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Procédé d'épuration des eaux réàiduaires grasses, savonneuses quelconques, par l'emploi du Sulfate de Calcium naturel, gypse ou pierre à plâtre plus ou moins pulvérisé, et plus ou moins déshydraté.-
DESCRIPTION - EXPOSE.
L'épuration économique des eaux résiduaires provenant du lavage des laines brutes, ou des blanchisseries, teintureries, savonneries, etc. présente souvent de grosses difficultés, difficultés dues à la présence simultanée dans ces eaux de savons gras alcalins, de matières grasses neu tres, d'autres composés alcalins solubles, carbonates, bi - carbonates, etc., le tout mélangé à d'autres matières organiques ou minérales en solution, ou en suspension plus ou moins colloidale.
Pour épurer ces eaux on a toujours intérêt à débuter par une séparation physique par dépôt, centrifugation, filtration sur des toiles métalliques, pour enlever les particules solides, sable, fibrilles de laine ou de paille, et autres matières en suspension facilement enlevables, avant de passer au traitement chimique proprement dit.-
Actuellement l'épuration chimique ae fait dans de nombreux cas, par addition d'acide minéral en quantité suf- fisante pour neutraliser l'alcalinité de ces eaux et de permettre aux matières grasses de se séparer, mais pour arriver à ce résultat il faut une telle quantité d'acide, qu'on obtient en lieu et place une eau résiduaire acide à traiter à
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son tour par neutralisation, avant de pouvoir s'en débarrasser.
Dans d'autres cas on ajoute aux eaux résiduaires de la chaux, mais l'eau ainsi alcalinisée donne lieu à une floculation très légère et à un précipité volumineux, qui met beaucoup de temps à se concréter.
Un effet plus complêt est obtenu, quand on ajoute aux. eaux plus ou moins neutralisées, une quantité de sulfate d'aluminium ou d'alun ou de sulfate ferrique, suffisante pour obtenir par double décomposition dans l'eau à épurer les ¯avons d'aluminium ou de fer correspondants.
On a des précipités qui se floculent très bien, mais malheureusement excessivement volumineux et peu riches en matière sèche, et on peut pour les trois procédés chimiques cités ci-dessus dire, que si l'on résout d'un coté la question par l'obtention d'une eau résiduaire suffisamment épurée, on crée d'un autre côté une question des boues, la séparation desdites boues et leur enlèvement vu leur faible teneur en matière sèche, donnant lieu à des difficultés insurmontables pour arriver à une épuration industriellement pas trop coûteuse.
Ces boues légères se déposent mal et mettent rapidement hors usage, par colmatage les filtres à tollé, lits filtrants ou autres appareils qu'on pourrait employer industriellement pour obtenir sous une forme transportaole et concr&te les boues fournies par l'épuration.-
Nous ne parlerons pas des procénés d'épuration directe des eaux résiduaires crasses dont il est question ici, par lits filtrants, épuration biologique, etc., car il est suffisamment établi que si les matières brasses ne sont pas enlevées préalablement de ces eaux, elles mettent pour peu qui elles soient en quantité notable dans ces eaux, rapidement hors usae toutes ces installations,
en réduisant leur capa cité d'épuration à un taux oien trop bas.-
Cn arrive à de meilleurs résultats quand au lieu de se servir de chaux libre (oxyde ou hydroxyde de calcium) ou d' acide, on se sert des sels des métaux alcalino-terreux pour faire l'épuration,- en ajoutant à l'eau à épurer une quantité
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de sel alcalino-terreux légèrement supérieure à celle nécessaire pour précipiter par double décomposition au sein du liquide à épurer, la totalité dessels du métal alcalino-terreux ajouté, susceptibles d'être formés et d'être précipités à l' état insoluble.
Parmi les combinaisons ainsi précipitées, les sa vons alcalino-terreux sont relativement denses et se déposent facilement, tout en entrainant avec eux les matières minérales ou organiques en suspension, notamment les matières crasses neutres, pourvu que ces dernières soient à l'état solide et que leur quantité ne soit pas trop importante.
