"Procédé et dispositif de traitement de l'eau".
"Procédé et dispositif de traitement de l'eau".
La présente invention a pour objet un procédé de traitement de l'eau, permettant en particulier son alcalinisation et la transformation des carbonates adhérents qu'elle contient en formes non adhérentes.
On connaît déjà des dispositifs de traitement électrique de l'eau selon lesquels l'eau circule dans une colonne entre des électrodes métalliques en subissant la décharge d'un condensateur. Dans ces procédés, où l'on utilise l'effet de choc électrique pour dissocier les ions des éléments constitutifs de l'eau, les décharges à fournir sont d'autant plus élevées que la pression de service est grande et que la résistivité dE! l'eau est faible. La cathode se polarise rapidement et, après un temps de fonctionnement relativement court, se trouve isolée par les importants dépôts de tartre qui l'entourent, ce qui contribue à faire estomper l'effet de choc. Il est alors nécessaire de procéder fréquemment à un nettoyage de la cathode et à des purges de fond de l'appareil ainsi que des gaz produits.
La présente invention permet de pallier à ces inconvénients, et propose un procédé pouvant convenir à toutes les espèces d'eau, extrêmement facile à réaliser, qui ne nécessite aucune manipula-tion spéciale pour sa mise en oeuvre.
A cet effet, on soumet, suivant l'invention, l'eau à un flux électrostatique permanent par circulation dans une chambre de traitement comprenant une anode centrale et une cathode périphérique constituant l'enveloppe de ladite chambre,
ce flux étant créé par envoi d'un courant électrique entre l'anode et la cathode précitées.
Suivant l'invention, l'amplitude des ondes électrostatiques émises entre l'anode et la cathode est réglée de manière à ce que les éléments de minéralisation de l'eau soient amenés à un potentiel sensiblement égal à celui des ions hydrogène et hydroxyle.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'on obtient un tel potentiel en réglant la tension moyenne entre l'anode et la cathode à une valeur comprise entre -2,3 et -3,2 volts.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé susdit.
Suivant l'invention, ce dispositif comprend une chambre de traitement dans laquelle circule l'eau à traiter, comprenant une anode centrale.et une cathode périphérique constituant l'enveloppe
de ladite chambre, une alimentation en courant électrique reliée à l'anode et la cathode, ainsi qu'un conduit d'entrée et de sortie d'eau de la chambre de traitement.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, ce dispositif comprend une résistance variable reliée à l'alimentation électrique précitée, permettant de régler la tension moyenne entre l'anode et la cathode à une valeur comprise entre -2,3 et
-3,2 volts, cette anode étant constituée d'un batonnet métallique ou carboné isolé aux deux extrémités, la cathode,quant à elle , étant constituée d'une enveloppe métallique cylindrique, pourvue éventuellement d'un recouvrement de graphite.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le conduit d'entrée et le conduit de sortie d'eau de la chambre
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sont fixés le long de la périphérie de ladite chambre de part et d'autre du plan médian parallèle aux deux bases de la chambre cylindrique, ces conduits d'entrée et de sortie étant de préférence situés respectivement à proximité de la base inférieure et de la base supérieure de la chambre cylindr ique .
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, le conduit d'entrée d'eau de la chambre de traitement cylindrique est fixé à la base inférieure de ladite chambre et le conduit
de sortie d'eau est fixé le long de sa périphérie
à proximité de sa base supérieure.
Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le dispositif précité comprend un diffuseur enveloppant l'anode, ce diffuseur étant constitué par un tube perforé coaxial à l'anode, s'étendant sur une partie
de celle-ci.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés qui illustrent le procédé susdit et qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation particulière du dispositif suivant l'invention.
La figure 1 est une vue schématique, en élévation avec brisures partielles d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 est une vue, analogue à la figure 1, d'une variante du dispositif montré à cette figure 1.
Dans les différentes figures, les mêmes ndations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Le procédé de traitement de l'eau suivant l'invention, et illustré aux dessins annexes, consiste donc à soumettre l'eau à un flux électrostatique permanent en faisant circuler celle-ci dans une chambre de traitement 1 comprenant une anode centrale 2 et une cathode périphérique 3 constituant l'enveloppe de cette chambre 1. Ce flux électrostatique est créé par envoi d'un courant électrique au départ d'une alimentation entre l'anode 2 et la cathode 3, l'amplitude des ondes électrostatiques émise entre l'anode et la cathode étant réglée de manière à ce que les éléments de minéralisation de l'eau soient amenés à un potentiel sensiblement égal à celui des ions hydrogène et hydroxyle de l'eau, un tel potentiel étant obtenu en réglant la tension moyenne entre l'anode et La cathode à une valeur comprise entre
-2, 3 et -3,2 volts.
