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" Procédé pour revivifier le charbon actif dans la déchlo- raration de lteau ".
Dans la stérilisation de l'eau potable par le chlore ou à l'aide d'agents chimiques contenant du. chlore actif, on s'est toujours préoccupé de doser la proportion de chlo- re, de manière à ce qu'après la chloraration , il reste encore pendant quelques temps dans l'eau, an léger excès de chlore chimiquement dosable. Ce n'est que lorsque après l'oxydation oa la substitution des composés contenas dans l'eau, pai la plus grande partie du chlore additionné, il reste an faible excès de l'espèce, que l'on peut compter avec certitude, que les germes de maladie sont complètement tués de façon satisfaisante. D'aatre part, l'excès de chlo- re ne peut pas être aussi élevé qu'on pourrait le croire, parce quhane teneur plus élevée en. chlore libre, communique à l'eau un goût désagréable .
Pour ce motif, on s'est géné-
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ralement préoccupé de doser' l'addition de chlore de telle façon, que la teneur en chlore libre déterminable après réparation de l'eau, soit éliminée d'elle-même sur la tra- jet que l'eau effectue ,jusqu'au consommateur.
Ce procédé nécessite un contrôle .difficile de la quan- tité de chlore à introduire et de la chloraration de l'eau.
Il est bien connu, que dans l'eau potable naturelle, la teneur en substances combinant le chlore et détruisant le chlore, est soumise à de notables variations. L'addition du. chlore doit être faite avec la plus grande précision par suite des dites varaetion D'autres part, si l'oau exi- geait une plus grande introduction de chlore, le dosage du chlore pourrait aisément devenir trop faible et le résultat bactériologique en âtre conséquemment insuffisant. si, par contre, l'eau exige moins de chlore, l'addition de chlore doit être amortie afin d'éviter la production d'un goât trop prononcé et conséquemment mauvais de l'eau.
Les conditions rappelées, déternmine@t une augmentation du prix et de plus grandes difficultés du contrôle des ins- tallations d'éparation et ce, sans qu'il soit possible de mesurer dans tous les cas avec une rapidité suffissnte et d'une, façon adéquate, la chlorarrtion correspondante aux variations dans les proportions de chlore requises par l'eau.
Pour ce motif, on a déjà proposé à plusieurs repri- ses , de doserle chlore en principe assezfortement, pour que dans tous les cas, môme pour de notables variations dans les quantités positives de chlore requises, il reste svec certitude an excès de chlore. L'excès qui en résalte, doit alcrs tre éliminé par des moyens agissant automatiques - ment. On a employé comme tels, des filtres avec da charbon actif granulé.
On a trouvé en effet, que l'eau potable contenant du
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chlore, lorsqu'elle traverse les filtres à charbon actif, est plus ou moins débarrassé de son chlore suivant les di- mensions du filtre et que dans certains cas limités, le chlore peut même être complètement détruit. Cependant, un examen plus appronfondi de ce procédé si avantageux et si simple, montre que l'action déchlorurante du charbon actif s'affaiblit assez rapidement. Etant donné que le coefficient; d'utilisation du. charbon, par rapport à l'eau qui le tra- verse , n'est pas très élevé, le procédé serait tont à fait onéreux s'il n'était pas possible de rétablir l'activité du charbon en vue de la déchloraration.
A cet effet, on a également déjà )proposé,toutes sor- tes de moyens. On a traité le charbon épais à la vapear, on l'a lavé avec de l'eau chaude, bouilli avec de l'acide chlorhydrique, et on a employé des moyens analogues, et l'on croyait pouvoir constater un certain effet de régéné- ration. Un examen plus approfondi de ces procédés préconi- sés jusqu'à présent, montre cependant, qu'il nes'agit que de résultats apparents de courte darèe, ne se maintenant que quelques heures et que le rendement du filtre ne de- vient meilleur par tous ces moyens, que lorsqu'on laisse le filtre hors de service pendant quelques heures. Cette régénération apparente s'explique comme suit:
Si un filtre de charbon frais reçoit une charge d'eau contenant du chlore, deux processus distincts s'effectuent simultanément.
