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Appareil électrique pour le traitement des liquides et son procédé d'utili- sation.
Lé présente invention est relative à un appareil électrique pour le traitement des liquides, notamment des eaux, qui contiennent des impuretés à l'état colloïdal, appareil comprenant au muins une paire d'électrodes, de préférence en un métal contenant une forte proportion d'aluminium, entre lesquelles circule le liquide à traiter et qui sont alimentées sous une pen- sion continue suffisamment faible pour qu'il n'y ait pratiquement aucune é- lectrolyse de ce liquide.
Dans les appareils connus, les électrodes se recouvrent rapidement d'un dépôt d'hydrate d'alumine et de plus l'électrode positive se dissout partiellement.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
A cet effet, dans l'appareil suivant l'invention, le rapport de la distance entre les électrodes à la vitesse de circulation du liquide est maintenu suffisamment faible pour que les flocons formés autour des parti- cules ionisées existant dans le liquide à traiter, se détachent de ces par- ticules avant d'arriver à l'électrode vers laquelle ils se dirigent,et soient
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entraînés par le courant de liquide.
De cette façon, les colloïdes sont floculés,mais les flocons for- més autour des ions se détachent de ces derniers, les ions positifs qui arrivent sur l'électrode négative augmentent le poids de cette dernière, mais n'en altèrent pas la composition.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'appareil suivant l'invention, le temps de contact du liquide et des électrodes est au plus égal à cinq secondes.
La présente invention est également relative à. un procédé d'uti- lisation de l'appareil susdit, qui permet de régénérer les électrodes. A cet effet, on inverse le sens du courant d'alimentation au bout d'un temps de fonctionnement très long par rapport au temps de contact du liquide à traiter et des électrodes, mais suffisamment court pour que la variation de poids des électrodes ne dépasse pas quelques pour cent.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description d'une forme de réalisation d'un appareil conforme à l'in- vention, donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif et avec réfé- rence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue d'ensemble en élévation et en coupe d'un appareil suivant l'invention.
La figure 2 est analogue à la figure 1, mais se rapporte à une va- riante.
Dans les deux figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments analogues.
L'appareil représenté comprend un réservoir cylindrique 1 dans le- quel sont disposées des électrodes planes désignées alternativement par 2 et 5. Ces électrodes sont faites en aluminium ou en un alliage contenant une forte proportion d'aluminium; elles sont isolées des parois du réser- voir par une garniture diélectrique 4. Dé plus, elles sont maintenues par des pièces d'écartement 5 en matière isolante.
Des bandes métalliques 6 et 7 réunissent-respectivement les'élec- trodes 2 et 5.
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Le liquide à traiter entre par une conduite 11 et traverse un fond perforé 15, qui assure une répartition oouvenable des filets liquides.
Le liquide passe ensuite entre les électrodes et sort par une conduite d'évacuation 12.
Les bandes 6 et 7 sont reliées à une source de courant continu par l'intermédiaire d'un inverseur.
Des pieds, tels que 10, supportent le réservoir 1.
L'appareil représenté, à la figure 2 convient particulièrement pour les débits faibles. Le réservoir cylindrique 1 constitue l'une des électrodes. Un ajutage isolant 14 sert au montage de l'électrode intérieu- re 3. Cette dernière est percée de canaux 15 par lesquels pénètre le li- quide à traiter, qui passe ensuite dans l'espace annulaire ménagé entre les électrodes 1 et 5 et est évacué par des canaux 16 également prévus dans l'électrode:3. Les extrémités de l'électrode 5 sont filetées extérieur rement en 17 et 18, de manière que l'appareil puisse être raccordé à des canalisations. On peut du reste l'intercaler dans une tuyauterie existante.
Dans les deux appareils décrits, la distance entre les électrodes est inférieure à cinq millimètres. La vitesse de circulation du liquide ,-: dans l'appareil doit être suffisante pour que le temps de contact du li- quide et des électrodes ne dépasse pas cinq secondes. Les conditions qui viennent d'être énoncées permettent de déterminer les dimensions des élec-' trodes. En effet, pour un nombre donné d'électrodes, la distance entre celles-ci étant imposée, le débit de l'appareil est proportionnel à la dimension moyenne des électrodes normalement à la direction du courant li- quide et à la vitesse du liquide. D'autre part, le temps de contact est également imposé et dépend de cette vitesse et de la longueur des élec- trodes.
Enfin, la densité de courant doit être maintenue en dessous de certaines limites pour éviter l'électrolyse et cela permet de déterminer la tension à appliquer aux électrodes. La puissance absorbée ne doit pas être de plus de 20 watts par mètre cube de liquide traité.
Lorsqu'un liquide est traité.-:dans l'appareil décrit ci-dessus, les impuretés qu'il contient à l'état colloïdal sont floculées et peuvent être
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séparées, mais grâce aux caractéristiques faisant l'objet de l'invention, les flocons se détachent des ions et sont entraînas par le courant liquide; seuls les ions arrivent sur les électrodes. Il en résulte que les électro des positives diminuent d'épaisseur, tandis que les électrodes négatives aug- mentent de poids, mais leur composition n'est pratiquement pas altérée.
C'est-la raison pour laquelle il suffit, pour régénérer les électrodes, d'inverser au bout de quelques heures de fonctionnement, le sens du cou- rant dans l'appareil au moyen de 1'inverseur prévu à cet effet.
Grâce à. la disposition verticale de 1''appareil et à l'admission de liquide au bas de celui-ci, l'oxygène naissant s'échappe avec le liquide, par la conduite d'évacuation 12. Cet oxygène continue à exercer son action sur le liquide traité et parfait l'épuration biologique et bactériologique.
Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme d'exécution décrite ci-avant et que bien des modifications peuvent y être'apportées, notamment quant à la forme, à la constitution, au nombre et à la disposition des éléments intervenant dans sa réalisation sans sor- tir du cadre de la présente demande de brevet, à condition que ces change- ments soient compatibles avec l'esprit des revendications énoncées ci-après L'inverseur pourrait être prévu en dehors de l'appareil. On pourrait modi- fier le montage des électrodes dans le réservoir et prévoir celui-ci en une matière isolante, les électrodes étant alors fixées directement au ré- servoir.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Electrical apparatus for the treatment of liquids and its method of use.
The present invention relates to an electrical apparatus for the treatment of liquids, in particular water, which contain impurities in the colloidal state, apparatus comprising at least a pair of electrodes, preferably made of a metal containing a high proportion of aluminum, between which circulates the liquid to be treated and which are fed at a sufficiently low continuous pressure so that there is practically no electrolysis of this liquid.
In known devices, the electrodes quickly become covered with a deposit of alumina hydrate and, moreover, the positive electrode partially dissolves.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks.
To this end, in the apparatus according to the invention, the ratio of the distance between the electrodes to the speed of circulation of the liquid is kept sufficiently low so that the flakes formed around the ionized particles existing in the liquid to be treated, detach from these particles before arriving at the electrode towards which they are directed, and are
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entrained by the flow of liquid.
In this way, the colloids are flocculated, but the flakes formed around the ions detach from the latter, the positive ions which arrive on the negative electrode increase the weight of the latter, but do not alter its composition.
In an advantageous embodiment of the apparatus according to the invention, the contact time of the liquid and the electrodes is at most equal to five seconds.
The present invention also relates to. a method of using the aforesaid apparatus, which makes it possible to regenerate the electrodes. For this purpose, the direction of the supply current is reversed after a very long operating time compared to the contact time of the liquid to be treated and the electrodes, but sufficiently short so that the variation in the weight of the electrodes does not exceed not a few percent.
Other details and features of the invention will emerge from the description of an embodiment of an apparatus in accordance with the invention, given below, by way of non-limiting example and with reference to accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall view in elevation and in section of an apparatus according to the invention.
Figure 2 is similar to Figure 1, but relates to a variant.
In both figures, the same reference notations designate similar elements.
The apparatus shown comprises a cylindrical reservoir 1 in which are arranged flat electrodes designated alternately by 2 and 5. These electrodes are made of aluminum or of an alloy containing a high proportion of aluminum; they are insulated from the walls of the tank by a dielectric lining 4. Furthermore, they are held by spacers 5 of insulating material.
Metal strips 6 and 7 respectively join the electrodes 2 and 5.
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The liquid to be treated enters via a pipe 11 and passes through a perforated bottom 15, which ensures an oouvenable distribution of the liquid streams.
The liquid then passes between the electrodes and exits through a discharge pipe 12.
Bands 6 and 7 are connected to a direct current source via an inverter.
Feet, such as 10, support tank 1.
The apparatus shown in Figure 2 is particularly suitable for low flow rates. The cylindrical reservoir 1 constitutes one of the electrodes. An insulating nozzle 14 is used for mounting the internal electrode 3. The latter is pierced with channels 15 through which the liquid to be treated enters, which then passes into the annular space formed between the electrodes 1 and 5 and is discharged through channels 16 also provided in the electrode: 3. The ends of the electrode 5 are externally threaded at 17 and 18, so that the apparatus can be connected to pipes. It can also be inserted in an existing pipe.
In the two devices described, the distance between the electrodes is less than five millimeters. The liquid circulation speed, -: in the device must be sufficient so that the contact time of the liquid and the electrodes does not exceed five seconds. The conditions which have just been stated make it possible to determine the dimensions of the electrodes. In fact, for a given number of electrodes, the distance between them being imposed, the flow rate of the apparatus is proportional to the average size of the electrodes normally to the direction of the liquid current and to the speed of the liquid. On the other hand, the contact time is also imposed and depends on this speed and on the length of the electrodes.
Finally, the current density must be kept below certain limits to avoid electrolysis and this makes it possible to determine the voltage to be applied to the electrodes. The power absorbed should not be more than 20 watts per cubic meter of liquid treated.
When a liquid is treated .-: in the apparatus described above, the impurities that it contains in the colloidal state are flocculated and can be
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separated, but thanks to the characteristics forming the subject of the invention, the flakes are detached from the ions and are entrained by the liquid stream; only the ions arrive on the electrodes. As a result, the positive electrodes decrease in thickness, while the negative electrodes increase in weight, but their composition is practically not altered.
This is the reason why, in order to regenerate the electrodes, it suffices to reverse, after a few hours of operation, the direction of the current in the apparatus by means of the reverser provided for this purpose.
Thanks to. the vertical arrangement of 1''apparatus and at the liquid inlet at the bottom thereof, the nascent oxygen escapes with the liquid, through the discharge pipe 12. This oxygen continues to exert its action on the liquid treated and perfect the biological and bacteriological purification.
It is understood that the invention is in no way limited to the embodiment described above and that many modifications can be made, in particular as regards the form, the constitution, the number and the arrangement. elements involved in its realization without departing from the scope of the present patent application, provided that these changes are compatible with the spirit of the claims set out below The inverter could be provided outside the apparatus . It would be possible to modify the mounting of the electrodes in the reservoir and to provide the latter in an insulating material, the electrodes then being fixed directly to the reservoir.
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