Procédé de désinfection de l'eau et installation pour la mise en oeuvre du procédé. La présente invention. est relative à un procédé de désinfection de l'eau, permettant de purifier rapidement et avec une marge de sûreté remarquable les eaux les plus pol luées grâce à la. mise en valeur dans des con ditions de rendement maximum des propriétés germieides puissantes de l'ozone. Ce procédé est particulièrement indiqué lorsqu'il s'agit de purifier rapidement au passage d'importantes masses d'eau.
On a déjà proposé de. désinfecter l'eau au moyen de l'ozone, mais les meilleures installa tions connues aujourd'hui travaillent dans des conditions telles qu'il se produit une perte d'au moins '250/e d'ozone. La présente inven tion a notamment pour but de remédier autant que possible à. cet. inconvénient en assurant. au maximum l'utilisation de l'ozone fourni. En outre, le procédé permet d'abréger la du rée du traitement de l'eau, tout en réduisant la quantité d'ozone nécessaire.
Le procédé suivant l'invention est caracté risé en ce qu'on injecte lui gaz ozoné sous pression dans l'eau qui traverse une chambre d'ozonation fermée hydrauliquement à l'entrée et à la sortie, la partie non dissoute du gaz s'accumulant dans la partie supérieure de la.
chambre d'ozonation et y formant une masse gazeuse sous pression, une partie de cette masse s'échappant de la chambre d'ozonation dès que sa. pression dépasse une valeur dépen dant de la pression de l'eau à, l'entrée et à la sortie de la chambre d'ozonation, jusqu'à ce que l'équilibre des pressions soit rétabli dans ladite chambre.
' L'invention comprend également pour objet une installation pour la mise en eeuvre du procédé susmentionné; cette installation est caractérisée en ce qu'elle comporte une canali sation d'amenée de l'eau, une chambre d'ozo- nation, des moyens pour injecter sous pression du gaz ozoné dans la chambre d'ozonation et une canalisation de sortie destinée à conte nir une colonne d'eau servant, d'une part, à fermer hydrauliquement la chambre d'ozona- tion et, d'autre part, à régler la pression ré gnant dans cette chambre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'installation pour la mise en oeuvre du pro cédé selon l'invention.
Les fig. 1 à 4 représentent respectivement une élévation en coupe de quatre formes d'exé cution.
Dans le premier exemple (fig. 7.), l'eau brute à purifier E pénètre en charge par le canal r1 dans la. chambre d'ozonation B. Cette dernière est subdivisée en deux compartiments B1, <I>B2</I> que nous appellerons respectivement compartiment de diffusion et compartiment de désinfection. On injecte de l'air ozoné sous pression à travers des diffuseurs d placés au fond du compartiment de diffusion Bi dans lequel l'eau se meut dans le sens vertical des cendant.
Dans l'exemple représenté, la cham bre d'ozonation B comprend trois cloisons, à .savoir une cloison médiane pl_ séparant les compartiments Bi <I>et B.,</I> une cloison padja- cente au canal A et une cloison p3 placée vers la sortie de la. chambre B. Ces cloisons per mettent de diriger le courant d'eau et de don ner aux compartiments des dimensions appro priées qui peuvent varier selon la nature de l'eau à traiter.
A la partie supérieure de la chambre d'ozo- nation B se forme une masse gazeuse JI d'air ozoné sous pression. L'eau est poussée hors de la. chambre B par le fond dans un canal ascendant (\ qui sert en premier lieu de régu- lateur de pression pour la chambre B. En outre, la. colonne d'eau contenue dans le canal C sert de dispositif d'obturation pour le gaz, de sorte que la chambre B est ainsi fermée hgdrauliquement à l'entrée et à la sortie. Le canal C est. suivi d'un canal descendant D aboutissant à un réservoir R.
L'eau commence à abandonner, dans la partie supérieure du canal C, l'ozone résiduel encore dissous, et des chicanes f sont prévues dans le canal D pour favoriser cette désaturation. Cette dernière est encore activée par une entrée d'air 7c pra tiquée dans la canalisation D.