Le charbon exempt de chlore à l'origine, se charge d'abord d'une certaine quantité de chlore par adsorp- tion, cette quantité de chlore étant correspondante à l'é- quilibre existant entre la solution et le charbon. Mais en même temps,le chlore adsorbé est décomposé par réaction chimique et dédoublement catalytique de l'hypochlorite for- mé. De cette façon, aussilongtemps que le filtre travaille il se produit dans le charbon un changement stationnaire
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de chlore élémentaire.
Si l'on arrête le fonctionnement du. filtre, le chlore qui est encore présent au moment de l'ar- rêt, continae à. réagir suivant la réaction de décomposition rappelée, jusqu'à ce qu'il eit finalement disparu. si l'on remet à. nouveau le filtre en fonction pendant quelque temps, il se fait que, à côté de la réaction de décomposi- tion qui recommence de nouveau sans se modifier, il se pro- dait en remplissage du charbon ou du chlore élémenteire .Aussitôt que la proportion normale en chlore élémentaire qui se maintient s'est de nouveau formée, le fonctionne- ,ment du filtre est devenu le même qu'avant l'interruption.
les prouédés de régénération effectués jusqu'à présent nécessitaient évidemment tous, une interraption de l'ali- mentation en eau contenant du chlore. Après le remise en marche du filtre, on remarquait l'amélioration apparente rappelée du rendement da filtre, qui se prodait à chaque arrt et n'est que de courte durée.
.Au: contraire de ces procédés insuffisants, le procédé qui sera décrit ci-après est susceptible de ramener à pen près au rendement du charbon frais, le charbon utilisé pen- dant un temps très long durant lequel il a perdu, la plas grande partie de son pouvoir déchlorurant et ce, de telle façon, qu'il ne s'épuise ensuite que très lentement et dans la même mesure qu'à l'état frais. Dans ce bat, le charbon à l'état épuisé, doit être soamis à un traitementavec des agents alcalins, par ex. de la solation de soude/, de la lessive de soude caustique et analogues, de préférence à chaud et avec agitation. Il est surprenant, que ce soit précisément cette opération qui amène le résultat avanta- geux.
La plupart des eaux naturelles què l'on traite, sont alcalines et caractérisées par une dureté en carbonate plus ou moins élevée. Ceci n'est nullement modifié par la chlo- raration de l'eaa, alors même que la chloraration est exé-
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entée à des doses en proportions multiples 'de celles en usage pour l'eau potable. général, il n'est pas possi- ble de constater une différence dans le degré d'alcalinité de l'eau avant la uhloraration et après la chloraration.
Le degré d'alcalinité de lteau ne change pas non plus dans le filtre déchlorurant à charbon. Cette constatation a conduit jusqu'à présent tous les gens du métier qui se sont occupés de la question à admettre que 'l'acide chlorhydri- que qui se forme dans la' déchloraration, est complètement paralysé par la dureté des carbonates naturels. Pour ce motif, on croyait devoir @ attribuer l'épaisement du charbon, à la précipitation de sels calciques et à l'obstrue,-. tion des pores. De là, il résulte que l'on a proposé la régénération en milieux acides.
Contrairement à cette conception et bien' que l'eau d'écoulement reste alcaline, il se produit néanmoins peu à peu une acidification da charbon, qui contrecarre la dé- chloratation normale à l'intérieur du charbon et peut être éliminée par le procédé caractérisé au présent mémoire.
Le procédé sera exposé à l'appui d'an exemple:
On fait passer, 'au travers d'ane couche de 35 cm. de hauteur de charbon actif , dont les grains ont de 3 à 4 mm, an courant d'eau contenant 0,25 gx mgr. de chlore libre par litre et ce, à une vitesse régulière de 0,3 cm. par secon- de. Dans l'eau qui s'écoule, on ne retrouve plus qu'envi- ron 15% de chlore libre introduit. Par une augmentation correspondante de la hauteur de coache, la teneur en chlore libre peut être abaissée à n'importe quelle valeur désirée.
