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"PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES POUR ELIMINER DES EAUX LÀ SILICE ET EVENTUELLEMENT LES FLUORURES"
Les eaux brutes qu'on doit traiter pour les rendre propres à l'alimentation des chaudières ou dans tout autre but, renferment fréquemment, en dehors des sels usuels de sodium, de calcium et de magnésium, une certaine quantité de silice en solution ou en suspension colloïdale non éliminable par les procédés usuels de filtration. Cette silice donne lieu sur les surfaces de chauffe à des dépôts très denses et très durs, qu'il est difficile d'enlever lors des détartrages.
Cet inconvénient est particulièrement marqué dans le cas des chaudières travaillant à une pression supérieure à 17 à 18 kg/cm2, paroe qu'alors la température est telle qu'il se produit des décompositions des sels présents accélérant très son si
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blement la formation du tartre siliceux.
On a proposé diverses méthodes pour réduire la teneur en silice des eaux destinées à l'alimentation des chaudières, mais les procédés connus ou bien ne présentent qu'une efficacité rédui- te et insuffisante, ou bien exigent des installations importantes avec des frais élevés. On connaît notamment des traitements dits "externes" dans lesquels la silice est éliminée avant arrivée de l'eau à la chaudière, et des traitements dits "internes" qui oonsistent à ajouter à l'eau des produits appropriés propres à à provoquer la précipitation de la silice à l'intérieur même de la chaudière sous forme de boues.
Ces derniers comportent l'inconvé- nient supplémentaire d'augmenter la teneur de l'eau d'alimentation en électrolytes,, ce qui conduit à la formation de mousses et donne lieu au risque d'entraînement d'eau par la vapeur (primage).
Le degré de réduction la de teneur en silice qu'il est désira- ble d'obtenir en pratique est en grande partie déterminé par la concentration maximum en silice admise dans l'eau à l'intérieur de la chaudière. On sait en effet que lorsqu'une eau eau est con- vertie en vapeur dans une chaudière, les substances solides pré- sentes dans l'eau d'alimentation, qu'elles soient dissoutes ou en suspension, restent prati quement en totalité dans la chaudière en se concentrant dans l'eau qui s'y trouve ; petites quantités entraînées par la vapeur sont extrêmement faibles et peuvent être négligées dans l'étude de la concentration de l'eau dans la chau- dière.
La silice n'échappe pas à cette règle et, toutes choses égales d'ailleurs, c'est sa concentration finale dans la chaudière qui détermine l'importance des inconvénients provoqués soit par la formation du tartre, soit par l'entraînement par la vapeur qui, s'il est négligeable quant à la concentration, ne l'est pas quant aux effets abrasifs provoqués sur les aubes de turbines.
On limite bien entendu la concentration en silice des eaux
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à l'intérieur de la chaudière en purgeant périodiquement celle-ci et en remplaçant la purge par de l'eau d'alimentation fraîche.
Mais les purges successives deviennent coûteuses dès qu'on se trouve en présence d'une quantité notable de silice dans l'eau d'alimentation, car alors leur fréquence devient exagérée. En fait, si l'on désire maintenir à l'intérieur de la chaudière une concentration en silice ne dépassant pas 15 à 25 parties par million (15 à 25 mg/l), il est nécessaire de réduire la teneur de l'eau d'alimentation à environ 3 parties par million (3 mg/l) (bien que dans certains cas particuliers on se contente de 5 à 6 parties par million). De toute façon, c'est cet examen comparatif entre la fréquence des purges et la concentration maximum en silice admise dans la chaudière qui détermine le degré auquel doit parvenir l'élimination de la silice dans l'eau d'alimentation.
Outre la silice, il est fréquemment désirable d'éliminer de l'eau d'autres impuretés telles que les fluorures. Ceux-ci s'y présentent parfois sous forme dispersée ou dissoute en quantités de l'ordre de quelques parties par million. On considère en général qu'au dessus de 1 partie par million leur présence est nuisible dans une eau de boisson. Les procèdes connus de traitement des eaux sont le plus souvent inefficaces pour abaisser à ce chiffre la teneur en fluorures des eaux naturellement chargées de tels sels
La présente invention a pour objet une méthode économique de traitement de l'eau en vue d'abaisser sa teneur en silice, fluoru- res et autres impuretés similaires sans augmenter substantiellement sa teneur en électrolytes.
L'invention vise de plus un procédé d'élimination de la silice et des fluorures susceptible. d'être mis en oeuvre en même temps que l'adoucissement de l'eau, brute à traiter.
L'invention consiste essentiellement à mettre l'eau â traiter en contact intime avec une boue renfermant des composés magnésiens
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à forte capacité d'absorption de silice.
L'opération peut se faire à chaud, des températures supé- rieures à 50 C. Comme boue active, on peut utiliser celle provenant d'un traitement antérieur de l'eau, pourvu qu'elle renferme du magnésium naturellement ou par l'effet d'additions. Il est avanta- geux, par exemple, d'utiliser les boues provenant d'une opération d'adoucissement par le moyen de chaux dolomitique renfermant de la magnésie qui précipite dans les boues et constitue le compose magnésien désiré.
Lorsque les conditions sont toiles que l'eaa aise en contact avec les boues se charge d'ions magnésium, il y a lieu de préci- piter ceux-ci sous forme ci magnésie insoluble.
On trouve par exemple qu'il est possible de réduire considéra- blement l@ teneur d'une eau en silice en y maintenant en sus- pension pendant un teps déterminé une boue suffisamment riche. en composes magnésiens appropriés. La température, la teneur origi- nale en silice de l'eau, la concentration des boues, leur teneur en magnésium, ainsi que le temps de contact des boucs et de l'eau sont les facteurs qui commandent principalement le degré d'élimina- tion de la silice.
Cette élimination est ussi grandement facilitée par précipitation sous forme de magnésie hydratée des ions magnésium présents dns l'eau et cela après, pendant ou de suite avant le mélange des boues et de l'eau. Le procédé d'élimination de la silice suivant l'invention convient par conséquent tout particulièrement pour être employé avec le procédé d'adoucissement à chaud par la chaux et la soude.
Mais on doit toutefois comprendre que l'invention n'est pas obligatoirement liée à une opération d'adoucissement d'une eau brute et peut parfaitement être mise en oeuvre sur une eau douce renfermant de la silice.
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Le dessin annexe, donne 8. titre d'exemple, er :et-tr. de '11iG11.X comprendre l'invention, les carct6riEtisucc qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: FiS. 1 montre soh'.î1:;:.tiCJ.l1G.:lE;nt on coupe u:1 re.iier enre d'appareil pour lu, uise en oeuvre de l'invention.
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Fij. 2 indiqua une variante comportant une chambre
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.nàlé;nge préalable d'eu et de boues.
Fi x . 3 et 4 indiquent d'autres vriüntes.
Fig. 5 contre une autre fOl",J.6 d'éxecution.
Fici. 6 à 15 sont des ccurbsa diverses c3tinSs a ':cLirer les explications qui vont suivre.
On précisera tout d'abord (;US l'oppression T'¯.1G,Y1vS1L7.ü1 ionisé" signifie les ions ':.1:ls'l10siu; âiM?ous eans l'c, ou se trouvant dans c011(.-oi sous une for.JE: telle. qu'ils soient susceptibles 1:a l'Óggir <=vee la clicu=i, la soude o analogues vec précipitation do :jlur,ie
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hydratée.
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L'expression "boue ;1;;':;::'1Ósienncn désigne une boae rCl1fsr--11.t du :n:.l.snési1.:r,rl SOt2.G forme de composes .1j,1èsiei13 insolubles, lesdits composes etnt Vr;:..lS:i:.c?.:'-ailt forces d'un uëlunje de 1,:gO et ds .lt (CH).
Les concentrations en l,ünéïul ionise ou en boues 3nJsïen- nes seront évaluées pour plus de c'J.1.!lodité en 'J.illi3r::..;:LlçS équi- valents par litre, lé :lilLiéaiv.lcnt étant pour 16 ;....:,gnésiuùl cle 12 t 1 rl1g par litre.
Suivant l'invention, il a été découvert que la silice dissoute peut être Glinin6e de l'eau très efficacement et de façon très eonos:iue en cu2ettnt celle-ci dans des conditions déterminées à un contact intime pendant un tCl'lj;)S approprie avec une boue ride en composes :i==nésicns, prêf6rG.ble Jen t de l'oxy;<1 ou de l'hiyérate (magnésie sèche ou 1xàlônésie hydratée), quand les sels de unésie
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dissous Qns l'eau à traiter sont précipitas sous forae. d'hydrate en d:ae temps que s'opère le contact de l'6U et de La boue ,.gnê- sienne, l'élimination de la. silice est particulièrement satisfai- sante.
