Brevet FR2735793A1 — publié le 19961227

L'invention concerne un dispositif de traitement électrolytique des effluents d'origines diverses (industrielle, civile, agricole, ...) et en particulier leur détoxication. La détoxication des effluents est généralement effectuée par des techniques physico-chimiques et/ou chimiques, par exemple par ultrafiltration, évaporation, concentration sous vide, déminéralisation. On utilise également la technique de l'électrolyse qui présente toutefois dans les techniques actuelles connues des inconvénients dus à une consommation importante d'électrodes et un pouvoir limité de séparation entre les phases aqueuses et les phases boueuses. C'est pourquoi l'invention propose un dispositif qui permet d'obtenir un traitement électrolytique efficace qui remédie entre autres aux inconvénients précités. Le dispositif selon l'invention qui comporte une cellule de coagulation électrolytique, est notamment remarquable en ce que ladite cellule est montée en série en amont d'une cellule distincte d'électroflottation et d'un séparateur des phases aqueuses et boueuses. Par exemple, la cellule de coagulation comporte une pluralité d'électrodes sous forme de plaques disposées perpendiculairement au sens d'écoulement des effluents et en formant des chicanes. Selon un mode de réalisation, la cellule de coagulation comporte une pluralité d'électrodes sous forme de plaques dont au moins certaines sont des plaques bipolaires, chaque face ayant une polarité définie opposée à celle de l'autre face. Les électrodes de la cellule de coagulation peuvent en outre ménager au moins un espace libre destiné à recevoir au moins un réactif et/ou des moyens de préfiltration. Avantageusement, la cellule d'électroflottation comporte une pluralité d'électrodes sous forme de plaques, disposées parallèlement au sens de l'écoulement des effluents, tandis que l'arrivée des effluents de la cellule d'électroflottation s'effectue à la partie inférieure d'un côté de ladite cellule et la sortie des effluents, à la partie supérieure du côté opposé de la cellule. Le séparateur quant à lui comporte des moyens combinés de séparation par décantation et par flottation et selon un mode de réalisation, il comporte une chambre d'arrivée des effluents d'où ils peuvent déborder et qui est disposée au voisinage d'un puits dans lequel les produits en flottation peuvent se déverser, tandis qu'une surverse est prévue à la sortie pour récupérer les effluents ainsi traités qui peuvent passser sous ledit puits. De préférence, un générateur de bulles est aménagé sous la chambre d'arrivée pour entraîner les produits flottants. Le générateur de bulles comporte, par exemple, un ensemble de diffuseurs reliés à un moyen d'alimentation d'un gaz sous pression et/ ou des électrodes pour générer des bulles par électrolyse. Avantageusement, le séparateur comporte un fond incliné de décantation et du côté de sa sortie, une chambre munie de moyens de filtration mécanique destiné à empêcher la remontée éventuelle de flocs vers ladite sortie. L'invention sera bien comprise et d'autres particularités apparaitront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un dispositif selon l'invention dans son ensemble, - la figure 2 représente en perspective, plus particulièrement la cellule de coagulation, - la figure 3 représente en perspective la cellule d'électro flottation et, - les figures 4 et 5 montrent le séparateur en perspective (et avec arrachement pour la figure 5). Le dispositif de traitement des effluents tel que représenté sur les dessins comporte, montées en série, une cellule de coagulation électrolytique 1 (en schéma sur la figure 1 et en perspective sur la figure 2), une cellule d'électroflottation 2 et un séparateur 3 des phases aqueuses et boueuses. Sur la figure 1, on comprend bien le circuit de l'ef fluent à traiter, qui entre par la conduite 4 de la cellule 1 pour en sortir en 5 et entrer en 6 dans la partie basse de la cellule 2, en ressortir en 7 en partie haute pour parvenir en 8 dans la partie haute du sépara teur et sortir de ce dernier en 9. La première cellule 1, dite de coagulation, et vue plus