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Par suite de la longue,période de contact avec les diverses couches du sol, les eaux souterraines et de sources con- tiennent des sels dissous et des gaz, qui ont des effets défavora- bles en tant que formateurs de calcaire et de corrosion et un trai- tement de l'eau brute est nécessaire pour leur séparation. Les sels formant des incrustations sont principalement des composés carbo- nés et sulfurés du calcium et du magnésium. Dans le but d'adoucir l'eau, ces sels doivent être précipités et la boue en résultant est séparée par filtration. Outre l'adoucissement, il est aussi nécessaire, pour de nombreuses eaux, de précipiter et de séparer
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les composés de fer et de manganèse et certaines substances hurai- ques.
Les eaux de consommation utilisées à des fins techniques doivent en outre être exemptes d'oxygène et d'acide carbonique a- gressif. L'eau potable, par contre, doit être exempte de germes.
Pour dësacidifier,l'acide carbonique libre contenu dans l'eau bru- te doit être séparé. Il est connu de combiner la désacidificàtion avec la précipitation des sels de fer et de manganèse et la sépa- ration de la boue.
L'invention est relative à une amélioration des procédés de traitement, qui ont trouvé, pour les raisons prétitées, une utilisation très étendue ces derniers temps et dans lesquels l'on faut usage d'une masse active, par exemple magnésique, comme couche filtrante.
L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
La masse magnésique est obtenue par combustion de dolomite, qui est constituée, comme on le sait,d'un mélange de carbonates de calcium et de magnésium. La combustion a lieu à une température comprise entre 200 et 2500 C, le carbonate de magné- sium étant alors transformé, par dégagement d'anhydride carbonique, en oxyde de magnésium,tandis que le carbonate de calcium reste in- tact, car des températures de plus de 8000 C sont nécessaires pour son oxydation.
Dans les procédés connus antérieurement pour la désacidification au moyen d'une masse magnésique, l'on utilisait exclusivement des filtres à déversement. Ceux-ci sont constitués par une couche porteuse en gravier ou matière analogue et une cou- che de masse magnétique déposée par dessus. L'eau brute pénètre dans le filtre au-dessus de la couche magnésique active et ressort en dessous de la couche de gravier. Afin d'éviter que la masse ma- gnésique ne parte avec le filtrat, elle doit avoir une grosseur de
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grains de 0,5 à 2,0 mm. La surface active d'une matière granuleuse est cependant relativement faible par comparaison avec une matière pulvérulente, de telle sorte que pour obtenir le contact nécessai- re, l'épaisseur de la couche de matière active doit être très gran -de.
Etant donné d'autre part que la dimension des pores dépend de celle des grains, les filets d'eau traversant la matière de fil- tre granuleuse sont aussi relativement larges, de telle sorte que pour cette raison également la voie de filtrage, c'est-à-dire l'é- paisseur de la couche filtrante, doit être grande. Etant donné que la couche magnésique se consomme progressivement pendant le fonc- tionnement du filtre, l'on doit prévoir, pour assurer l'épaisseur minimum requise de la couche et avant le début du fonctionnement du filtre, une certaine réserve et effectuer, pendant ce fonction-, nement et à des intervalles déterminés, un déversement complémen- taire. Il en résulte que l'épaisseur effective de la couche doit toujours être plus grande, pour des raisons de sécurité, qu'il ne serait nécessaire pour la désacidification elle-même.
Avec une vi- tesse de filtrage de 10-15 m/h, une'couche magnésique de 2-3 m est nécessaire, d'où l'on peut compter sur un temps de séjour de l'eau dans la couché active de 12 minutes. Un filtre ayant une capacité horaire de 1 m requiert une quantité de masse magnétique d'environ 250 kg, de telle sorte que le volume nécessaire pour de telles ins- tallations de filtrage est très grand.
