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il fil TRAPUS - l"".J'L\7IS i'H 0 urie S li01#O HA' r Ol poar : " Procédé pour la purification des liquides pollués."
Cette Invention est relative à la purification de liquides pollués contenant des matières organiques et
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Dans les ea.ux résiduaires organiques polluées, la matière solide est présente dans le liquide sous trois phases ou formes notamment, sous forme de suspensoïdes, sous forme de cristalloï- des et sous forme de colloïdes. Les suspensoïdes sont représen- tés par la matière maintenue en suspension dans le liquide, les cristalloïdes sont représentés par la matière qui se trouve dans le liquide en solution vraie, tandis que la matière colloï- dale n'est ni en suspension ni en solution vraie, mais à l'état de dispersion*
La matière suspendue représente la partie ou fraction la moins stable du contenu de matière organique d'un liquide pol- lué et son élimination n'est pas un problème difficile,
étant donné que les suspensoïdes sont aisément susceptibles.de coagu- lation par l'introduction dans le liquide d'un agent de coagula- tion approprié* De plus, les suspensoïdes peuvent être séparés par filtration . L'élimination de la matière normalement suspendue d'un liquide pollué étant essentielle dans tout procédé de purification, cette élimination ne constitue pas un problème difficile et, quoique le procédé formant l'objet de l'invention effectue une élimination de la matière normalement suspendue dans le liquide, son but principal est d'en élimi- ner les colloïdes.
Les cristalloïdes ou matières en solution vraie ne repré- sentent qu'un faible pourcentage de la matière organique se trouvant dans le liquide et cette teneur n'affecte qu'à un degré extrêmement faible la putrescibilité du liquide pollué. conséquemment, l'élimination des cristalloides n'est pas essen-. tielle pour un procédé de purification efficace et la présente invention ne concerne pas leur élimination.
L'élimination des matières colloïdales du liquide constitue le problème important dans la purification des liquides pollués et c'est la solution de ce problème que la présente invention envisage plus spécialement.
Dans les eaux ménagères fraîches, la matière colloïdale ' représente plus de 40 % ..de la matière organique et albuminoïde ,
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azotée et ce pourcentage augmente lorsque les eaux deviennent septiques. Etant donné que dans un liquide pollué les corps organiques et albuminoïdes constituent la plus grande partie de la matière putresciole qui s'y trouve, l'importance de l'élimination de la fraction colloïdale apparaît comme évidente.
La vitesse avec laquelle se consomme l'oxygène aissous d'un fleuve recevant des liquides pollués, peut se tracer directe- ment par rapport à la teneur colloïdale du liquide pollué.
Nonante pour cent de l'oxygène biochimique requis pour la frac- tion colloïdale se consomment en 34 heures et la consommation de la quantité totale requise est achevée en 72 heures
Les bactéries présentes dans les liquides pollués sont des colloides et, pour ce motif, l'élimination des colloïdes débarrasse le liquide de bactéries*
On a pu déterminer que les colloïdes ne sont pas des ions ou molécules isolés mais'des agrégats de molécules ou d'ions et de molécules et qu'ils se trouvent entre le point de suspen- sion et le point de solution. Ils ne sont ni en suspension ni en solution, mais en dispersion* Sous l'influence d'un courant électrique, les colloïdes effectuent une migration dans un champ électrique. Il s'ensuit qu'ils portent une charge élec- trique.
Lorsque la concentration en ions hydroxyles d'une solution contenant des colloïdes présente une valeur de pH dans la gamme acide, le signe au colloïde est positif et, quand la concentration en ions hydroxyles de la solution présen- te une valeur de pH dans la gamme alcaline, le signe du colloïde est négatif. Ce phénomène est dû à l'adsorption d'ions h dans l'un des cas et d'iona OH dans l'autre- On voit donc que le signe d'un colloide peut être changé en faisant varier la con- centration en ions hydroxyles du liquide et ce, pour effectuer dans le liquide une réaction acide ou une réaction alcaline.
Un colloïde peut être précipité lorsque la concentration en ions hydroxyles de la solution a été suffisamment augmentée pour amener le colloïde à être chargé tout à fait négativement.
