BE475036A - - Google Patents

Description

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D'IONS.

  
Il est bien connu que les acides peuvent être éliminés

  
de l'eau ou autres liquides en faisant passer ceux-ci à travers des couches granulaires de certaines résines synthétiques, dont

  
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divers oxydes ou hydroxydes, tels, par exemple, que les oxydes

  
ou hydroxydes de bismuth. Le mécanisme exact grâce auquel ltacide se trouve éliminé n'est pas déterminé de façon certaine, mais

  
que cette élimination s'effectue par adsorption ou par échange d'anions, le résultat est que l'eau effluente sort pratiquement libérée des anions d'acides forts jusqu'à ce que la matière 

  
active soit épuisée. En pratique le procédé est toujours mené jusqu'au point d'épuisement, généralement déterminé par observation du pH de l'effluent, puis la matière échangeuse- est régénérée, le plus souvent par le moyen d'une solution de carbonate

  
de soude quand cette matière est une résine. Le procédé est donc

  
cyclique. 

  
L'eau effluente renferme normalement du gaz carbonique en solution et, si la chose est désirable, elle est soumise à .une aération qui l'en débarrasse. Quand il est nécessaire d'avoir de l'eau avec un pH d'au moins 7, il faut généralement ajouter de petites quantités de soude caustique pour neutraliser les traces de gaz carbonique résiduelles après l'opération d'aération.

  
La demanderesse a remarqué que, quand on les traite ou qu'on les régénère avec un alcali caustique, les matières actives du genre en question éliminent les unions des acides faibles aussi bien que ceux des acides forts, mais que le processus d'échange est sélectif en ce que les acides faibles éliminés

  
en premier lieu sont ultérieurement chassés en faveur des acides forts. L'invention consiste précisément à arrêter l'écoulement de l'eau ou autre liquide renfermant à la fois des acides forts et des acides faibles, avant que l'effluent ne renferme une teneur appréciable en acide faible, puis à régénérer la matière

  
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L'invention peut s'appliquer au traitement de tout liqui-, de renfermant des acides éliminés de façon sélective, c'est-àdire de telle m&nière qu'un acide faible éliminé pendant le passage des premières portions de la masse liquide traitée, soit ensuite chassé en faveur d'un acide plus fort pendant le passage

  
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particulièrement applicable au traitement de l'eau brute pour éliminer l'acide carbonique (gaz carbonique dissous) ou l'acide silicique (silice dissoute)" en plus des sels minéraux généralement éliminés par passage de l'eau successivement à travers des échangeurs de cations et des échangeurs d'anions. Ainsi,

  
si l'eau est d'abord passée à travers un lit échangeur chargé

  
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geurs d'anions ne renferme une teneur notable d'acide faible.

  
En d'autres termes, on arrête l'écoulement au moment où la matière active est saturée d'acides, mais possède encore un pouvoir d'échange en ce sens qu'elle retient les acides sulfurique et chlorhydrique en échange de l'acide carbonique qu'elle a déjà éliminé de l'eau écoulée.

  
L'invention peut être mise en oeuvre de différentes manié*res. Si l'on désire éliminer substantiellement tout le gaz carbonique en même temps que les acides forts dans une installation prévue pour réduire à une valeur négligeable la quantité totale des solides dissous, et comprenant un échangeur chargé d'ions hydrogène et un échangeur d'anions en série, on peut très sim-

  
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dinaire. En fait, ce qui est nécessaire, c'est une capacité d'échange supplémentaire dans l'échangeur d'anions, la capacité de l'échangeur d'ions hydrogène restant sans changement* Toute" fois, en pareil cas il est avantageux de disposer également les liaisons d'écoulement de telle manière que la solution régénérant te ooule dans l'échangeur d'anions en sens inverse de l'eau traitée. La raison en est que lorsque la substance active saturée d'acide carbonique est régénérée par un alcali caustique, préférablement à la soude caustique, celle-oi sera transformée en carbonate de soude durant son passage à travers la partie du lit traversée eh dernier lieu par l'eau traitée, puisque c'est cette partie qui renferme l'acide carbonique.

   Le carbonate de soude formé dans cette partie sert ensuite à régénérer la partie du lit saturée d'acides chlorhydrique et sulfurique.

  
Comme premier exemple du procédé suivant l'invention, on prend comme matière d'échange d'ions hydrogène un charbon sulfoné et comme matière d.' échange d'anions une résine du type métaphénylènediamine. Les pouvoirs d'échange de ces substances sont tels que dans un procédé de déminéralisation en deux phases pour l'élimination de tous les sels minéraux dissous d'une eau brute déterminée, les volumes à utiliser seraient dans le rapport

  
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tel rapport, les deux substances seraient épuisées simultanément et devraient être régénérées en même temps, Dans le présent cas, le rapport est élevé de 1,4 volumes de résine par volume de charbon sulfoné; on prend par exemple 113 litres de la première et 83 litres de la seconde. On dispose ces substances dans des colonnes et on commence par les traiter pour les mettre dans l'état activé approprié, en employant de l'acide dilué pour le charbon et 45 litres d'une solution de soude caustique à 10 % pour la résine, cette dernière solution traversant la matière active de bas en haut. On lave le lit d'échangeur d'anions

  
par de l'eau préalablement passée à travers l'échangeur d'ions hydrogène. 