L'injection continue d'air ozoné par les diffuseurs d tend à faire augmenter le volume du gaz 1I comprimé dans la partie supérieure de la chambre d'ozonation B. A partir d'une pression donnée, ce gaz peut, s'échapper par la canalisation a., et une soupape V régularise ce passa-e. La soupape V peut, dans certain q cas, être omise. L'air ozoné résiduel passant.
par la canalisation<I>a</I> est. aussitôt injecté en b dans le canal d'entrée -l où l'eau absorbe l'ozone restant, tandis que la masse d'air non dissoute est évacuée par une ouverture c pra tiquée au haut du canal _1. La pression du gaz en h est suffisante pour permettre son injection directe dans l'eau.
En revanche, l'ozone récupéré sous forme d'air ozoné en g, au sommet de la colonne C, doit être aspiré et refoulé par une pompe P pour pouvoir être injecté en lz dans le canal À d'amenée de l'eau, plus exactement dans une dérivation de ce canal, non représentée au dessin. Ce der nier mode de récupération n'est toutefois pas essentiel.
Dans l'exemple qui vient. d'être décrit, l'eau à purifier doit donc traverser la. cham bre d'ozonation B sous une pression qui favo rise une rapide et plus complète dissolution de l'ozone et dans des conditions qui obligent ensuite ce gaz à rester clissons jusqu'à ce que l'eau quitte ladite chambre d'ozonation. La rapide diffusion et la, dissolution de l'ozone s'effectuent dans le compartiment de diffu sion Bi, tandis que dans le compartiment adjacent.
B. se poursuit. très intensément et se termine l'action stérilisante de l'ozone dissous amorcée dans le compartiment, B1. Cette pro longation de l'action germicide de l'ozone au- delà du compartiment. de diffusion est très importante parce qu'elle permet d'obtenir une désinfection parfaite avec un minimum d'ozone.
Il convient de remarquer que la masse ga zeuse J'1 non dissoute, formée principalement d'air, s'échappe de la. chambre d'ozonation sans être entraînée avec l'eau traitée. Si ce n'était. pas le cas, cette masse gazeuse aurait pour effet de chasser de l'eau la majeure par tie de l'ozone dissous, avant. que cet ozone ait accompli son action stérilisante. Du fait de l'existence de la masse gazeuse JI sous pres sion et. puisque ce gaz ne peut être entraîné avec l'eau traitée, l'ozone dissous dans cette dernière n'a, pas la possibilité de quitter son état dissous avant sa sortie de la chambre d'ozonation.
Une vanne de rétention, commandée auto matiquement. par le niveau de l'eau dans la chambre d'ozona.tion, peut être prévue à la sortie de cette chambre, ce qui permet de modifier la pression du gaz dans ladite cham bre ou de réduire la hauteur de la colonne d'eau C obturant vers la sortie la chambre d'ozonation.
La forme d'exécution représentée à la fig. 2 se distingue de la précédente seulement en ceci que la chambre d'ozonation B com prend plusieurs paires de compartiments de diffusion et de désinfection. Dans l'exemple montré à la fi-@.-2, il i- a. trois compartiments de diffusion B1, B3, B, et trois eomparti- inents de désinfection B:,,, <I>RI,</I> Ba. Le nombre de ces paires pourrait être inférieur ou supé rieur à trois. Cette forme d'exécution est applicable lorsqu'il s'agit de désinfecter des eaux particulièrement polluées.
Dans l'exemple de la. fig. 3, le canal de sortie de l'eau forme une unité avec le réser voir R, clé sorte que c'est ce dernier qui joue le rôle clé compartiment de désinfection. Une vanne de rétention S, commandée automati- quement par le niveau de l'eau dans la. cham bre d'ozonation, est. prévue à, l'entrée du réser voir R.
Dans la dernière forme d'exécution prévue (fig. 4), la chambre d'ozonation B est cons truite dans le sens vertical, sans cloisons entre les compartiments de diffusion et de désinfec tion. Ces compartiments B, et B. sont ainsi superposés; les diffuseurs d servant à injecter l'air ozoné sont disposés à mi-hauteur de la.
chambre d'ozonation, au bas du compartiment de diffusion B1. Dans cet exemple, le gaz 1T accumulé dans la partie supérieure de la chambre d'ozonation s'échappe dans l'atmo sphère à, travers une soupape de réduction V et n'est donc pas récupéré. A sa. sortie de la chambre d'ozonation, l'eau est envoyée dans la canalisation C qui peut. être la canalisation de distribution de l'eau; un réservoir pour rait aussi être prévu.