Le long temps de séjour de l'eau dans la couche ac- tive a un effet très désavantageux. Les composés de fer et de man- ganèse précipités se déposent sur les grains magnésiques et les ren dent inactif s. Il est par conséquent nécessaire de temps à autre de, nettoyer le filtre par reflux avec le filtrat. Afin d'augmenter l'efficacité du rinçage par reflux, l'on introduit dans le filtre de l'air comprimé par des tuyères au fond du filtre, les grains magnésiques étant ainsi agités et désagrégés. Cette agitation en-
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gendre des déchêts qui sont emportés par l'eau de rinçage.
Afin d'éviter qu'une partie des déchets ne sorte avec le filtrat après la reprise du fonctionnement du filtre, un rinçage prolongé par reflux est nécessaire après avoir effectué l'aération, ce qui si- gnifie une consommation très élevée en eau de rinçage. L'on connaît des installations de traitement d'eau dans lesquelles l'on procède en permanence au nettoyage d'un filtre parmi cinq, tandis que deux autres filtres fournissent l'eau de rinçage nécessaire au nettoya- ge. La capacité d'une telle installation est done excessivement di- minuée par les grandes quantités d'eau de rinçage, indépendamment du fait que les pertes en masse magnésique par entraînement sont très sensibles et contribuent à l'augmentation des frais de fonc- tionnement.
Suivant le genre et les quantités de matières étran gères présentes dans l'eau brute, un filtre à déversement doit ê- tre totalement vidé à des intervalles plus éloignés et être rem- pli de matière fraîche, car la consommation et l'inactivation se produisent parfois si rapidement que la pleine capacité ne peut plus être rétablie par les mesures de nettoyage précitées et le remplacement périodique de la quantité consommée. De ce fait, une grande partie de la quantité de base de la matière magnésique est perdue. Un autre inconvénient des procédés connus réside en ce qu'après chaque opération de rinçage et après chaque addition de masse magnésique pour remplacer la quantité' consommée, les filtres à déversement doivent être remis en service, c'est-à-dire que le premier filtrat doit être jeté.
Tous ces inconvénients sont éliminés par le procédé suivant l'invention.
Une caractéristique essentielle de l'invention con- siste à remplacer la matière magnésique à gros grains par une ma- tière pulvérulente, ce qui augmente fortement la surface efficace
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et,réduit l'épaisseur nécessaire pour la couche. Etant donné que, par suite de la finesse de la matière active, les pores sont éga- lement très fins, le contact nécessaire peut être établi sur un parcours relativement court. Une désacidification complète est ob tenue avec une vitesse de filtrage de 2 m/h et une épaisseur de- couche de 2 mm, ce qui correspond à un temps de séjour de l'eau. dans la couche active de 3,6 sac.
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Une autre caractéristique de l'invention réside en ce que la masse magnésique pulvérulente est délavée sur des man- chons de filtre sur lesquels l'on a déposé d'abord une couche de base, par exemple en terre d'infusoires.L'eau brute est alors chas- sée de l'extérieur vers l'intérieur à travers la couche de filtra- ge, de telle sorte qu'elle traverse d'abord la couche magnésique active et ensuite la couche de base. Le bref temps de contact et l'existence d'un alluvion auxiliaire de filtrage ont un effet très avantageux.
Tandis que l'acide carbonique libre forme avec l'oxyde de magnésium de la masse magnésique, en présence d'eau, du bicarbo, nate de magnésium soluble à l'eau, c'est-à-dire qu'il ne produit pas de précipité, les composés carboniques du fer et du manganèse sont précipités par contact avec la couche magnésique. Etant donné que la formation des flocons des sels de fer et de manganèse pré- cipités nécessite un certain temps, le temps de séjour de l'eau ' dans la couche magnésique étant cependant très court, la sépara- tion des sels précités n'a lieu qu'après la traversée de la couche active, c'est-à-dire dans la couche de filtrage auxiliaire, de tel' le sorte qu'une inactivation de la poudre magnésique ne se produit pas.
