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PROCEDE ET APPAREIL POUR LE TRAITEMENT DES EAUX DIFFICILEMENT COAGULABLES,
SPECIALEMENT LES EAUX POTABLES, EN VUE DE .LEUR FILTRATION.
Il est bien connu que les eaux contenant du fer en solution col- loidale sont coagulables par l'utilisation de floculants tels que les sels de fer et d'alumine. Après la coagulation, les eaux pevent être filtrées sur un filtre à sable ou analogue,de préférence après une'période de repos pour effectuer une décantation avant la filtration finale.
Cette coagulation connue exige d'amener l'eau, si elle ne s'y trouve déjà, dans une zone de pH favorable. Par ailleurs, les additions de floculants doivent être dosées exactement et une surveillance constante est exigée pour que le procédé soit efficace. Il en résulte qu'il est difficile de réaliser économiquement de petites installations basées sur ce principe et en tout cas, même pour les grosses installations, il est difficile de les rendre automatiques. De toute façon, la correction du pH exige l'emploi de produits chimiques auxiliaires et complique l'installation, rendant l'exploi- tation plus coûteuse.
La présente invention a pour but de réaliser une installation automatique permettant la floculation du fer colloïdal et des matières or- ganiques, même dans la zone de pH où habituellement ces colloïdales sont stables. Elle consiste essentiellement à effectuer une préfiltration sur un filtre électrochimique contenant un mélange de deux métaux à l'état divisé, capables de créer dès couples électrochimiques locaux. De cette façon, la flo- culation peut être effectuée automatiquement, sans l'addition d'aucun réactif.
Le premier métal est avantageusement constitué par de la fonte, bien qu'on puisse également utiliser du fer, de l'acier ou un autre alliage de fer.
Le second métal est avantageusement du cuivre ou un alliage de cuivre.
Les deux métaux sont utilisés sous la forme de copeaux ou autres fragments convenant à la constitution d'un filtre. Ils peuvent être employés
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en diverses proportions, mais il s'est avéré utile de les mélanger en volu- mes approximativement égauxo Ainsi, le préfiltre utilisé selon l'invention est avantageusement formé -d'un. mélange de parties approximativement égales de tournure de fonte grise et de tournure de cuivre pur' ou d'un alliage de cuivreo
Le préfiltre selon l'invention comportant deux métaux à l'état divisé-, des couples électrochimiques locaux existeront dans toute l'étendue de la masse du filtre, ce qui assure une action très efficace et très uni- forme sur toute la masse d'eau traitée.
Le mélange de deux métaux peut également être constitué par des copeaux ou fragments de fonte ou analogue, qui ont été cuivrés, notam- ment par immersion dans un bain acide de sulfate de cuivre. Les multiples défauts dans le cuivrage superficiel assurent la création de nombreux cou- ples locaux-fonte-cuivre.
La vitesse de filtration sur un préfiltre selon l'invention peut être relativement élevée, par exemple 5 m3 d'eau par heure et m2 de surface filtrante.
Après cette opération, et éventuellement après une période de repos et décantation, l'eau est filtrée sur un filtre à sable ou tout au- tre produit approprié.
Ce second filtre est constitué, soit d'une matière inerte (par exemple sable ou gravier fin), soit d'une matière changeant le pH de l'eau, de façon à parfaire l'élimination des matières colloïdales dont l'évolution s'est fait dans le préfiltre électrochimique.
A titre d'exemple, les résultats comparatifs suivants ont été obtenus avec des eaux contenant du fer colloïdal:et des matières organiques.
EMI2.1
<tb>
N <SEP> des <SEP> FER <SEP> en <SEP> Matières <SEP> or- <SEP> Turbidité <SEP> Coloration
<tb> essais <SEP> mg/1 <SEP> ganiques <SEP> en
<tb> mg/litre <SEP> de
<tb> K2-Mn2O8
<tb>
<tb> 1 <SEP> 5,95 <SEP> 15 <SEP> trouble <SEP> incolore
<tb>
EMI2.2
Eau d'une ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯
EMI2.3
<tb> rivière <SEP> 2 <SEP> 0,2 <SEP> env.
