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WO2020083782A1 - Procede de traitement par adsorption sur charbon actif sans etape de floculation et sans injection de coagulant - Google Patents

Procede de traitement par adsorption sur charbon actif sans etape de floculation et sans injection de coagulant Download PDF

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Publication number
WO2020083782A1
WO2020083782A1 PCT/EP2019/078404 EP2019078404W WO2020083782A1 WO 2020083782 A1 WO2020083782 A1 WO 2020083782A1 EP 2019078404 W EP2019078404 W EP 2019078404W WO 2020083782 A1 WO2020083782 A1 WO 2020083782A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
activated carbon
decanter
water
contact
mixture
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/078404
Other languages
English (en)
Inventor
Abdelkader Gaid
Philippe Sauvignet
Original Assignee
Veolia Water Solutions & Technologies Support
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Veolia Water Solutions & Technologies Support filed Critical Veolia Water Solutions & Technologies Support
Publication of WO2020083782A1 publication Critical patent/WO2020083782A1/fr

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/306—Pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/02—Odour removal or prevention of malodour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/18—Removal of treatment agents after treatment

Definitions

  • the present invention relates to the field of physico-chemical treatment of water.
  • the invention relates to a process for treating water using activated carbon to reduce the content of pollutants, in particular organic matter, micropollutants, pesticides or any compound capable of altering its taste. or the smell.
  • the process according to the invention finds its application in particular in the context of water treatment processes with a view to their drinking water, in the treatment of water from industrial processes, as well as in tertiary treatment in the context of wastewater treatment processes.
  • activated carbon to treat pollutants in water has been known for a long time.
  • This material has a very high specific surface which allows pollutants to be adsorbed there.
  • it can be used in the form of powder (CAP) or grains (CAG).
  • FR2738235A1 describes a technique comprising a step of bringing the water to be treated into contact with powdered activated carbon of very fine particle size, between 5 and 25 ⁇ m. The mixture of water and of CAP then undergoes a flocculation step. Finally, a filtration step is carried out to recover the treated water and subject it to disinfection by injecting oxidant.
  • FR2874913A1 discloses a process in which the water to be treated flows in an ascending flow in a reactor containing a bed of activated carbon with a higher particle size between 100 and 800 ⁇ m.
  • the speed of the fluid in the reactor must preferably be maintained between 8 and 15 m / h so that the concentration of activated carbon is between 100 and 300 g / l over the height of the bed and limited to 2 mg / l in part upper part of the reactor.
  • the separation between the activated carbon particles on which the materials to be removed are adsorbed on the one hand and the water freed from these materials on the other hand, is carried out by gravity. Part of the activated carbon is renewed periodically.
  • Yet another process uses a reactor accommodating a bed of granular activated carbon (CAG) having a particle size between 0.3 and 1.5 mm crossed by the water to be treated in an upward flow.
  • This reactor operates at a sufficiently low speed of between 10 and 20 m / h so that the granular activated carbon bed remains compact. Thus, it provides both filtration and adsorption of the materials present in the water.
  • An expansion phase of the bed is then provided during which the water circulates at a higher speed, between 15 and 40 m / h, to cause an expansion of the bed of activated carbon and to rid it of the materials which it retained.
  • the CAG is renewed by drawing off at the bottom of the bed and then by injecting activated carbon at the top.
  • a drawback transverse to these different water treatment techniques using activated carbon comes from the presence of fine particles linked to the particle size distribution of the activated carbon in powder form or resulting from the attrition of the carbon. This attrition induces the appearance of very fine particles of carbon, in practice of size less than 10 ⁇ m. In fact, by passing through the treated water, these fines degrade the quality of the treatment and foul the installations. To avoid this, the mirror speeds of the water passing through reactors containing activated carbon must be controlled.
  • filters such as sand filters can be provided downstream of the reactors receiving the activated carbon.
  • these filters become clogged and often do not have sufficient breaking capacity to be truly effective.
  • the object of the invention is to propose a method of treating water using activated carbon, making it possible to limit the leakage of fine particles of activated carbon.
  • the invention also aims to propose such a method which can be implemented in a compact installation.
