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" Appareil et procédé pour le traitement des liquides".
La présente invention a ppur objet un appareil et un procédé pour l'enlèvement, sous forme solide, de substances contenues dans des liquides.
L'application principale de l'invention vise l'adou- cissement, la clarification et la stabilisation de l'eau et la description qui suit se rapporte à cette application.
Le procédé comprend la formation, le conditionnement et l'enlèvement continu de précipités obtenus par l'utilisa- tion d'une zone inférieure de mélange et de réaction dans la- quelle on maintient une suspension des solides séparés précé- demment, d'une zone supérieure de clarification et d'uhe zone de séparation et de concentration des solides communiquant a- vec la zone de clarification.
L'un des objets principaux de l'invention est le traitement de l'eau dure, de telle manière
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qu'il se produise une précipitation des solides formés des subs- tances donnant lieu à la dureté en présence des solides précé- demment séparés et maintenus dans un état de suspension dans une zone de rotation générale, l'eau passant ensuite vers le haut à travers une zone de clarification et les solides étant évacués au dehors à travers la zone de séparation et de concen- tration des solides.
Un objet principal de l'invention est la réalisation, dans un appareil du type général dans lequel les réactions se font en présence d'une suspension de matières solides préala- blement séparées et dans lequel l'eau claire s'échappe de la surface supérieure de la suspension, de moyens pour extraite les matières solides de ladite suspension, grâce à quoi on peut contrôler le volume de la suspension retenue dans l'appareil et l'emplacement de la surface supérieure de ladite suspension.
Un autre objet de l'invention réside dans un procédé d'adoucissement de l'eau, procédé dans lequel on a prévu une zone de mélange et de réaction ayant l'allure d'une circula- tion provoquée par des agitateurs rotatifs exerçant une action centrifuge, l'allure de la circulation comprenant :
un mouve- ment général de rotation, un mouvement ascendant extérieur, un mouvement descendant intérieur,une partie du liquide pro- venant du mouvement descendant interne étant remise en circula- tion et une partie étant passée vers le haut à travers une zone de clarification, les matières solides qui montent avec le li- quide dans la zone de clarification étant extraites dans une zone de séparation et de concentration des matières solides, tandis que l'eau, soumise au traitement, est introduite dans la zone de mélange et de réaction pour provoquer une réaction d'adoucissement en présence des particules cristallines précé- demment séparées et formées des constituants qui provoquent la dureté.
L'invention a également pour objet un procédé et un
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appareil perfectionnés du type général mentionné plus haut, mais dans lesquels la réaction et la circulation sont telles que l'on utilise mieux et plus complètement l'espace dont on dispo- se dans le bassin et que le conditionnement de la suspension ou des solides dans ladite suspension soit meilleur afin que la réaction puisse avoir lieu plus rapidement et plus complète-- ment, que la suspension soit conditionnée plus rapidement et plus complètement, que l'eau soit plus rapidement clarifiée et que le volume nécessaire et le temps de rétention de la suspen- sion des solides précipités soient réduits.
Ces objets et d'autres apparattront au cours de la description qui va suivre et qui se rapporte à un mode de réa- lisation préféré de l'invention représenté sur le dessin anne- xé, sur lequel :
La fig. l'est une coupe verticale par l'axe de l'ap- pareil construit conformément à l'invention;
La fig. 2 est une coupe horizontale partielle de l'ap- pareil représenté sur la fig. 1.
Dans l'appareil représenté sur le dessin, on a prévu un récipient ou bac de traitement 10, de forme cylindrique.
Au-dessus du récipient 10 qu'il traverse est monté un organe support 11 sur lequel est disposé un moteur et des engrenages réducteurs désignés par 12. Du moteur et des engrenages réduc- teurs part un arbre 13 orienté vers le bas, arbre dont l'extré- mité inférieure s'arrête au voisinage du fond du récipient. Il est préférable que l'extrémité inférieure de l'arbre tourillon- ne, comme on l'a indiqué d'une manière générale en 14, ceci pour plus de stabilité.