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Dans le présent procédé, la précipitation des colloïdes de la solution est effectuée, par l'adsorption ou par l'union aux colloïdes négativement chargés, d'ions chargés positivement et qui ont été libérés à la suite de la dissociation d'une matière pouvant former électrolyte, incorporée dans la solution.
Dans le but d'effectuer une adsorption et une précipitatim complètes d'un colloide chargé négativement, par des ions posi- tivement chargés, le colloide doit porter une charge négative complète* Des colloïdes différents portent des charges différen- tes et il n'y a aucune uniformité dans les charges que les dif- férents colloïdes peuvent porter. Dans le présent procédé il est essentiel que les colloïdes portent une charge négative complè- te.
En réglant d'une façon déterminée la concentration hy- droxyle de la solution, on peut effectuer une charge complète des colloïdes*Dans la concentration hydroxyle d'une solution, il y a certains points critiques auxquels le plus grand pour- centage des colloides présents dans la solution reçoit sa char- ge complète- Lorsque la solution présente une concentration en ions hydroxyles de moins de pH 8, il n'y aura qu'une moindre proportion des colloïdes présents dans la solution qui portera une charge négative complète et, lorsque la concentration en ions hydroxyles a été élevée jusqu'à pH 10, tous les colloïdes présents dans la solution sont chargés d'une façon absolument complète* Pour ce motif, il est évident,
qu'il existe un rapport défini entre le pH de la solution et les charges portées par les colloïdes se trouvant dans la solution. La charge complète des colloïdes peut être attribuée à l'adsorption d'ions OH par les colloides dans la solution alcaline, ceci étant un phénomène se rapportant à l'action de masse. Etant donné que le pH constitue une mesure pour la concentration en ions H ou OH, l'action de masse des ions OH sera d'autant plus grande que le pH se trouvera plus au-dessus de 7.
Etant donné que les différents colloïdes ont des points critiques différents, auxquels ils reçoivent leur charge com- plète, lesquels points ne sont pas uniformes, il en résulte
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que quelques colloïdes reçoivent leur charge complète lorsque la solution présente une concentration en ions hydroxyles d'u- ne valeur de pH relativement basse et que d'autres colloïdes ne reçoivent leur charge complète, que lorsque le pH de la solution a été amené à un degré plus élevé. On verra, que lorsque la solution présente un pH dans la gamme acide, l'adsorption des ions OH par les colloïdes et due à leur affinité pour les ions
OH, tandis que lorsque le PH se trouve dans la gamme alcaline, l'adsorption des ions OH résulte de la force exercée par l'ac- tion de masse des ions OH La charge du colloïde est progressi- ve.
Le signe du colloïde change du positif au négatif à mesure que la solution passe de la réaction acide à la réaction alcali- ne, mais le colloïde, alormême qu'il porte un signe négatif, n'est pas nécessairement chargé complètement et est encore su- sceptible de précipitation par l'adsorption des ions positifs d'un électrolyte- Lorsque le signe du colloide a été changé au négatif, par le changement de la.réaction de la solution, il n'y a plus d'affinité pour les ions OH, mais au contraire, le colloïde repousse l'ion OH jusqu'à ce que la force de l'ac- tion de masse soit suffisamment grande pour vaincre cette force de répulsion et provoquer l'adsorption des ions OH en quantité suffisante pour parfaire la charge négative du colloïde.
Somme il a été dit précédemment, la précipit-.tion du colloï- de est effectuée avec adsorption des ions positivement chargés libérés à partir de la matière dissociée susceptible de former électrolyte' Cette adsorption ne se produit que lorsque le colloide a obtenu une charge négative complète. Ainsi, la pré- cipitation du colloïde dépend également du réglage du pli de la solution.
L'adsorption des ions positivement chargés de l'électroly- te, par les colloïdes négativement chargés, se résous en une neutralisation de la charge des colloïdes au point iso-électri- que, lorsque la stabilité des colloïdes est détruite et que sa forme est passée à celle d'un suspensoide. Le colloïde ne
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reste pas plus longtemps en dispersion, mais passe en suspen- sion et peut être coagulé.