  • Yet another objective of at least one embodiment is to provide a method for optimally reducing consumption of activated carbon. 4. Statement of the invention
  • a water treatment process comprising a step of bringing a water to be treated into contact with activated carbon in a contact tank to form a mixture of water and activated carbon, a step of decanting said mixture in a decanter, a step of recovering treated water in the upper part of said decanter and a step of removing spent activated carbon in the lower part of the decanter, said carbon active having an average particle size of between 0.3 and 2 mm and a specific surface of between 400 m 2 / g and 1800 m 2 / g and said contacting step being carried out so as to observe a concentration of activated carbon in said contact tank of between 20 and 150 g / l and a residence time of the water in said contact tank of 4 to 30 minutes, preferably 4 to 15 minutes.
  • the method according to the invention is characterized in that: said contacting step is carried out with gentle stirring according to a gradient
  • said decanting step is carried out in a decanter at a mirror speed of between 10 and 50 m / h, preferably between 20 and 50 m / h, so as to allow the formation in the lower part of the decanter of a homogeneous non-turbulent active carbon bed having a substantially uniform concentration of active carbon greater than 20 g / l, said homogeneous active carbon bed filtering said mixture and retaining the solid particles thereof not adsorbed on said active carbon.
  • the invention provides a method which makes it possible to dispense with the use of a coagulation and / or flocculation tank between the tank for contact with the activated carbon and the member for separating the carbon from the water. processed.
  • the invention also makes it possible to minimize the passage into the treated water of very fine particles of activated carbon resulting from the attrition thereof.
  • the invention proposes to form a homogeneous activated carbon bed in the decanter which has filtering properties. These filtering properties result from the good decantability of the selected activated carbon, and from the application of speeds to the mirror in the decanter which do not disturb either the homogeneity of this bed or the decantation.
  • the contacting tank is provided with at least one paddle agitator, the blades of which are arranged in a cylinder section.
  • This cylinder section makes it possible to obtain an almost perfect homogeneity of the mixture in the contact tank and, thus, to optimize the adsorption of pollutants on the activated carbon.
  • said active carbon bed present within said decanter is constantly homogenized by means of a scraper equipping it.
  • a scraper also making it possible to direct the decanted activated carbon to a central area for evacuation, will be advisable when surfaces with a mirror greater than 16 m 2 are used.
  • the decanter is provided in its lower part with a hopper.
  • the method comprises a step of recirculating part of said activated carbon bed from said decanter to said contact tank, advantageously with a recirculation rate of between 5 to 10% of the flow of water to be treated.
  • a recirculation rate of between 5 to 10% of the flow of water to be treated.
  • said activated carbon bed has an active carbon concentration of between 100 g / l and 1000 g / l.
  • said activated carbon particles are micro-grains which have a particle size between 0.3 and 0.8 mm and a specific surface between 800 and 1200 m 2 / g.
  • said particles of activated carbon are grains which have a particle size of between 0.8 mm and 2 mm and a specific surface of between 800 and 1200 m 2 / g.
  • the method according to the invention further comprises purges of activated carbon at the foot of the settling tank in order to maintain the height of said activated carbon bed essentially constant.
  • said decanter does not have inclined lamellae helping with decantation.
  • a flocculating compound is advantageously injected into said mixture at its exit from said contact tank, at its entry into said settling tank. Such injection of flocculant improves the decantability of the activated carbon in the decanter. This flocculant is not used in a flocculation tank.
  • said settling tank has inclined strips helping to settle.
  • Flocculant injection is not essential but can be used. For example, when new charcoal is injected and it can contain fine particles, the injection of flocculant makes it possible to agglomerate them and prevent them from leaving with the treated water.
  • Figure 1 is a schematic view of an installation implementing a first embodiment of a water treatment method according to the invention
  • Figure 2 is a schematic view of an installation implementing a second embodiment of a water treatment method according to the invention.
  • the installation 1 comprises means 2 for supplying water to be treated to a contact tank 3 equipped with an agitator 31 with blades and means for supplying 9 granular activated carbon new or regenerated, a decanter 4 having an upper part 42 devoid of lamellae and a lower part in the form of a hopper 41, and means 5 for discharging the treated water overflow from the decanter.
  • the bottom of the hopper 41 is connected to a recirculation pipe 8 equipped with a pump 6 opening into the contact tank 3.
  • Purge means 7 are provided on a bypass of the pipe 8.
  • the The installation does not include a flocculation tank between the contact tank 3 and the decanter 4.