L'arbre 13 porte une série de bras horizontaux par- tant radialement à partir dudit arbre dans un plan situé à une certaine distance du fond du récipient. Ces bras 15 portent des pales agitatrices 16 disposées de préférence suivant un certain angle qui est tel que, lors de la rotation de l'arbre
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13, il se crée une pression (dirigée vers l'extérieur) dans le liquide que contient le récipient. Cet angle est indiqué sur la fig. 2. Les différents bras 15 peuvent être reliés les uns aux autres par l'intermédiaire d'organes d'entfetoisement 17 et les bras précités peuvent être supportés sur l'arbre 13 par l'in- termédiaire de tiges 18.
Dans la partie supérieure du récipient se trouve une chambre de clarification, de conformation tronconique, consti- tuée par une paroi 19 s'étendant vers le bas, vers l'intérieur, et ouverte à son extrémité inférieure. Le bord supérieur de la paroi 19 est représenté avec une forme cylindrique et constitue un barrage par dessus lequel se déverse l'eau séparée au cours du procédé de traitement, cette eau étant évacuée de l'appareil par la canalisation 20.
La paroi tronconique 19 s'étend vers le bas et vers l'intérieur en direction de l'axe du récipient, et elle s'arrê- te suivant un plan situé à une distance appréciable du fond du récipient. On peut utiliser n'importe quel type d'organe de sup- port pour maintenir en position l'organe 19 dans le récipient.
La chambre de clarification n'a pas besoin d'être conique, mais la paroi 19 peut s'étendre verticalement pour constituer une chambre cylindrique.
L'arbre 13 est entouré d'un compartiment ou manchon 21 relativement étroit, qui s'arrête au niveau du bord de l'or- gane 19. Près de la partie inférieure de la chambre conique se trouve unesérie de chicanes radiales 22, qui sont prévues pour produire un effet de freinage sur l'eau qui est déplacée vers le haut dans l'organe de clarification 19. La hauteur de ces chicanes peut varier considérablement.
Il n'est pas nécessaire qu'elles s'étendent jusqu'au sommet de l'organe séparateur coni- que, étant donné que l'eau arrivant dans ce dernier peut subir un freinage suffisant dans son mouvement de rotation par des chicanes relativement basses.,
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Sur la droite de l'organe tronconique 19, on a repré- senté une séparation 23 formant avec le c8té de la paroi 19, un compartiment analogue à un entonnoir. De la partie inférieu- re de ce compartiment part, se dirigeant vers l'extérieur du récipient, une canalisation 24, munie d'un robinet approprié 25, destiné à régler la quantité d'eau s'échappant vers l'extérieur.
Il y a lieu de noter que l'on peut, si@on le désire, prévoir un nombre quelconque de ces séparations 23..
On a, de préférence, prévu dans le récipient 10 une chicane cylindrique 26 s'étendant autour de la partie inférieu- re de la paroi ou séparation 19. Cette chicane 26 s'étend éga- lement vers le bas jusqu'au voisinage de l'extrémité des bras
15. Des organes de support 27 ont été représentés sur le dessin et servent à maintenir la chicane 26 suspendue dans le récipient
L'eau brute devant être traitée est introduite par le fond du récipient, par l'intermédiaire d'une canalisation 28, munie d'une tubulure de décharge 29, s'étendant le long de la partie inférieure du récipient dans le sens de la rotation des bras 15. Autour de la canalisation 28, et à une certaine distance de celle-ci, se trouve un compartiment 30, ouvert aux deux extrémités, à travers lequel peut circuler le liquide se trouvant déjà dans le récipient.
Il est désirable de disposer ce compartiment 30, mais il peut être supprimé par suite de la présence de la chicane 26 et la circulation ainsi obtenue pro- voque de bonnes conditions de mélange et de réaction en l'ab- sence de ce compartiment.
Lors de la mise en oeuvre du procédé, et au cours du fonctionnement de l'appareil, l'eau brute devant être traitée est introduite dans le récipient par la canalisation 28 et, lorsque le récipient se remplit d'eau, on fait tourner l'arbre
15 dans le sens indiqué par les flèches pour communiquer un mouvement de rotation générale au liquide contenu dans le réci- pient. L'effet de jet de l'eau provenant de la branche 29 fa-
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vorise ce mouvement de rotation et provoque le mélange de l'eau qui pénètre dans le récipient avec celle qui s'y trouve déjà.
Des produits chimiques adoucissants,tels que la chaux et la soude peuvent être introduits dans le compartiment 30 au moyen d'une canalisation d'amenée 31. La canalisation 31 est de pré- férence placée au-dessous du point d'arrivée de l'eau brute, de manière que les produits chimiques puissent être mélangés à l'eau qui se trouve déjà dans le récipient, avant de venir en contact et de s'y mélanger avec l'eau brute.
