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PROCEDE POUR AUGMENTER LE RENDEMENT DES INSTALLATIONS D'ADOUCISSEMENT DE L'EAU.
On sait éliminer les sels des solutions aqueuses, et plus spécialement adoucir l'eau ordinaire, par un procédé en deux phases consistant respectivement à faire passer l'eau à traiter sur des substances d'éohange de cations chargées d'ions hydrogène puis sur des échangeurs d'anions chargés d'ions OH, ou à traiter cette eau successivement par de telles substances. Durant la première phase les cations métalliques de la solution aqueuse sont éohangés contre des ions d'hydrogène et l'eau qui s'écoule des substances d'échange, ou plus exaotement des filtres qui les renferment, contient encore des acides libres. Durant la seconde phase les anions aoides sone éliminés par échange oontre des ions hydroxyles de telle sorte qu'on obtient finalement une eau pratiquement exempte de sels dissous et comparable en quelque sorte à l'eau distillée.
@ Ce procédé est mis en oeuvre aveo les échangeurs les plus divers du genre en question et parfois aussi par division des deux phases en plusieurs phases élémentaires correspondantes.!
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Ainsi, par exemple, l'on prévoit dans un filtre unique plusieurs chambres successives pour les diverses substances d'échange, en ayant soin de ménager la possibilité de les régénérer séparément, ou encore chaque échangeur est réparti en plusieurs filtres élémentaires, éventuellement disposés en parallèle, ou enfin l'on prévoit pour chaque phase plusieurs filtres élémentaires disposés en série et susceptibles d'être branchés séparément, par exemple de telle manière que le filtre régénéré le dernier se trouve ohaque fois le premier (ou le dernier)
sur le trajet de l'eau à traiter* Enfin parfois l'on répète une ou plusieurs fois de même façon, ou de façon modifiée, le traitement successif par éohangeurs de cations et par échangeurs d'anions.
Les substances d'échange utilisées dans ce procédé s'épuisent fatalement après un temps déterminé de service et il faut les régénérer 4 nouveau par un traitement qui les ranime en quelque sorte. Cette régénération s'effectue par le moyen de solutions diluées appropriées présentant respectivement un caractère acide ou alcalin, ces solutions fournissant aux éohan- geurs épuisés soit des ions hydrogène en échange de cations métalliques, soit des ions hydroxyles en échange d'ions acides, et permettant ainsi de les recharger à nouveau avec les ions qui leur conviennent. Après la régénération, les échangeurs doivent être soumis à un lavage jusqu'à ce que la solution régénératrice soit éliminée de façon suffisante.
Cette dernière opération se fait rapidement en ce qui concerne les échangeurs de cations régénérés à l'acide et chargés d'ions hydrogène, mais elle est au contraire relativement lente avec les échangeurs d'anions régénérés à l'alcali et chargés d'ions OH. Cet inconvénient provient de ce que, lors de la régénération à la soude par exemple, les échangeurs d'anions ne retiennent pas seulement les ions OH qui leur sont destinés mais fixent en outre par absorption une quantité notable de l'agent régénérant; la partie libre de celui-ci est rapidement lavée, mais la portion
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restante, qui nuirait à la marche normale du filtre, adhère à la substance et ne peut s'éliminer que lentement.
La conséquence de tout ceci est que le lavage des échangeurs d'anions après régénération et recharge en ions OH exige de grandes quantités d'eau et que les filtres qui renferment ces substances sont immobilisés plus longtemps en dehors du fonctionnement normal d'adoucissement, ce qui limite de façon correspondante le rendement des filtres échangeurs de cations, à moins de prévoir en réserve des filtres échangeurs d'anions pouvant travailler pendant les temps morts avec les filtres échangeurs de cations à régénération plus rapide, ou encore à moins de fonctionner avec deux installations travaillant à tour de rôle, toutes solutions qui nécessitent des frais supplémentaires d'installation et de service.
La présente invention permet non seulement de réaliser une économie considérable d'eau de lavage dans le domaine du procédé d'adoucissement précité, mais encore d'augmenter de façon importante le rendement des installations correspondantes.