  • the water to be treated is brought by means 2 into the tank 3 to be brought into contact with an activated carbon consisting of micro-grains having a particle size between 0.3mm and 0.8mm, such as for example the Microsorb 400 R marketed by the company CHEMVIRON or of grains having a particle size between 0.8 mm and 2 mm such as Aquacarb 207 C also marketed by the company CHEMVIRON and which also has the advantage of having a high hardness minimizing the appearance of fine. In the case of Aquacarb 207 C, this hardness is around 97% (density measured according to the so-called “ASTM D 3802 standard test method for Ball-pan hardness of activated carbon”).
  • the agitator 31 is implemented according to a speed gradient
  • the residence time of the water in said contact tank 3 is between 4 to 30 min, preferably 4 to 15 min.
  • the mixture of activated carbon and water is then directly brought by overflow into the decanter 2.
  • a mirror speed of between 20 and 50 m / h allowing the formation in the hopper 41 of a homogeneous carbon bed having an activated carbon concentration of between 100 and 1000 g / l.
  • this activated carbon bed acts as a filter and makes it possible to retain the solid particles contained in the water to be treated and which are not adsorbed on the activated carbon in grain form.
  • Part of this activated carbon bed is recirculated to the tank 2 using the pump 6 via the pipe 8. A recirculation rate of 10% of the water flow to be treated can be applied. Note that this recirculation is carried out without disturbing the activated carbon bed so that it retains its filtration capacity.
  • activated carbon purges are regularly carried out using the means 7.
  • the purges also make it possible to extract the spent activated carbon grains which will be replaced by new active carbon or regenerated.
  • the spent activated carbon evacuated by the purges 7 can be directly sent to mechanical dehydration.
  • FIG. 2 another installation for the implementation of another embodiment of the method according to the invention is shown.
  • This installation is identical to the installation according to FIG. 2 except in that the paddle agitator equipping the tank 3 is surrounded by a section of tube promoting contact between the water and the activated carbon and in that the part upper of the settling tank 4 is provided with lamellae 42 acting decantation aid.
  • This installation can be used essentially under the same conditions as those described above with reference to the installation according to FIG. 1, the injection of flocculant being however in this case completely superfluous due to the presence of lamellae in the decanter.

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Abstract

Procédé de traitement d'eau comprenant une étape de mise en contact d'eau à traiter avec du charbon actif dans une cuve pour former un mélange, une étape de décantation du mélange dans un décanteur, une étape de récupération d'eau traitée dans la partie supérieure du décanteur et une étape d'évacuation du charbon actif usé dans sa partie inférieure, le charbon actif ayant une granulométrie moyenne comprise entre 0,3 et 2 mm et une surface spécifique comprise entre 400 et 1800 m2/g et l'étape de mise en contact étant effectuée de façon à observer une concentration en charbon actif dans la cuve de contact comprise entre 20 et 150 g/l et un temps de séjour de l'eau dans la cuve de contact de 4 à 30 mn caractérisé en ce que l'étape de mise en contact est effectuée sous agitation douce selon un gradient de vitesse compris entre 50 et 150s-1 et est directement suivie de la décantation, le mélange ne transitant dans aucune cuve de coagulation et/ou de floculation entre la cuve de contact et le décanteur; et en ce que l'étape de décantation est effectuée dans un décanteur selon une vitesse au miroir comprise entre 10 et 50 m/h de façon à autoriser la formation dans la partie inférieure du décanteur d'un lit de charbon actif homogène non turbulent présentant une concentration essentiellement uniforme en charbon actif supérieure à 20 g/l, le lit de charbon actif homogène filtrant le mélange et retenant les particules solides de celui-ci non adsorbées sur le charbon actif.

Description

Procédé de traitement par adsorption sur charbon actif sans étape de floculation et sans injection de coagulant
1. Domaine de l'invention
La présente invention concerne le domaine du traitement physico-chimique des eaux.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de traitement des eaux à l'aide de charbon actif pour en abattre la teneur en matières polluantes, notamment en matières organiques, en micropolluants, en pesticides ou en tout composé susceptible d'en altérer le goût ou l'odeur.