Il à. 6gle-l:lcl.1t été découvert que la teneur des cô.-aJ1 en :1.).-, j'à1é- SiU<L ionisé peut être efficacement 8..0CI'U6 av.s.nt un tel contact en soumettant l'eau, dans des eanùiti5Îis dôt6rDinaes telles qu'un pH relativement faible, à un contact ré.l:ls avec une Jtièr6 renfermant, de la d1Gsic, telle u'unc boue riche, en EL::.1gnsc iû.Ül. Ce premier contact te l 'C2.1.l .tI.C une bous. a,!éiCï:n Hliline une certaine partie de la silice 6.# .Téi.¯t, par absorption. ü.7. a, quand 1 ' aJ,u <.;.1111::;1 ,ri:-t::,lt est spuniss è. l'op15ration de précipitation du ?i'la0nêsiu!1 dissous en présence (;. 'uaç nouvelle baLle riche en r1;léiu. â, une nouvelle partie Le silice est entraînée 3C1' le précipite, tandis quunc quantité .17.1,a.é:c>iltvl.' de cette impureté est r,'W ,. t ' Û : i:J2,T la bouc.
L<:08 termes "absorber" dit "=bsorp tion" se referont L la à'ion dont La ciliée cst éliminée, sant ici -","'-;c dans leur sens 1¯-"'.>" et jJnirc¯1, car .':?iül:,mtin de la silice peut en fait avoir lieu par Absorption, absorption, combi- naison ou pr plusieurs de ces htiû3nGS siultG6nt. :Toiic,c. t6 de cette élimination varie considérablement avec un certain nombre de f::.ct0lU'S e2C5&9 plus en détail ci-:vscous et par suite la meilleure façon de procéder dépend csccûti011e".l1cnt de la compo- ition de l'eau à traiter, de 1 composition finale désirée ainsi que des considérations économiques particulières à chaque cas.
De ce qui précède il résulte que la teneur à'une eau en si)ice peut être réduite la valeur voulue par les moyens suivants: ..x 3n précipitant le ¯!1"..sl:lGiu."l ionisa ou dissous sous une " n.'..¯1 a,):.44 être du '. Crl1) ô) In mettant l 'C6.'Q E.n contact avec des co;oc; ¯1...;;é-
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siens <.,bsor'ù>nt 1<:'. silice et za trouvant sou.3 forne inaoluble, tels que 1,Q¯C ou 1,:2; ( OH) 2.. c) En combinant les méthodes (a) et (b). ùle :.1--lâsiu.'l ioni3 mentionne sous (a) peut se trouver en quantité suffisante Sans l'0GQ brute.
Si la teneur en magnésium de celle-ci est 7.ii.=.'¯' =o f 1. f!'x on peut 1, Lld, "" :? Ci' .'1 y ajoutant un sel v1 ri é 5 7.2 ri é . v s.lu .. 4-, tel guc eu sulfate 0.C .d,."1 d i , 0'.1 bicn encore Ol1l.K:2t opérer par dévolution a partir te li'.1, f.'..yi tels que .:GC ou (oi), ou es boues renfermant de tels C:;) .lpo1:"és, ou
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encore à partir de formes appropriées de carbonate de magnésie.
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Le sulfate de '.1Yl:iC est relativement coûteux et présente an outre l'incol1véilint ,ulGiltE: 1s rùs16-u sec &e 1'6, cir le processus de précipitation 6.onnc liçu t la for-lotion CT 'L.a's Ui:.Lilû3.- tu ::bll.Vlda'it c.'U.l1 O.1J..trc: sulfate C¯,':.,;'.'..: -Ge; ou le :. (CH)±'" sont >1?sidr=.'olcs car ils conflUs0ùt un pris de revient plus fai- bile yx4sS 1s .1::J;i1fZÜlU1 ionise et p.;.rcE: que l'i011 '.tCwjlLiltAl4 qu'ils renferment peut êtl"'3 dissous 6-6 façon i '.lple: on les :I1etk"',nt en contact c..V6C l'eau à un pur un peu plus faible que celui utilise ùôoens le ;,3.cc de précipitation ,L..a..rs2u.
Ce >E plus faible existe QL.i1S 1 'tcaü. brute quand 118 contient un pcu d'ion CE3'" cu C03H, da telle Naniare qu'elle dissout normalement du :a:nsiu à partir (les composes-ci-dessus d'après les. réactions suivantes: 1 ) 1gC + CC2 ########## cc,3J. ou 2) IvIg (OH) 2 + CO>-lI ###### C03",.:g + 003 + H20 . l.
(OH)? les 't..., lA Ie Avec !.g - les réactions sont on principe les ;'ùGL1le2J. -6 C03 for;Jl1 est soluble jusqu'à un certain point, TI1;],is go-à sa limite de solubilité est dépassée, il peut :is6aEl1t tr6 transforme en bicarbonates plus s clublçs suivant Is. réaction: 3 ) C03 + CCZ + H2C (C03H)2 Lorsque ce carbonate ou ce bicarbonate de .ls.:;né8ie eat precipi-
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.t é par un hydrate tel que 1± cl1.ux hydratée, on a les réactions ci-après: 4) cc 3:.:; + Cs.(CH)2 Il:g(m:)2 + CC 3 Ca 5) ( CG3I) î:.;
+ 2 CeJCH)2¯g(CH) + 2 CG3Ca H?
Les deux produits de réaction obtenus par ces dernières réac- tions sont relativement insolubles et par suite la mise en solution, puis la précipitation du magnésium ont lieu sans laisser de sels en
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solution, clos' , dire sans zàuànentci le résidu sec CiE ''û,11 Lorsqu'il faut plus de ::na.grd8iu::l ionise que l'eau brute n'en renferme, ce qui est souvent d-Ssirable pour l'élimination de la. silice et encore plus fréquemment nécessaire pour éliminer les fluorures, et qund l'eau brute ne contient pas assez de CC'2 ou de C03I{ pour qu'on puisse dissoudre du "n.agnésiu;
11 supplémentaire, cOûe sus-indîqué, en quantité suffisante, on peut aisément aug- menter lu teneur de cette eau en gz ce.rbonicuo en utilisant des gaz de combustion ou d'échappement, comm il sera expliqué en détail
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ci-après. Comme déjà expose, le :zs,gnésiun s'obtient à partir de composes tels que =.gC3, (Ok) ou C0".,:g, Le 1.rgO se trouve sur le marché sous for.ne de magnésie calcinée; on trouve également le carbonate de magnésie CO3Mg sous fore broyée ou en précipité.
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Le Lg(OH)2 est supposé être la fore sous laquelle le m1s-xnésium se précipite d'une solution par addition d'un hydrate tel que la chaux, comme sus-mentionné. Ces corps, sous les forces ci-dessus, conviennent parfaitement pour les réactions 1) et 2).
Au contraire
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le carbonate de magnésie naturel (i1=agmésitc ou dolomite), même fine- ment pulvérisé, reste relativement insoluble et ne peut convenir pour le procédé suivant l'invention.
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Une source très économique de ::r,;nésiu:=1 est constituée par une boue renfermant des composés Grnési6ns et un moyen très effica- ce pour produire une telle boue riche en LQr0 ou li(OH)2 consiste à
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utiliser, pour précipiter la dureté de l'eau, non pas une chaux relativement pure, mais bien une chaux dolomitique. Dans la pratique usuelle du traitement de l'eau à la chaux, on emploie une chaux de grande pureté, exempte de magnésie. Par suite, l'emploi d'une chaux renfermant des quantités appréciables de magnésie
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(chaux- rtlaS.Q..ésienl1c ou chaux dolomitique) est contraire à, la techni- que actuelle.
Une telle chaux dolomitique se prépare en calcinant de la dolomite; on peut la représenter par le syabole s"e,0. lorsqu'elle est à l'état cOîlplète-:J1E.i1t calcine, ct par le symbole Ca{OH)2.O quand elle est hydratce. Dans la plupart des cas, une chaux dolo.aitique a 5 à ç5; de :.rgO sera satisfaisante.
Lorsqu'on utilise une telle chQ:J':; dans le procède suivant l'invention, le Ca ou le Ca(OR} 2, selon le cas, sert a fixer la dureté carbonatée et précipite, le calcium et le #;iaànésiujn selon les réactions bien connues conduisant à la formation de C03Ce et (OH}2 relativencnt insolubles.
Le 1Qg0 présent dans la chaux dolomitique s' accumale ainsi dans la boue forcée où il se mélange avec le C03C:.l et le Í.(OH)2 précipités: Ni le .{;;C, ni le I\:g(CH)2 ne peuvent passer en solution dans la chambre de précipitation, parce ou'ils sont relativement insolubles dans le milieu à pH
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levé, c'ast dire dans lequel 1-lio-i CH est concentre Le bouc retirée de l'appareil de précipitation peut ainsi servir L la dissolution de laa.gnësiu# ionisé, co,:n6 sus-Î:poûé,. ou bien être utilisée pour l'éli..1L12;,tion de la silice.