Selon la présente invention, un liquide pollué est purifié en maintenant la concentration en ions hydroxyles du liquide à une valeur telle (de préférence entre la valeur de pH 8 et la valeur de pH 11), que chaque colloïde reçoive totalement ou en proportion suffisante des colloïdes présents dans le liquide, une charge négative complète et en incor- porant au liquide une matière susceptible de former électro- lyte pour neutraliser la charge portée par les colloïdes négativement chargés. Le degré ou valeur de la purification requise dépend des circonstances et peut varier avec des fac- teurs tels que la concentration des impuretés dans le liquide pollué, les moyens de disponibilité de ces liquides, etc...
La matière susceptible de former électrolyte cède des ions positifs pour l'adsorption par les colloides négativement chargés et cette adsorption est accompagnée d'une mise en li- berté d'ions négativement chargés, qui réagissent avec 1-' eau de la solution pour libérer de l'oxygène naissant, cette adsorp- tion et mise en liberté d'oxygène étant réglées par le réglage de la concentration en ions hydroxyles de la solution.
Il est souvent désirable de connaître avec une certitude aussi grande que possible, la teneur en colloïdes du liquide à traiter et la présente invention prévoit un procédé simple, qui peut être utilisé avant le traitement de purification, pour déterminer la teneur en colloïdes-du liquide, le traite- ment de purification proprement dit et les réactifs à utiliser pouvant être ainsi déterminés, Ce traitement préliminaire comprend la séparation des colloïdes des cristaux du liquide, par dialyse.
Il est bien connu d'utiliser des dialyseurs pour séparer des cristalloïdes de colloïdes dans 'un mélange et ce, sur ce principe que les cristalloides diffusent aisément au travers d'une membrane humide telle qu'un papier de parchemin flottant dans l'eau, tandis que les colloïdes ne diffusent pas
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au travers de la membrane'Cependant, la dialyse telle qu'elle est pratiquée ordinairement, est inefficace dans le. traitement de liquides putrescibles, Gels que les eaux ménagères et les eaux résiduaires industrielles, qui se putréfient et se décom- posent rapidement en présence d'oxygène aux températures aussi basses ou même plus basses que la température ordinaire* Une opé ration de dialyse effectuée avec succès prend un temps considé- rable, le plu,
3 souvent plusieurs jours, et, pendant ce temps, malgré que l'on prenne des mesures pour l'en empêcher, un liqui- de putrescible peut être si radicalement changé, qu'au bout de la période considérée il n'est plus du tout ce qu'il était avant- Conséquemment, le genre de liquide pollué à purifier est, selon la présente invention, dialysé dans une zone exempte d'oxygène et, de préférence, à basse température, si on le désire au-dessous de 5 0. Les détails de ce traitement se- ront plus complètement décrits ci-après.
Dans le traitement de purification, différents alcalis, par exemple l'hydroxyle de calcium, peuvent être incorporés au liquide pour régler la valeur de son pH et il y a différentes matières susceptibles de former électrolyte qui peuvent céder les ions positifs- Les dites matières appropriées pour être u- tilisées dans l'exécution du procédé, doivent satisfaire cer- taines exigences définies' En premier lieu, une matière pouvant former électrolyte doit avoir un degré de solubilité déterminé d'avance.
Dans le but de choisir des matières formant électrolyte appropriées, on a adopté un indice de solubilité* L'indice de solubilité est représenté par un nombre de milligrammes de sel, calculé comme sulfate de calcium, par gramme de matière qui se dissous en deux minutes en agitant constamment, dans 200 centi- mètres cubes d'eau distillée à 25 C et exempte d'acide carbo- nique et en employant un échantillon de un demi-gramme. Con- formément au but du procédé, une substance doit, pour constituer une matière formant éleotrolyte, avoir un indice de solubilité,
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fixé comme ci-dessus, d'au moins 10. Plus l'indice de solubili- té d'une substance est élevé, plus l'électrolyte formé est meil- leur et fort. Quelques matières formant électrolyte ont un indice de solubilité au-dessus de 200.