En fait, on amène les métaux constituant les éléments minéralisant de l'eau à un potentiel zéro, c'est-à-dire celui de l'hydrogène. Dans la série électrochimique des éléments, les métaux alcalins et alcalino-terreux ayant un potentiel électro-positif ou tension de polarisation compris
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d'établir une tension moyenne résultante, par exemple au moyen d'une résistance réglable montée en série sur l'anode 2, de l'ordre de -2,30 à -3,2 volts pour obtenir la tension de l'électrode normale à hydrogène.
En fait, les phénomènes ioniques qui se produisent lorsque l'on soumet l'eau à traiter au brassage électrostatique de l'invention sont complexes et donnent naissance à des réactions en chaîne, dont la principale réside dans la transfor-
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actives alcalines, par la création d'un milieu favorable à cette évolution.
Si l'on prend le cas du carbonate de cal-
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champ électrostatique se porte sur la cathode et
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grâce à l'excitation produite par les ondes électromagnétiques captées par le calcium et l'hydrogène.
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la cathode périphérique se trouve isolée de l'eau. Le champ électrostatique s'établit alors entre l'anode cen trale et la cathode périphérique alcalino-terreuse, en majorité calcaire.
Par rapport à l'électr ode normale à hydrogène, le potentiel du calcium est à -2,87 volts, et celui du magnésium à -2,34 volts (échelle de Nernst) . Le potentiel du champ électrostatique, c'est-à-dire de l'ambiance dans laquelle évolue le calcaire de l'eau, doit permettre au calcium d'acquérir une excitation correspondant
à un potentiel très voisin de celui de l'hydrogène et de l'eau. La différence de potentiel requise est créée par le passage d'un très faible courant électrique au travers de la gangue alcalinoterreuse.
Suivant l'invention, les ondes électrostatiques émises par la cathode alcalino-terreuse
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du calcaire de l'eau. A cet égard, les nouvelles molécules de CaC03 prennent progressivement une excitation correspondant à une charge négative suffisante pour qu'elles soient repoussées de la cathode vers l'anode. Les molécules déchargées positives retournent à la cathode. Il y a électrophorèse. Deux molécules, une positive, l'autre négative, se rencontrent et s'accouplent. De cette union, naissent une molécule de carbonate
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prend le potentiel maintenu en permanence dans la chambre de traitement et devient alcalin par permutation avec un atome d'hydrogène de l'eau. Le poten tiel d'acidité de l'eau diminue par conséquent.
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le cation Ca (de masse 40) qui réagit aux ondes électrostatiques et calorifiques et qui communique son excitation au radical C03 (de masse 60). Il y a
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n'atteint pas un niveau d'excitation au diapason de l'émission calorifique et entartre les parois chaudes
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de 80;C04 : masse de 76), a une excitation plus rapide et séjourne à peine sur la paroi chaude des conduites d'eau. Dans les installations entartrées,
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qui se désagrège progressivement.
Le dispositif de l'invention représenté sur la figure 1, comprend une chambre de traitement 1 dans laquelle circule l'eau à traiter, cette chambre étant formée en fait d'une anode centrale 2 et d'une cathode périphérique 3 constituant l'enveloppe de ladite chambre. Cette anode 2 est constituée d'un bâtonnet métallique tel que, par exemple, en acier inoxydable ou carboné, ses deux extrémités étant isolées au moyen de manchons d'isolation 5 et 6 pour empêcher tout court-circuitage avec l'eau de la chambre de traitement. La cathode 3 est quant à elle constituée d'une enveloppe cylindrique métallique, pourvue éventuellement d'un recouvrement de graphite. Comme on peut le voir, cette cathode 3 constitue en fait l'enveloppe de la chambre de traitement 1. Les conduits d'entrée et de sortie d'eau 7 et 8 de
la chambre cylindrique 1 dans laquelle circule l'eau sont fixés le long de la périphérie de celle-ci.
Ces conduits d'entrée et de sortie d'eau 7 et 8 peuvent être situés respectivement à proximité de la base inférieure et de la base supérieure de la chambre cylindrique 1, comme montré sur la figure 1, ou bien le conduit d'entrée d'eau 7 peut être fixé à la base inférieure de la chambre de traitement cylindrique 1 et le conduit de sortie d'eau 8 peut être fixé le long de la périphérie de la chambre 1 à proximité de sa base supérieure, comme montré sur la figure 2 des dessins annexés. Ces conduits d'entrée et de sortie d'eau 7 et 8 comportent un recouvrement isolant 9 et 10 à leur extrémité pour empêcher tout court-cir cuitage avec les canalisations d'eau.