L'alcalinité de la masse magnésique provoque en ou- tre une séparation en flocons des particules en suspension finement dispersées, avec lesquelles l'on retient simultanément une grande partie des germes présents dans l'eau brute dans la couche de fil- trage, car de tels germes sont supportes, de façon connue, dans une' grande mesure sur des saletés servant de porteurs.
Le procédé suivant l'invention entraîne, en combi- naison avec le dispositif décrit et par rapport aux procédés con- ventionnels, les avantages suivants :
L'on utilise comme masse de filtrage active une mas- se magnésique pulvérulente, qui était considérée précedemment com- me produit de rebut.
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Grâce à l'augmentation de la surface active, l'on peut réduire fortement aussi bien l'épaisseur de la couche que le temps de contact. Ceci signifie une économie en matière magnésique et une réduction du volume requis.
Une perte de masse magnésique par entraînement par friction est exclue.
Une perte de masse magnésique par suite de l'inactit vation, qui rend nécessaire dans les filtres à déversement un rem- plissage nouveau à des intervalles de temps déterminés, est exclue avec le procédé suivant l'invention, car les sels précipités se déposent sur la couche de base et non pas sur la couche active. n'
Une mise en service du filtrage est également pas nécessaire, car le filtrat sort immédiatement clair après dépôt des alluvions. La perte de filtrat entraînée par la mise en train du filtrage est par conséquent évitée.
Le fonctionnement est simple et économique.
Le dispositif destiné à la mise en oeuvre du pro- cédé suivant l'invention est constitué par exemple par un filtre à alluvion ,dont le carter ou l'enveloppe de filtrage comprend un fond intermédiaire, qui sépare l'espace interne en une chambre pour l'eau brute et une chambre pour le filtrat. Dans le fond ou la cloison intermédiaire sont pratiquées des ouvertures pour l'in- troduction de manchons de filtre, qui sont simultanément fixés de façon étanche à la cloison intermédiaire. Les manchons de filtre sont constitués par un tissu serré de matière ne gonflant pas et sont étirés sur des ressorts en spirale servant de corps por- teurs, de telle sorte qu'ils sont élastiques aussi bien radiale- ment qu'axialement.
Sur un alluvion de base, par exemple de la terre d'infusoires, l'on dépose la masse magnésique pulvérulente en tant que couche active et ce par délavage. L'eau brute traverse la cou- che de filtre à l'intérieur des manchons et parvient dans la cham-
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bre au-dessus de la cloison intermédiaire, de telle sorte qu'il subsiste dans la chambre de filtrat un coussin d'air. La masse ma- gnésique consommée peut être remplacée à des intervalles de temps déterminés sans interrompre le fonctionnement du filtre, par en- traînement dans l'eau brute.
Lorsque, après un temps de fonctionne- ment assez'long, la capacité du filtre a trop baissé par suite du bouchage par les matières solides précipitées, la garniture de fil- trage est rejetée par choc, après arrêt de l'alimentation en li- quide, en déchargeant brutalement du côté d'admission. Les sale- tés peuvent être retirées du fond conique du récipient de filtre et le fonctionnement du filtre peut être repris après un nouveau délavage.
Une installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est représentée à titre d'exemple non limita- tif au dessin annexé.
Le récipient de filtre 1 est divisé par une cloi- son intermédiaire 2 en une chambre 3 pour l'eau brute et une cham- bre 4 pour le filtrat. Dans la cloison intermédiaire 2 sont prati- quées des ouvertures pour la mise en place de manchons de filtre 5, qui sont étirés d e façon élastique aussi bien radialement qu'axialement sur un ressort en spirale. Le tuyau d'admission 6 pour l'amenée de l'eau brute débouche dans le fond conique du ré- cipient de filtre 1 et son ouverture est utilement dirigée vers le bas. De ce fait, les parties de la couche de filtre qui se sont déposées sont agitées et remises en suspension. La vanne 7 dispo- sée à l'extrémité inférieure du fond conique sert au secouage et à l'évacuation des matières solides. A la chambre de filtrat 4 est raccordé un tuyau d'évacuation 8.