On a trouvé qu'une plus faible quantité d'une substance ayant un indice de solubi- lité plus élevé donne des résultats supérieurs à ceux obtenus lorsqu'on emploie une substance ayant un indice de solubilité plus faible. Les matières formant électrolyte, appropriées pour être utilisées dans le procédé, peuvent encore être clas- sées comme sels des métaux divalents ou de métaux de valences plus élevées, dont les constantes d'ionisation sont égales ou plus grandes que celles du sulfate de calcium et dont l'ion métallique n'est pas précipité dans une solution ayant une con- centration en ions hydroxyles de pH 10.5.
Le sulfate de cal- cium est considéré comme ayant une constante d'ionisation de 6. 1 x 10-5 Ci-dessous on donne quelques exemples spécifiques de sels ionisables de métaux de différentes valences, qui cons- tituent des matières appropriées formant électrolyte pour l'e- xécution du procédé.
Parmi les sels des métaux divalents, il y a le sulfate de calcium, le chlorure de calcium, le chlorure de baryum et le chlorure de strontium. Parmi les sels de métaux triva- lents il y a le chlorure d'dsmium, le chlorure de thallium, le sulfate de thallium et le chlorure de titane et, parmi les sels de métaux tétravalents, il y a le chlorure de thorium, le chlorure de zirconium et le sulfate de zirconium.
Les réactions comprenant la précipitation des colloïdes au moyen d'un électrolyte sont assez délicates. Si l'on addi- tionne insuffisamment d'électrolyte, on n'effectue qu'une pré- cipitation partielle et si l'on emploie un trop grand excès d'électrolyte, il peut se produire une peptisation partiel- le du précipité- Dans ce dernier cas, les signes des colloï- des sont renversés par suite de l'action de masse de l'excès des ions positifs libérés à partir de l'électrolyte et il en résulte- que les colloïdes sont à nouveau dispersés dans le li-
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quide. La gamme de travail dans les limites de l'électrolyte est toutefois suffisamment grande pour permettre la précipita- tion effective de colloides par l'usage d'un électrolyte.
Lorsqu'on emploie du sulfate de calcium comme matière formant électrolyte, ce sel est ionisé comme suit:
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L'ion métallique positif est adsorbé par le colloïde néga- tif, en neutralisant la charge du colloïde au point iso-électri- que et en le faisant passer dans la forme d'un supensoïde Concouramment avec cette réaction, il se produit encore dans le processus une mise en liberté d'oxygène naissant, résultant de l'action des ions négatifs libérés de l'électrolyte sur l'eau de la solution et, par exemple, lorsque du sulfate de calcium est utilisé pour produire l'électrolyte, l'ion SO4 s'unit avec l'eau de solution comme suit :
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2 S04 t .,,ZH20 = 2 Ho t S04 t 2
La quantité d'oxygène naissant produite a été trouvée être en proportion avec la quantité de colloïdes se trouvant dans les eaux d'égouts ou dans les eaux résiduaires industrielles soumises au traitement. On a trouvé que ceci doit être dû à une plus grande adsorption des ions positifs par les colloïdes, étant donné qu'il y a une plus grande quantité d'ions négatifs libérés pour la réaction avec l'eau,de solution* Cet oxygène naissant est un agent de purification efficace et intervient dans la destruction des bactéries et il cède également une quan- tité d'oxygène dissous au liquide, en réduisant la demande d'oxygène et en éliminant toutes nécessités d'aération renou- velée.
La quantité d'hydroxyde de calcium utilisée dans le trai- tement de n'importe quel liquide pollué particulier, ne doit être que juste suffisante pour remonter la concentration en ions hydroxyles au pH désiré- Si l'on trouve que la dilution utile pour des conditions locales particulières ne nécessite qu'une purification partielle du liquide, cette purification
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partielle peut être effectuée à un prix bien inférieur que ce- lui requis pour une purification complète et les exigences particulières des conditions locales peuvent donc être écono- miquement mises à profit* Par exemple, il se peut que l'on trouve que la purification adéquate, pour satisfaire des exigen- ces d'une condition locale donnée, peut être obtenue en maintenant une concentration en ions hydroxyles aussi basse que celle de pH 8 ou 9.