Une msthode d'élimination de la silice autre que la précipi- tation du :ns,n2siLr ionise, consista, co::me indique plus haut sous b}, !, mettre l'eau en contact [V6C des composes llli)31ésiens absorbaa la silice, tels que le MgO sous la forme commerciale Baleinée, ou les résidus de MgO se trouvant dans la boue provenant de l'emploi
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(Le chaox doloniitiquc dans l'adoucissement de l'eau à la chaux, ou
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encore le Mg(OH)2 de la boue provenant de la précipitation du. magné- sium ionise. Quand on utilise ces formes solides de composes magnésiens, il suffit d'agiter l'eau pondant un teps convenable avec une quantité suffisante des composés magnésiens en question.
Ceci permet une construction et un fonctionnement de l'installation plus simples que dans le cas où l'on dissout d'abord le magnésium pour le précipiter ensuite. Par conséquent, bien que la capacité spécifique d'absorption de silice des composés magnésiens non dissous soit moindre que celle d'une quantité équivalente de magné- sium ionisé précipité à partir de la solution (come l'indiquent les graphiques des ìg. 6 à 9 comparés à ceux des fig. 10 à 13), il peut être souvent avantageux de recourir à l'emploi de ces composés sous forme non dissoute plutôt qu'à la précipitation de magnésium ionisé.
Ceci est particulièrement le cas lorsqu'on se trouve en présence de hautes températures ou autres conditions favorables grâce auxquelles la quantité de composés magnésiens nécessaire à l'opération est relativement faible, ou bien quand on à traiter une quantité d'eau relativement réduite. Dans ce dernier cas, le prix de revient du traitement est contrebalancé par les avantages d'une installation moins coûteuse et de fonctionnement plus simple.
Un autre cas où l'emploi de composés magnésiens non dissous est avantageux est celui où la dureté de l'eau brute est faible et où il faut très peu de chaux pour son adoucissement, car alors il est préférable de traiter l'eau par de tels composés que par la méthode consistant à dissoudre une quantité considérable de Mg par addition de CO2, puis ensuite à précipiter le Mg ainsi dissous.
Il découle de ce qui précède que dans bien des cas on a avan- tage à combiner l'emploi des composés magnésiens non dissous avec celui du magnésium ionisé, comme indiqué plus haut en o) . En fait
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l'eau renferme presque toujours du magnésium ionisé dissous et par conséquent cette méthode combinée se trouve par là même mise en pratique. Quand on opère à basse température, il arrive fréquemment que l'emploi soit des composes non dissous seulement, soit du magnésium ionisé seul conduirait à la mise en oeuvre de quantités excessives d'agents réactifs et dans de telles conditions il est indiqué de combiner les deux façons de procéder.
Une autre caractéristique de la présente invention consiste en l'addition à l'eau de gaz carbonique provenant de combustions, échappements de moteurs ou toutes autres sources soit avant, soit pendant le contact préliminaire de l'eau avec une boue ou autre matière riche en magnésium. Ce traitement préliminaire permet à l'eau de dissoudre de plus grandes quantités de magnésium ionisé avant la précipitation de la magnésie hydratée. En fait on arrive ainsi à dissoudre dans l'eau des quantités de magnésium ionisé suffisamment grandes pour effectuer par ce procédé l'élimination de quantités substantielles de flucrures en même temps que la silice au moment de la précipitation de ce magnésium.
Il est clair que l'invention est particulièrement adaptée pour être appliquée en combinaison avec le procédé d'adoucissement de l'eau à la chaux et à la soude, parce qu'alors on précipite simultanément le calcium et le magnésium, ce qui réalise ainsi une réduction de la dureté totale et du résidu sec (lorsqu'on traite une eau dure), en même temps qu'une élimination de la silice et des fluorures:. Mais il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée au cas où l'on utilise un tel traitement, et elle peut s'appliquer avec avantage même des eaux douces renfermant de la silice ou des fluorures ou les deux.
Le choix de la méthode particulière la plus efficace dépend pour chaque cas d'un certain nombre de facteurs variables. Le pro-
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blême est simplifié avec certaines eaux, par exemple avec celles n'ayant qu'une teneur initiale relativement faible en silice, tel- le que 6 à 9 mg/l, ou avec celles qui, avec uneteneur en silice quelque peu supérieurs, renferment naturellement des quantités relativement fortes de magnésium ionisé. n pareils cas on peut obtenir une élimination satisfaisante de la silice, même à basse température, en formant une boue riche en magnésium et en soumet- tant l'eau à un contact intime avec cette boue, le tout en une seu- le opération.
Fig. 1 montre schématiquement un appareil pour le réalisation d'un tel traitement. Cet appareil comporte un réservoir 10 pourvu d'une cloison tronconique axiale verticale 11 et d'un agitateur 12 disposé à l'intérieur de celle-ci. L'eau à traiter est introduite au centre par un tuyau 13 en même temps qu'une quantité appropriée de chaux dolomitique ou équivalent provenant du tuyau 14 sous forme d'eau ou de lait. On peut également ajouter du carbonate de soude, si cela est nécessaire.
Le calcium et le magnésium de l'eau sont ainsi précipités comme dans le procédé d'adoucissement de l'eau à la chaux et à la soude; de plus, le MgO de la chaux dolomitique assure la formation d'une boue riche en magnésie. Lorsque la quan- tité de boue accumulée dans le réservoir 10 est suffisante, on en retire soit périodiquement, soit de façon continue par un robinet de purge 15a, la quantité moyenne soutirée devant naturellement être substantiellement égale à celle formée. l'eau traitée est soutirée en 15. Cet appareil est en lui-même connu pour le traite- ment usuel chaux-soude, sous le nom de "Précipitateur Spaulding".
Il doit toutefois être entendu que l'on peut utiliser d'autres for- mes appropriées d'appareils de précipitation pour assurer un bon contact entre l'eau et la boue.
Le degré d'élimination de la silice réalisé par le traitement
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de l'eau par une boue magnésienne enrichie artificiellement dépend des facteurs suivants : @
1 - Teneur initiale de l'eau en silice.
2 - Teneur de la boue magnésienne en silice déjà ab- sorbée.
3 - Quantité de magnésium ionisé précipité de l'eau.
4 - Température à laquelle on opère.
5 - Concentration de la boue magnésienne en suspen- sion dans l'eau-, exprimée en fonction du magnésium y renfermé.
6 - Durée du contact entre l'eau et la boue.
La quantité de silice dans l'eau à traiter a une action dircc te sur la teneur finale en silice de l'eau traitée, parce que les composés magnésiens de la boue absorbent ce corps et élèvent graduellement la teneur en silice de cette boue jusqu'à ce qu'un équilibre soit atteint quand la quantité de silice absorbée dans l'unité de temps égale celle se trouvant dans la boue soutirée en 15a dans le même temps.
L'absorption de silice par les composés magnésiens non dissous dépend de la teneur de la boue en silice déjà absorbée.
Plus la quantité de silice absorbée par chaque milliéquivalent de composés magnésiens dans la boue est élevée, plus la quantité encc re susceptible d'être absorbée est faible. Pour une concentration donnée de composés magnésiens non dissous dans l'appareil, dans des conditions de marche données, la teneur en silice de la boue dépend de la quantité de boue vidangée par unité de volume d'eau traitée et de la quantité correspondante de composés magnésiens frais introduits par ladite eau pour remplacer ceux déchargés à l'égout.
Outre le phénomène d'absorption par la boue magnésienne, la silice est éliminée de l'eau par la précipitation du magnésium
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ionise. Le précipité de magnésie hydratée formé dans l'eau par addition de chaux ou autre réactif approprié amenant le radical hydroxyl nécessaire, entraîne avec lui des quantités très substan- tielles de silice et par conséquent plus on précipitera de magné- sium ionisé de l'eau traitée, plus on éliminera de silice. Parallè- lement, plus la quantité de magnésium ionisé précipité sera grande, plus la boue sera riche en magnésium et plus elle pourra absorber de silice.
Il en résulte que si une eau possède naturellement une teneur élevée en magnésium ionisé, on pourra, pour la mise en oeuvre de l'invention, utiliser radoucissement par des chaux dolomitiques pauvres en magnésie, voire même par des chaux ordinai- res.
La température a un effet marqué sur les quantités de silice éliminées de l'eau par absorption et par précipitation de magnésie hydratée. Dans des conditions de marche données, la quantité de silice éliminée augmente rapidement avec la température jusque vers 40 à 50 C, mais au dessus, l'augmentation est moins rapide. Réci- proquement, on peut utiliser des concentrations de boues magnésien- nes et/ou de magnésium ionisé plus faibles quand on travaille à température élevée.
La quantité de boue magnésienne en contact avec l'eau est également un facteur important et essentiel de limitation pour déter miner la quantité de silice qu'on peut éliminer d'une eau déterminée dans des conditions données. Cette concentration de la boue dépend de (1) la teneur de la boue en magnésium et (2) la quantité de boue maintenue au contact de l'eau. Si par exemple une boue donnée ren- ferme 25)1 de magnésium et si on maintient dans l'eau 4% de boue en suspension par agitation ou autre au cours du traitement, la con- centration effective sera de 1%.