en détail sur la figure 2, comporte une pluralité d'électrodes 10 sous forme de plaques disposées dans un bottier 11, comme le montrent les dessins, perpendiculairement au sens de l'écoulement des effluents et en formant des chicanes. Les électrodes 10 peuvent être en diverses matières telles que fer, acier, titane, alliage, etc. Toutefois et selon un mode de réalisation avantageux, au moins certaines desdites plaques sont des plaques bipolaires insolubles, ctest-à-dire que chaque face a une polarité définie qui est opposée à celle de l'autre face. Dans ce cas, elles peuvent entre, par exemple, constituées sur une face, de titane recouvert ou non de platine et sous l'autre face, d'oxyde de ruthénium et/ou d'iridium. Les plaques 10 sont disposées généralement entre deux électrodes classiques, respectivement anode et cathode, et bien sûr, au moins un redresseur de courant non représenté est prévu. La technique des plaques bipolaires permet notamment d'utiliser des hauts voltages tout en consommant peu d'énergie. De la sorte, on peut obtenir, d'une part, une oxydation complète des cyanures en azote et gaz carbonique sans besoin de l'adjonction de produits oxydants et, d'autre part, une production inférieure de boues grâce à l'insolubilité des électrodes. Par ailleurs, on peut aussi prévoir des espaces libres ménagés par les électrodes en plaques. Lesdits espaces tels que 12 sur la figure 1, ou 13 sur la figure 2, cloisonnés ou non, peuvent être prévus en amont et/ou en aval des électrodes et/ou entre celles-ci de manière à pouvoir recevoir un ou plusieurs réactifs (sulfure organique ou minéral, agent de floculation, etc.) de manière à améliorer ou accélérer si besoin est le processus de coagulation. On remarquera que le schéma de la cellule 1 sur la figure 1 est un peu différent de celui de la cellule 1 de la figure 2, simplement pour comprendre que les espaces libres 12 et 13 peuvent être prévus de diverses façons. En outre, sur la figure 1, à titre d'exemple, on a représenté un filtre 14 disposé dans l'un de ces espaces libres avec en outre un circuit de décharge 15 des impuretés recueillies au bas de ladite cellule 1. Sur cette figure 1, on comprend bien le parcours en zig-zag vertical représenté par des flèches, de l'ef fluent dans la cellule 1. La cellule 2 d'électroflottation comporte, comme le montre la figure 3, une pluralité d'électrodes 16 en titane et/ou en titane iridié et/ou ruthénié et/ou platiné. Les dégagements gazeux produits dans cette cellule 2 sont neutres, ce qui permet de recréer les flocs créés dans la cellule de coagulation et éventuellement cassés dans celle-ci par les mouvements tourbillonnaires qui s'y trouvent. Comme le montrent bien les dessins, les plaques 16 sont en outre disposées dans un boîtier 17 et parallèlement au sens de l'écoulement des effluents tandis que l'entrée 6 est prévue en bas de la cellule et la sortie 7 du côté opposé en haut, de manière notamment à ne pas créer de zones tourbillonnaires et constituer une véritable zone de calme. Comme déjà dit, la sortie 7 de la cellule 2 est branchée à l'entrée 8 du séparateur 3 (figures 1 et 4, 5), destiné à séparer les phases aqueuses des phases boueuses afin de terminer la détoxication de l'effluent. La cellule 3, comme le montrent plus particulièrement les figures 4 et 5, comporte dans un boîtier 18, une chambre d'arrivée 19 des effluents, dite encore chambre de détente. Dans cette chambre 19, les effluents peuvent déborder par surverse tandis qu a son voisinage, est aménagé un puits central 20 dans lequel les produits de flottation peuvent se déverser. Au bas du puits 20, sont prévus des moyens d'évacuation 21 (figure 4) vers un système de filtration tandis que des moyens non représentés de détection de niveau sont prévus dans ledit puits pour commander ladite filtration. En bas, dans la chambre d'arrivée 19, est prévu un générateur de bulles 22, sous la forme, par exemple, de diffuseurs à disques reliés à un générateur de gaz sous pression, de manière à créer des micro-bulles qui remontent à la surface pour générer un courant à sa surface et entraîner les produits flottants vers le