<SEP> 6 <SEP> limpide <SEP> incolore
<tb>
EMI2.4
320 Fr ####################################
EMI2.5
<tb> 3 <SEP> 0,2 <SEP> env <SEP> 5,76 <SEP> limpide <SEP> claire
<tb>
<tb> B <SEP> 1 <SEP> 0,18 <SEP> 19 <SEP> trouble <SEP> colorée
<tb>
EMI2.6
Eau d'un Néant barrase de limpide incolore barrage de ¯¯¯¯¯traces 8 limpide incolore
EMI2.7
<tb> 3 <SEP> Néant <SEP> ou
<tb>
<tb>
<tb> traces <SEP> 7 <SEP> à <SEP> 8 <SEP> limpide <SEP> incolore
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C <SEP> 1 <SEP> 15,6 <SEP> 55 <SEP> trouble <SEP> colorée
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> superfi- <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> cielle <SEP> Dureté <SEP> 2 <SEP> Néant <SEP> ou
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1,8 <SEP> c <SEP> Fr <SEP> traces <SEP> 16,
7 <SEP> limpide <SEP> incolore
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Néant <SEP> ou
<tb>
<tb>
<tb> traces <SEP> 13 <SEP> limpide <SEP> incolore
<tb>
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Les essais N 1 ont été effectués sur de l'eau brute sans trai- tement.
Pour les essais N 2, l'eau a été floculée avec 30 mg/litre de sulfate d'alumine; elle est restée au repos pendant 2 heures dans le bac à floculer; ensuite on a effectué la filtration sur sable à une vitesse de 2,5 m3/heure et par m2 de surface de-filtre..' @
Dans les cas B et C, il fallait corriger le.pH avant flocula- tion, par addition d'un alcalinisant, d'où nécessité de dosage, mélange, etc.
Par contre, dans les essais N 3, l'eau brute a été amenée di- rectement sur un préfiltre électrochimique, filtrée à raison de 5 m3/heure et par m2 de surface de filtre et directement amenée sur le filtre à sable ; vitesse de filtration 2,5 m3/heure et par m2 de surface de filtre.
Aucune correction du pH n'est nécessaire pour le traitement avec préfiltre électrochimique.
L'utilisation d'un tel préfiltre permet de réaliser les faci- lités suivantes a) Dimensions réduites et simplification de l'ensemble d'une installation, car on supprime le bac de décantation, le doseur de la ma- tière floculante et en général toute la tuyauterie et les vannes qui en résultent, le tout remplacé par le dispositif du préfiltrage.
Ce dispositif peut être ramené à un rehaussement du filtre à sable avec séparation, la partie supérieure contenant la masse filtrante du préfiltre électrochimique et la partie inférieure le sable ou une au- tre masse assurant le filtrage définitif. b) Suppression du floculant, d'où grande économie de main d'oeuvre, suppression d'une surveillance journalière, possibilité de ren- dre le filtre automatiqueo
En effet, une fois le filtre mis en route, il fonctionne sans surveillance et sans entretien, sauf les lavages périodiques et espacés du filtre et, à de grands intervalles, l'addition de copeaux de fonte dans le filtre électrochimique pour remplacer la quantité consommée.
D'une manière générale, aucune correction du pH n'est néces- saire dans le cas du filtre électro-chimique, le fonctionnement du filtre étant pratiquement indépendant du pH. Si dans certains cas particuliers on devait néanmoins juger utile de modifier le pH pour réaliser une cor- rection plus parfaite de l'eau, cela pourrait se faire sans nuire à l'au- tomaticité de l'installation, par exemple, en remplaçant le sable du fil- tre final par une masse active, telle que le Magno.
Dans le cas d'une eau particulièrement réfractaire à toute cor- rection, une opération de décantation pourrait s'imposer, mais dans ces cas compliqués le filtre électrochimique peut se révéler être la seule solution technique et économique du problème posé.
Finalement il convient de noter qu'un grand avantage du pro- cédé selon l'invention consiste dans son application aux eaux potables : l'élément électropositif, à savoir le cuivre, reste inattaquable, tandis que les copeaux de fonte, ou de fer ou d'un autre composé ferrugineux quelconque, qui entrent en solution, sont retenus sur le filtre et coucou--- rent à améliorer les conditions dans lesquelles les éléments indésirables sont éliminés.