On voit donc qu'en réglant la quantité d'hydroxyde de calcium employé, il est possible d'obtenir n'importe quel pH désiré*La quantité de matière formant électro- lyte employée, peut être déterminée suivant le pH du liquide et sera toujours suffisante pour donner un nombre adéquat d'ions positifs pour l'adsorption par tous les colloïdes, qui sont en charge négative complète au pH donné de la solution.
Etant donné que plus la valeur du pH de la solution est basse, plus le nombre des colloides en charge négative complète est petit, il s'en suit, que plus le pH de la solution est bas, moins il faut de matière formant électrolyte. D'après ce qui précàde, il est évident que n'importe quel degré désiré de purification peut être effectué et que les réactifs peuvent ê- tre employés en quantités exactement nécessaires pour obtenir le .degré de purification requis.
Dans bien des cas, une purification complète du liquide sera exigée et, dans ces cas, de l'hydroxyde de calcium est ad- ditionné au liquide pour augmenter la concentration hydroxyle du pli 10 au pH 11 et l'on emploie une quantité suffisante de matière formant électrolyte pour donner le nombre requis d'ions positifs pour l'adsorption par tous les colloïdes du liquide, étant donné qu'à ces valeurs élevées de pH, tous les colloides seront amenés en charge négative.
Dans ce processus, on emploie un coagulant tel que le sulfate ferreux ou le sulfate d'aluminium, pour coaguler et, précipiter les suspensoides qui se rencontrent naturellement dans le liquide et représentent la matière qui y est suspendue à l'origine et aussi, pour coaguler et précipiter les suspensoï-
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des formés à la suite de la neutralisation des charges des colloïdes du liquide, par l'adsorption des ions positifs de l'é- lectrolyte.
L'usage d'un coagulant importe en premier lieu, parce qu'il élimine la nécessité de la filtration' De plus, et ceci est d'importance capitale, il permet une séparation rapide du liqui- de superposé à la boue déposée, en évitant ainsi toute tendance à la peptisation qui pourrait autrement se produire à la suite d'une ionisation continue de tout excès de la matière formant électrolyte introduit dans le liquide et accumulé avec la boue, Dans le but d'éviter la peptisation, on emploie des quantités adéquates de coagulant afin d'effectuer une floculation et un dépôt rapide du précipité et le liquide superposé est immédia- tement séparé après ou peu après le dépôt du précipité* Dans la pratique courante,
le liquide peut être déchargé aux niveaux supérieurs de la masse liquide pendant que le dépôt s'effectue encore aux niveaux inférieurs- Il y a lieu de remarquer que la peptisation ne se produit pas, si l'électrolyte est introduit dans la proportion exactement requise pour donner les ions positifs auxcolloïdes, mais en pratique, un tel contrôle exact ne se trouve pas être économique et est inutile.
Un mélange approprié pour être utilisé dans le procédé et ceci est à noter, doit contenir trois ingrédients, notamment un alcali tel que l'hydroxyle de calcium, une matière formant électrolyte approprié et un coagulant.
Ses trois ingrédients sont de préférence combinés et intro- duits dans le liquide en mélange intime' La matière formant électrolyte représente généralement plus de 50 % du mélange total, tandis que l'agent coagulant excède 15 % du mélange total. La quantité d'hydroxyle de calcium utilisée dépend du pH initial du liquide et de l'augmentation désirée du pH et, comme déjà mentionné ci-dessus, la quantité de matière for- mant électrolyte est dosée suivant le pH du liquide.
La
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quantité totale utilisée du mélange, peut être déterminée en faisant des essais préalables et en notant l'augmentation du pH de la solution, la rapidité de précipitation, la dimension- des flocons et le degré de clarification' Les limites du mélange, pour des liquides pollués ordinaires, peuvent être considérées comme allant de 3 à 15 livres par 1000 gallons de liquide traité (c.à.d. de 1. 3 à 6.8 Kgs. par 3782 litres) Des liqueurs industrielles résiduaires plus concentrées, peu- vent nécessiter de plus grandes quantités.