Pour plus de précision et de com- modité, la concentration en magnésium provenant des boues et la
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concentration en magnésium ionisé dans l'eau seront exprimées en termes de milliéquivalents ou millivalents par litre (mv/1). Dans le cas du magnésium, cette unité signifie 12,1 mg par litre.
La durée de temps pendant laquelle la boue magnésienne est maintenue en contact avec l'eau, ou temps de contact, influe égale- ment sur la quantité de silice absorbée par la boue..autrement dit, toutes autres conditions égales d'ailleurs, une durée de contact plus longue aura pour résultat une meilleure élimination de la silice. L'influence du temps de contact est surtout marquée pour des périodes de contact relativement courtes et habituellement il n'est ni pratique, ni économique, de prolonger l'opération pendant plusieurs heures en raison du peu d'avantage qu'on retire de cette prolongation pour l'élimination de la silice.
Dans un procédé dis- continu, la durée de contact ne comporte pas seulement le teps pendant lequel les boues sont maintenues en agitation dans l'eau, mais également celui pendant lequel on laisse la boue se déposer à la fin d'une opération avant d'entreprendre la suivante. Dans un procédé continu, tel que celui mis en oeuvre avec le précipitateur Spaulding suivant fig. 1, le temps de contact s'évalue en divisant le volume d'eau dans l'appareil à un moment donné par le débit d'eau qui entre et sort.
Les courbes des fig. 6 à 13 montrent les effets individuels de deux des variables à différentes températures sur l'élimination de la silice d'une eau en renfermant environ 15 parties par million (soit 15 mg/1). Les courbes des fig. 6, 7 et 8 correspondent au trai- tement de cette eau à,10 C, 40 C et 90 C respectivement par des quan. tités croissantes de boue obtenue à partir d'une installation d'adou- cissement à la chaux. Cette boue renfermait environ 30% en poids de composés magnésiens sous forme de MgO et de Mg(OH)2.
Dans chaque assai la boue fut ajoutée à l'eau, agitée dans celle-ci pendant 30 minutos, puis centrifugée pendant 5 1-ùinutes après quoi l'eau, fut fil-
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trée sur papier filtre, refroidie et analyste quant à sa teneur en silice. La courbe de fig. 9 est interpolée de celles de fig. 6, 7 et 8 et représente la quantité de boue magnésienne nécessaire aux différentes températures pour réduire la teneur en silice de 15 mg/l à 3 mg/l, sans précipitation de magnésium ionisé.
En fig. 6 à 8 les ordonnées a indiquent les teneurs résiduel- les en silice de l'eau traitée en mg/l et les abscisses b les quantités de boues exprimées en mv/l c'est à dire en fonction du magnésium y renfermé. En fig. 9 les ordonnées c indiquent les quan- tités de boues nécessaires en mv/l; tandis que les abscisses d donnent les températures en degrés C.
Les courbes de fig. 10, 11 et 12 montrent de façon similaire l'influence de la variation de la quantité de magnésium ionisé précipité sur l'élimination de la silice pour des températures de 10 C, 40 C et 90 C respectivement. On partait également d'une eau renfermant 15 mg/l de silice (15 parties par million) et on précipi= tait le magnésium par addition de chaux pure, après quoi on agitait pendant 30 minutes et l'on filtrait sur papier-filtre avant analyse pour déterminer la silice résiduelle. La courbe de fig. 13 est obtenue par interpolation et indique la quantité de magnésium ionisé précipité nécessaire pour réduire la teneur en silice de l'eau de 15 mg/l à 3 mg/l par le seul effet du précipité magnésien.
En fig. 10 à 12 les ordonnées a correspondent comme précédem- ment, aux teneurs résiduelles en silice en mg/l, tandis que les abscisses e indiquent les quantités de magnésium précipité en mv/1.
En fig. 13, les ordonnées f sont les quantités nécessaires de magné- sium ionisé précipité en mv/l et les abscisses d correspondent à nouveau aux températures en degrés C.
L'exemple ci-après centrera mieux comment on peut mettre en oeuvre l'invention par le moyen d'un appareil suivant fig. 1, étant
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entendu que les détails de cet exemple ne limitent nullement l'invention et ne sont donnés qu'à titre indicatif.
Exemple I -
On part d'une eau brute renfermant 6,0 mv/1 de dureté totale, dont 3,2 mv/l de magnésium ionisé (dureté magnésienne), et présen- tant une alcalinité au méthylorange de 5,0 mv/l; cette eau renfer- me de plus 16 à 18 mg/l de silice. On l'introduit dans l'appareil Spaulding par le tuyau 13 à une température de 15 C et on l'y agite avec 1,9% en poids d'une boue renfermant environ 325 mv/1 de composés magnésiens dont 71% provenant d'une chaux dolomitique et 29% de la précipitation de magnésium ionisé.
En poids, cette boue contient environ 40% de composés magnésiens et 60% de composés calciques, principalement sous forme de carbonate de chaux; elle a été obtenue par des traitements précédents de cette même eau dans l'appareil Spaulding lui-même et conformément au procédé suivant l'invention.
On amené continuellement par la canalisation 14 de la chaux doloitique en quantité suffisante pour précipiter environ 2,2 mv/1 du magnésium ionisé contenu dans l'eau. Le volume intérieur de l'appareil insi que le débit sont tels que le temps de contact soit de 80 minutes.
Dans ces conditions, l'eau s'écoulant en 15 ne renferme plus que 2,7 mg/1 de silice.
Si l'on abaisse la température de traitement à 9 C, toutes autres conditions restant les marnes, cette teneur résiduelle en silice de l'eau traitée passe à 4,1 - 4,4 mg/l.
Si, en maintenant la température à 15 C, on augmente le débit de manière à réduire le temps de contact de 80 à 45 minutes, la -teneur résiduelle devient 4,3 - 4,8 mg/l.
Quand on se trouve en présence de conditions moins favorables que --uns l'exemple ci-dessus, telles que dans le cas d'une eau pau-
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vro en .'1agnésiufu ionise ou à forte teneur en silice, ou les deu=;, il e?t préférable, avant 1'e.cY.iticîl d'agents adoucissants, de soumettre l'eau à un pre-conta.ot avec une boue renfermant du ?'1;J.sn:1iurt1 ou. une 'tî.tj.rG similaire contenant de la ,lL:).18ie. Un tel C031tG't préliminaire entre la bouc naJ,116sill.ne et l'eau rea- lise lTélirination dy-Ll-nc partie dix la silice par absorption et, s'il est pratiqué dans les conditions voulues, aur::ent la teneur de l'eau en ma3nsiut.i ionisé, ;u=ncntnt ainsi du àae coup la quantité de -aLi-3n68ic hydrates précipitée dans; 1-z phc,se suivante, lorsqu'on ajoute de la chaux ordinaire ou dolouitique.
Cotte méthode peut êtc mise en oeuvre soit de façon intermit- tente, soit en continu, Tour uns opération discontinue, on entre- duit d<::t.l1s un réservoir approprie une certaine quantité êl' C\.l brute au'on ijîte pendant un tcé<ip z détermine 0vec U quantité appropriée à boue riche en iéi¯gnsei.a;1. On &-,joi;te. ensu-it< 1. l'eau ùinsi prétraitée les agents chimiques adoucissante voulus, puis on laissa la boue b ori-iie SE déposer ;;:près :voir été agitée- en contact avec l'eau pendant un certain îtrps de tf,c.1PS., On peut ensuite soutirer l'eau traitée en 1ic8nt dc.nE le i-iseriroii toute la..boue formse, ou une certaine quantité de colle-ci, pour le tw,ito amnt
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d'une nouvelle Quantité d'eu.
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rour 1:.1 marche en continu, on peut utiliser :l VG..;'1tc..:;nlSC.;lcn t u o.xl,.;.Lij tel que cé lui indique en îiJ. 2.
Z'ea;;, brute arrive par lo. canalisation 15 dan'3 un premier réservoir 17 pourvu d'Üll dinponitif approprie sTait.tian 18.. La boue formée dans l'appa-
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reil Spaulding 20 dispose en aval du réservoir 17, est évacuée à
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cl, luiie gorÓe de oic ;c 19 et une pOMpe 21 1 'intrc6.ui t par une cc.ill.i';1n 22 au 5l3 du réservoir 17 ou E:l est 'Lii2r;ée J,VE-,C 1 ';;"'<2 brute Cette boue est maintenue en tllJ.iî'.o12 dans l'evu du réservoir 17 par 3.'.ittm 18 et le mélange de boue et
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d'eiui est viëL<->Ü1,jé à, la partie supérieure dudit Dur un. tube 23 qui le conduit au soviet Qe 1 cloison conique 24 de l'ap- pareil SP au 20.