Le procédé selon l'invention trouve notamment son application dans le cadre des procédés de traitements de eaux en vue de leur potabilisation, du traitement des eaux issues de procédés industriels, ainsi qu'en traitement tertiaire dans le cadre de procédés de traitement des eaux usées
2. Art antérieur
L'utilisation du charbon actif pour traiter les matières polluantes contenues dans les eaux est connue depuis longtemps. Ce matériau présente une surface spécifique très élevée qui permet aux polluants d'y être adsorbés. Selon les procédés, il peut être utilisé sous forme de poudre (CAP) ou de grains (CAG).
Ainsi, FR2738235A1 décrit une technique comprenant une étape de mise en contact de l'eau à traiter avec du charbon actif en poudre de granulométrie très fine, comprise entre 5 et 25 pm. Le mélange d'eau et de CAP subit ensuite une étape de floculation. Enfin, une étape de filtration est effectuée pour récupérer l'eau traitée et lui faire subir une désinfection par injection d'oxydant.
FR2874913A1 divulgue un procédé dans lequel l'eau à traiter transite selon un flux ascendant dans réacteur contenant un lit de charbon actif de granulométrie plus élevée comprise entre 100 et 800 pm. La vitesse du fluide dans le réacteur doit être maintenue préférentiellement entre 8 et 15 m/h de façon telle que la concentration en charbon actif soit comprise entre 100 et 300 g/l sur la hauteur du lit et limitée à 2 mg/l en partie supérieure du réacteur. La séparation entre les particules de charbon actif sur lesquelles se sont adsorbées les matières à éliminer d'une part et l'eau débarrassée de ces matières d'autre part, est effectuée de façon gravitaire. Une partie du charbon actif est renouvelée périodiquement. Encore un autre procédé, décrit dans la demande de brevet FR3003477A1, utilise un réacteur accueillant un lit de charbon actif en grains (CAG) présentant une granulométrie comprise entre 0.3 et 1.5 mm traversé par l'eau à traiter selon un flux ascendant. Ce réacteur fonctionne à une vitesse suffisamment faible comprise entre 10 et 20 m/h pour que le lit de charbon actif en grains reste compact. Ainsi, celui-ci assure à la fois une filtration et une adsorption des matières présentes dans l'eau. Une phase d'expansion du lit est ensuite prévue au cours de laquelle l'eau circule à une vitesse plus forte, comprise entre 15 et 40 m/h, pour provoquer une expansion du lit de charbon actif et le débarrasser des matières qu'il a retenue. Le CAG est renouvelé par soutirage en partie basse du lit puis par injection de charbon actif en partie haute.
Un inconvénient transversal à ces différentes techniques de traitement d'eau mettant en œuvre du charbon actif provient de la présence de particules fines liées à la distribution granulométrique du charbon actif en poudre ou résultant de l'attrition du charbon. Cette attrition induit l'apparition de particules très fines de charbon, en pratique de taille inférieure à 10 pm. En effet, en passant dans l'eau traitée, ces fines dégradent la qualité du traitement et encrassent les installations. Pour éviter cela, les vitesses au miroir de l'eau transitant dans les réacteurs contenant le charbon actif doivent être maîtrisées.
La fuite de charbon actif entraîne de plus un surcoût résultant de la réinjection de charbon actif neuf pour compenser les pertes.
Afin de réduire la quantité de ces fuites de particules fines dans l'eau traitée, des filtres tels que des filtres à sable peuvent être prévus en aval des réacteurs accueillant le charbon actif. Toutefois, ces filtres s'encrassent et n'ont souvent pas un pouvoir de coupure suffisant pour être vraiment efficaces.
Il est aussi connu d'augmenter les quantités d'agent floculant distribuées. Toutefois, ceci engendre des coûts supplémentaires ce qui n'est pas économiquement satisfaisant.
3. Objectifs de l'invention
L'invention a pour objectif de proposer un procédé de traitement d'eau à l'aide de charbon actif, permettant de limiter les fuites en particules fines de charbon actif.
L'invention a également pour objectif de proposer un tel procédé qui puisse être mis en œuvre dans une installation compacte.