Si les matières crasses neutres en suspension dans l'eau résiduaire sont assez abondantes et à l'état liquide à la température à laquelle on épure l'eau, elles ne sont que partiellement entraînées, mais leur récupération et enlèvement ultérieurs, de l'eau résiduaire traitée peut ensuite se faire sans difficulté .
C'est donc par addition de ces composés alcalino terreux aux eaux résiduaires dont il est question ici, qu'on arrive le plus facilement à un bon résultat d'épuration, malheureusement leur coût industriel a été cause que jusqu'à présent on n'a pu s'en servir dans une mesure vraiment industrielle et pratique.- J'ai trouvé qu'en traitant les eaux résiduaires grasses dont il est fait état ici, d'une façon déterminée et par une quantité suffisante de sulfate de calcium naturel, gypse ou pierre à plâtre, broyé plus ou moins finement, soit tel quel soit déshydraté plus ou moins complètement, on arrive à une épuration très bonne de l'eau résiduaire,
tout en fai sant cette épuration par suite du faible coût de ce réactif à un prix de revient notablement inférieur à celui auquel on arrive par l'emploi de n'importe quel autre produit épurant se trouvant dans le commerce.
Le sulfate de calcium, constituant du gypse ou pierre à plâtre, n'est en effet que peu soluble dans l'eau, mais
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pas insoluble, tandis que la densité du gypse ou calfate naturel est relativement grande, par rapport à celle des pré cipités de sels calciques insolubles dans l'eau, cotenus par son concours, dans l'épuration des eaux résiduaires.
Il suffit, en se basant sur ces deux faits, pour arriver à un bon résultat de procéder comme suit:
A. - Mettre l'eau résiduaire épurer, de préférence chande, constamment en présence d'un notable excès de sulfate de calcium (gypse) solide, par rapport a la quantité de sulfate de calcium totale, :lui peut être utilisée pour des réactions de double décomposition et précipitation subséquente, par les constituants de la quantité d'eau résiduaire en traitement dans l'appareil d'épuration.
Cet excès de sulfate de calciun plus ou moins rand selon la finesse des grains du sulfate employé, sera constamment maintenu en suspension au sein au liquide à épurer, par un moyen d'agitation quelconque, de fapon à ce ue au fur et à mesure que le sulfate de calcium dissous par l'eau résiduaire, est éliminé par double décomposition avec les composés alcalins, notamment les carbonates et savons, une nouvelle quantité de sulfate de calcium puisse se dissoudre rapidement, de façon à maintenir l'eau constamment séléniteuse.
L'agitation prévient également tuut colmatage des crains de sulfate de calcium, par les précipités formés, et le frottement des grains de gypse entre eux facilite leur attaque et solubilisation.
La quantité de gypse ou plâtre ainsi ajouter, se détermine facilement pour chaque eau à épurer, et cela que l' appareil d'épuration soit à marche continue, soit que ce soit un appareil à alimentation discontinue, et n'importe quelle grosseur de grain du sulfate de calcium, ou n'importe quelle vitesse d'agitation, il suffit en effet et il faut, que le filtrat de l'eau résiduaire traitée sortant en continu ou en discontinu de l'appareil, soit séléniteuse, et cela évidem - ment sans excès, par exemple de quelques degrés hydrotimétri-
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ques, pour éviter une consommation inutile de sulfate de calcium.