L'agitateur S5 cie celui-ci J.L.il1':;O inti3:,.lrnt l' eLLl chargée de boue :ES produits chimiques ;.iC-9G'l":-i'itf"¯ (tels que de lE# eia=u7; ordinaire ou C:a.t).ilï5.L1 Gt évsutu(;11c,lJút du carbonate de soude) introdaits le tube 2. L'eau tI't..lt4, adoucie et débarrassée de s silice, est Cf'iG.ià.:dJ':,-..' du 3uldiùg en 27. 110 est r f.rc,blea3cnt filtres sur un lit filtrant non sili- ceux pour éliminer tout trouble résiduel ëventueit L'efficacité de 1léliiiiiiLtion de la silice de l'eau par cette façon dE procéder ne dépend pas SaLl8últ des teneurs initiales en silice ct en iLt6nésium ionisé, de la température de tr<:Ji.tl2illsnt, du tE:Ûlps às contact et de 1 concentration cn boue .1;;;'3.üE5sie:me:
à l'intérieur u réciit,tcu Spa.ulû.in, CC1 décrit ei-ess#s et coi-aiie indique par les courbes G fi;, à 13, 1,1=is encore rie la teneur initiale de l'6li bicarbonate, du t0,S de contact et de la concentration de lu boue 3êsiennG à l'intérieur due l'appareil préliminaire 17. 2n élicünnt là boue de 1 ,1 rcil 3pulding 20 et en la ¯êlw:neo,nt à l'eau bruto dns 16 réservoir 17, le Lé0 et le l.v: ((3Fïj de la boue s'ont denés en contact intime 3,vec 1 '6.:JL brute d,;,l1S des conditions de pH plus faibles que celles qui règnent à l'intérieur du 3pauldin OTI l'on ajoute des produits adoucissants alcalins. Le magnëpiua, dans de telles conditions, tend 1. repasser en solution et anj.ài.nte "7.ii.c.'i Gïl7.'J3.::?ent la teneur de l'eau en ::1±611ésiUltl iOtlié.
La composition de l'eau bru- te, principalement son CO 2 et sa teneur en bicarbonate, ont une influence importante sur la quantité de J6né8iu ionisé que l'eu
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absorbe ainsi de la boue.
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L'absorption do lu silice par lcs composes j6nGsi6nS de la bouc cc produit aussi bien dans le récipient préliminaire 17 qu'à
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l'intérieur de l'appareil adoucissant 3>eiiàing 20, et ne-fitc b- orption, quelque sorte préliminaire, é;u,g#ucnte â 'inpcitéànce avc sorption, en sortc. preJ..l.iTIL1l.2:':;, d'importance av: le tels dc contact, la température et la concentration en boue
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magnésienne. Dans ce traitement préliminaire eau-boue, aussi bien
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d'Gillcurs que dans le traitement final, l' <.:.0:Ror.±)tion de la silice ne semble po.s être effectuée par les composes c,? ciu.l de la boue, iiaiel dépend pres<u.' cnti 8l'c.:1Cnt de la quantité 6.e composes
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magnésiens en suspension dans l'eau.
Il y aura toutefois lieu de
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tenir compte de la quantité de silice que la bouc a c;:j. absorbée car une boue 9 ctrrneur déterminée en magnésium nfabsorb6I'& pas la silice aussi î,j.ci1821ent si elle en a dcja absorbe une quantité notable dans le Spaulding.
On donnera ci-après des c:xs,'1.pleH de traitement de l'e8.11 en continu et on discontinu avec contact préliminaire ±vec la boue
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magnésienne avant addition de produits adoucissants.
Exemple II -
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On prend z5 litres 6.'ca.u. brute renforçant 2,6 jiv/1 de dure- té totale dont 0,3 17J.V /1 en nmgnésium ionisé (dureté magnésienne), 2,3 mu/1 d'alcalinité au méthylorange et 16 à 18 mg/1 de silice.
On introduit cette eau à 1200 dans un réservoir de précipitation
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renfermant une boue riche en magnésium provenant de traitements
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similaires antérieurs (adoucissement au carbonate de soude et à la chaux dolomitique à J2; de î.Q0) ; cette boue renferme environ 200 m/1 de :1a$nêsie dont 58; provenant de la chaux doloüi ti 9-ue et 42jj de la précipitation de in5.gnésiu;"11 ionisé, et environ 280 rv j1 de composes calciques, notaient du. carbonate de chaux. La concentration de boue dans l'es.; est d'environ l, 8. On :.1.3i te le mêlante pendant environ 45 minutes, puis on ajoute un ;'3131;:;'11.3c de carbonate de soude et de Ch&1U:; 6.o1o::2i tiqua suffisant pour précipi- ter la dureté. On continues giter pendant encore 3C minutes, on laisse déposer la boue et on soutire l'eau..
Après filtration,
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la teneur résiduelle en silice de l'eau traitée est de 1,7 mg/l.
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Pendant la période d'agitation préliminaire de 45 ,,iinutc3, la teneur de l'eau en :'laenésiu11 i011i80 passe de 0,3 ià 1,0 nit/1.
Exemple III -
On part d'une eau brute ayant une dureté totale de 2, 5 mv/1 dont 0,3 en magnésium ionisé, une alcalinité méthylorange de
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2,3 mu/1 et une teneur en silice de 16 à 18 iiig/1, On l'introduit continuellement par la canalisation 16 de fig. 2 dans l'appareil 17 a une température de r3d. La pompe aùaénc de l'appareil Spaulding 20 do la boue contenant environ 6Sc mv/1 de couposës magnésiens dont environ 4-1. provenant do la chaux dolomitique utilisée pour l'adoucissement et 59 de la précipitation du m3nésium ionisé. On règle le débit d'eau brute de telle manière que l'eau pré-traitée qui s'échappe par la cnJ.li8ation 23 ait sa teneur en l11a.:::;nê 8iu111 ionisé augmentée d'environ 1,2 mV/1.
Far la canalisation 26 on ajou- te à l'eau se trouvant dans l'appareil Spaulding de la chux.'dclomi- tiquc renfermant environ 32- de 1,gi et en leer excès sur la quantité théoriquement nécessaire pour assurer l'adoucissement com- plot. Dans le Spaulding, l'eau est agitée avec environ 5,1% en poids de la boue ci-dessus, le temps de contact étant d'environ 40 minu-
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tes.
L'eau traitée s'écoulant de l'ap2areil Spaulding ne renferme plus que 1,4 à 1,8 mg/l de silice.*
Quand on a à traiter des eaux à forte teneur en silice ou renfermant de la silice et des fluorures, on peut utiliser une va- riante du procédé suivant l'invention, consistant à soumettre l'eau brute 1# un traitement par le gaz carbonique soit avant, soit pendant le contact préliminaire de l'eau et de la bouc. Ce gaz carbonique
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peut provenir (le gaz de cooustionuTéchappeent ou de tzute autre source convenable. Il suffit de le faire barboter dans l'eu pour charger celle-ci en acide carbonique ou en bicarbonates qui augmen-
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tCi1"C ..l<.itériclleraent la quantité de magnésium ionisé que l'eau ditH)IJ:
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de la bouc.
Il y a lieu de noter que tout excès d'acide carbonique exie une quantité supplémentaire de chaux pendant l'adoucissement, de telle aorte qu'il est préférable d'éviter tout excès âe ce genre ou bien de l'éliminer par dégazage avant l'adoucissement.
Les fig. 3 et 4 montrent deux exemples d'appareils appropries pour l'élimination de la silice avec carbonatation préliminaire
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effectuée en ly-c tc-ips que le contact préliminaire avec la boue lliaÓnésicnne. Cette carbonatation permet d'augmenter très notable- ment la teneur de l'eau en r11a;nésiul,l ionisé, sans qu'il soit besoin pour cela d'un temps de contact prolonge. Il en résulte que le contact préliminaire eau-bouc ainsi que 1 croonatticn peuvent s'effectuer simultanément dans un récipient de très petit volume.
@
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Lorsque l'eau à traiter est par 011c-.±:1O riche en CC on en bicar- bonates, C6 terips de contact peut encore tre deotirté, c'est à dire que les dimensions du récipient peuvent encore être diminuées ou c-nc qu'il est possible de ne pas ajouter du tout de az oarbc- nique.
L'appareil suivant firi. 3 est un Spu1Qing Sodifié comprenant une cuve 28 avec cloison tronconique 29 et agitateur axil 30. La.
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purtiu supérieure 31 de lu cloison tronconique 2g forme une chambre cylindrique déterminée par une cloison horizontale 32 constituant son fond; cette ch:.;.,;brc renferme un éJ.git,Ücur lr grande vitc.se¯¯33 monté sur un arbre tubulaire 34 entourant l'arbre <1e l'agitateur principal 30; comze montré, on peut diiposer des palettes fixes coopérant avec les palettes mobiles.' des agitateurs 30 et 33.