Encore un autre objectif d'au moins un mode de réalisation est de fournir un procédé permettant de réduire de façon optimale la consommation en charbon actif. 4. Exposé de l'invention
Tout ou partie de ces objectifs sont atteints, grâce à l'invention qui concerne un procédé de traitement d'eau comprenant une étape de mise en contact d'une eau à traiter avec du charbon actif dans une cuve de contact pour former un mélange d'eau et de charbon actif, une étape de décantation dudit mélange dans un décanteur, une étape de récupération d'eau traitée dans la partie supérieure dudit décanteur et une étape d'évacuation du charbon actif usé dans la partie inférieure du décanteur, ledit charbon actif ayant une granulométrie moyenne comprise entre 0,3 et 2 mm et une surface spécifique comprise entre 400 m2/g et 1800 m2/g et ladite étape de mise en contact étant effectuée de façon à observer une concentration en charbon actif dans ladite cuve de contact comprise entre 20 et 150 g/l et un temps de séjour de l'eau dans ladite cuve de contact de 4 à 30 mn préférentiellement de 4 à 15 mn. Le procédé selon l'invention est caractérisée en ce que : ladite étape de mise en contact est effectuée sous agitation douce selon un gradient
Figure imgf000005_0001
de vitesse compris entre 50 et 150 s et est directement suivie de ladite étape de décantation, ledit mélange ne transitant dans aucune cuve de coagulation et/ou de floculation entre ladite cuve de contact et ledit décanteur ;
et en ce que ladite étape de décantation est effectuée dans un décanteur selon une vitesse au miroir comprise entre 10 et 50 m/h, préférentiellement entre 20 et 50 m/h, de façon à autoriser la formation dans la partie inférieure du décanteur d'un lit de charbon actif homogène non turbulent présentant une concentration essentiellement uniforme en charbon actif supérieure à 20 g/l, ledit lit de charbon actif homogène filtrant ledit mélange et retenant les particules solides de celui-ci non adsorbées sur ledit charbon actif.
Ainsi, l'invention offre un procédé qui permet de s'affranchir de l'utilisation d'une cuve de coagulation et/ou de floculation entre la cuve de contact avec le charbon actif et l'organe de séparation du charbon de l'eau traitée.
Ceci est rendu possible grâce à l'utilisation d'un charbon actif présentant des caractéristiques particulières en termes de granulométrie et de surface spécifique et en recourant à une agitation dans la cuve de contact selon un gradient de vitesse faible. Ainsi, le pouvoir adsorbant du charbon actif est optimisé et l'attrition du charbon est réduite.
L'invention permet également de minimiser le passage dans l'eau traitée de particules très fines de charbon actif résultant de l'attrition de celui-ci. Pour ce faire, l'invention propose de former un lit de charbon actif homogène dans le décanteur qui présente des propriétés filtrantes. Ces propriétés filtrantes résultent de la bonne décantabilité du charbon actif sélectionné, et de l'application de vitesses au miroir dans le décanteur qui ne perturbent ni l'homogénéité de ce lit ni la décantation.
Selon une variante particulière, la cuve de mise en contact est pourvue d'au moins un agitateur à pales dont les pales sont disposées dans une section de cylindre. Cette section de cylindre permet d'obtenir une homogénéité quasi parfaite du mélange dans la cuve de contact et, ainsi, d'optimiser l'adsorption des polluants sur le charbon actif.
Egalement selon une variante, ledit lit de charbon actif présent au sein dudit décanteur est constamment homogénéisé grâce à un racleur équipant celui-ci. En pratique, un tel racleur, permettant aussi de diriger le charbon actif décanté vers une zone centrale pour évacuation, sera conseillé lorsque des surfaces au miroir supérieures à 16 m2 seront mises en œuvre. Lorsque des surfaces au miroir inférieures seront utilisées, il suffira que le décanteur soit pourvu dans sa partie inférieure d'une trémie.
Encore selon une variante, le procédé comprend une étape de recirculation d'une partie dudit lit de charbon actif dudit décanteur vers ladite cuve de contact, avantageusement avec un taux de recirculation compris entre 5 à 10 % du débit d'eau à traiter. Une telle recirculation permet d'optimiser les capacités du charbon actif utilisé en favorisant l'adsorption dans les pores encore disponibles.
Préférentiellement, ledit lit de charbon actif présente une concentration en charbon actif comprise entre 100 g/l et 1000 g/l.
Avantageusement, lesdites particules de charbon actif sont des micro-grains qui présentent une granulométrie comprise entre 0,3 et 0,8 mm et une surface spécifique comprise entre 800 et 1200 m2/g.
Avantageusement, lesdites particules de charbon actif sont des grains qui présentent une granulométrie comprise entre 0,8 mm et 2 mm et une surface spécifique comprise entre 800 et 1200 m2/g.
