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INSTALLATION POUR LA PURIFICATION DEAUo
L'invention se rapporte à une installation pour la purification chimique d'eau rude, par exemple d'eau puisée du sol qui, en général, est li- bre de germes mais contient encore des substances nuisibles comme le fer, le manganèse et l'ammoniaque qui la rendent moins appropriée à boire.
On connaît déjà des méthodes de purification où..1'eau rude, après avoir été aérée, est répartie sur une couche filtrante de sable ou matière gra- nuleuse analogues dans le but d'éliminer des substances nuisibles par oxydation avec l'oxygène de l'air emmené par l'eau. Cette méthode peut réussir pour le Fe et le Mn, -Nais elle est insuffisante pour l'élimination de l'ammoniaque, dont on ne pouvait se défaire qu'en employant un extra filtre à charbon.
De plus, dans un grand nombre de cas, il était indispensable de filtrer deux fois, même pour n'éliminer que le Fe et le Mn,
L'invention a pour but une installation pour la purification d'eau rendant les susdites complications non nécessaires et permettant, dans un seul procédé de filtration, dans presque tous les cas se présentant en¯pra- tique, de purifier suffisamment l'eau rude par oxydation avec l'oxygène de l'air pour la reridre buvable.
Selon l'invention, ce but est atteint dans le cas d'une installa- tion,du genre susmentionné, par un arrangement tel de la sortie de l'eau fil- trée, que dans des circonstances normales la couche filtrante ne sera jamais submergée, une différence de pression étant, au-dessus, entretenue entre les espaces en-dessus et en-dessous de ladite couche, de sorte qu'un courant con- tinu de particules fines d'eau et d'air passe à travers les pores entre les granules de la couche filtrante.
Ladite différence de pression s'obtient de préférence en faisant un vide partiel dans l'espace au-dessous de la couche filtrante, par exemple au moyen d'un éjecteur placé dans le conduit de sortie de l'eau filtrée.
L'aération préalable de l'eau rude, selon l'invention, se fait
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avantageusement dans un tube dit Venturi, ayant une entrée d'air dans sa par- tie étranglée, ledit tube étant tellement formé et étant parcouru par l'eau avec une rapidité telle, que dans des circonstances normales le produit de la- dite rapidité et du diamètre de ladite partie étranglée, divisé par le coëffi- cient cinématique de viscosité de l'eau parcourante, soit le degré de turbulen- ce de l'eau, s'élève à une valeur de 12000 ou plus.
L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide du dessin an- nexé montrant schématiquement une forme d'exécution.
Dans l'installation montrée, l'eau rude est tirée d'un puits 1 au moyen d'une pompe 2 et amenée par un tuyau 3 à un système 4, 5, où elle est préalablement aérée. Dans ce système il est provoqué un courant fortement turbulent en plaçant dans le tuyau 3 un tube Venturi ayant une partie étran- glée 5 changeant le courant laminaire en un courant turbulent, et dans laquel- le il se présente en même temps une pression diminuée dont on peut se-servir pour aspirer-de l'air. L'air aspiré est divisé par la turbulence de l'eau en des particules tellement fines et si intensivement mêlées avec l'eau qu'il se forme, pour ainsi dire, une émulsion d'eau et d'air, dont il s'ensuit un con- tact si intime entre l'oxygène de l'air et les substances nuisibles se trou- vant dans l'eau, qu'une oxydation effective de ces substances se produit.
Il s'est établi qu'avec un-degré de turbulence dans l'eau de 12000 ou plus (expri- mé dans le nombre de Reynold Ré), le système 4,5 décrit, placé devant un fil- tre, permet d'éliminer même des substances difficiles à oxyder comme l'ammo- niaque, lesdites substances étant transformées en leurs oxydes qui, pour au- tant insolubles, sont déposées dans le filtre.
Le procédé d'oxydation dépendant de la quantité d'air aspiré aus- si bien que du degré de turbulence de l'eau, il est désirable que ces deux facteurs puissent être réglés afin d'obtenir les meilleurs résultats possibles.
A cette fin, l'air est aspiré par un tuyau 4 coaxial avec la partie étranglée 5 et terminant en une bouche, conique de préférence, le tuyau étant déplaçable axialement,' de sorte que sa bouche puisse pénétrer plus ou moin& profondément dans la partie étranglée dont la gorge sera par suite rendue plus:ou mains é- troite. Plus cette gorge sera étroite plus le degré de turbulence sera grand aussi bien que la quantité d'air aspiré et vice versa.