Les produits chimiques et +'eau devant être adoucie sont intimement mélangés et il se produit une réaction d'adou- cissement au cours de laquelle les particules cristallines des constituants provoquant la dureté sont séparées. Ces cristaux sont formés de composés de carbonate de calcium et d'hydrate de magnésium et, au cours de la continuation des opérations,le mouvement rotatif des bras 15 fait que l'eau qui contient les particules cristallines des constituants donnant lieu à la du- reté est mise en circulation au-delà du point où l'eau brute pénètre dans le récipient. Le mouvement de rotation de l'eau dans le récipient et l'effet de jet provenant de la tubulure de décharge 29 font que le liquide déjà traité et contenant les solides cristallins déjà précipités se trouve entraîné à travers le compartiment 30.
Ce liquide contenant les solides précédemment séparés entraîne les produits chimiques à l'aide desquels doit être traitée l'eau brute, après quoi ce liquide est mélangé à l'eau brute, de sorte que la réaction d'adoucis- sement ait lieu en présence des solides déjà formés. Le résul- tat de la mise en oeuvre du procédé de la manière précitée fait que les particules cristallines augmentent de dimensions et qu'elles sont formées de grappes cristallines stables.
Lorsque 'l'eau remplit le récipient, celle-ci et les particules cristal- lines en suspension passent vers le haut à travers la partie inférieure de l'organe séparateur tronconique 19, et les chi-
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canes 22 agissent pour arrêter le mouvement de rotation de l'eau Le repos relatif permet alors la séparation de l'eau des soli- des, et l'eau atteint le sommet de la chambre séparatrice 19 pour s'écouler au-dessus du barrage formé par le bord supérieur de ladite chambre et pour s'écouler à travers la canalisation 20.
En pratique, les solides ont tendance à se concentrer dans l'appareil au cours de l'opération pour former une suspen- sion pouvant contenir deux ou trois pour cent de solides( en poids à sec), ou même sensiblement plus, et leur volume est suf- fisant pour remplir le bassin jusqu'à un niveau situé au-dessus du bord inférieur de la paroi 19. Par suite de la réaction qui se produit comme décrit plus haut, en présence des particules en suspension et provenant des précipités formés précédemment, les grappes cristallines de ces particules sont continuellement renforcées.
Le résultat en est qu'elles n'ont pas tendance à se désintégrer au cours de leur mouvement, comme c'est le cas avec des particules ordinaires, et la conséquence en est que la vitesse de rotation de l'agitateur peut être plus grande que celle considérée généralement comme possible, cette vitesse pouvant être aisément un multiple. Ceci contribue à assurer la circulation désirée de la suspension, ainsi qu'on l'a décrit, et permet également d'avoir des agitateurs de plus petites di- mensions produisant le même effet.
L'emploi de la chicane 26 assure, non seulement une utilisation plus complète de l'espace dans le récipient, mais produit également une voie telle que décrite précédemment, qui empéche un court-circuitage tout en procurant un intervalle de temps convenable, avant que l'eau pénétrant dans l'appafeil puisse atteindre la chambre de cla- rification.
La nature de la suspension est telle qu'elle n'est pas aisément dispersée par un courant ascendant d'eau à travers elle-même à une vitesse dépassant considérablement celle à la-
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quelle se produit généralement la sédimentation; elle s'étend de manière à permettre la montée de l'eau à travers elle, tout en retenant les particules cristallines présentes dans l'eau.
Son action est telle que l'eau, pénétrant dans la chambre de clarification par en bas et montant à travers une couche de suspension dans la partie inférieure de celle-ci, émerge à l'é- tat clarifié de la partie supérieure de la suspension, dont la surface supérieure est définie clairement, et ceci avec un dé- bit d'eau atteignant 15 litres par 929 cm2 de surface et par minute, dans des conditions favorables, ou même'davantage.