  
On fait alors passer de l'eau brute successivement à travers les deux lits filtrants. Un essai montre qu'entre les deux lits filtrants l'eau renferme 15 parties par 100.000 de gaz carbonique. On obtient à la sortie de l'échangeur d'anions
4.400 litres d'eau entièrement débarrassée d'acide minéraux

  
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commence ensuite à s'élever de façon sensible* truand cela se produit, en indiquant par conséquent le déplacement de l'acide carbonique par des acides minéraux, on régénère la couche de résine à la soude caustique de la même manière que lors du traitement initial et en même temps on régénère la couche d'échangeurs d'hydrogène par le moyen d'un acide.

  
On peut envisager une réduction du volume de la couche d'échangeur dénions lorsque l'effluent acide de la couche d'échangeur d'hydrogène est aéré pour en éliminer la plus grande partie du gaz carbonique avant qu'on ne le fasse passer à travers l'échangeur d'anions. Une telle aération est particulièrement avantageuse quand on cherche à éliminer la silice de l'eau, car ainsi le passage subséquent à travers la couche d'échangeur d'anions ne sert pas seulement à éliminer les traces de gazcarbonique restant dans l'eau, mais aussi la totalité pratique de la silice. L'eau obtenue possède une réaction substantiellement neutre, de telle sorte qu'on évite la nécessité d'une ajoute

  
de soude caustique.

  
Un second exemple montrera la mise en oeuvre d'un tel procédé. On fait passer de l'eau à travers une couche de substance échangeuse d'hydrogène, puis on souffle de l'air dans l'eau ainsi traitée pour en éliminer l'acide carbonique. A ce

  
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caustique à 3% et lavée par de l'effluent de la couche d'échangeur d'hydrogène, comme dans le premier exemple. Durant l'essai on maintient une vitesse d'écoulement de 50 cm par minute. L'effluent ne renferme que 0,1 partie de silice par million pendant le passage de 50 litres d'eau traitée; après quoi la teneur en silice commence à s'élever. On régénère alors la couche.

  
Au lieu d'utiliser un échangeur d'anions relativement important, on peut employer deux couches de matière éohangeuse disposées en série, la première servant dans un cycle complet

  
à éliminer seulement les acides forts à la,façon usuelle, et la seconde servant avant tout, voire même uniquement, à éliminer

  
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ble à l'élimination de la silice.

  
En pareil cas, le second échangeur d'anions peut être régénéré à la soude caustique et le premier par l'effluent de régénération du second, avec addition dtune quantité suffisante de carbonate de soude pour l'obtention de la quantité habituelle ,de régénérant. quand on met l'invention en oeuvre de cette manière, la seconde couche peut n'être jamais traversée par de l'eau renfermant des acides forts, puisque l'écoulement à travers les deux couches peut être arrêté avant que l'effluent de la première

  
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laisser L'écoulement continuer jusqu'à atteindre le moment ou

  
la seconde couche est sur le point d'abandonner des acides faibles en faveur des acides forts. 

  
Quand on utilise deux couches d'échangeurs dénions en

  
série, l'eau peut -être aérée soit à son arrivée à la première couche, soit durant son passage de la première, à la seconde,

  
de manière à éliminer autant de gaz carbonique que possible.

  
Comme troisième exemple et pour montrer ce mode de mise

  
en oeuvre de l'invention, on fait passer de l'eau à travers des couches d'échangeurs d'hydrogène et d'échangeurs d'anions dispo&#65533; sés en série, puis on la soumet à un processus d'aération pour éliminer l'acide carbonique" ". ce point, comme dans le second exemple, l'eau traitée renferme 20 parties par million de silice.

  
On la fait alors passer à travers une couche de résine de

  
guanidine exactement comme dans le second exemple. On peut faire

  
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fluent dépasse 0,1 partie par million de silice. Il est alors nécessaire de régénérer la couche 

  
L'invention est particulièrement avantageuse pour l'élimination de tous les solides dissous dans des eaux n'en renfermant qu'une faible proportion, par exemple moins de 150 parties par million.

  
Il va d'ailleurs sans dire que la description qui précède ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par

  
tous autres équivalents. 

  
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Claims (1)

1. <EMI ID=15.1>

   de l'eau ou autres liquides renfermant des acides forts et des acides faibles, consistant à les faire passer à travers des substances éohangeuses dénions préalablement traitées ou régé&#65533;

   <EMI ID=16.1>

   que l'effluent ne renferme -une quantité notable d'acide faible, puis à régénérer les substances échangeuses à ce point du cycle.

   <EMI ID=17.1>

   qu'on l'utilise pour éliminer l'acide carbonique ou l'acide silicique d'une eau provenant d'un échangeur d'hydrogène.

   <EMI ID=18.1>

   qu'on utilise deux couches d'échangeurs d'anions à travers lesquelles l'eau passe successivement, la seconde couche étant traitée ou régénérée à l'alcali caustique, et l'écoulement étant arrêté avant que l'effluent de la seconde couche ne renferme de l'acide faible ou que celui de la première couche ne renferme de l'acide fort.

   4. Procédé tel que revendiqué sous 3, caractérisé en ce que la première couche est établie de manière à retenir tous les

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   faibles, les deux couches devant être régénérées en même temps.

   5. Procédé tel que revendiqué dans les revendications précédentes, caractérisé en ce que pour la régénération on fait passer la solution régénérante caustique en sens inverse du trajet de l'eau traitée.

   6. Procédé tel que revendiqué dans les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on élimine la plus grande partie de l'acide carbonique de l'eau par aération ou autrement avant de la faire passer sur les éohangeurs d'anions ou sur la dernière couche de ceux-ci dans le cas de deux couches.