A titre d'exemple on décrit ci-dessus le traitement d'une eau ménagère' fans cet exemple, le sulfate de calcium employé est la matière formant électrolyte, tandis que le sulfate fer- reux est utilisé comme coagulent'Dans un traitement d'expérien- ce effectué, le mélange était utilisé dans la proportion de 4. 6 livres pour 1000 gallons d'eaux ménagères (2.1 Kgs'. pour 3782 litres).
La composition du mélange était la suivante :
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<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 34.8 <SEP> %
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 52.2 <SEP> %
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> ferreux <SEP> 13.0 <SEP> %
<tb>
Une eau d'égout de ville fut traitée et avait l'analyse suivante :
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<tb> Solides <SEP> totaux <SEP> 1663.0 <SEP> parties <SEP> par <SEP> million
<tb> matières <SEP> organiques <SEP> totales <SEP> 497.0 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Matières <SEP> suspendues <SEP> 994.0 <SEP> " <SEP> "
<tb> Matières <SEP> organiques <SEP> suspen- <SEP> 302.0 <SEP> " <SEP> "
<tb> dues
<tb> Azote <SEP> organique <SEP> 16.0 <SEP> " <SEP> "
<tb> Azote <SEP> albuminoïde <SEP> 4,0
<tb> Oxygène <SEP> dissous <SEP> 0.2 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Consommationd'oxygène
<tb> Biochimique <SEP> à <SEP> 20 <SEP> C <SEP> en <SEP> dix <SEP> 412.0 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> j <SEP> ours <SEP>
<tb> Bactéries <SEP> totales <SEP> jour <SEP> 1.700.000 <SEP> par <SEP> cm3.
<tb>
Bacilles <SEP> de <SEP> coli <SEP> (bacilli
<tb>
EMI12.3
coli-conununis) 290.000 Il "
Les eaux étaient brassées ou moyennement agitées en vue de la distribution parfaite des agents de traitement et on laissa se déposer les solides coagulés ou précipités. L'analy- se de l'eau clarifiée séparée était la suivante :
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<tb> Solides <SEP> totaux <SEP> 850.0 <SEP> parties <SEP> par <SEP> million
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Matières <SEP> organiques <SEP> totales <SEP> 70.0 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Matières <SEP> suspendues <SEP> 8.0 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Matières <SEP> organiques <SEP> suspen- <SEP> 5.0 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> dues
<tb>
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<tb> Azote <SEP> organique <SEP> 4.- <SEP> parties <SEP> par <SEP> million
<tb> Azote <SEP> albuminoïde <SEP> 1,2 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> Consommation <SEP> d'oxygène
<tb> biochimique <SEP> à <SEP> 20 <SEP> C <SEP> en <SEP> 24,0 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> dix <SEP> jours
<tb>
<tb> Bactéries <SEP> totales <SEP> 800 <SEP> par <SEP> cm3.
<tb>
<tb>
Bacilles <SEP> de <SEP> Coli <SEP> 8 <SEP> " <SEP> "
<tb>
La description de l'invention qui précède s'est plus spé- cialement occupée d'eaux d'égouts, mais différentes eaux indus- trielles polluées peuvent être traitées d'une façon analogue.
Des exemples de telles eaux résiduaires sont celles de la crémerie, de la fabrication de la cellulose au sulfite, de la cartonnerie de la tannerie et de la raffinerie.
Les liqueurs résiduaires de la raffinerie sont d'habitude fortement concentrées et nécessitent conséquemment un plus large dosage du mélange de traitement (alcali, matière formant électrolyte et coagulant), que des liqueurs plus diluées.
. En préparant le mélange de traitement, on peut utiliser une variété de substances spécifiquement différentes et quelques exemples en seront décrits.
La majeure partie du mélange de traitement peut être cons- tituée par un produit résiduaire sous forme de boues précipitées dérivée du traitement de liqueurs résiduaires acides déchar- gées des cuves de pickelage des aciéries et ce,avec un réactif composé principalement d'une matière formant électrolyte et de l'hydroxyde de calcium.
