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Lorsqu'on traite l'eau ammoniacale produite dans les cokeries et les usines à gaz en vue de récupérer l'ammoniac libre et éventuellement l'ammoniac fixe, il se dépose de l'eau qui renferme des impuretés toxiques, comme des phénols et autres
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composés goudronneux, des compost des acides thiocyanique et cyanhydrique. Ces impuretés doivent être éliminées des caux résiduaires avant que celles-ci soient déversées dans ler cours d'eau naturels.
On a déjà proposé de traiter par l'oxygène, sous pres- sion élevée et à température élevée, de la lessive résiduaire de cellulose sulfitique et d'autres eaux résiduaires industrielles en phase liquide. Dans.ce cas, on oxyde complètement en gaz car- bonique les hydrocarbures et autres composés organiques.Dans un tel procédé, ce sont, notamment, la consommation élevée d'oxygè- ne et le rendement relativement faible de l'installation d'épu- ration qui consti dent des inconvénients..
qui
L'invention/a pour but la réalisation d'une épuration techniquement irréprochable et économiquement rentable des eaux résiduaires provenant d'installations de récupération de l'ammo- niac prévues dans les cokeries et les usines à gaz consiste d'a- bord à traiter en phase liquide les-eaux résiduaires non épurées, sous pression élevée et à température élevée, par une quantité d'oxygène de l'ordre du double au triple de la quantité stoechio- métriquement nécessaire pour l'oxydation totale des impuretés, et à utiliser pour le traitement d'une quantité complémentaire d'eaux résiduaires, le cas échéant conjointement avec une quan- tité réglable d'oxygène frais, le gaz oxygéné libéré lors d'une détente préalable des eaux résiduaires traitées.
La détent. préa- lable des eaux résiduaires traitées est dans ce cas limitée à une pression telle qu'il ne puisse se dégager des eaux résiduaires, outre l'oxygène non consommé, que des quantité, relativement mi- nimes de gaz carbonique.
Grâce au traitement des eaux résiduaires par un fort excès d'oxygène, comme le prévoit le procédé conforme à l'inven- tion, on obtient, d'une part, une vitesse de réaction avantageuse-
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ment élevée en ce (lui a trait à l'oxyoation des impuret, s, de sorte que l'on peut effectuer l'épuration des eaux résiduaires dans des chambres do réaction relativement potiles, à travers lesquelles les eaux résiduaires s'écoulant en continu, Le fort excès d'oxygène assure, d'autre part,
une dégracation si couple or des impuretés que l'on peut soutirer de l'installation de traite- ment des eaux résiduaires pratiquement inodores. Auusi bien les composés organiques, notamment les phénols et autres compos, s aromatiques, et également les composes goudronneux, que les composés thiocyaniques et l'acide cyanhydrique sont totalement oxydés, les gaz permanents qui se forment étant pour eux-mêmes séparés sous la pression normale lors de la détente finale des eaux résiduaires, jusques et y compris la quantité relativement minime -de gaz carbonique et analogue qui sedégage en. même temps lors de l'élimination de l'oxygène non consommé dans l'étage de détente préalable.
Le procédé conforme à l'invention permet donc, compte non tenu de la présence d'un excès notable d'oxygène dans l'étage réactionnel, d'obtenir une utilisation élevée et pratiquement totale de l'oxygène, ce qui est déterminant pour la rentabilité ou procédé d'épuration.
Une autre caractéristique importante de l'invention réside dans le fait que l'oxygène est ajouté aux eaux résiduaires brutes amenées à la pression nécessaire, avant leur chauffage à la tem- pérature réactionnelle qui peut atteindre 200 à 250 environ.
L'avantage de cette mesure réside dans le fait que l'oxygène se répartit uniformément dans les eaux résiduaires à traiter avant que le mélange ne parvienne dans le réchauffeur et dans la cham- bre de réaction.
Suivant l'invention, on sépare avantageusement avec ;:oin ' es eaux résiduaires, avant le traitement par l'oxygène eau±]
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pression élevée et à température élevée, les impuetés en sus- pension, notamment les composés goudronneux.
Selon l'invertion, on effectue cette séparation à une pression plus basse, que la pression réactionnelle de l'étage d'épuration, par exemple à une pression&e 10 à 20 atmosphères au-dessus de la pression atmosphérique.On laisse les eaux résiduaires reposer quelque temps à cette pression, qui est produite dans le premier étage d'une pompe de pression à plusieurs étages, de sorbe Que les composés goudronneux renfermés dans -les eaux résiduaires peu- vent se déposer.
Grâce à cette élimination soignée des composés goudronneux et analogues renfermés dans les eaux résiduaires, on obtient une diminution avantageuse de la consommation en oxygène qui' est nécessaire pour l'épuration des eaux résiduaire
Une, installation appropriée à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est représentée schématiquement et simplement à titre d'exemple sur le dessin annexé.
