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"Procédé pour éliminer de l'eau le fer et éventuellement les carbonates et le manganèse" -
La présente invention a pour objet un procédé de traitement des eaux en vue d'en éliminer le fer et en même temps, le cas échéant, les carbonates et le manganèse. Elle vise plus particulièrement à réaliser, par rapport aux procédés connus de filtration et de préci- pitation, l'avantage essentiel d'un dépôt des matières à éliminer sous une forme très compacte, de telle façon qu'on n'ait à manipu- ler que des masses denses, presque sèches et ne renfermant que fort peu d'eau au lieu de boues volumineuses avec toutes les difficultés que leur enlèvement comporte.
Suivant l'invention, l'eau à traiter, contenant une quantité d'oxygène suffisante pour la transcretion en hydrate de fer des com-
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posés d'oxyde de fer qu'elle renferme, traverse de bas en haut un bac à réaction, de préférence évasé en cône vers le haut et renfer- mant à sa partie inférieure une masse de contact plus dense que l'eau, la vitesse de traversée de l'eau à traiter à travers ladite masse étant telle que celle-ci se trouve en état d'agitation perma- nente et préférablement en suspension dans le liquide.
Comme masse de contact, on peut utiliser toutes les matières insolubles ou difficilement solubles dans l'eau, qui ne sont pas attaquées de façon importante par celle-ci, et dont la densité est supérieure à celle de l'eau, telles par exemple que le quartz, le marbre, la dolomite, le tuf, la brique, l'anthracite, ou analogues.
Ces matières sont employées sous forme de grains de dimensions de l'ordre de 0,1 à 0,3 mm, afin que le courant d'eau puisse aisément les agiter ou même les tenir en suspension, sans cependant qu'ils soient entraînés hors du bac à réaction.
Lors de la mise en marche, on charge de préférence le bac à réaction, ou plus exactement sa partie inférieure, de matières du genre précité, convenablement préparées à l'avance. Mais il est é- galement possible de se dispenser de cette charge préalable, car la masse de contact se forme d'elle-même assez rapidement au sein du liquide dans le bac et joue ensuite pleinement son rôle.
La précipitation de l'hydrate de fer s'effectue sur les parti- cules de la masse de contact qui se recouvrent ainsi d'une couche de plus en plus épaisse, et si les dimensions du bac à réaction et la vitesse de l'eau dans celui-ci ont été correctement déterminées, l'eau qui s'en écoule est parfaitement claire ou presque et ne ren- ferme plus de fer. Par surcroît de précaution, on peut toutefois disposer en aval de l'appareil un filtre à sable ou analogue pour retenir les particules éventuellement entraînées.
Suivant l'invention, on peut, en même temps que l'élimination
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du fer, assurer la décarbonatation totale ou partielle de l'eau.
On peut par exemple faire passer l'eau dont on a éliminé le fer dans un autre bac à réaction, agencé et chargé de façon identique ou semblable au précédent, et dans lequel on introduit en même temps un agent de décarbonatation approprié tel que de l'eau ou du lait de chaux'. On peut encore effectuer les deux réactions dans le même bac, par exemple en y introduisant l'agent de décarbonsta- tion et en le mélangeant intimément à l'eau, à la partie supérieure du bac à un niveau tel que l'eau qui s'y trouve soit déjà débarras- sée de la majeure partie de son fer. En général, toutefois, il est préférable d'effectuer les deux réactions dans deux bacs distincts du genre sus-énoncé.
En opérant d'une façon semblable à celle utilisée pour la sé- paration du fer, il est possible, suivant l'invention, de séparer également le manganèse éventuellement présent dans l'eau et cela plus spécialement si l'eau, de préférence pauvre en fer, a eu son pH ajusté aux environs de 9 avant son entrée dans le bac de préci- pitation du fer.
Dans le cas ou l'eau dont on veut éliminer le manganèse ren- ferme des quantités notables de fer, il est à recommander d'effec- tuer cette élimination en même temps que la décarbonatation, sui- vant l'une des façons sus-exposées dans le cas du fer, car une eau riche en fer donne aisément lieu à une pré-séparation d'hydrate de fer qui provoque un trouble. Si la teneur en fer est au contraire faible, les réactifs propres à la précipitation du manganèse, tels que par exemple la chaux, peuvent alors s'ajouter à l'eau avant son entrée dans le premier bac à réaction, car dans ce cas il n'y a pas lieu de craindre de voir surgir un trouble notable par précipita- tion trop rapide du fer.