Une boue obtenue par le traitement de résidus acides d'aciéries, avec un réactif contenant Ca (OH) et une matière formant électrolyte ayant une teneur substantiel- le en CaCO3 dans la proportion d'environ 1 à 4, avait l'analyse suivante :
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<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 41.15 <SEP> %
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 36.66 <SEP> %
<tb>
<tb> Hydrate <SEP> ferreux <SEP> 20.18 <SEP> %
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> ferreux <SEP> 0.32 <SEP> %
<tb>
<tb> Hydrate <SEP> ferrique <SEP> 0.86 <SEP> %
<tb>
Les qualités de formation d'électrolyte de ces boues, sont pour la plus grande partie dues à la présence de CaSO4' dont
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la finesse extrême augmente la solubilité dans la liqueur polluée en accélérant ainsi le processus.
Des sels de fer sont présents dans la boue en proportion substantielle et elle constitue un coagulant pour les colloïdes neutralisés. Une quantité de chaux hydratée peut être avantageusement addition- née à la boue pour parfaire le mélange de traitement. Il est évident, que les résidus acides des aciéries varient en composi-: tion* Si les sels de fer se trouvaient en proportion insuffi- sante dans la boue pour effectuer une coagulation convenable, on peut additionner au mélange une quantité de sulfate fer- reux.
Le produit résiduaire de la fabrication du ciment consti- tue une excellente matière pouvant former électrolyte' Ce ré- sidu se compose de la poussière recueillie dans des appareils de précipitation électriques eu mécaniques et cette poussière' i est extrêmement fine et d'un poids spécifique élevé, ce qui accélère le dépôt des solides précipités dans la liqueur pol- luée.
Les poussières résiduaires contiennent en moyenne, une quantité.de chaux équivalente à 15 % d'hydroxyde de calcium et aussi, des sels ionisables de calcium et de fer ainsi que-de la chaux, se montant à une moyenne de 20 % du poids de la ma- tière- Ces poussières contiennent également en moyenne 4 % de potasse qui est récupéré dans la boue enlevée pour le traitement de liqueurs polluées et qui augmentent grandement sa valeur com- me engrais.
Ci-dessous on donne un exemple d'analyse de poussière re- cueillie dans une fabrique de ciment.
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<tb> Humidité <SEP> 0.13 <SEP> % <SEP> CaCO3 <SEP> 35.36 <SEP> %
<tb>
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sio2 Hl.35 % CaSO4 6.312 %
EMI15.3
<tb> A12O3 <SEP> 9.20 <SEP> % <SEP> MgCO3 <SEP> 5,12%
<tb>
EMI15.4
A1,2(S04)3 1.80% TiOg 0.62 jô ï'eo0# '.38 iô la 20 U.5'7 ;
j Pe2(SO4)3 0.30 C/O K 0 4.45 %
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<tb> CaO <SEP> 12,89%
<tb>
La grande quantité d'alcali contenue dans cette poussière, permet la réduction de la quantité d'hydrate de chaux ou analo- gue, utilisée pour communiquer une réaction alcaline à la li- queur polluée traitée- Une matière de traitement satisfaisante contenant cette poussière, peut être constituée de 1. 4 parties en poids d'hydrate de chaux, de 4. 8 parties en poids de pous- sière résiduaire de ciment, de 1 partie de sulfate de calcium et de 0,6 parties en poids de sulfate ferreux.
Une autre source de matière pour le mélange de traitement peut être trouvée dans la fabrication du chlorure de chaux, du chlore et de la soude caustique, dans ce que l'on appelle généralement les usines à alcalis. Les nombreuses solutions résiduaires d'une usine à alcalis, sont normalement envoyées dans .. des réservoirs, dans lesquels le mélange et la concen- tration des différentes liqueurs résiduaires forment un nombre de composés chimiques insolubles dans les liquides dans les- quels ils étaient dissous à l'origine' Ces insolubles se dé- posent et peuvent être récupérés après le soutirage du liqui- de. Le résidu solide récupéré est séché et pulvérisé.