Préférentiellement, le procédé selon l'invention comprend en outre des purges de charbon actif en pied de décanteur pour maintenir essentiellement constante la hauteur dudit lit de charbon actif.
Selon une variante, ledit décanteur ne présente pas de lamelles inclinées aidant à la décantation. Dans ce cas, un composé floculant est avantageusement injecté dans ledit mélange à sa sortie de ladite cuve de contact, lors de son entrée dans ledit décanteur. Une telle injection de floculant améliore la décantabilité du charbon actif dans le décanteur. Ce floculant n'est pas mis en œuvre dans une cuve de floculation.
Selon une autre variante, ledit décanteur présente des lamelles inclinées aidant à la décantation. L'injection de floculant n'est pas indispensable mais peut être utilisée. Par exemple, lorsque le charbon neuf est injecté et qu'il peut contenir de fines particules, l'injection de floculant permet de les agglomérer et d'éviter qu'elles ne sortent avec l'eau traitée.
5. Liste des figures
L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre de deux modes de réalisation particuliers donnés en référence aux dessins, dans lesquels :
la figure 1 est une vue schématique d'une installation mettant en œuvre un premier mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention ;
la figure 2 est une vue schématique d'une installation mettant en œuvre un second mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention.
6. Description détaillée de l'invention
En référence à la figure 1, l'installation 1 comprend des moyens d'amenée 2 d'une eau à traiter dans une cuve de contact 3 équipée d'un agitateur 31 à pales et de moyens d'amenée 9 de charbon actif en grain neuf ou régénéré, un décanteur 4 présentant une partie supérieure 42 dépourvue de lamelles et une partie inférieure en forme de trémie 41, et des moyens 5 d'évacuation de l'eau traitée en surverse du décanteur. Le fond de la trémie 41 est relié à une canalisation de recirculation 8 équipée d'une pompe 6 débouchant dans la cuve de contact 3. Des moyens de purge 7 sont prévus sur une dérivation de la canalisation 8. Conformément à l'invention, l'installation ne comprend pas de cuve de floculation entre la cuve de contact 3 et le décanteur 4.
L'eau à traiter est amenée par les moyens 2 dans la cuve 3 pour y être mise en contact avec un charbon actif constitué de micro-grains présentant une granulométrie comprise entre 0,3mm et 0,8 mm, comme par exemple le Microsorb 400 R commercialisé par la société CHEMVIRON ou de grains présentant une granulométrie comprise entre 0,8 mm et 2 mm comme l'Aquacarb 207 C également commercialisé par la société CHEMVIRON et qui présente aussi l'intérêt de posséder une dureté importante minimisant l'apparition de fine. Dans le cas de l'Aquacarb 207 C cette dureté est de l'ordre de 97% (densité mesurée selon la méthode dite « ASTM D 3802 standard test method for Ball-pan hardness of activated carbon ».
Selon l'invention, l'agitateur 31 est mis en œuvre selon un gradient de vitesse
Figure imgf000008_0001
compris entre de 50 à 150 s provoquant une lente agitation du mélange d'eau et de charbon actif favorisant l'adsorption des matières polluantes contenues dans l'eau sur les micro-grains ou les grains de charbon actif tout en limitant les forces de mélange trop importantes qui causeraient une attrition du matériau. Afin d'optimiser cette adsorption, le temps de séjour de l'eau dans ladite cuve de contact 3 est compris entre 4 à 30 min, préférentiellement de 4 à 15 mn.
Le mélange de charbon actif et d'eau est ensuite directement amené par surverse dans le décanteur 2. Conformément à l'invention, on utilise dans celui-ci une vitesse au miroir comprise entre 20 et 50 m/h permettant la formation dans la trémie 41 d'un lit de charbon homogène ayant une concentration en charbon actif comprise entre 100 et 1000 g/l. Conformément à l'invention, ce lit de charbon actif se comporte comme un filtre et permet de retenir les particules solides contenues dans l'eau à traiter et qui ne sont pas adsorbées sur le charbon actif en grain. Une partie de ce lit de charbon actif est recirculée vers la cuve 2 grâce à la pompe 6 via la canalisation 8. Un taux de recirculation de 10 % du débit d'eau à traiter peut être appliqué. On notera que cette recirculation est effectuée sans perturber le lit de charbon actif afin que celui-ci conserve sa capacité de filtration.