B. - Veiller à ce que la quantité de sulfate de calcium sulide entraînée inemployée hors de l'appareil d'épuration soit réduite à une quantité négligeable et pour cela en cas d' emploi d'un appareil d'épuration à entrée et à sortie de l'eau en continu, faire l'introduction de l'eau à épurer et du sulfate de calcium à un même bout, au fond de l'appar@il, ou le liquide sera constamment maintenu en agitation, tandis que 1' eau traitée séléniteuse débordera au bout opposé, au-dessus de l'appareil, le mode de mouvement et l'intensité de l'agitation du liquide étant étudiés, pour que malgré l'action de la gravité,
le précipité obtenu par double décomposition au dépens du sulfate de calcium dissous et les impuretés de l'eau reste en suspension dans l'eau traitée débordant de l'appareil continu, cette eau étant diri6ée vers l'appareil de séparation où on séparera par décantation, filtration, centrifugation, ou tout autre mode adéquat le précipité en suspension de l'eau épurée, mais que par contre l'agitation du liquide ne suffise pas pour que pratiquement le sulfate de calcium solide ajouté puisse arriver jusqu'à la sortie de débordement de l'appareil, la plus grande densité du sulfate de calcium ajouté le maintenant ainsi constamment dans la zone inférieure de réaction de l' appareil d'épuration,
tandis que le sulfate de calcium consommé par les réactions d'épuration est remplacé ou constamment ou périodiquement par chargement ou introduction dans l'appareil d'épuration de sulfate de calcium frais.
En cas d'emploi d'un appareil d'épuration à marche discontinue, on mettra l'eau à épurer et le sulfate de calcium en excès en présence, et on agitera le liquide jusqu'à ce qu' une prise d'essai montre que l'eau est suffisamment épurée, c' est à dire que le filtrat se montre séléniteux.
On arrête alors l'agitation, on laisse décanter un petit temps, pour laisser au sulfate de calcium solide en excès le temps de se déposer, et au moyen d'un robinet ou siphon
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prenant l'eau au-dessus de la couche de sulfate de calcium déposé on vide immédiatement l'eau épurée avec ses boues furmées vers l'appareil de séparation ou un séparera l'eau épurée claire de ses boues en suspension, de la même façon que ce qui est dit plus haut puur l'appareil d'épuration à alimentation continue.
Le sulfate de calcium en excès, déposé dans l'appa- reil à marche discontinue, additionné d'une nouvelle quantité de sulfate de calcium correspondant au sulfate consommé pour l'épuration peat alors servir nouveau pour l'épuration d'une nouvelle charge d'eau résiduelle.
L'épuration ainsi obtenue, sera dans la majorité des cas amplement suffisante, toutefois au cas où les eaux résiduaires sont très chaudes et contiennent outre les savons alcalins, de grandes quantités de matières crasses, neutres, telles que la suintine, et qu'on désire récupérer plus ou moins complètement ces matières à peu de frais, il est indiqué de refroidir les eaux à une température de préférence inférieure à 40 degrés C. pour éviter une trop grande furmatiun de vapeur d'eau, et de soumettre ces eaux épurées refroidies à l' action du vide.
Toutes les matières crasses encore présentes mentait alors à la surface du liquide et peuvent à être facilement récoltées, tandis que l'eau épurée peut être évacuée de l'usine.-
Pour terminer il sera bon de rappeler l'action coagulante des sels de calcium sur l'argile colloidale des eaux
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qu,-- ar-résiduaires, tandis²dans d'autres cas, la présence de certains ,tj- 'y composés chimi(lues, par exemple des matières azotées, peut ren- 1{) dre utile l'emploi d'autres précipitants, le traitement préala- ble ou simultané des eaux résiduaires par le sulfate de calcium signifiera presque toujours une rude économie de réactif et une grande facilité de filtration.
Les boues obtenues par l'épuration au pl&tre des eaux résiduaires, .se déshydratent facilement par filtration, décantation, centrifugation, jusqu'à une teneur d'environ
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cinquante pour cent de matière sèche. Cette matière sèche est constituée par les matières argileuses, sableuses, organiques en suspension dans l'eau, entrainées par les précipités de carbonate de calcium, de savon de calcium formés et de matières grasses neutres.
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Process for the purification of fatty or soapy wastewater of any kind, by the use of natural Calcium Sulfate, gypsum or plaster more or less pulverized, and more or less dehydrated.
DESCRIPTION - EXPOSED.
The economical purification of waste water from washing raw wool, or from laundries, dyers, soap factories, etc. often presents great difficulties, difficulties due to the simultaneous presence in these waters of fatty alkaline soaps, neutral fats, other soluble alkaline compounds, carbonates, bi - carbonates, etc., all mixed with other materials organic or inorganic in solution, or in more or less colloidal suspension.