La mesure dans laquelle la suspension de solides pé- nètre dans la chambre de clarification dépend d'un certain nom- bre de facteurs comprenant la vitesse de passage de l'eau sou- mise au traitement et la quantité de solides retenue dans l'ap- pareil. Lorsque le niveau supérieur de la suspension passe au- dessus du bord de la séparation 23, les solides passent par dessus et pénètrent dans le compartiment délimité par la sépa- ration 23 et la paroi 19, compartiment d'où ils peuvent être évacués par la. canalisation 24, dont l'écoulement peut être contrôlé par le robinet 25. La surface et la profondeur de ce compartiment peuvent être telles qu'il s'y produise une concen- tration des solides, ce qui permet l'évacuation de ces derniers avec une faible quantité d'eau.
Cette disposition fournit les moyens pour contrôler le niveau supérieur de la suspension dans la chambre de clarification, lorsqu'on place le bord supérieur de la pièce 23 à la hauteur désirée. Lorsque se forment de nouveaux solides, ceux-c sont déplacés dans la chambre de cla- rification, et le niveau de la suspension qui s'y trouve monte, l'excès de solides s'échappant par dessus la séparation 23. Il se produit ainsi un déplacement continu vers l'avant des soli- des et de l'eau (cette dernière, évidemment, avec une vitesse sensiblement plus grande), l'eau s'échappant de la surface d e la suspension pour atteindre le trop-plein, tandis que les so-
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lides sont entraînés vers le haut de la suspension.
Ceci contri- bue au contrôle, aussi bien de la nature de la)suspension que de son volume.
Dans la partie inférieure du récipient, partie qui constitue la zone de mélange et de réaction, il existe un mou- vement de rotation générale avec des tourillons locaux provo- qués par le mécanisme agitateur et sous l'effet de jets de la décharge de l'eau brute. Le mouvement de rotation générale crée une pression dirigée vers l'extérieur, pression qui obli- ge le liquide 4 monter entre la chicane cylindrique 26 et le côté du récipient. A partir du sommet de la chicane 26, le li- quide retourne vers le bas et descend en direction de l'extré- mité inférieure de la chambre 19. Une certaine partie du liqui- de est dirigée vers le haut dans la chambre, tandis qu'une au- tre partie de ce liquide est remise en circulation, cette par- tie dépendant de facteurs tels que la vitesse de rotation dans le récipient.
Lorsque la vitesse de rotation augmente, la force centrifuge est nécessairement plus grande et la cir- culation dans le récipient est proportionnellement augmentée.
Bien que la coopération de la chicane 26 et du mécanisme agi- tateur puisse être désirable dans certains cas, le plus souveni la force centrifuge de l'agitateur suffira à elle seule pour produire un conditionnement très efficace des matières solides et un achèvement complet de la réaction. L'efficacité d'un procédé de ce genre dépend grandement du type de particules cristallins qui se forment au cours des opérations. A moins que les particules cristallines nesetransforment en grappes re- lativement stables ou en particules ayant des dimensions et un volume substantiels, on rencontre des difficultés consi- dérables dans la clarification.
Le présent procédé comprend un usage défini et ef- ficace de l'espace dans la zone de mélange et donne lieu, par conséquent, a des meilleures conditions de formation de par-
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ticules par unité d'appareil et de temps? Les meilleures con- ditions de formation des particules cristallines, conformément à la présente invention sont indiquées par le fait que l'orga- ne tronconique 19 peut présenter un petit élargissement vers la partie supérieure du récipient, ce qui a pour conséquence uniquement une faible diminution de la vitesse de l'eau montan- te, en même temps que l'on obtient une clarification efficace.
En fait, il est possible d'utiliser un cylindre à. la place de l'organe tronconique 19, ce qui fait que la vitesse d'ascen- sion est sensiblement constante à travers la zone de clarifi- cation.
La suspension contenue dans le récipient peut être contr81ée par le soutirage d'un volume équivalent de suspension à travers la canalisation 31, qui communique avec le fond du récipient, la concentration élevée de la suspension, rendant possible un équilibre des solides par le soutirage d'une quan- tité relativement faible de suspension, si on la compare à la vitesse du courant d'arrivée d'eau brute. La canalisation 31 peut également être utilisée pour soutirer le contenu du ré- cipient pendant les périodes de non utilisation.