puits central 20. Toutefois, les diffuseurs précités pourraient être complétés ou remplacés par des électrodes en matériaux neutres. Sous le puits 20 et la chambre d'arrivée 19, est aménagé un fond incliné 23 de décantation, destiné à recueillir les boues qui n' auraient pas été transportées vers le puits central par les moyens décrits ci-avant, ledit fond étant relié par une conduite 24 (figure 4) vers un moyen de filtration. Le fond incliné 23 ici en V pourrait être, selon un autre mode de réalisation, par exemple de forme conique. De l'autre côté du puits 20, est prévue une chambre 25 munie de moyens de filtration mécanique 26 destinés à empêcher la remontée éventuelle des flocs vers la sortie, lesquels flocs pourraient être entraînés par les courants ascendants après être passés sous le puits 20. Les moyens de filtration mécanique 26 ici représentés sous forme de tamis peuvent être d'une autre nature et notamment sous la forme connue de moyens "PALL". Avant la sortie 9 des effluents, prévue en partie haute de la cellule 3, l'invention prévoit une surverse 27 de préférence à niveau réglable. REVENDICATIONS 1) Dispositif de traitement électrolytique des effluents, comportant une cellule de coagulation électrolytique (1), caractérisé en ce que la cellule de coagulation (1) est montée en série en amont d'une cellule distincte d'électroflottation (2) et d'un séparateur (3) des phases aqueuses et boueuses. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule de coagulation (1) comporte une pluralité d'électrodes sous forme de plaques (10) disposées perpendiculairement au sens d'écoulement des effluents et en formant des chicanes. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cellule de coagulation (1) comporte une pluralité d'électrodes sous forme de plaques (10) dont au moins certaines sont des plaques bipolaires, chaque face ayant une polarité définie opposée à celle de l'autre face. 4) Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les électrodes (10) de la cellule de coagulation (1) ménagent au moins un espace libre (12,13) destiné à recevoir au moins un réactif. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins certains des espaces libres (12,13) sont pourvus de moyens (14) de préfiltration. 6) Dispositif selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que la cellule d'électroflottation (2) comporte une pluralité d'électrodes sous forme de plaques (16), disposées parallèlement au sens de l'écoulement des effluents. 7) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'arrivée (6) des effluents de la cellule d'électroflottation (2) s'effectue à la partie inférieure d'un côté de ladite cellule et la sortie (7) des effluents, à la partie supérieure du côté opposé de la cellule (2). 8) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le séparateur (3) comporte des moyens combinés de séparation par décantation et par flottation. 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le séparateur (3) comporte une chambre d'arrivée (19) des effluents d'où ils peuvent déborder et qui est disposée au voisinage d'un puits (20) dans lequel les produits en flottation peuvent se déverser, tandis qu'une surverse (27) est prévue à la sortie pour récupérer les effluents ainsi traités qui peuvent passser sous ledit puits (20). 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un générateur de bulles (22) est aménagé sous la chambre d'arrivée (19) pour entraîner les produits flottants. 11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le générateur de bulles comporte un ensemble de diffuseurs (22) reliés à un moyen d'alimentation d'un gaz sous pression. 12) Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le générateur de bulles comporte des électrodes pour générer des bulles par électrolyse. 13) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le séparateur (3) comporte un fond incliné (23) de décantation. 14) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le séparateur (3) comporte du côté de sa sortie, (9) une chambre (25) munie de moyens de filtration mécanique (26) destiné à empêcher la remontée éventuelle de flocs vers ladite sortie.