L'eau brute à traiter arrive dans la chambre 31 par la cana-
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irisation 35 en mêcw tCÍ2 que la boue qui provient de li. jorje collectrice 36 par 1 canalisation 37 pourvue due 1 poupe 38. L'aci de carbonique, ou le mélange sazeux l'en f 3rCl'2.n t cc gaz, est 7.i2trf?fi ¯1i dans l'eau par une r::.. l1p6 pcrfo:0c 33. L'eau traitée 6.::m la chambre
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31, ainsi que la boue qu'elle renferme en suspension, s'écoule dans la goulotte 40 et retombe de là à l'intérieur de la cloison
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tsonooniquo 29 par le tuyau. 41. Les agents adoucissants (cmvu:;, chaux doloülitigue, etc...) sont ajoutes en ce ,,1ÔJC point par la c-- nalisation 42. L'eau 0úie et dont la siliee a, été ëliulinee s'échappe en 43.
L'e::cë8 de boue est iridetiagé par la 5urjs 44 8. un débit s:ffisc;i1t pour maintenir dcn l'appareil la quantité de boue voulue. La gorge collectrice 36 peut s'étendre sur tout le pourtour de l'appareil; elle peut être simple ou multiple en vue de recueil-
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lir de la boue a l'état relativement 3 pais.
L'appareil suivant fi. 4 est similaire à celui décrit éi- dessus. On peut le considérer eO'"L10 une modification constructive de l'appareil.usuel pour l'1àJncisse..icnt de l'eau par le procède chaux-soude a froid. Il comporte une cuve cylindrique 45 l'L1f(;;r,:1i.'lt uac cloison centrale cylindrique 4G et un oittod¯â [;,2i:.,1 47 à l'intérieur e16 celle-ci. Una cloison horizontale 46 d.ét6r¯!1Í# une c11J,ulhrc 4.9 ;;I,U soviet de la cloison cylindrique 46 et l'agitateur 47 comporte d,<,-t palettes tro.vill<.nt dans ladite chambre 49. L'eu bru- te arrive dans cette dernière par la canalisation 50. La boue, sou- tirée du fond de la cuve 45 par le tuyu 51 et la pompe 52, est
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refoulée Qans un épaississeur 53 d'où elle est ::mn:c , la chbre 43 par une a;a=aàlà,satisn 54.
L'eau séparée de 1c- boue dwns l'ép&issis- peur 53 est renvoyée a le. cuve 5 par 1d canalisation 5G, ce qui 1vi te tout s1i11aE 'c4 adoucie. Zi ch.xbro 49 renferme une raa- pe perforée 57 pour assurer le barbette de gz carbonique où d'un ï,:ßac 3<.iZcu:: cn contenant.
L'eau prétraitée da.ns la chambre 49 s'écoule par la roulotté 58 avec la bouc qu'elle tient en suspension et elle est conduite par le tuyau 59 à l'intérieur de la' cloison 46 sous la cloison hori- zontale 48. Les agents adoucissants (chaux, chaux dolomitique, etc..3
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sont ajoutes en ce point pur la canalisation 60. L'eu trit0e s'échappe en 61 à la partie supérieure de la cuve 45. On la filtre,
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si lu chose est nécessaire. Cette filtratioii n'et nullement essen tiellc, Mais elle est habituellement' désirable pour éliminer tout trouble dans l'eau traitée.
Il est de plus à remarquer que la filtration abaisse généralement quelque peu la teneur en milice de l'eau traitée.
Les exemples ci-Ç-',Près montrent l'influence de l'addition
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de CC à l'eau pour provoquer la dissolution de .13.Ó"l1ésiUill ionisé avant l'ad oucis S6-J1<;;nt. Bien quo les ,pß..oil: suivant fi. 3 et 4 effectuent cette crbon{1 t tion de l' ç;ll en .fl ,le temps que le contact préliminaire avec la boue, il doit être entendu que l'opé- ration en question peut s'effectuer dans un récipient sépare, avant
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que l'eau no soit -,lise en présence de la boue. Lznx certains cas, cette façon de procéder peut (,lê.Al\:; êtl16 préférable, bien qu'elle exige un réservoir de traitement supplémentaire.
Exemple IV -
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On part d'une (za-ya- brute qui, couille dans Les exemples précé- dents, renferme une dureté totale àô z, 5 iw,/1, dont C,3 de éQi,--¯ ionisé, une alcalinité au j,üêthylor:-.aJ'c de 2, 3 iâv/1 et i- a le if13/1 de silice. On la traite au # carbonique, puis on l'agite avec une boue renfermant environ 3C m,v/l de composés :!u.;;nésiel1s dont gaz provenant de la chaux dolc1Jlitiguc utilisée co:1L::te adoucissant et environ 3J du magnésium ionisé précipité au cours de 1'adoucisse- ment. ¯l.pr8s ce traitement, la teneur de l'eau en Sîk1,3;nJ.siUu1 ionisé est passée à 3,0 mv/l.
Cette eau, avec la boue qu'elle renferme en suspension, est introduite dans la cuve à précipitation dans
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laquelle on aúl8ne de la chaux dolo:"li tique à 32: de 1±j0, le dosage de chaux étant effectué avec un loger excès et la température étant maintenue à 19 C.
La concentration de la boue dans la cuve
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est d'environ 5,3)1 en poids et le tcps de contact d'environ 40 minutes. L'eau traitée présente une teneur en silice de 2,3 à
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3,0 0 'G Il Exemple V -
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On procède de !lîê:.l<" façon que dans le caa précèdent, mais en doublant le teiips de contact entre l'eru et la boue dans la outre précipitation. La teneur résiduelle en silice est de 2 mg/1 et après filtration elle tombe à 1,5 mg/l.
Exemple VI -
On part d'une eau brute comme dans l'exemple IV et on la traite au gaz carbonique en présence. de boue magnésienne assez
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longtemps pour que sa teneur en [l-:1.nésiulÍl ionic6 ..ttElilE: 3,4 v/1.
L'eau est adoucie a la chaux olo2itiguB, comme sus-û6crit, r:1.7.N à une température de 18*C seulement et en présence de 2,9.Ï en poids il 'une boue contenant environ 350 zv/1 ùc COtÜpO és JJ.'::;1éiEh1S dont environ 67Î' provenant de la chaux et 33 du ::.:néa.a.:1 précipite.
Le temps de contact est due 80 minute<, copine dans l'Ei:i.:eÍi191e V. L. traitée présente au sortir de l'appareil une teneur résiduelle en silice de 3,2 :il,;1, teneur qui, 11; filtration, s'.bisse à 1,8 --'.""'/1
Le procède par addition de gaz carbonique constitue un moyen économique et efficace d'enrichir artificiellement l'eau traiter en magnésium ionisé qu'en précipite ensuite pour éliminer la sili-
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ce et les fluorures.
Etant donns qu'il f,u.t précipiter de grandes quantités de magnésium ionisé pour arriver à elit-iiher les fluoru- res, l'emploi cae la earbonatation par gaz de combustion ou autres, en combinaison avec le contact préliminaire de l'eau avec la boue magnésienne, est particulièreuent indique en raison des grandes quantités de magnésium qu'il permet de dissoudre dans l'eau à traiter.
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Dans l'appareil de fig. 5, l'eau brute, préalablement chauffée à plus de 50 C et préférablement à plus de 80 C, arrive par une canalisation 110 dans un petit bac 111 disposé à l'intérieur d'un appareil de précipitation 112 à chaux et à soude . Les boues sont soutirées du fond conique de l'appareil par une canalisation 114 sous l'action d'une pompe 115 et elles sont refoulées par une canalisation 116 dans le bac 111 où elles sont mélangées à l'eau chaude par le moyen d'un agitateur 117 actionne par un moteur ap- proprié non figuré.
Le mélange d'eau et de bouc déborde du bac 111 dans l'appareil 112 oà se fait l'addition de chaux dolomitique et de carbonate de soude par le tuyau 118. L'eau adoucie, et dont la plus grande partie de la dureté a été éliminée, est soutirée par une cloche conique 119 et une canalisation 120.
Le bac 111 assure le contact préliminaire eu-boue et par con- séquent 1'augmentation de la teneur de l'eau on magnésium ionisé.
Une canalisation de dérivation 116a permet de vidanger de façon continue une quantité do boue égle à celle qui se forme par préci- pitation, de manière à maintenir constante la concentration en boue.
Il est important de noter que, quel que soit le composé magné- sien ou le mélange de tels composés utilisé pour absorber la silice, il en faut une quantité plus petite, toutes autres conditions égales d'ailleurs, pour obtenir un résultat déterminé, si on le. laisse s'accumuler dans l'appareil jusqu'à une concentration donnée et cela en dépit du fait que l'épuisement de la capacité d'bcorption de si- lice de tels composés est relativement rapide.