La séparation des deux métaux, fer et man- ganèse,s'opère donc entièrement dans un bac unique de telle sorte
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qu'il n'en est plus besoin d'un second.
Comme les matières de contact se recouvrent pendant leur em- ploi d'une couche de plus en plus épaisse des corps précipités, ainsi qu'on l'a exposé plus haut, et que leurs grains deviennent par conséquent de plus en plus gros, il convient de vidanger de temps en temps le ou les bacs à réaction d'une partie au moins de leur charge et de remplacer la partie enlevée par des grains frais ou provenant de matière usagée concassée.
En appliquant par exemple le traitement suivent l'invention à une eau brute renfermant 9,3 mg/1 de fer et 3,0 mg/1 de manganèse on a obtenu, après traversée d'un premier bac à réaction du type sus-décrit, des teneurs abaissées à 3,0 mg/1 pour le fer et à 2,8 mg/1 pour le manganèse. Après traversée d'un second bac, ces teneur se réduisaient respectivement à 2,0 mg/1 et 0,4 mg/1.
Enfin après passage à travers un filtre à sable, on ne retrouvait plus que des traces à peine décelables des métaux en question. L'eau ainsi obte- nue avait un indice 2 de 0,35 et un indice de 1,2, c'eet à dire qu'en titrant ladite eau par une solution acide décinormale, la quantité de-solution nécessaire pour obtenir le changement de colo- ration était de 0,35 cm3 par 100 cm3 d'eau, ou de 1,2 cm3 par 100 om3 d'eau suivant qu'on utilisait comme indicateur coloré respecti- cement la phénolphtaléine ou le méthylorange.
Ainsi qu'il va de soi, l'invention vise non seulement le pro- cédé sus-décrit d'élimination du fer et, éventuellement, du manga- nèse et des carbonates, mais encore les appareils, et notamment les bacs à réaction, propres à sa mise en oeuvre ainsi que les instal- lations de traitement des eaux comportant de tels appareils.
-Résumé- -------------
L'invention vise un procédé dans lequel l'eau, suffisamment chargée en oxygène, est amenée dans un bac conique évasé vers le
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haut et renfermant une masse de contact granulaire telle qu'elle soit agitée ou mise en suspension dans le courant d'eau sans être entraînée.
L'invention prévoit encore qu'on peut ajouter à l'eau dans le même bac ou dans un bac séparé, un agent de décarbonatation et que, si l'eau à traiter est pauvre en fer, on peut, en ajustant son pH aux environs de 9; éliminer en même temps le manganèse.
Revendications - :-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-
1- Procédé pour éliminer le fer de l'eau, caractérisé en ce que l'eau à traiter, contenant une quantité d'oxygène suffisante pour la transformation en hydrate de fer des composés d'oxyde de fer qu'elle renferme, traverse de bas en haut un bac à réaction, de préférence év*sé en cône vers le haut et renfermant à sa partie inférieure une masse de contact plus dense que l'eau, la vitesse de traversée de l'eau à travers ladite masse étant telle que celle- ci se trouve en état d'agitation permanente et préférablement en suspension dans le liquide.
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"Process for removing iron and possibly carbonates and manganese from water" -
The present invention relates to a process for treating water with a view to removing iron therefrom and at the same time, where appropriate, carbonates and manganese. It aims more particularly to achieve, over the known filtration and precipitation processes, the essential advantage of depositing the materials to be removed in a very compact form, so that no handling is required. There are only dense, almost dry masses that contain very little water instead of bulky sludge, with all the difficulties that their removal involves.
According to the invention, the water to be treated, containing a sufficient quantity of oxygen for the transcretion into iron hydrate of the compounds
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posed with iron oxide which it contains, crosses from bottom to top a reaction tank, preferably flared in a cone upwards and containing at its lower part a contact mass denser than water, the speed the water to be treated through said mass being such that the latter is in a state of permanent agitation and preferably in suspension in the liquid.
As the contact mass, it is possible to use all the substances which are insoluble or hardly soluble in water, which are not attacked significantly by the latter, and whose density is greater than that of water, such as for example quartz, marble, dolomite, tuff, brick, anthracite, or the like.
These materials are used in the form of grains with dimensions of the order of 0.1 to 0.3 mm, so that the current of water can easily stir them or even hold them in suspension, without however being carried away. of the reaction tank.
