres précités Avantageusement, on pousse la concentration jusqu'à saturation pour obtenir le résultat optimum en fin du traitement et donc un liquide sensiblement sans odeur même s'il subsiste des traces de matières nuisibles. Plus particulièrement, dans le cas de la réutilisation des fluides pour le lavage de la laine, la concentration sera choisie pour que le liquide en fin de traitement soit totalement dépourvu d'odeur. Dans le processus de mise en présence, le liquide à traiter est prélevé dans la partie supérieure des cuves de traitement et réintroduit dans leur partie basse. Par exemple, pour une cuve de traitement de vingt cinq mètres cubes et un traitement de cinquante minutes, l'eau est prélevée dans la cuve avec un débit de cent mètres cubes par heure sous une pression de un bar neuf et pendant toute la durée du traitement on introduit globalement deux mille deux cent cinquante grammes d'ozone. Pour ce faire, le liquide à traiter traverse plusieurs fois l'émulseur (près de quatre fois dans cet exemple) ce qui concoure à une parfaite homogénéité. Pour la mise en oeuvre du procédé, ' i l'installation comprend : - des moyens 16 pour remplir la cuve de traitement 4, 4a avec le liquide 2 à traiter, lequel est amené à une température au plus de 25"C et de préférence à une température comprise entre 19 et 200C, - des moyens 17 pour prélèver dans la cuve de traitement de manière au moins sensiblement continue une certaine quantité de liquide 2, - des moyens 18 pour injecter le liquide ainsi prélevé dans une chambre 5 de trés faible volume constituant l'un des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, dans laquelle chambre, parallèlement à cette injection de liquide 2, on introduit dans ce liquide de manière continue le gaz de traitement avec une pression déterminée afin de provoquer une émulsion, ce gaz de traitement étant ainsi introduit en quantité prédéterminée en fonction des choix quant au temps de traitement, au débit de liquide et à la concentration prédéterminée de gaz de traitement dans le liquide 2, et - des moyens 19 pour, aprés que le liquide ait traversé la chambre des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, toujours de manière sensiblement continue, réintroduire le liquide dans la cuve de traitement 4, 4a, - des moyens (non représentés) pour parallèlement aux opérations précitées, surveiller le dégagement de gaz de traitement qui n'aurait pu être dissous dans le liquide et, - des moyens (non représentés) pour, dès l'apparition de ce dégagement, suivant des critères prédéterminés, stopper le traitement et vidanger la cuve de traitement par transfert dans des moyens de stockage. Les moyens de mise en présence du gaz et du liquide assurent la saturation en gaz du liquide à traiter. Ils sont constitués d'une chambre en deux parties dont une partie à parois convergentes prolongées d'une partie à parois divergentes de plus grande longueur que la première partie et sensiblement au niveau de la zone de transition entre ces deux parties est disposée une buse d'injection du gaz de traitement dans la veine de liquide qui se mélange alors intimement avec ce liquide. Le dispositif mis en oeuvre pour limiter l'épaisseur "e" de la mousse dans la partie supérieure de la cuve de traitement est constitué par un tube 20 sensiblement vertical placé en partie supérieure des cuves de traitement, dont l'une des extrémités est raccordée à une arrivée de fluide et dont l'autre extrémité est obturée, le dit tube présentant dans sa paroi périphérique des entailles au travers desquelles le fluide amené sous pression est dispersé sous la forme de jets 21 orientés sensiblement horizontalement. L'ozone est obtenu de préférence sur le site, soit à partir de l'air ambiant, soit à partir d'oxygène pûr. REVENDICATIONS 1. Procédé de dêsodorisation puissante de fluides chargés de matières oxydables à l'aide d'une installation qui, pour traiter un liquide (2), tel une eau de lavage de la laine à l'aide d'un gaz de traitement contenant un agent oxydant, tel l'ozone, comprend en vue de mettre en présence pendant un temps prédéterminé le fluide et le gaz de traitement - des moyens (3) de fourniture du gaz de traitement, - des moyens d'alimentation en liquide à traiter, - au moins une cuve de traitement (4, 4a) du liquide et, - des moyens (5) de mise en présence du gaz de traitement et du liquide (2) à traiter, ce procédé étant CARACTERISE en ce que - on remplit la cuve de traitement (4, 4a) avec le liquide (2) à traiter, lequel est amené à une température au plus de 250C, - on prélève dans la cuve de traitement de manière au moins sensiblement continue une certaine quantité de liquide (2), - on injecte le liquide ainsi prélevé dans une chambre (5) de trés faible volume constituant l'un des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, dans laquelle chambre, parallèlement à cette injection de liquide (2), on introduit dans ce liquide de manière continue le gaz de traitement avec une pression déterminée afin de provoquer une émulsion, ce gaz de traitement étant ainsi introduit en quantité prédéterminée en fonction des choix quant au temps de traitement, au débit de liquide et à la concentration prédéterminée de gaz de traitement dans le liquide (2), et - aprés que le liquide ait traversé la chambre des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, toujours de manière sensiblement continue, on le réintroduit dans la cuve de traitement (4, 4a), - parallèlement aux opérations précitées, on surveille le dégagement de gaz de traitement qui n'aurait pu être dissous dans le liquide et, - dès l'apparition de ce dégagement, suivant des critères prédéterminés, on stoppe le traitement et on vidange la cuve de traitement par transfert dans des moyens de stockage. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lorsque le traitement s'opère à l'ozone, les cuves (4, 4a) de traitement présentent des évents raccordés à des circuits d'évacuation et, pour éviter une pollution atmosphérique par le gaz de traitement, par un moyen (12) dit de destruction intercalé sur le circuit, on détruit le gaz de traitement non dissous avant rejet à l'atmosphère des gaz neutres qui le portait. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que c'est au niveau de ce circuit d'évacuation en amont du moyen de destruction qu'on surveille l'apparition de gaz de traitement non dissous pour, dés l'apparition, commander tant la destruction que l'arrêt de l'injection de gaz. 4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel il y a formation d'une mousse abondante, afin d'au moins controler l'épaisseur de la couche de mousse pouvant se former dans la partie supérieure de la cuve de traitement (4, 4a) caractérisé en ce que, pendant tout le cycle de traitement du liquide, on casse la mousse présente dans la cuve de traitement. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'on asperge d'eau dite d'aspersion la dite couche de mousse à l'aide de jets dirigés sensiblement horizontalement. 5. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'on compense partiellement par cette eau d'aspersion les pertes de fluide dues notamment à l'évaporation. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'avant traitement des co.ndensats, on les refroidit partiellement par échange thermique avec le liquide qui, déjà traité, est en attente dans les moyens de stockage. 8. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend - des moyens (16) pour remplir la cuve de traitement (4, 4a) avec le liquide (2) à traiter, lequel est amené à une température au plus de 25 ç - des moyens (17) pour prélèver dans la cuve de traitement de manière au moins sensiblement continue une certaine quantité de liquide (2), - des moyens (18) pour injecter le liquide ainsi prélevé dans une chambre (5) de trés faible volume constituant l'un des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, dans laquelle chambre, parallèlement à cette injection de liquide (2), on introduit dans ce liquide de manière continue le gaz de traitement avec une pression déterminée afin de provoquer une émulsion, ce gaz de traitement étant ainsi introduit en quantité prédéterminée en fonction des choix quant au temps de traitement, au débit de liquide et à la concentration prédéterminée de gaz de traitement dans le liquide (2), et - des moyens (19) pour, aprés que le liquide ait traversé la chambre des moyens de mise en présence du gaz de traitement et du liquide à traiter, toujours de manière sensiblement continue, réintroduire le liquide dans la cuve de traitement (4, 4a), - des moyens pour parallèlement aux opérations précitées, surveiller le dégagement de gaz de traitement qui n' aurait pu être dissous dans le liquide et, - des moyens pour, dès l'apparition de ce dégagement, suivant des critères prédéterminés, stopper le traitement et vidanger la cuve de traitement par transfert dans des moyens de stockage. 9. Installation selon la revendication 8 caractérisée en ce que les moyens de mise en présence du gaz et du liquide - assurent la saturation en gaz du liquide à traiter et, - sont constitués d'une chambre en deux parties dont une partie à parois convergentes prolongées d'une partie à parois divergentes de plus grande longueur que la première partie et sensiblement au niveau de la zone de transition entre ces deux parties est disposée une buse d'injection du gaz de traitement dans la veine de liquide qui se mélange alors intimement avec ce liquide. 10. Installation selon la revendication 8 ou 9 caractérisée en ce que le dispositif mis en oeuvre pour limiter l'épaisseur de la mousse dans la partie supérieure de la cuve de traitement est constitué par un tube (20) sensiblement vertical placé en partie supérieure des cuves de traitement, dont l'une des extrémités est raccordée à une arrivée de fluide et dont l'autre extrémité est obturée, le dit tube présentant dans sa paroi périphérique des entailles au travers desquelles le fluide amené sous pression est dispersé sous la forme de jets (21) orientés sensiblement horizontalement.