Après quelqaes jours, la déchloraration qui commence à s'affaiblir et, après 2 à 3 semaines, il y a déjà 60% du. chlore Introduit qui passe. Si l'on soumet alors'le charbon à un traitement de plusieurs heures avec de la solution de soude à 5%, par exemple par rotation dans le filtre Dabeg
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connu avec agitation à la vapeur,. et que 'l'on lave ensuite le gharbon, pour le débarrasser de la solution de soude, jusqu'à ce que l'eau de lavage ne soit plus alcaline, le charbon est régénéré à tel point que pour une hauteur de couche de 35 cm.
toutes antres conditions restant égales, il présente pratiquement de nouveau la même perméabilité qu'au débat, Le pouvoir déchlorurant descend ensaite à non- veau comme lors de la première atilisation. le procédé peut être répété aussi soavent qu'on le désirs'
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour revivifier le charbon actif dans la déchloraration de l'eau., caractérisé en ce que lecharbon dont le rendement est plus ou moins diminué, est soumis à an traitement alcalin.
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"Method for revitalizing activated carbon in dechlorarization of water".
In the sterilization of drinking water with chlorine or with chemical agents containing. active chlorine, care has always been taken to measure the proportion of chlorine, so that after chlorination, there is still a slight excess of chemically dosable chlorine in the water for some time. It is only when, after the oxidation or the substitution of the compounds contained in the water, by the greater part of the added chlorine, there remains a small excess of the species, that one can count with certainty, that the germs of disease are completely satisfactorily killed. On the other hand, the excess chlorine cannot be as high as one might think, because its higher content. free chlorine, imparts an unpleasant taste to the water.
For this reason, we have
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rally concerned with dosing the addition of chlorine in such a way that the free chlorine content, which can be determined after repair of the water, is eliminated by itself on the path that the water takes, up to the consumer .
This process requires difficult control of the amount of chlorine to be introduced and of the chlorination of the water.
It is well known that in natural drinking water, the content of substances combining chlorine and destroying chlorine is subject to notable variations. The addition of. Chlorine must be done with the greatest precision as a result of the said variations. On the other hand, if the water required a greater introduction of chlorine, the chlorine dosage could easily become too low and the bacteriological result consequently insufficient . if, on the other hand, the water requires less chlorine, the addition of chlorine must be damped in order to avoid the production of a too pronounced and consequently bad taste of the water.
The conditions recalled, determine an increase in the price and greater difficulties in controlling the separation installations, without it being possible to measure in all cases with sufficient speed and in a correct manner. adequate, the chlorination corresponding to the variations in the proportions of chlorine required by the water.
For this reason, it has already been proposed on several occasions to dose chlorine in principle sufficiently strongly, so that in any case, even for notable variations in the positive quantities of chlorine required, there remains certain certainty of excess chlorine. The resulting excess must be eliminated by means which act automatically. Filters with granulated activated carbon were used as such.
It has in fact been found that drinking water containing
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Chlorine, when it passes through the activated carbon filters, is more or less free of its chlorine depending on the dimensions of the filter and that in certain limited cases the chlorine can even be completely destroyed. However, a more in-depth examination of this so advantageous and so simple process shows that the dechlorinating action of activated carbon weakens fairly quickly. Since the coefficient; of use of. The carbon, relative to the water flowing through it, is not very high, the process would be quite expensive if it were not possible to re-establish the activity of the carbon for dechlorination.
For this purpose, it has also already been proposed, all kinds of means. The thick charcoal was steamed, washed with hot water, boiled with hydrochloric acid, and similar means employed, and it was believed that some regeneration effect could be observed. - ration. A closer examination of these methods recommended up to now, however, shows that these are only apparent results of short duration, only remaining a few hours and that the efficiency of the filter does not become better. all these means, only when leaving the filter out of service for a few hours. This apparent regeneration can be explained as follows:
If a fresh carbon filter receives a charge of water containing chlorine, two separate processes will take place simultaneously.
