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"PROCEDE POUR L'ADOUCISSEMENT DE L'EAU ET EN PARTICULIER POUR SA DECARBONATATION".-
On sait qu'il est possible d'adoucir l'eau par le moyen de réactifs précipitants en lui ajoutant des agents chimiques suscep- tibles de former des composés peu solubles, en la faisant couler de bas en haut, dans un réservoir préférablement conique et en la mettant en contact à l'intérieur de celui-ci avec une masse cote- lysante, telle que du gravillon de marbre, de quartz, de pierre ponce ou autre, ladite masse catalysante étant maintenue en état d'agitation ou de mouvement par le courant d'eau.
Grâce à ce pro- cédé, les substances difficilement solubles produites par la réac- tion se déposent sur la masse catalysante et si l'appareil est con- venablement conformé, en particulier s'il est réalisé sous forme conique , l'eau qui s'écoule du réservoir à réaction est presque claire.
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Ce procédé est surtout utilisé pour éliminer le dureté car- bonatée de l'eau au moyen d'eau ou de lait de chaux et pour l'adou- cissement complet par le moyen de chaux et soude.
Lorsqu'on utilise comme précipitent de l'eau de chaux, la va- leur de la dureté carbonatée des eaux qu'on peut soumettre au traitement ci-dessus rappelé est pratiquement illimitée, car dans tous les cas l'eau traitée s'écoulant du réservoir à réaction ne présente qu'un trouble très faible. Par contre, l'emploi d'eau de chaux comporte au point de vue technique des limites relativement étroites, découlant de l'importance des installations nécessaires pour sa préparation. On est par conséquent conduit en général à opérer avec le lait de chaux comme agent précipitant.
Mais alors on se trouve en présence de conditions différentes du cas de l'em- ploi d'eau de chaux, car la dureté carbonatée de l'eau à traiter est limitée si l'on ne veut pas qu'elle soit exagérément trouble à la sortie de l'appareil, ce qui provoquerait une surcharge du filtre disposé en aval de celui-ci et nuirait ainsi au fonctionne- ment de toute l'installation.
On a observé que lorsqu'on opère avec le procédé sus-exposé en utilisant le lait de chaux comme agent précipitent, les diffi- oultés du genre précité ne se présentent pas tant que la dureté carbonatée de l'eau brute ne dépasse pas environ 8,8 à 10 , alors qu'aussitôt que cette limite est dépassée, le trouble apparaît dans l'eau décerbonatée, provoquant les inconvénients exposés plus haut.
Le terme de dureté caronatée doit ici non seulement englober la dureté résultant des bicarbonates de chaux et de magnésie pré- sents dans l'eau, mais également tenir compte de la dureté qui existereit si tout l'acide carbonique libre de l'eau se trouvait sous forme de bicarbonate de chaux. On sait en effet que le bicarbc nate de chaux, pour rester en solution, exige une quantité détermi-
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née d'acide carbonique libre qu'on désigne dans la littérature sous le terme diacide carbonique correspondant, et nécessite un état d'équilibre dans lequel sa tension de dissociation est contre- balancée par l'action de cet acide carbonique libre. A cet acide carbonique correspondant peuvent naturellement s'ajouter encore de plus ou moins fortes quantités d'acide carbonique libre supplé- mentaires.
Tout cet acide carbonique doit être pris en considéra- tion dans le calcul de la dureté carbonatée, comme sus-exposé, car la quantité de chaux à ajouter pour assurer la décarbonatation dépend non seulement de la dureté présente à l'état de bicarbonate, mais aussi de l'acide carbonique libre en ce sens que pour neutra- liser 1 molécule de CO2 il faut 1 molécule de CaO.
On a en outre également remarqué que lorsqu'on met en oeuvre le procédé sus-décrit en vue de réaliser un adoucissement total par le moyen de chaux et de soude, on rencontre encore l'inconvé- nient en question quand la dureté totale de l'eau brute dépasse cet te même limite de 8,8 à 10 .
La présente invention permet d'éviter l'inconvénient en ques- tion et de rendre le procédé utilisable de façon universelle.