To purify this water, it is always advantageous to start with a physical separation by deposition, centrifugation, filtration on wire mesh, to remove solid particles, sand, wool or straw fibrils, and other easily removable suspended matter, before proceed to the actual chemical treatment.
Currently chemical purification has been done in many cases by adding mineral acid in sufficient quantity to neutralize the alkalinity of these waters and to allow the fats to separate, but to achieve this result it is necessary to such quantity of acid, that we obtain instead of an acidic waste water to be treated with
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his turn by neutralization, before being able to get rid of it.
In other cases lime is added to the waste water, but the water thus alkalized gives rise to a very slight flocculation and a voluminous precipitate, which takes a long time to form.
A more complete effect is obtained, when one adds to the. water more or less neutralized, a quantity of aluminum sulphate or alum or ferric sulphate, sufficient to obtain, by double decomposition in the water to be purified, the corresponding aluminum or iron soap.
We have precipitates which flocculate very well, but unfortunately excessively large and not very rich in dry matter, and we can for the three chemical processes mentioned above say that if we resolve the question on the one hand by obtaining a sufficiently purified waste water, one creates on the other hand a question of sludge, the separation of said sludge and their removal given their low content of dry matter, giving rise to insurmountable difficulties to achieve a purification industrially not too much expensive.
These light sludges are poorly deposited and quickly put out of use, by clogging the uproar filters, filter beds or other devices that could be used industrially to obtain in a transportal and concrete form the sludge provided by the purification.
We will not talk about the methods of direct purification of the dirty waste water in question here, by filter beds, biological purification, etc., because it is sufficiently established that if the brewed materials are not removed beforehand from these waters, they put as little as they are in significant quantity in these waters, quickly out of usae all these installations,
by reducing their purification capacity to a too low oien rate.
Cn arrives with better results when instead of using free lime (oxide or hydroxide of calcium) or of acid, one uses salts of the alkaline earth metals for the purification, - by adding to water to purify a quantity
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of alkaline-earth salt slightly greater than that necessary to precipitate by double decomposition within the liquid to be purified, all of the salts of the added alkaline-earth metal, liable to be formed and to be precipitated in the insoluble state.
Among the combinations thus precipitated, the alkaline earth salts are relatively dense and settle easily, while carrying with them the mineral or organic matter in suspension, in particular the neutral dross, provided that the latter are in the solid state and that their quantity is not too large.
If the neutral dross in suspension in the waste water is quite abundant and in a liquid state at the temperature at which the water is purified, they are only partially entrained, but their subsequent recovery and removal from the water Residual treated can then be done without difficulty.
It is therefore by adding these alkaline earth compounds to the waste water in question here that a good purification result is most easily obtained, unfortunately their industrial cost has been the cause that so far we have not. was able to use it to a truly industrial and practical extent.- I have found that by treating the fatty waste water mentioned here, in a specific way and with a sufficient quantity of natural calcium sulphate, gypsum or plaster stone, crushed more or less finely, either as such or dehydrated more or less completely, we achieve a very good purification of the waste water,
while doing this purification as a result of the low cost of this reagent at a cost price significantly lower than that which is achieved by the use of any other purification product found on the market.
Calcium sulfate, a constituent of gypsum or plaster stone, is in fact only slightly soluble in water, but
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not insoluble, while the density of the natural gypsum or caulk is relatively large, compared to that of the precipitates of calcium salts insoluble in water, quoted by its help in the purification of waste water.
It suffices, based on these two facts, to arrive at a good result to proceed as follows:
A. - Put the waste water to purify, preferably chande, constantly in the presence of a notable excess of solid calcium sulphate (gypsum), compared to the quantity of total calcium sulphate, it can be used for reactions of double decomposition and subsequent precipitation, by the constituents of the quantity of waste water being treated in the purification apparatus.