The originally chlorine-free charcoal is first loaded with a certain quantity of chlorine by adsorption, this quantity of chlorine being corresponding to the equilibrium existing between the solution and the charcoal. But at the same time, the adsorbed chlorine is decomposed by chemical reaction and catalytic splitting of the hypochlorite formed. In this way, as long as the filter is working, a stationary change occurs in the carbon.
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elemental chlorine.
If you stop the operation of the. filter, the chlorine which is still present at the time of the shutdown, continues to. react following the recalled decomposition reaction, until it finally disappeared. if we deliver to. again with the filter in operation for some time, it happens that, besides the decomposition reaction which begins again without being modified, it takes place in filling of carbon or elemental chlorine. As soon as the normal proportion As the remaining elemental chlorine formed again, the operation of the filter became the same as before the interruption.
the regeneration prouédés carried out so far obviously all required an interruption of the supply of water containing chlorine. After restarting the filter, the recalled apparent improvement in filter efficiency was noticed, which occurred at each shutdown and was only of short duration.
Contrary to these insufficient processes, the process which will be described below is capable of reducing to nearly the yield of fresh coal, the coal used for a very long time during which it has lost most of the time. of its dechlorinating power in such a way that it is then only exhausted very slowly and to the same extent as when fresh. In this bat, the charcoal in the depleted state must be subjected to treatment with alkaline agents, e.g. sodium hydroxide solution, caustic soda solution and the like, preferably hot and with stirring. It is surprising that it is precisely this operation which brings about the advantageous result.
Most of the natural waters that are treated are alkaline and characterized by a higher or lower carbonate hardness. This is in no way modified by the chlorination of the eaa, even though the chlorination is carried out.
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entered in doses in multiple proportions of those used for drinking water. Generally, it is not possible to observe a difference in the degree of alkalinity of the water before the uhlorination and after the chlorination.
The alkalinity of the water does not change in the carbon dechlorinating filter either. This finding has so far led all those skilled in the art who have dealt with the subject to admit that the hydrochloric acid which is formed in dechlorination is completely paralyzed by the hardness of natural carbonates. For this reason, it was thought necessary to attribute the thickening of the charcoal to the precipitation of calcium salts and to the clogging, -. tion of the pores. Hence, it follows that regeneration in acidic media has been proposed.
Contrary to this conception and although the flowing water remains alkaline, there nevertheless gradually takes place an acidification of the charcoal, which counteracts the normal dechlorination inside the charcoal and can be eliminated by the characterized process. in this brief.
The process will be explained in support of an example:
Passed through a 35 cm layer. of height of activated carbon, the grains of which are 3 to 4 mm, in a stream of water containing 0.25 gx mgr. of free chlorine per liter at a regular rate of 0.3 cm. per second. In the flowing water, only about 15% of the free chlorine introduced is found. By a corresponding increase in the coach height, the free chlorine content can be lowered to any desired value.
After a few days the dechlorination which begins to weaken and after 2 to 3 weeks there is already 60% of. Chlorine Introduced passing. If the carbon is then subjected to a treatment of several hours with 5% sodium hydroxide solution, for example by rotation in the Dabeg filter
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known with steam stirring ,. and that the coal is then washed, to free it from the sodium hydroxide solution, until the washing water is no longer alkaline, the carbon is regenerated to such an extent that for a layer height of 35 cm.
all other conditions remaining equal, it presents again practically the same permeability as in the debate. The dechlorinating power then descends to a new level as during the first use. the process can be repeated as often as desired '
CLAIMS.
1. Process for revitalizing the activated carbon in the dechlorination of water., Characterized in that the carbon, the yield of which is more or less reduced, is subjected to an alkaline treatment.