Suivant l'invention, dans la mise en oeuvre de celui-ci, si l'eau à déoerbonater présente une dureté carbonatée supérieure à 8,8 à 10 , compte tenu de l'acide carbonique libre, ou, respectivement, si l'eau à adoucir de façon complète à la chaux et à la soude présente une dureté totale supérieure à cette même limite de 8,8 à 10 , on ajoute à l'eau brute de l'eau décarbonatée ou adoucie jusqu'à abaisser au moins jusqu'à la limite en question la dureté oarbonatée ou, respectivement, la dureté totale de l'eau entrant daans l'appareil.
Si par exemple une eau brute présente une dureté carbonatée de 12 , calculée suivant les règles sus-exposées, on peut mettre en
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oeuvre le procédé suivant l'invention en prélevant à la sortie de l'appareil à réaction une quantité d'eau adoucie correspondant à enviton 1/3 de la quantité d'eau brute à traiter, et en ajoutant cet te eau adoucie à l'eau brute avant son entrée dans l'appareil. Le mélange obtenu présente alors une dureté carbonatée d'environ 8,8 à 9,5 suivant le degré de décarbonatation de l'eau prélevée.
On réalise de cette manière un fonctionnement sans incident et la seule chose à prendre en considération pour cela est de prévoir l'appareil pour un débit total accru de la quantité d'eau ainsi retournée à l'amont.
Le procédé suivant l'invention n'est toutefois pas limité au fait d'opérer avec une addition d'eau traitée prélevée sur la même installation. On peut au contraire, pour abaisser la dureté de l'eau brute à au moins 8,8 à 10 , utiliser de l'eau adoucie dans une autre installation ou suivant un autre procédé, ou encore une eau brute possédant une dureté suffisamment faible pour cela. Il arrive fréquemment que dans une usine on dispose de plusieurs sources d'eau brute, sous forme de sources proprement dites ou de puits, canalisations ou autres, présentant des duretés différen- tes, et quand une seulement de ces eaux est suffisamment douce pour le but envisagé, il est facile de les mélanger entre elles dans des proportions telles que le mélange envoyé à l'appareil de traite- ment ne présente pas une dureté dépassant la limite en question de 8,8 à 10 .
Ce qui précède veut également pour la mise en oeuvre du procé- dé en vue de l'adoucissement total par le moyen de chaux et soude, auquel ces la dureté totale d'environ 8,8 à 10 doit encore se calculer d'après les mêmes règles que ci-dessus.
Comme il va de soi, l'invention n'est nullement limitée au procédé sus-décrit de traitement de l'eau en vue de sa décarbonata- tion ou de son adoucissement total dans des appareils à masse cata-
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lysante, mais elle englobe également les appareils spécialement agencés en vue de se mise en oeuvre ainsi que les installations comportent de tels appareils.
- Résumé et Revendications -
1 - Procédé pour l'adoucissement de l'eau au moyen d'agents précipitants tels que la chaux ou la chaux et la soude, dans des appareils à masse catalysante maintenue en mouvement, caractérisé en ce qu'on abaisse à au moins 8,8 à 10 (compte tenu de l'acide carbonique libre évalué en dureté) la dureté carbonatée de l'eau à traiter, quand l'opération vise une décarbonatation, ou, respecti- vement, sa dureté totale, quand on vise à obtenir l'adoucissement complet, et cela par addition d'eau suffisamment douce à l'eau brute avant son entrée dans l'appareil.
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"PROCESS FOR SOFTENING WATER AND IN PARTICULAR FOR ITS DECARBONATION" .-
It is known that it is possible to soften water by means of precipitating reagents by adding to it chemical agents liable to form poorly soluble compounds, by making it flow from bottom to top, in a preferably conical tank and by bringing it into contact inside the latter with a side-lysing mass, such as marble, quartz, pumice or other gravel, said catalyst mass being kept in a state of agitation or movement by the current of water.
Thanks to this process, the hardly soluble substances produced by the reaction are deposited on the catalyst mass and if the apparatus is suitably shaped, in particular if it is made in conical form, the water which s The flow of the reaction tank is almost clear.
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This process is mainly used for removing carbonate hardness from water by means of water or lime milk and for complete softening by means of lime and soda.
When lime water is used as a precipitate, the value of the carbonate hardness of the water which can be subjected to the above-mentioned treatment is practically unlimited, because in all cases the treated water flowing of the reaction tank showed only very slight haze. On the other hand, the use of lime water has relatively narrow limits from a technical point of view, resulting from the size of the installations necessary for its preparation. We are therefore generally led to operate with milk of lime as precipitating agent.