L'installation représentée est destinée au traitement d'eau ammoniacale brute qui est amenée par la conduite 1. Les eaux résiduaires parviennent d'abord dans une colonne de distil lation usuelle 2 où se trouvent entraînés, à l'aide de vapeur, l'ammoniac libre, ainsi que le gaz carbonique, l'hydrogène sul- furé et l'acide cyanhydrique.
L'eau ammoniacale débarrassée de l'ammoniac libre arrive alors par la tubulure 3, à une température d'Environ 80 , dans une pompe de' pression 4 dans laquelle l'eau est portée à une pres- sion de 80 à 150, de préférence de 100 à 120 atmosphères au- dessus de la pression atmosphérique.Par la conduite 6,on in- troduit de l'oxygène en quantité réglable dans la conduite de pression 2 partant de la pompe 4. Le mélange d'eau sous pression et d'oxygène parvient alors dans un échangeur de chaleur 2 et de là dans un réchauffeur 8 relié au récipient réactionnel .2 en
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forme de tour, L'échangeur de chaleur .2 et le réchauffeur¯,8 portent le liquide à traiter à une température de 200 à 250 environ, suivant les conditions réactionnelles désirées.
La tour ¯9 et les chambres intérieures.de l'échangeur de chaleur 7 et duréchauffeur 8 ent des. dimensions telles que les eaux résiduaires' qui les traversent .continuellement y séjournent 15 à 20.)minutes à la température pour laquelle l'oxygène peut réagir sur les impuretés de l'eau en les oxydant complètement., Les eaux résiduaires chaudes oxydées passent, par la conduite 10, du -réacteur, ± dans l'échangeur de chaleur 2 et cèdent en.
cet endroit leur chaleur sensible à l'eau non traitée venant de là pompe 4. Elles s'écoulent -alors par la tubulure 11 dans un récipient séparateur 13 en passant par une soupape de dé- tente 12. Dans ce récipient séparateur, on maintient, par un réglage convenable de .la soupape de détente 12, une pression d'environ 40 à 50 atmosphères au-dessus de la pression atmos- phérique. La pression dans le récipient 13 doit être telle que par la conduite 15, contrôlée par une soupape 14, l'oxygène..se dégage- avec une quantité minime de gaz carbonique qui peut,, par exemple:, atteindre 10% de la quantité d' oxygène.
Du récipient séparateur 13, les eaux résiduaires épurées s'écoulent alors dans un réfrigérant 16 d'où elles peuvent être évacuées par la soupape de décharge 17.
La conduite 15 dans laquelle le gaz oxygéné s'écoule du récipient séparateur 13 est en liaison avec une pompe à oxygène 18 à laquelle on amène par la conduite 19 la quantité désirée d'oxygène frais. La pompe 18 renvoie par la conduite 6 le. mélange d'oxygène frais et de ga oxygéné en circulation, dans la conduite des eaux résiduaires.
'Si 1 t'on doit encore récupérer l'ammoniac fixe contenu dans' les eaux résiduaires réunies,,, on amène alors ces dernières,
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par la tubulure 20, à la partie inférieure 21 de la colonne de distillation 2 où lesdites caux résiduaires sont, à le lanière connue, mélangées avec de la chaux. Dont: la colonne 22 on éli- mine par distillation l' ommoniac libéré par l'addition de chaux, cet ammoniac passant alors par la conduite 23 dans la partie 2 de la colonne.
Les eaux résiduaires débarrassées de l'ammoniac et de toutes les impuretés sont soutirées de la colonne 22-par la. tubu- lure 24 et peuvent alors être dévers.ées sans autre traitement dans les cours d'eau naturels.
Si l'on renonce à récupérer les composés ammoniacaux fixes, les eaux résiduaires épuisées sont alors évacuées par la conduite 25.
Dans certains cas, il peut être avantageux, avant de traiter sous pression les eaux résiduaires par de l'oxygène, d'effectuer sensiblement à la pression normale un traitement par de l'oxygène ou par un gaz renfermant de l'oxygène, par exem- ple dans le récipient d'aérage indiqué en 26 sur le dessin. Grâce à un tel traitement préalable, on peut soutirer certaines impu- retés des eaux résiduaires, sous la forme d'une boue qui se dépose assez facilement et est éliminée des eaux résiduaires avant le. traitement.sous pression. Grâce à cette mesure, on diminue éga- lement de façon avantageuse la consommation en oxygène du procédé.
De plus, il est possible, lors du traitement préalable effectue sous la pression normale, de récupérer pour elles-mêmes certaines substances précieuses contenues dans les eaux résiduaires.
Il peut être avantageux dans certains cas d'ajouter aux eaux résiduaires, avant le traitement sous pression, des composés solubles du fer ou analogues, par exemple du sulfate ferreux, de l'hydrate ferrique ou du chlorure ferrique. Grâce à de telles additions, on accélère la réaction entre l'oxygène et les impure- tés des eaux résiduaires.