This excess of calcium sulphate, more or less rand according to the fineness of the grains of the sulphate employed, will be constantly kept in suspension within the liquid to be purified, by any means of agitation, from fapon to this as and when the calcium sulphate dissolved by the waste water, is eliminated by double decomposition with the alkaline compounds, in particular the carbonates and soaps, a new quantity of calcium sulphate can be dissolved quickly, so as to keep the water constantly selenitous.
Stirring also prevents the clogging of the calcium sulphate deposits by the precipitates formed, and the friction of the gypsum grains between them facilitates their attack and solubilization.
The quantity of gypsum or plaster thus added is easily determined for each water to be purified, and that whether the purification apparatus is continuously operating, or whether it is a discontinuous feed apparatus, and any grain size. calcium sulphate, or any speed of stirring, it is indeed sufficient and it is necessary that the filtrate of the treated waste water leaving the device continuously or discontinuously, be selenitous, and that of course - ment without excess, for example a few degrees hydrotimetric
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ques, to avoid unnecessary consumption of calcium sulfate.
B. - Ensure that the quantity of calcium sulphate entrained unused out of the purification device is reduced to a negligible quantity and for this in the event of use of an inlet and outlet purification device of water continuously, introduce the water to be purified and the calcium sulphate at the same end, at the bottom of the apparatus, or the liquid will be kept constantly in agitation, while the water selenitous treatment will overflow at the opposite end, above the apparatus, the mode of movement and the intensity of the agitation of the liquid being studied, so that despite the action of gravity,
the precipitate obtained by double decomposition at the expense of the dissolved calcium sulphate and the impurities of the water remains in suspension in the treated water overflowing from the continuous apparatus, this water being directed to the separation apparatus where it will be separated by decantation , filtration, centrifugation, or any other suitable mode the suspended precipitate of the purified water, but that on the other hand the agitation of the liquid is not sufficient so that practically the solid calcium sulfate added can reach the overflow outlet of the apparatus, the greater density of the added calcium sulphate thus maintaining it constantly in the lower reaction zone of the purification apparatus,
while the calcium sulphate consumed by the scrubbing reactions is replaced or constantly or periodically by charging or introducing into the scrubber fresh calcium sulphate.
In the event of use of a discontinuous treatment device, the water to be purified and the excess calcium sulphate will be brought together, and the liquid will be stirred until a test sample shows that the water is sufficiently purified, that is to say that the filtrate is selenitous.
Stirring is then stopped, allowed to settle for a little while, to allow the solid calcium sulphate in excess time to settle, and by means of a tap or siphon
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taking the water above the layer of calcium sulphate deposited, the purified water with its furmed sludge is immediately emptied towards the separation device or a clear purified water will be separated from its sludge in suspension, in the same way than what is said above for the continuous feed purification device.
The excess calcium sulphate, deposited in the discontinuous operation apparatus, added with a new quantity of calcium sulphate corresponding to the sulphate consumed for the purification peat then used again for the purification of a new charge of residual water.
The purification thus obtained will be in the majority of cases amply sufficient, however in the case where the waste water is very hot and contains, in addition to the alkaline soaps, large quantities of grime, neutral, such as greasy, and that wishes to recover more or less completely these materials at little cost, it is advisable to cool the water to a temperature preferably below 40 degrees C. to avoid too much water vapor, and to submit these cooled purified water to the action of vacuum.
Any dross still present then lies on the surface of the liquid and can be easily collected, while the purified water can be drained from the plant.
Finally, it will be good to recall the coagulating action of calcium salts on the colloidal clay of water
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that, - ar-residuals, while²in other cases the presence of certain chemical compounds (eg nitrogenous substances) may make the use of other precipitants useful, the preliminary or simultaneous treatment of the waste water with calcium sulphate will almost always mean a sharp economy of reagent and a great ease of filtration.
The sludge obtained by the purification of the waste water with plastics is easily dehydrated by filtration, decantation, centrifugation, to a content of approximately
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fifty percent dry matter. This dry matter is made up of clayey, sandy, organic matter in suspension in water, entrained by the precipitates of calcium carbonate, calcium soap formed and neutral fats.