Le point de raccord se trouve au voisinage de la cloison intermédiaire 2, de telle sorte qu' un coussin d'air est maintenu dans la chambre 4.
Avant la mise en route du fonctionnement du filtre, l'on délave d'abord la couche de base et ensuite la couche magnési
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que active. Dans ce but, le récipient de filtre 1 est rempli d'eau pure, la vanne 7 étant fermée, à partir d'un récipient sous pres- sion, non représenté, par reflux. Dans les récipients de dosage 9 et 10 sont déposées la masse magnésique et la terre d'infusoires.
Les robinets 11, 12, 13 et 14 sont ouverts, les robinets 15, 16, 17 et 18 devant être fermés.
L'eau brute chassée dans la ,conduite 6 à l'aide d'u ne pompe non représentée traverse, dans la position représentée des robinets, le récipient doseur 10 et dépose la terre d'infusoi-' res sur les manchons,de filtre 5. Après l'exécution du dépôt de base, les robinets 15, 16 et 17 doivent être ouverts et les robi- nets 11, 12 et 13 fermés, de telle sorte que la couche magnésique active est alors déposée en tant que seconde couche sur les man- chons de filtre. Le liquide parvenant pendant le délavage dans la chambre de filtrat .4 est évacué dans le canal d'égoût par la soupa, pe 14 ouverte et la conduite 19 ou est renvoyé vers l'eau brute.
Après achèvement de l'opération de délavage, les robinets 14, 15 et 16 doivent être fermés et les robinets 11 et 18.ouverts. L'eau brute s'écoule alors par la conduite 6 dans le récipient de fil- tre 1, traverse les manchons de filtre 5 et est évacuée en tant que filtrat hors de la chambre 4 par la conduite 20 et envoyée au récipient sous pression. Afin de remplacer la masse magnésique se consommant 2, l'on peut fermer pour de courtes périodes, sans in- terrompre le fonctionnement du filtre, le robinet 11 et l'eau bru- te est envoyée par les robinets ouverts 15 et 16 dans le récipient doseur 9, de telle sorte qu'il se produit un nouveau délavage.
Lorsque, par suite du dépôt de matières solides, les manchons de filtre sont bloqués à un point tel qu'un nettoyage du filtre devient nécessaire, il convient de fermer d'abord le ro- binet 17 et de bloquer par conséquent l'admission en eau brute.
Sur le côté interne des manchons de filtre 5 appa- raît alors la surpression du récipient sous pression, qui provoque,
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lors de l'ouverture brusque de la vanne 7, en coopération avec le coussin d'air comprimé dans la partie supérieure de la chambre 4, une expansion radiale et axiale du tissu élastique, ce qui rejette la garniture. Après répétition des chocs, le robinet 18 doit être fermé et l'eau brute est évacuée du récipient 1 avec les saletés.
Le filtre doit -alors être à nouveau regarni par d élavage .
Au lieu d'une masse magnésique, l'on peut également déposer par délavage de l'akdolite comme masse active. Dans le cas où.Il,eau brute ne contient aucun composé de fer et de manganèse c'est-à-dire qu'elle doit uniquement être dèsacidifiée, l'on peut également déposer de la poudre de marbre comme moyen de désactidifi- cation sur les manchons de filtre.
REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'eau à l'aide de filtres à délavage, caractérisé en ce que l'eau brute traverse d'abord une mince couche de matière active pulvérulente, par exemple une masse magnésique, d'akdolite ou analogue, et ensuite une couche de base en terre d'infusoires ou matière analogue, l'acide carbonique li- bre formant alors, par contact avec la masse active, des sels so- lubles à l'eau, tandis que les composés de fer et de manganèse pré- sents dans l'eau brute sont précipités et recueillis sur ou dans la couche de base.