L'invention a été décrite plus spécialement dans son application à l'adoucissement d'eau dure, application dans laquelle les substances en solution sont éliminées de l'eau sous une forme cristalline. Dans d'autres applications de l'in- vention, la formation de cristaux ou de grappes cristallines peut ne pas avoir lieu, comme c'est la cas avec l'adoucisse- ment d'eau dure. L'invention a, par exemple, une grande utili- té dans la clarification d'eau boueuse, telle que l'eau de ri- vière, et l'on peut utiliser des coagulants tels que l'alun et des sels de fer pour former un précipité tendant à produire et à augmenter les caractéristiques de séparation de particu- les solides se trouvant déjà dans l'eau naturellement boueuse.
Même dans l'opération d'adoucissement, il est, dans de nombreuy
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cas, désirable d'utiliser un coagulant additionné au réactif pour former des composés insolubles de calcium et de magnésium.
De nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil et au procédé décrit plus haut à titre d'exemple, et ces modifications n'altèrent en rien l'esprit de l'invention.
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"Apparatus and method for the treatment of liquids".
The present invention relates to an apparatus and a method for the removal, in solid form, of substances contained in liquids.
The main application of the invention is aimed at softening, clarifying and stabilizing water and the description which follows relates to this application.
The process comprises the formation, conditioning and continuous removal of precipitates obtained by the use of a lower mixing and reaction zone in which a suspension of the solids separated previously separated is maintained. upper clarification zone and a solids separation and concentration zone communicating with the clarification zone.
One of the main objects of the invention is the treatment of hard water, in such a way
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precipitation of the solids formed from the substances giving rise to hardness occurs in the presence of the solids previously separated and maintained in a state of suspension in a general rotation zone, the water then passing upwards through through a clarification zone and the solids being discharged out through the solids separation and concentration zone.
A main object of the invention is the realization, in an apparatus of the general type in which the reactions are carried out in the presence of a suspension of solids previously separated and in which the clear water escapes from the upper surface. from the suspension, means for extracting solids from said suspension, whereby the volume of the suspension retained in the apparatus and the location of the upper surface of said suspension can be controlled.
Another object of the invention resides in a process for softening water, in which process there is provided a mixing and reaction zone having the appearance of a circulation caused by rotary agitators exerting an action. centrifugal, the flow rate comprising:
a general rotational movement, an upward movement outward, an inner downward movement, part of the liquid from the inner downward movement being recirculated and part being passed upward through a clarification zone, the solids which rise with the liquid in the clarification zone being extracted in a zone for separating and concentrating the solids, while the water, subjected to the treatment, is introduced into the mixing and reaction zone for to cause a softening reaction in the presence of the crystalline particles previously separated and formed from the constituents which cause hardness.
The invention also relates to a method and a
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improved apparatus of the general type mentioned above, but in which the reaction and circulation are such that better and more complete use is made of the space available in the basin and the conditioning of the suspension or of the solids in the basin. said suspension is better so that the reaction can take place faster and more completely, that the suspension is conditioned more quickly and more completely, that the water is clarified more quickly and that the necessary volume and the retention time of the suspension of the precipitated solids is reduced.
These and other objects will become apparent during the description which will follow and which relates to a preferred embodiment of the invention shown in the appended drawing, in which:
Fig. is a vertical section through the axis of the apparatus constructed in accordance with the invention;
Fig. 2 is a partial horizontal section of the apparatus shown in FIG. 1.
In the apparatus shown in the drawing, there is provided a container or treatment tank 10, of cylindrical shape.
Above the receptacle 10 through which it passes is mounted a support member 11 on which are placed a motor and reduction gears designated by 12. From the motor and reduction gears starts a downwardly oriented shaft 13, the shaft of which l the lower end stops near the bottom of the container. It is preferable that the lower end of the journal shaft, as generally indicated at 14, is for added stability.
The shaft 13 carries a series of horizontal arms extending radially from said shaft in a plane situated at a certain distance from the bottom of the container. These arms 15 carry stirring blades 16 preferably arranged at a certain angle which is such that, during rotation of the shaft
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13, a pressure is created (directed outward) in the liquid in the container. This angle is shown in fig. 2. The different arms 15 can be connected to each other by means of spacers 17 and the aforementioned arms can be supported on the shaft 13 by means of rods 18.
In the upper part of the container there is a clarification chamber, of frustoconical conformation, constituted by a wall 19 extending downwards, inwards, and open at its lower end. The upper edge of the wall 19 is shown with a cylindrical shape and constitutes a dam over which the water separated during the treatment process flows, this water being discharged from the apparatus through the pipe 20.