But then we find ourselves in the presence of conditions different from the case of the use of lime water, because the carbonate hardness of the water to be treated is limited if we do not want it to be excessively cloudy at the outlet of the device, which would overload the filter placed downstream of the latter and thus impair the operation of the entire installation.
It has been observed that when operating with the above-described process using lime milk as the precipitating agent, the difficulties of the aforementioned type do not arise as long as the carbonate hardness of the raw water does not exceed about 8. , 8 to 10, whereas as soon as this limit is exceeded, cloudiness appears in the decerbonated water, causing the drawbacks described above.
The term caronate hardness must here not only include the hardness resulting from the bicarbonates of lime and magnesia present in the water, but also take into account the hardness that exists if all the free carbonic acid in the water is present. in the form of baking lime. We know, in fact, that bicarbonate of lime, to remain in solution, requires a determined quantity.
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born of free carbonic acid which is designated in the literature by the corresponding term carbonic diacid, and requires a state of equilibrium in which its dissociation tension is counterbalanced by the action of this free carbonic acid. To this corresponding carbonic acid can of course be added still larger or smaller quantities of additional free carbonic acid.
All this carbonic acid must be taken into account in the calculation of the carbonate hardness, as explained above, because the quantity of lime to be added to ensure the decarbonation depends not only on the hardness present in the bicarbonate state, but also free carbonic acid in the sense that to neutralize 1 molecule of CO2 you need 1 molecule of CaO.
It has also also been observed that when the above-described process is carried out with a view to achieving total softening by means of lime and soda, the disadvantage in question is still encountered when the total hardness of the l Raw water exceeds this same limit by 8.8 to 10.
The present invention makes it possible to avoid the drawback in question and to make the method universally usable.
According to the invention, in the implementation of the latter, if the water to be deoerbonated has a carbonate hardness greater than 8.8 to 10, taking into account the free carbonic acid, or, respectively, if the water to be completely softened with lime and soda has a total hardness greater than this same limit of 8.8 to 10, decarbonated or softened water is added to the raw water until it is reduced to at least until at the limit in question, the carbonate hardness or, respectively, the total hardness of the water entering the apparatus.
If, for example, raw water has a carbonate hardness of 12, calculated according to the above-mentioned rules, we can put in
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carries out the process according to the invention by taking at the outlet of the reaction apparatus a quantity of softened water corresponding to about 1/3 of the quantity of raw water to be treated, and by adding this softened water to the raw water before entering the device. The mixture obtained then exhibits a carbonate hardness of about 8.8 to 9.5 depending on the degree of decarbonation of the water withdrawn.
In this way, trouble-free operation is achieved and the only thing to be considered for this is to provide the apparatus for an increased total flow rate of the quantity of water thus returned upstream.
The method according to the invention is however not limited to the fact of operating with an addition of treated water taken from the same installation. On the contrary, in order to lower the hardness of the raw water to at least 8.8 to 10, it is possible to use water softened in another installation or according to another process, or else raw water having a hardness sufficiently low for that. It often happens that in a factory there are several sources of raw water, in the form of sources proper or of wells, pipes or the like, having different hardnesses, and when only one of these water is soft enough for it. With this object, it is easy to mix them together in such proportions that the mixture sent to the treatment apparatus does not exhibit a hardness exceeding the said limit of 8.8 to 10.
The above also wants for the implementation of the process with a view to the total softening by means of lime and soda, to which these the total hardness of about 8.8 to 10 must still be calculated according to the same rules as above.
As goes without saying, the invention is in no way limited to the process described above for the treatment of water with a view to its decarbonation or to its total softening in mass-catalyst devices.
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lysant, but it also encompasses devices specially designed for use as well as installations comprising such devices.
- Summary and Claims -
1 - Process for softening water by means of precipitating agents such as lime or lime and soda, in apparatuses with a catalyst mass kept in motion, characterized in that it lowers to at least 8, 8 to 10 (taking into account the free carbonic acid evaluated in hardness) the carbonate hardness of the water to be treated, when the operation aims at decarbonation, or, respectively, its total hardness, when the aim is to obtain l complete softening, and this by adding sufficiently soft water to the raw water before entering the device.