Au moyen d'un bec approprié 6 l'eau aérée sortant du système 4,5 qui. renferme environ 10 mg d'oxygène par litre, est répartie en gouttelettes fines sur la comhe de sable 8 d'un filtre 7. L'eau purifiée est amenée par un conduit de sortie 9 à un réservoir 10 d'où elle est transportée au lieu de destination à l'aide d'une pompe 11 et d'un conduit 12.
L'eau répartie sur la couche filtrante la pénètre de haut en bas, l'oxygène qu'elle renferme pendant ce temps agissant sur les substances nuisi- bles, dont les oxydes sont entièrement ou partiellement déposés dans ladite coucheo Selon l'invention, une oxydation efficace est assurée en plaçant le tuyau de sortie 9 de telle manière que la couche filtrante 8 reste toujours non submergée. En-dessus, une différence de pression est entretenue entre les deux espaces au-dessus et au-dessous de ladite couche. Dans l'exemple donné cette différence est effectuée en connectant l'espace inférieur au moyen d'un tuyau 14, à l'intérieur d'une douille 15, dans laquelle un vide partiel est entretenu par une trompe à eau 16 placée dans le conduit de sortie 9.
Malgré l'augmentation de la vitesse avec laquelle le filtre est parcouru par l'eau, l'oxydation des substances nuisibles sera intensifiée étant donné qu'une quan- tité beaucoup plus grande que 10 mg d'oxygène par litre d'eau est mise'en réac- tion.
Les résultats favorables obtenables avec l'invention sont illus- trés par les chiffres suivants, obtenus expérimentalement. L'eau impure conte- nait les quantités de substances indésirables suivantes :
Fe 1,3 mg/L; Mn 012 mg/L; NH4 + 6 mg/L;
Après avoir été filtrée dans une installation avec un système d'aé- ration 4,5 comme décrit, et un filtre submergé, l'eau filtrée contenait encore :
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Fe 0814 mg/L; .t z 06 mg NE,+ 3,2 mg/Éj
Evidemment environ 10 mg 02 par litre d'eau ont été en réaction ici, soit tout l'oxygène soluble dans l'eau. Pour pousser la purification plus loin il faudrait donc de nouveau aérer l'eau et la filtrer encore une fois.
Si. au contraire, Peau n'était passée qu'une fois à travers une installation du type décrit, elle ne contiendrait que
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Fe 006 mgr" Mn 0 mg!'. ; NH4+ 081 mg/L;
Evidemment dans ce cas environ 25 mg d'O2 par litre d'eau ont réagi sur les substances nuisibles, et la purification est si complète qu'une seconde filtration est superflue.
REVENDICATIONS.
1. - Installation pour la purification d'eau, dans laquelle=l'eau rude, après avoir été préalablement aérée, est répartie sur une couche filtran- te de sable ou d'une matière granuleuse analogue, caractérisée en ce que le système de sortie de l'eau filtrée est arrangé de manière que ladite couche filtrante, sous des conditions normales, reste non submergée, une telle diffé- rence de pression étant entretenue entre les deux espaces au-dessus et au-des- sous de ladite couche qu'un courant continu de particules fines d'eau et d'air passe à travers les pores entre les granules de la couche filtrante.
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INSTALLATION FOR DEAUo PURIFICATION
The invention relates to an installation for the chemical purification of rough water, for example water drawn from the ground which, in general, is free from germs but still contains harmful substances such as iron, manganese and water. 'ammonia which make it less suitable for drinking.
Methods of purification are already known in which the rough water, after having been aerated, is distributed over a filtering layer of sand or similar granular material in order to remove harmful substances by oxidation with oxygen from the water. the air carried by the water. This method can be successful for Fe and Mn, -But it is insufficient for the removal of ammonia, which could only be got rid of by using an extra carbon filter.
In addition, in a large number of cases, it was essential to filter twice, even to remove only Fe and Mn,
The object of the invention is an installation for the purification of water making the aforementioned complications unnecessary and making it possible, in a single filtration process, in almost all cases which arise in practice, to sufficiently purify the rough water. by oxidation with oxygen in the air for drinkable water.
According to the invention, this object is achieved in the case of an installation of the aforementioned type, by such an arrangement of the outlet of the filtered water, that under normal circumstances the filter layer will never be submerged. , a pressure difference above being maintained between the spaces above and below said layer, so that a continuous stream of fine particles of water and air passes through the pores between the granules of the filter layer.