The frustoconical wall 19 extends downwardly and inwardly towards the axis of the container, and it stops in a plane situated at an appreciable distance from the bottom of the container. Any type of support member can be used to hold member 19 in position in the container.
The clarification chamber does not need to be conical, but the wall 19 can extend vertically to form a cylindrical chamber.
The shaft 13 is surrounded by a relatively narrow compartment or sleeve 21, which stops at the edge of the member 19. Near the lower part of the conical chamber is a series of radial baffles 22, which are intended to produce a braking effect on the water which is moved upwards in the clarifier 19. The height of these baffles can vary considerably.
They do not need to extend to the top of the conical separator, since the water entering the latter can be sufficiently braked in its rotational movement by relatively low baffles. .,
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On the right of the frustoconical member 19, there is shown a separation 23 forming with the side of the wall 19, a compartment similar to a funnel. From the lower part of this compartment, heading towards the outside of the container, a pipe 24, provided with a suitable tap 25, intended to regulate the quantity of water escaping to the outside.
It should be noted that one can, if desired, provide any number of these separations 23 ..
Preferably there is provided in the container 10 a cylindrical baffle 26 extending around the lower part of the wall or partition 19. This baffle 26 also extends downwards to the vicinity of the wall. end of the arms
15. Support members 27 have been shown in the drawing and serve to keep the baffle 26 suspended in the container.
The raw water to be treated is introduced through the bottom of the container, through a pipe 28, provided with a discharge pipe 29, extending along the lower part of the container in the direction of the flow. rotation of the arms 15. Around the pipe 28, and at a certain distance from it, there is a compartment 30, open at both ends, through which the liquid already in the container can flow.
It is desirable to have this compartment 30, but it can be omitted by the presence of the baffle 26 and the circulation thus obtained results in good mixing and reaction conditions in the absence of this compartment.
During the implementation of the method, and during the operation of the apparatus, the raw water to be treated is introduced into the container through line 28 and, when the container fills with water, the water is rotated. 'tree
15 in the direction indicated by the arrows to impart a general rotational movement to the liquid in the container. The effect of water jet from branch 29 fa-
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revolves this rotational movement and causes the water that enters the container to mix with that which is already there.
Softening chemicals, such as lime and soda can be introduced into compartment 30 by means of a supply line 31. Line 31 is preferably placed below the point of arrival of the water. raw water, so that the chemicals can be mixed with the water already in the container, before coming into contact with and mixing with the raw water.
The chemicals and the water to be softened are thoroughly mixed and a softening reaction occurs in which the crystalline particles of the hardness-causing components are separated. These crystals are formed from compounds of calcium carbonate and magnesium hydrate and, during the continuation of operations, the rotary movement of the arms 15 causes the water which contains the crystalline particles of the constituents giving rise to the du- Reté is circulated beyond the point where the raw water enters the container. The rotating movement of the water in the container and the jet effect from the discharge nozzle 29 cause the liquid already treated and containing the crystalline solids already precipitated to be entrained through the compartment 30.
This liquid containing the previously separated solids entrains the chemicals with which the raw water is to be treated, after which this liquid is mixed with the raw water, so that the softening reaction takes place in the presence solids already formed. The result of carrying out the process in the above manner causes the crystalline particles to increase in size and to form stable crystal clusters.
When the water fills the container, the water and the crystalline particles in suspension pass upwards through the lower part of the frustoconical separator 19, and the chi-
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canes 22 act to stop the rotational movement of the water The relative rest then allows the water to separate from the solids, and the water reaches the top of the separator chamber 19 to flow over the dam formed by the upper edge of said chamber and to flow through the pipe 20.
In practice, solids tend to concentrate in the apparatus during operation to form a slurry which may contain two or three percent solids (by dry weight), or even substantially more, and their volume. is sufficient to fill the basin up to a level situated above the lower edge of the wall 19. As a result of the reaction which takes place as described above, in the presence of particles in suspension and originating from the precipitates formed previously , the crystal clusters of these particles are continuously strengthened.
The result is that they do not tend to disintegrate during their movement, as is the case with ordinary particles, and the consequence is that the speed of rotation of the agitator can be greater. than that generally considered to be possible, this speed can easily be a multiple. This helps to ensure the desired circulation of the suspension, as described, and also allows for smaller sized agitators to produce the same effect.