Pour maintenir la hauteur du lit de charbon actif essentiellement constante dans le décanteur 4, des purges de charbon actif sont régulièrement effectuées grâce aux moyens 7. Les purges permettent aussi d'extraire les grains de charbon actif usés qui seront remplacés par du charbon actif neuf ou régénéré. Le charbon actif usé évacué par les purges 7 peut être directement envoyé vers une déshydratation mécanique.
A titre d'auxiliaire de décantation, un peu de floculant peut être ajouté au mélange lorsqu'il transite de la cuve 3 vers le décanteur 4.
En référence à la figure 2, une autre installation pour la mise en œuvre d'un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention est représentée. Cette installation est identique à l'installation selon la figure 2 sauf en ce que l'agitateur à pales équipant la cuve 3 est entouré d'une section de tube favorisant le contact entre l'eau et le charbon actif et en ce que la partie supérieure du décanteur 4 est pourvue de lamelles 42 faisant office d'auxiliaire de décantation. Cette installation peut être utilisée essentiellement dans les mêmes conditions que celles décrites ci-dessus en référence à l'installation selon la figure 1, l'injection de floculant étant cependant dans ce cas complètement superflue du fait de la présence de lamelles dans le décanteur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'eau comprenant une étape de mise en contact d'une eau à traiter avec du charbon actif dans une cuve de contact pour former un mélange d'eau et de charbon actif, une étape de décantation dudit mélange dans un décanteur, une étape de récupération d'eau traitée dans la partie supérieure dudit décanteur et une étape d'évacuation du charbon actif usé dans la partie inférieure du décanteur, ledit charbon actif ayant une granulométrie moyenne comprise entre 0,3 et 2 mm et une surface spécifique comprise entre 400 et 1800 m2/g et ladite étape de mise en contact étant effectuée de façon à observer une concentration en charbon actif dans ladite cuve de contact comprise entre 20 et 150 g/l et un temps de séjour de l'eau dans ladite cuve de contact de 4 à 30 mn, préférentiellement de 4 à 15 mn,
caractérisé en ce que
ladite étape de mise en contact est effectuée sous agitation douce selon un gradient de vitesse compris entre 50 et 150 s et est directement suivie de ladite étape de décantation, ledit mélange ne transitant dans aucune cuve de coagulation et/ou de floculation entre ladite cuve de contact et ledit décanteur ;
et en ce que ladite étape de décantation est effectuée dans un décanteur selon une vitesse au miroir comprise entre 10 et 50 m/h, préférentiellement entre 20 et 50 m/h, de façon à autoriser la formation dans la partie inférieure du décanteur d'un lit de charbon actif homogène non turbulent présentant une concentration essentiellement uniforme en charbon actif supérieure à 20 g/l, ledit lit de charbon actif homogène filtrant ledit mélange et retenant les particules solides de celui-ci non adsorbées sur ledit charbon actif.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cuve de mise en contact est pourvue d'au moins un agitateur à pales dont les pales sont disposées dans une section de cylindre.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit lit de charbon actif présent au sein dudit décanteur est constamment homogénéisé grâce à un racleur équipant ledit décanteur.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de recirculation d'une partie dudit lit de charbon actif dudit décanteur vers ladite cuve de contact.
5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite étape de recirculation est effectuée selon un taux de recirculation compris entre 5 à 10 % du débit d'eau à traiter.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit lit de charbon actif présente une concentration en charbon actif comprise entre 100 g/l et 1000 g/l·
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que lesdites particules de charbon actif sont des micro-grains présentent une granulométrie comprise entre 0,3 et 0,8 mm et une surface spécifique comprise entre 800 et 1200 m2/g.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que lesdites particules de charbon actif sont des grains présentent une granulométrie comprise entre 0,8 et 2 mm et une surface spécifique comprise entre 800 et 1200 m2/g.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 comprenant en outre des purges de charbon actif en pied de décanteur pour maintenir essentiellement constante la hauteur dudit lit de charbon actif.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ledit décanteur ne présente pas de lamelles inclinées aidant à la décantation et en ce qu'un composé floculant est injecté dans ledit mélange à sa sortie de ladite cuve de contact avant son entrée dans ledit décanteur.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ledit décanteur présente des lamelles inclinées aidant à la décantation.
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