Elle consiste essentiellement en ce que, après la régénération des échangeurs d'anions, aussit8t que l'eau de lavage qui s'en écoule présente une teneur saline atteignant celle de l'eau brute ou inférieure à celle-ci, et aussi longtemps que cette teneur n'a pas atteint le minimum limite fixé, ou à tout le moins pendant une partie de la période ainsi définie, ladite eau est amenée aux échangeurs de cations aux lieu et place de l'eau brute ou concurremment aveo celle-ci, En procédant ainsi on ne laisse plus s'écouler inutilement, mais on récupère la plus grande partie de l'eau ayant servi au lavage des éohangeurs d'anions, car pour les raisons sus-exposées, la salinité de cette eau tombe rapidementen-dessous de celle de l'eau brute,
si par contre elle reste ensuite longtemps supérieure au minimum désiré$'Cela est particulièrement avantageux, car la salinité de l'eau ainsi amenée aux échangeurs de cations
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est par sa nature différente de celle de l'eau brute et est bien plus facilement absorbée par les échangeurs* Le travail exigé des échangeurs de cations et d'anions, rapporté à l'unité de quantité d'eau traitée, est donc proportionnellement plus faible et le rendement de ceux-ci s'en trouve oorrespondamment augmenté, tandis que les inconvénients précités de la longue durée de lavage des échangeurs d'anions se trouvent largement oompensés.
L'eau de lavage qui s'écoule des échangeurs d'anions, si on néglige le début de l'opération, ne renferme en principe que des alcalins, tels que de la soude ou analogue, mais pas de sels neutres, tels que les sulfates ou les ohlorures. Dans le procédé suivant l'invention et ainsi qu'on l'a exposé plus haut, ces sels alcalins sont éliminés facilement et dans des conditions avantageuses par les échangeurs d'hydrogène. De même, ces eaux, une fois débarrassées de leurs cations, ne fatiguent pas ou fort peu les échangeurs d'anions puisqu'elles ne renferment pas d'acides minéraux ou n'en renferment qu'une faible quantité.
Enfin un autre avantage de l'invention réside en ce que, comme la plus grande partie de l'eau de lavage se trouve récupérée, c'est-àdire transformée en eau pure, on peut effectuer le lavage de façon particulièrement soignée et sans objection quant à la consommation d'eau qu'il nécessite.
Le présent procédé peut naturellement être mis en oeuvre suivant les modalités les plus différentes d'après la nature et le fonotionnement des installations d'adoucissement auxquelles on l'applique, pour autant qu'on fasse application de la caracté- ristique principale d'envoyer aux échangeurs de cations ou aux filtres qui les renferment, aux lieu et place de lteau brute ou concurremment à celle-ci, l'eau qui s'écoule des échangeurs d'anions, ou des filtres qui les renferment, après régénération de ceux-ci, aussittt que la teneur en sels de cette eau est tombée au-dessous de celle de l'eau brute et aussi longtemps
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que cette teneur ne correspond pas au minimum désiré, ou à tout le moins pendant une partie de la période ainsi définie,
cette eau étant employée en liaison avec les échangeurs de cations de la même façon qu'on emploie actuellement l'eau brute, ou ooncur- remment avec celle-ci.
L'exemple ci-dessous permettra de mieux comprendre le présent procédé :
On régénère par une lessive de soude un gel d'oxyde de fer séché et divisé en grains de grosseur oonvenable, Pour laver la solution de soude on emploie une quantité d'eau correspondant à deux fois et demie le volume occupé par la substance d'échange;
l'eau qui s'écoule présente alors une alcalinité (c'est-à-dire une consommation en solution acide décinormale par 100 cm3) qui correspond à peu près à oelle de l'eau brute, Si l'on emploie de l'eau des canalisations de Berlin, cela correspond à environ 3 cm3 de solution décinormale. Puis l'eau de lavage est envoyée directement, ou indirectement par l'intermédiaire d'un réservoir à un filtre échangeur de cations renfermant du charbon sulfoné régénéré à l'acide, jusqu'à ce que son alcalinité à la sortie du gel d'oxyda de fer soit tombée à environ 0,3 cm3 de solution acide décinormale par 100 cm3 d'eau. Le degré de lavage de l'échangeur de cations se détermine diaprés le degré de pureté désiré pour l'eau finalement obtenue.
On peut donc rabaisser en' arrêtant le lavage avant le point sus-énonoé, par exemple lorsque l'alcalinité correspond à 0,5 cm3 de solution décinormale, ou au contraire le pousser davantage, par exemple jusqu'à une alcalinité de 0,2 om3 de solution décinormale seulement. Pour laver l'éohangeur d'anions jusqu'à une alcalinité de 0,5 cm3 de solution déoinormale, il faut, suivant la nature de l'agent aloalin de régénération employé, de 18 à 25 fois le volume de l'échangeur en eau de lavage dont, en procédant suivant l'invention, on récupère 15 à 22 fois le volume de l'éohangeur.
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On trouve des rapports analogues avec les autres échangeurs d'anions, par exemple avec ceux au noir d'aniline ou ceux obtenus par condensation des amines aromatiques avec les aldéhydes.