The use of the baffle 26 not only ensures a more complete use of space in the container, but also produces a path as previously described, which prevents shorting while providing a suitable time interval, before water entering the appliance can reach the clarification chamber.
The nature of the suspension is such that it is not readily dispersed by an upward flow of water through itself at a rate considerably exceeding that at the-
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what sedimentation generally occurs; it extends so as to allow water to rise through it, while retaining the crystalline particles present in the water.
Its action is such that water, entering the clarification chamber from below and rising through a layer of suspension in the lower part of it, emerges in the clarified state from the upper part of the suspension. , the upper surface of which is clearly defined, and this with a water flow rate of up to 15 liters per 929 cm2 of surface and per minute, under favorable conditions or even more.
The extent to which the suspension of solids enters the clarification chamber depends on a number of factors including the rate of passage of the water subjected to the treatment and the amount of solids retained in the process. - the same. When the upper level of the suspension passes above the edge of the partition 23, the solids pass over it and enter the compartment delimited by the partition 23 and the wall 19, from where they can be discharged through the . pipe 24, the flow of which can be controlled by the tap 25. The surface and depth of this compartment can be such that there is a concentration of solids, which allows the latter to be discharged with a small amount of water.
This arrangement provides the means to control the upper level of the suspension in the clarification chamber, when placing the upper edge of the part 23 at the desired height. As new solids form, these are moved into the clarification chamber, and the level of the suspension therein rises, the excess solids escaping over separation 23. It occurs thus a continuous forward movement of the solids and of the water (the latter, of course, with a appreciably greater speed), the water escaping from the surface of the suspension to reach the overflow, while the so-
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lides are driven up the suspension.
This contributes to the control, both of the nature of the suspension and of its volume.
In the lower part of the vessel, the part which constitutes the mixing and reaction zone, there is a general rotational movement with local journals caused by the agitating mechanism and under the effect of jets from the discharge of the tank. 'raw water. The general rotational movement creates an outwardly directed pressure which forces the liquid 4 to rise between the cylindrical baffle 26 and the side of the container. From the top of baffle 26, the liquid returns downward and descends towards the lower end of chamber 19. Some of the liquid is directed upward into the chamber, while that a further part of this liquid is recirculated, this part depending on factors such as the speed of rotation in the container.
As the speed of rotation increases, the centrifugal force is necessarily greater and the circulation in the container is proportionally increased.
Although the cooperation of the baffle 26 and the agitator mechanism may be desirable in some instances, most often the centrifugal force of the agitator alone will be sufficient to produce very efficient conditioning of the solids and complete completion of the solids. reaction. The efficiency of such a process depends greatly on the type of crystalline particles that form during operations. Unless the crystalline particles transform into relatively stable clusters or particles of substantial size and volume, considerable difficulties are encountered in clarification.
The present process involves a defined and efficient use of space in the mixing zone and, therefore, results in better parcel-forming conditions.
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ticles per unit of device and time? The best conditions for the formation of the crystalline particles according to the present invention are indicated by the fact that the frustoconical organ 19 may exhibit a small widening towards the upper part of the vessel, which results in only a small decrease. the speed of the rising water, together with efficient clarification.
In fact, it is possible to use a cylinder. the place of the frustoconical member 19, so that the rate of ascent is substantially constant through the clarification zone.
The suspension contained in the container can be controlled by withdrawing an equivalent volume of suspension through the line 31, which communicates with the bottom of the container, the high concentration of the suspension, making possible a balance of solids by the withdrawal of solids. a relatively small amount of slurry, compared to the speed of the raw water inlet stream. Line 31 can also be used to withdraw the contents of the container during periods of non-use.
The invention has been described more especially in its application to the softening of hard water, application in which the substances in solution are removed from the water in a crystalline form. In other applications of the invention, the formation of crystals or crystal clusters may not take place, as is the case with hard water softening. The invention has, for example, great utility in the clarification of muddy water, such as river water, and coagulants such as alum and iron salts can be used for. to form a precipitate which tends to produce and increase the separation characteristics of solid particles already present in naturally muddy water.
Even in the softening operation, it is, in many cases
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It is desirable to use a coagulant added to the reagent to form insoluble compounds of calcium and magnesium.
Numerous modifications can be made to the apparatus and method described above by way of example, and these modifications in no way alter the spirit of the invention.