-Le tableau ci-après démontre clairement l'influence de cet épui sèment. Les donnée? qui y figurent ont été obtenues par traitement de volumes égaux successifs 0 'eau pur une même quantité initiale de magnésie calcinée. L'eau à 90 C étit chaque fois agitée avec la bou magnésienne, puis on laissait reposer et on analysait le liquide sur
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nageant. "';>7"4':
"""ù TABLEAU I
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<tb> Nos <SEP> des <SEP> essais <SEP> SiO2 <SEP> initial <SEP> SiO2 <SEP> final <SEP> SiO2 <SEP> éliminé
<tb>
<tb>
<tb> successifs <SEP> mg/l <SEP> mg/l <SEP> mg/1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 15,9 <SEP> 0,8 <SEP> 15,1
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 15,9 <SEP> 1,1 <SEP> 14,8
<tb>
<tb> 3 <SEP> 15,9 <SEP> 2,4 <SEP> 13,5
<tb>
<tb> 4 <SEP> 15,9 <SEP> 10,4 <SEP> 5,5
<tb>
<tb> 5 <SEP> 15,9 <SEP> 13,6 <SEP> 2,3
<tb>
<tb>
<tb> G <SEP> 15,9 <SEP> 15,0 <SEP> 0,9
<tb>
<tb> 7 <SEP> 15,9 <SEP> 15,6 <SEP> 0,3
<tb>
En dépit de cette perte rapide de capacité d'absorption de la silice, on-peut obtenir une excellente divination de celle-ci, si l'on 'maintient dans le système une concentration assez,
élevée du compose magnésien précipité et cela même si la précipitation est relativement peu intense, En réglant la vidange dos boues, on arrive aisément à maintenir la concentration au niveau désire.
Le tableau ci-après démontre l'influence du maintien d'une accumulation du compose magnésien dans le système de traitement de l'eau. Pour chaque casai, on prônait une quantité déterminée d'une eau contenant 15 ùg/1 àe silice dans laquelle on avait neutralise les bicarbonates. Cotte eau avait un pH de 10 à 10,3. On l'agi- tait à 95 C pendant 20 minutes avec un composé magnésion. Dans les essais 1, 2, 8 et 9 il s'agissait de composé frais ajouté avant tressai.
Pour les autres, on conservait la boue accumplée en on vidangeant éventuellement une partie et en ajoutant le cas échéant du compose frais*.
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PABLEAU II
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Estais avec de . 4 ¯ ., v nv,ie grecque calcinée
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<tb> Nos <SEP> des <SEP> Quantité <SEP> Quantité <SEP> de <SEP> Concentra- <SEP> Teneur <SEP> SiO2absorb
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e?sais de corapo- composes ma- tion tota- résiduel- caoyenne successifs sés tia.gn.e- gnësiens vi- le Big/1 le en essais agi siens s.jou- dansés mg/1 S10 zg/1 intërss- 10 1C 4,8 .1 1¯,G>, 25 ¯¯¯ 0 25 o,8 2 j0,
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<tb> 20 <SEP> 20 <SEP> 1,0
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essais avec de 1, sz,c:
Çie calciiiic lourde Nos des ".uz-,n t i t 6 Quantité de Concentra- Teneur Sio 2 Ltbsobée essais de compo- composes 'm- tion résiduel- ¯¯ xocrze ¯ successifs ses .lô.'t1û- gnësiens vi- le 'ls/3,. le en e:w'ca.l,',1 succe,----if S-s zou- 1-110 slcr,8 vi- 100en inté-,. siens ajou- danses r,%à/1 si int ¯¯¯¯¯¯¯¯tés mg/1¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ses.
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10 <SEP> 10 <SEP> 2,3 <SEP> . <SEP> il <SEP>
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25 1 ?5 0,5 S t0, JG
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<tb> 34 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 100 <SEP> 1,2
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1."' 6.cn (:.lè!ltit6 ::'1.,,1tité de C;)!1Ccntr- Teneur SIC '::"D:';o1'- -essais do cO:::lPO- cO"Jor-;éQ ',:1<- tion tota- rVÂ:.it...- b,o :QrQ..r1l1e.
Qucce'="if ces 'iJ- as/ vi- le ./1 le eh .x ::eF1 (".; '-1'""' - J. "'l1- ï:itxî; as/L q.; 1"'-i.','/1 itërea- t r '"" '11 '771 <"u' son.
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45 1- 1 1CC . 5, i ¯ ¯1CC , 3 44-4 9.3
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icuc 1,7 47-50 l.'.,7
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5 1CCC 2,2 54-5B :riz, 7
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Les donnons C1.-Gf""',' indiquent C ¯2a.'='1"' inefficacité beau- coup lu élevée d c i c . iip o z 1 = :1,#¯d =-: =l #> 1 <.#, g n -i , en à ' , <- <c ? r !. termes, Li. a ,>, > i. i t ù da.borptio de 1 1 1 c c ¯j# 1- ii i# à 1 .> v é ; de m'<C1? .ii 1, 1 1 E u=,ii 17 a- - l c ix t i-1 #ùn 5 r 4 u>i .. . ¯ '¯L'. #a. 1 :-: 1 ri x# > 1 lc 1; J J;r ccu..iu.lcr 3.' C ;.:, dit r j# s t 1> ..ic , -3 m i;:p >. r é c 1., celle ..jotc'T de ct.,ébWEi: #.i. - , ;: i -i ; ¯ : 1 e n r f >; ,,=1 J .
" ù:; ; u l. oe ;i , plus on .L :. i x; a c r'::,3cu.<j.ulër de bouc :-.>=: ¯1: i .-i r 1 o =i -ne , #J ìa r ' ' c ± fi cécité du J *? ,, @ .ÀI -Î 0 ' o r r Ô Î " ô T < ) fl Ô o o i '> 1 " é 0,-j ' i " < ?fl ± ré i ç m Le- ±1 d 14 et 15 valsent 1 ' 1 1# 1 ia i= n x ;C f ,¯cii!7.1C'¯. ..1.7..'.1 'le" boucs ;:'u.r i ' < i -: i g -, .j - 4 - de 1 rilic. p , , , i A i --ic, i quatre courbes b i m < c 1; ,r=Lr les à t- :.;i; é x a du t .. ?.> l c - tu. ei-c'Gar L i z ordonnées t' t t 1 '<. ,5' r 1 c. i à iia i 1 #= c silice de 1 ' = . i u t r> 1 t >.l ù t >x :x /1 et les ;;. b =1 e 1 1 : =t <= 1=. Les -iî 1 L i C ;iui v ;; L <. i t z de 1?oe , =#.- ;l z 1 n '. 7.L'CiC'. a, - 1 e i i ; ± e 0 ét,.#'.t ;.#ita#fl.ô.< L;.n.o:i enleva i'ù.i:i-ni-Y#..-,t cu?t' : ll.¯...rv 4 .i=c.1.5 de boxe . f3 E3'?. -1l. i . . - ¯ ..
(3 C L?.ï ' É ' 1 :-id, i j .n i; 1 ce .à r -, L t a t t' , :1 : t' ;a J= ;- .xaJ 1, =,. x 1. ù> t t 1 ù, e z> bouc':- ;,,... ii i 1 ,= àa. i: i à s i c friche et les courber 2,.
.; t 4 correspondent i ir i c .=: . ; où le ,'1,'.2:'i c, v# t i#. l .;; "c 1 . #.:v, en équilibre ELv c c 1 c t ÉÀ c 6 àÀià. L a% L J I. fl du 2 î , 1CC s t 1 C l l =ùi L l i 'ô làtci v %L 1 ü sl t i 1"wi:i-
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1 1 V C "à8U t >i s; courbée de fij: 15 1 .aC. i gc ;# t 1 , . ,=.a " a i t 11 &c ol ;r ,iu;,i unité ù ;j 'j.'idsic lourde yJl6.r..u. .,...'d i-0.J le'F..
L.1.V 7 tl.;..a 1; 1 ;; ;¯ - r, r. # e c :-jà 1 - t 1 a i? <z Cj.T, hi É.4.' a il 1 c e u.'o z n riJ 1; par :=? i 1 1 1 l çui ug 1 .- #;t 6.c .n i¯,i é -¯ i ce .i . z i r: .. b .. .; ,, . ,j ç : ; oorrpcnLcnt u. . ?,CL.L?..¯7.?:; '' . '' !' y , ; j j ; ,K =. , ,fl -: .....,'l m 1 - -q fl.i.?i; le y-'teî.T.c r>k, ;iiil16ejaivalr;;<ir;, Le':' courber. cor- rc'*ondc-n.t r <- <j >.: e t 1 vx. :> ;<..?t a t rs- it < ,; =i"c e ' "ai:c c i:o. renfermant 1 5 -:;à /1 é, i= rr 1 1 1 c c ;,= v <- c 6. c t- t < J;. =cai #; i ± .# i ù>a 1 1 1 x: 1 # 1 1 , 3 ; 4 1 t 5 .:1ig/1 - = 1 ' <. éz.=- i'4.i;, yppeilcr que 1 fi g . Ç ioe i#;
x >: 1 x centre e l ,- 1 1 z ; x. i? .t 1 ' î =-i- flu.cncc il s le. tË',:3 d''r.bd.'. <.i> 1( phjiioënc c d. ' u, b < =ù i? #> t 1 o =m de 1 nilicc par In : t.ic.is u.' 1 fij. 13 contre cette / Za,'y.#é,:sli= ce d. ;-#i, s le eus ça l'on procède pr précipitation î: é1 =.i=:/:"i à z iu±
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ionise.