Said pressure difference is preferably obtained by creating a partial vacuum in the space below the filtering layer, for example by means of an ejector placed in the filtered water outlet duct.
The prior aeration of the rough water, according to the invention, is carried out
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advantageously in a so-called Venturi tube, having an air inlet in its constricted part, said tube being so formed and being traversed by water with such rapidity, that under normal circumstances the product of said rapidity and the diameter of said constricted portion divided by the kinematic coefficient of viscosity of the flowing water, ie the degree of turbulence of the water, amounts to a value of 12000 or more.
The invention will be explained in more detail with the aid of the appended drawing showing schematically an embodiment.
In the installation shown, the rough water is drawn from a well 1 by means of a pump 2 and brought through a pipe 3 to a system 4, 5, where it is aerated beforehand. In this system a strongly turbulent current is caused by placing in pipe 3 a Venturi tube having a narrow part 5 changing the laminar current into a turbulent current, and in which there is at the same time a reduced pressure of which we can use it to suck in air. The air sucked in is divided by the turbulence of the water into particles so fine and so intensely mixed with the water that it forms, so to speak, an emulsion of water and air, of which it is The result is such intimate contact between the oxygen in the air and harmful substances in the water that effective oxidation of these substances occurs.
It has been established that with a degree of turbulence in water of 12000 or more (expressed in the Reynold number Ré), the system 4,5 described, placed in front of a filter, allows to even removing substances which are difficult to oxidize such as ammonia, said substances being converted into their oxides which, however insoluble, are deposited in the filter.
Since the oxidation process depends on the amount of air drawn in as well as the degree of turbulence of the water, it is desirable that both of these factors can be controlled in order to obtain the best possible results.
To this end, the air is sucked in through a pipe 4 coaxial with the constricted part 5 and ending in a mouth, preferably conical, the pipe being movable axially, 'so that its mouth can penetrate more or less & deeply into the part. strangled whose throat will consequently be made more: or narrow hands. The narrower this throat, the greater the degree of turbulence as well as the quantity of air sucked in and vice versa.
By means of a suitable spout 6 the aerated water leaving the system 4,5 which. contains approximately 10 mg of oxygen per liter, is distributed in fine droplets on the sand 8 of a filter 7. The purified water is brought through an outlet pipe 9 to a tank 10 from where it is transported to place of destination using a pump 11 and a pipe 12.
The water distributed over the filter layer penetrates it from top to bottom, the oxygen which it contains during this time acting on the harmful substances, the oxides of which are entirely or partially deposited in said layer. Efficient oxidation is ensured by positioning the outlet pipe 9 in such a way that the filter layer 8 always remains not submerged. Above, a pressure difference is maintained between the two spaces above and below said layer. In the example given this difference is made by connecting the lower space by means of a pipe 14, inside a socket 15, in which a partial vacuum is maintained by a water pump 16 placed in the pipe. output 9.
Despite the increase in the speed with which the filter is traversed by water, the oxidation of harmful substances will be intensified since an amount much greater than 10 mg of oxygen per liter of water is introduced. 'in reaction.
The favorable results obtainable with the invention are illustrated by the following figures, obtained experimentally. Impure water contained the following amounts of unwanted substances:
Fe 1.3 mg / L; Mn 012 mg / L; NH4 + 6 mg / L;
After being filtered in an installation with a 4.5 aeration system as described, and a submerged filter, the filtered water still contained:
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Fe 0814 mg / L; .t z 06 mg NE, + 3.2 mg / Ej
Obviously about 10 mg O 2 per liter of water reacted here, which is all the oxygen soluble in the water. To push the purification further it would therefore be necessary to aerate the water again and filter it again.
If, on the contrary, the water had only passed once through an installation of the type described, it would contain only
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Fe 006 mgr "Mn 0 mg! '.; NH4 + 081 mg / L;
Obviously in this case about 25 mg of O2 per liter of water has reacted with the harmful substances, and the purification is so complete that a second filtration is unnecessary.
CLAIMS.
1. - Installation for the purification of water, in which = the rough water, after having been previously aerated, is distributed over a filtering layer of sand or a similar granular material, characterized in that the system of outlet of the filtered water is so arranged that said filter layer, under normal conditions, remains unsubmerged, such a pressure difference being maintained between the two spaces above and below said layer as a continuous stream of fine particles of water and air passes through the pores between the granules of the filter layer.