When starting up, the reaction tank, or more exactly its lower part, is preferably loaded with materials of the aforementioned type, suitably prepared in advance. However, it is also possible to dispense with this preliminary charge, since the contact mass forms itself fairly quickly within the liquid in the tank and then fully plays its role.
The precipitation of the iron hydrate takes place on the particles of the contact mass which are thus covered with an increasingly thick layer, and if the dimensions of the reaction tank and the speed of the water in this have been correctly determined, the water which flows from it is perfectly clear or almost and no longer contains iron. As an added precaution, however, a sand filter or the like can be placed downstream of the apparatus to retain any particles which may be entrained.
According to the invention, it is possible, at the same time as the elimination
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iron, ensure the total or partial decarbonation of the water.
For example, it is possible to pass the water from which the iron has been removed into another reaction tank, arranged and loaded in the same or similar manner to the previous one, and into which a suitable decarbonating agent such as carbonate is introduced at the same time. 'water or milk of lime'. The two reactions can also be carried out in the same tank, for example by introducing the decarbonizing agent therein and mixing it intimately with water, at the upper part of the tank at a level such that the water which s 'find there is already free of most of its iron. In general, however, it is preferable to carry out the two reactions in two separate tanks of the kind mentioned above.
By operating in a manner similar to that used for the separation of iron, it is possible, according to the invention, to also separate the manganese possibly present in the water and this more especially if the water, preferably poor iron, had its pH adjusted to around 9 before entering the iron precipitation tank.
In the case where the water from which the manganese is to be removed contains significant amounts of iron, it is recommended to carry out this removal at the same time as the decarbonation, following one of the above-mentioned ways. exposed in the case of iron, since water rich in iron easily gives rise to pre-separation of iron hydrate which causes haze. If the iron content is on the contrary low, the reagents specific to the precipitation of manganese, such as for example lime, can then be added to the water before it enters the first reaction tank, because in this case it There is no reason to fear that a noticeable cloudiness may arise from too rapid precipitation of the iron.
The separation of the two metals, iron and manganese, therefore takes place entirely in a single tank in such a way
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that there is no longer a need for a second.
As the contact materials become covered during their use with a thicker and thicker layer of the precipitated bodies, as has been explained above, and their grains consequently become larger and larger, it The reaction tank (s) should be emptied from time to time of at least part of their load and the part removed should be replaced by fresh grains or from crushed used material.
By applying for example the treatment according to the invention to a raw water containing 9.3 mg / 1 of iron and 3.0 mg / 1 of manganese, after passing through a first reaction tank of the type described above, it was obtained. , contents lowered to 3.0 mg / l for iron and 2.8 mg / l for manganese. After passing through a second tank, these levels were reduced to 2.0 mg / l and 0.4 mg / l, respectively.
Finally, after passing through a sand filter, only barely detectable traces of the metals in question were found. The water thus obtained had an index 2 of 0.35 and an index of 1.2, that is to say that by titrating said water with a decinormal acid solution, the quantity of solution necessary to obtain the change. of color was 0.35 cm3 per 100 cm3 of water, or 1.2 cm3 per 100 om3 of water, depending on whether phenolphthalein or methyl orange was used as the color indicator respectively.
As goes without saying, the invention relates not only to the above-described process for removing iron and, optionally, manganese and carbonates, but also devices, and in particular reaction tanks, suitable for its use, as well as water treatment installations comprising such devices.
-Summary- -------------
The invention relates to a method in which the water, sufficiently charged with oxygen, is brought into a conical tank flared towards the bottom.
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high and containing a granular contact mass such as to be stirred or suspended in the stream of water without being entrained.
The invention also provides that it is possible to add to the water in the same tank or in a separate tank, a decarbonating agent and that, if the water to be treated is poor in iron, it is possible, by adjusting its pH to around 9; at the same time remove the manganese.
Claims -: -: -: -: -: -: -: -: -: -: -: -: -
1- Process for removing iron from water, characterized in that the water to be treated, containing a sufficient quantity of oxygen for the transformation into iron hydrate of the iron oxide compounds that it contains, passes through bottom up a reaction tank, preferably ev * se in a cone upward and containing at its lower part a contact mass denser than water, the speed of passage of water through said mass being such that the latter is in a state of permanent agitation and preferably in suspension in the liquid.