Un diffuseur 11 enveloppant l'anode 2, constitué par un tube perfore coaxial à celle-ci, est fixé par son extrémité inférieure au fond de la cathode.Ce diffuseur, outre le fait qu'il permet une meilleure circulation de l'eau dans la chambre de traitement,et qu'il isole la partie inférieure de l'anode, présente également l'avantage de maintenir 1 'anode verticale à l'intérieur de la cathode ou enveloppe cylindrique, constituant en fait le point de fixation inférieur de l'anode (figure 2) .L'anode centrale 2 et la cathode périphérique 3 sont reliées à un circuit électrique schématisé brièvement en 12 et comprenant une alimentation en courant électrique 13, tel qu'un générateur d'impulsions électriques continues, un voltmètre 14 et une résistance 15, incorporée sur le circuit de l'anode, le tout étant incorporé dans un coffret de commande automatique 16,
pourvu éventuellement d'un préréglage interne ou externe.
En fonctionnement, l'eau qui arrive par le conduit 7 dans la chambre de traitement 1 est ionisée,le temps de séjour total d'une quantité d'eau donnée dans l'appareil étant au minimum de
90 secondes, et de préférence compris entre 3 et
4 minutes. Ainsi qu'on l'a déjà précisé précédemment, les phénomènes ioniques qui se produisent lors du brassage électrostatique. , complété par le débit de l'eau à traiter, sont complexes et donnent lieu à des réactions en chaîne. En fait, les ondes électrostatiques émises sont captées par les éléments minéralisés de l'eau, ce qui provoque une série de réactions concomittantes d'électrolyse, d'électrophorèse, et d'excitations atomiques . L'alimentation à tension stabilisée
(au moyen de la résistance réglable 15 ou de plusieurs résistances réglables montées en série sur l'anode) sert à établir un système d'ondes stationnaires amorties couvrant une gamme d'amplitudes correspondant notamment aux potentiels du calcium et du magnésium.
Le réglage de cette résistance permet d'amener les éléments incrustants de l'eau, tels que les carbonates de calcium et de potassium, à un potentiel proche de l'hydrogène, et de les transformer, ainsi que cela a été expliqué précédemment, en carbonates doubles, qui sont en fait des composés non incrustants fortement alcalins, qui n'adhèrent pas aux conduites d'eau. Il suffit, à cet effet, d'établir une tension moyenne résultante, par le jeu de la résistance
15, de l'ordre de -2,30 à -3,2 volts pour obtenir la tension de l'électrode normale à hydrogène.
On pourrait prévoir, à cet effet, un dispositif d'alimentation à tension stabilisée automatique,
la stabilisation étant assurée, dans ce cas,
par un circuit intégré du type 723 bien connu
(non représenté) . Les gaz insolubles libérés dans la chambre de traitement par les réactions ioniques en chaîne, par exemple l'hydrogène, sont évacués . par un purgeur automatique 4 .
En complément au coffret de traitement 16, on pourrait prévoir des moyens reprenant l'information de la tension existante dans la chambre de traitement 1, ces moyens étant, par exemple, complétés par deux signalisations lumineuses d'alarme (basse/haute) pouvant être ellemêmes transmises à un regroupage éloigné d'informations.
Le dispositif de l'invention ne demande qu'un entretien extrêmement simple qui consiste en une surveillance de réglage hebdomadaire après formation de la couche de tartre oude carbonate double actif. D'autre part, ce dispositif s'avère extrêmement économique,sa consommation d'électricité étant dérisoire, de l'ordre de
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Le procédé et le dispositif de l'invention peuvent être utilisés aussi bien pour le traitement des eaux domestiques que pour celui des eaux destinées aux utilisations industrielles, telles qu'installations de teinture de matières textiles, blanchisseries, papeteries, échangeurs de température, appareillages de climatisation, etc. L'appareil de l'invention peut être aussi bien monté en amont qu'en avaldas .dispositifs d'utilisation d'eau, tels que des conduites d'alimentation de réseaux publics ou des stations d'épuration d'eaux usées .
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS.-
1. Procédé de traitement de l'eau , permettant en particulier son alcalinisation et et la transformation des carbonates adhérents qu'elle contient en formes non adhérentes, caractérisé en ce que l'on soumet l'eau à un flux électrostatique permanent par circulation dans une chambre de traitement comprenant une anode centrale et une cathode périphérique constituant l'enveloppe de ladite chambre, ce flux étant créé par envoi d'un courant électrique entre l'anode et la cathode précitées.