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Ln L1E,..6C (.l..Yw'C,. Lilv.6i\¯ c 1 - K.a i b <- à. ;i:#:: eJ< i ; %u L 7 r. ô. c t r#- 1 t c. uc .:?t #; iii i? #>.:?t 1 ' ini; ;i nt fi o n ; effectuée température à l g Y.é = : la VII - Cn. part in t i..1 ;ài;. brute r<.nf<;r. :;.-?'1 2,3 .nii/1 de durcie totale.,.. f1¯t C3 >#>ir /1 &c :#ig jn >1 x i u,:; '1 o *#1 #; à , 2,3 :.#ii. 6. ' #. l c z '-i n i t <3 :ù.u ,1],-â',i:y.'oiI''c<. ô: c t environ LG ùiy /1 de eilicc. 0 -#=À t i cette <Lu.
.rif-"1¯ iïtl au' 9î- C avec C , 1 2)1 en J3I . 6 c bouc àiùô:= ù s 1 >ii ;n c jj i .:xî, u =¯J t 4C i,à nut c z , bouc provc,uT.t 60 1- ' :=: a i--..iu.la t 1 o n d c précipites F, ' s :ù é ra t 1 vi-# prccd&ctc-r* n u r 1 >, ' :Q ..iz <# ¯i-u, , rjnfcr't environ 3 3 J . copo- ç';:ç: al¯,¯^.,','7.ie. et fl71' d. =- co ii p ? z G c ci;J- c 1 ji#c i= , prineips.Lcsct du carbonate, ?oit x.:?irirl:, l8 mv/1 dc Cn .. jt.tv 'cl.-.
2CO .>îg #>i,r .3.' 'fô 9 6-c chaux f :.û;i i. G1.C contenant environ 32 àc 1.13y afin àc précipiter 1 i=r=ti. On sitc encore, :J=.<><.-i>t 20 t3inu.tc e¯ p i 1; > cctts .- à o u, .i= <; : ia i z on l ù i t.; z a ec -' 3G .limites et on filtre. LI traitée ne renferme .'a1.7; ;=u-= 1,G' g/l 6Lc mili- ce.
'Txo.1 VIII - Cn 1-j ti'u#=j. ej.i b r -LLt nanf.ir;aiiat 2, 12 /1 de dureté totale
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ont 03, :.;i# /1 de .;>=1ia ± v iaxi ionise, 2,3 ;x ,r /i d ' =: î c -. li -ii t 5 -thylorn- je et environ. 16 /1 à 5-Lliee. Cn li traite à "Î-cc pan de 1- chici# doloitiau. environ 3S,- ?.1jC , 3.4si't 2CC iïi lc- Cil',qt par Utre E.' ..V .L 1.¯âE . i.\ ,.1.'..1 d #; r % =. 1 ' c j -? ii, t de chu on i .; é 1 =, :zjc 1 , L 2fifl..o n a n i S # de. lù uS. à: e ù n .n 1 .1 1 1; <= ,iG. i.i? t Le" -:J .l ù? .. t 1 #> a <... ,.aEl.1'! ¯a1--, ttJ v ? G qui ,> ce il s < c #;t <. 1 ' 1.:.i = ? ir -- -J 1 7 , 5 ir /1 cLc n#in ± <> 1.ù,: ; cent 3,: G o¯ venant 1. G le. précipitation 6. n >:¯n;; 1i¯:.a 1 a :; î r :1 o ii= 1. x> 1 -t 5 prû- vcnc-iit é x 1 a v' 1:, i.. ù- Jl o ::à t 1 qur . E=; p3id.-, 3 Cf à e. 1 b3u.c zozo i¯i ;.
G 0 -ii 0 .j::T.dr'ic... et 70/1 Ces! a n;i;> n r à : # o à L a 1 g¯ui a , surtout Éi.L: carlâcmac.. au- cet c x # c ::±- L z cet àài t ± # ç ;r- d, i. ;t 10 -ut p-niT. on lù 1 q #a c reposer GO minutes, en ù .J c =a t e et on filtre. Lu t c n< >r r ù, i 1 ùu= 1 1 ca; milice de l'c traitée (..c:t de 1,5 ::a/1 Bien. 1.1<, l é '1 l:âc^3-;ßJ.C qnl :J ? à O # Ù. Ùlfl 1 t C. T é f 1 ï ù "=Ù a Ûll fi t 5 C Ô ô, é discontinu., il doit 2 t r e entendu llTl.i6.'-.' va l c iit éja L c ic nt t'u='..:1 on 'trt: .:1..'s on continu., 6.;=¯â .<â¯1 . à ,t. 7. d'u.n appariil Cù... ¯¯¯ , c celui de 1 1 J 1 'v^fû.L suivait l'invention est c i' ;Jn c t 1 o niJ c. i,ic ri t et économique, particulièrement <iac.:;ù il est employé C::!Cil4ü.:1Clt v&c ua prooJd6 1: ' jzà o uc i i a c .#ic i; t chu-con&e.
On rei.j.rou.cre. que 1 ' : ¯Jp a r ci 1 e 0 uanc 1 1 <,:1> #; t pour 1 ' ée n uci -. z i a<: #it é. c 1 ' eà.u peut zéro 'rG1..C.1 '''. utilise r.= i :"1 z ¯:1C(î.iii:<¯iC,îl.'' lit i 11 c, oc qui facilite e o>i ;z i G C ii- ù 1 r, : ae #a t 11 t i 0 -i p c# #Q ù.:: .. p j< o oe t u procddus connus c ;ii ùi a<iL C; x; i., p ;p i. i c. i 1 z a î 2; encombrants et l 'a''? l. ..c Un 1 t, e 7 important de y iilt G1 s7ï. cet Qu'il ne f ,t L t pas plus de ci:au;; (?ulil n'en faudrait, pour ¯¯:.: ß l'adoucissement tL, n à l i nî- m¯ô¯ t 1 o i; ù c silice, uf .cr;cßutcn ajoute du CC" pour accroître LU teneur do 1 ' 1 iu,. en 1.T<.,¯gii à z i ià;ii 1 c :; 1 s à .
Ceci .'c:;pliq'!i(. par oc C17,. -ait-4 .=.'t1' le procède i:'..¯ula¯c7.:i.âC..lr¯:7't ordinaire, chu2,, <c:t -joutdu pour convertir le bicarbonate ct 00 libre aàrbJ;1-t< selon 1<,< équations >;u±v-i;tcsi
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C02 + Ca (OII) 2 #####-# C03Ca + H20 2CO3II + C(oH) -----'7 G0' C== + C03 + 1,20 Quand av,-,-ut 1'ô-.ùGition de ctu l'o;E.. est mise on contact avec une bouc riche en ü1né:Jiu.i:1, le C02 et le bicarbonate réagissent sur 1 bouc avec formation de c3.rbonj.tc de ,x..1sic.. suivant les
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formules:
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C02 + Eg0 #-##... C03Ug C03ff + J.O -=##--#### Co3'; + C03 + Ho Le carbonate de 3ilci 4yiai forG n'exige pas plus do chaux pour sa dJco:J1poci tion que n'cn auraient exi.:;ê le 3<.1,Z carbonique et 1& bicarbonate qui ont servi a sa formation.
Il va d'autre prt oans dire q:c la description qui précède nu. été clol1.i1;;;o ou.'à titrc t1Tee-'Dlc et qu'elle nu limite nullement l'invention dont on ne cotirait p:1:s Ci} l'C"l;ls,ÇD.1'lt Icc clCt5.i1:: dcsution décrits par tous autres équivalente, 110tG.,l;--'lC!1t :.1 ce qui concerne l'a;,arailla; noo6.GGu.irc. pour effectuer les réactions, ceux indiques ne C,-t6 que l.D-rec cßu'il: lar;i^ct, pour l'instant du :1101;18, Pire les plu" appropries u but recherché..
D'au- tre part, ct ainsi qu'il va de loi, l'iw:tioi ;loc non seule:cn le procède -lu2-ddorit à trG.itVtl::::1t de ItC'Éri: t1 vue ë.'C:1 éliminer la ailic( ou les fluorures ou lcs deux E:idultc.:;,:1ô;..c:t 5a,i' le 'lQj7Cl1 de 1;;..Ü r;c. en contact avec isz;> bouc rl .:;n.ÓicL1!.1C ou 1#1 précipitation de cO;'1]006;:: i,¯;Il'1G.' ou les deux, éventuellement en 18¯1e t c i,.1:) eue ldoci.":3c"'i.cnt ;t y7ï"':J, '7.1 jy t. lieu, un '<1.t"".t ..c, t'colle sus- C-::pO['t" jaic encore le 'dP.9r(i::. proprcc 1., ;,,11;'0 en oeuvre dudit traitement Limi que les installation- comportant de tcla ;ßCy;'E:i.