Il contient des sels ionisables de calcium, de fer et d'aluminium, dans une proportion équivalente à environ 20 % en poids de la matière et de l'hydroxyde de calcium en proportion égale à environ Il.7 % en poids* il contient également une faible proportion de sels solubles de fer utilisable comme coagulant.
Une analyse d'un tel résidu solide est p ar exemple la suivante:
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<tb> Silice <SEP> 1.90 <SEP> % <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 1.37 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> ferrique <SEP> 2,24 <SEP> % <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 1,83 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> ferrique <SEP> 0.78 <SEP> % <SEP> Sulfate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 1.
<SEP> 34 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> d'aluminium <SEP> 0,13% <SEP> Carbonate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 74.80 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> d'aluminium <SEP> 0.08 <SEP> % <SEP> Hydroxyde <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 11.71 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 0.06 <SEP> % <SEP> Carbonate <SEP> de <SEP> magné- <SEP> 4.10 <SEP> %
<tb>
<tb> sium
<tb>
C résidu solide en forme de poudre peut ëtre mélange aven les matières ci-dessous mentionnées dans les proportions indiquées:
EMI16.2
<tb> Résidu <SEP> solide <SEP> 4,2 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> de <SEP> calcium
<tb> 1.5 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> Hydrate <SEP> de <SEP> chaux <SEP> 1.3 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> ferreux <SEP> 0.5 <SEP> " <SEP> "
<tb>
Il doit être bien entendu que la description qui précède ne donne que des exemples d'application et que le traitement de purification peut, suivant que l'on désire et sans que l'on s'écarte de la portée de l'invention, être modifié, en ce qui concerne le mélange de traitement utilisé, la proportion des matières qui s'y trouvent ou encore, en ce qui concerne le rap- port entre le mélange de traitement et la liqueur polluée à traiter.
Finalement, il est évident, que l'invention concerne d'une façon générale la purification partielle ou totale de n'importe quel liquide pollué contenant des matières organiques dans la forme colloïdale.
En ce qui concerne la détermination préliminaire de la teneur colloidale du liquide, par dialyse, il est préférable de mettre un échantillon du liquide à purifier dans une auge lar- ge et basse ayant une membrane de dialyse, tel que du papier de parchemin et flot tant dans un récipient d'eau, ce dernier ayant un couvercle étanche au gaz et étant noyé dans de la glace, ou entouré de serpentins réfrigérants, pour réaliser une basse température.
Un thermomètre peut être placé dans l'eau pour indiquer la température et le récipient contenant l'eau est pourvu d'un conduit à robinet par lequel l'air peut être éva- cué du récipient d'eau, un gaz inerte tel que de l'azote y étant introduit* L'eau amenée dans le rédipient, doit être débarrassée d'oxygène dissous, par ex. par ébullition, et l'air introduit dans le réservoir d'alimentation d'eau, pour remplacer l'eau
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qui en est soutirée, peut être privée de son oxygène par bar- botage dans un récipient contenant du pyrogallate de potassium.
L'eau abandonnant le récipient dans lequel l'auge de dialyse flotte, passe par un siphon pour empêcher le retour d'air.
-Un travaillant à basse température, en dehors de la pré- sence d'air et avec de l'eau débarrassée d'oxygène dissous, il est possible de déterminer correctement le nombre de colloï- des dans le liquide pollué à purifier- Il va de soi, que cette détermination n'est pas toujours requise, mais dans certaines circonstances, elle pourra être Grès utile.
REVENDICATIONS.
1' Procédé pour la purification de liquides pollués tels que des eaux d'égouts ou des eaux résiduaires industrielles, d/ans lequel la concentration en ions hydroxyles du liquide est maintenue à une valeur telle (de préférence entre la valeur de pH 8 et la valeur de pH 11), que chaque colloide, dans une proportion suffisamment grande des-colloïdes présents dans le liquide, reçoive une charge négative complète et dans lequel on incorpore au liquide, une matière pouvant former électrolyte pour neutraliser les charges portées par les colloides ayant reçu la charge négative complète.