Au lieu d'air ozoné, on peut utiliser un autre gaz ozoné, par exemple de l'oxygène ozoné.
Les moyens servant à injecter le gaz ozoné peuvent être autres que ceux indiqués ci- dessus (diffuseurs). Ainsi, on pourrait égale ment employer des trompes de Bunsen qui aspirent le gaz ozoné et le compriment aussi tôt dans l'eau en mélangeant intimement gaz et eau.
Water disinfection process and installation for carrying out the process. The present invention. relates to a water disinfection process, allowing the most polluted water to be purified quickly and with a remarkable margin of safety thanks to the. development under conditions of maximum efficiency of the powerful germicidal properties of ozone. This process is particularly suitable when it comes to rapidly purifying large masses of water through passage.
We have already proposed to. disinfect the water by means of ozone, but the best installations known today work under conditions such that a loss of at least 250 / e ozone occurs. The present invention aims in particular to remedy as much as possible to. this. disadvantage in ensuring. maximum use of the ozone supplied. In addition, the process makes it possible to shorten the time required for water treatment, while reducing the amount of ozone required.
The process according to the invention is characterized in that it injects it pressurized ozonated gas into the water which passes through a hydraulically closed ozonation chamber at the inlet and at the outlet, the undissolved part of the gas s' accumulating in the upper part of the.
ozonation chamber and forming a pressurized gaseous mass therein, part of this mass escaping from the ozonation chamber as soon as its. pressure exceeds a value depending on the pressure of the water entering and leaving the ozonation chamber, until the pressure equilibrium is re-established in said chamber.
A subject of the invention is also an installation for carrying out the aforementioned method; this installation is characterized in that it comprises a water supply pipe, an ozonation chamber, means for injecting ozonated gas under pressure into the ozonation chamber and an outlet pipe intended for to contain a water column serving, on the one hand, to hydraulically close the ozone chamber and, on the other hand, to regulate the pressure prevailing in this chamber.
The appended drawing represents, by way of example, some embodiments of the installation for implementing the process according to the invention.
Figs. 1 to 4 respectively show a sectional elevation of four embodiments.
In the first example (fig. 7.), the raw water to be purified E enters the feed via the channel r1 into the. ozonation chamber B. The latter is subdivided into two compartments B1, <I> B2 </I> which we will call respectively diffusion compartment and disinfection compartment. Pressurized ozonated air is injected through diffusers d placed at the bottom of the diffusion compartment Bi in which the water moves in the vertical direction of the ash.
In the example shown, the ozonation chamber B comprises three partitions, namely a median partition pl_ separating the compartments Bi <I> and B., </I> a partition padja- cente to the channel A and a partition p3 placed towards the exit of the. chamber B. These partitions make it possible to direct the water current and to give the compartments suitable dimensions which may vary according to the nature of the water to be treated.
At the top of the ozonation chamber B forms a gaseous mass of pressurized ozonated air. The water is pushed out of the. chamber B from the bottom in an ascending channel (\ which serves primarily as a pressure regulator for chamber B. In addition, the water column contained in channel C serves as a sealing device for the gas , so that the chamber B is thus closed hydraulically at the inlet and the outlet. The channel C is followed by a descending channel D ending in a reservoir R.
The water begins to give up, in the upper part of channel C, the residual ozone still dissolved, and baffles f are provided in channel D to promote this desaturation. The latter is still activated by an air inlet 7c made in pipe D.
The continuous injection of ozonated air by the diffusers d tends to increase the volume of the gas 1I compressed in the upper part of the ozonation chamber B. From a given pressure, this gas can escape through the pipe a., and a valve V regulates this pass-e. The valve V can in some cases be omitted. The residual ozonated air passing.
through the <I> a </I> east line. immediately injected at b into the inlet channel -l where the water absorbs the remaining ozone, while the undissolved air mass is discharged through an opening c practiced at the top of the channel _1. The pressure of the gas in h is sufficient to allow its direct injection into the water.
On the other hand, the ozone recovered in the form of ozonated air in g, at the top of column C, must be sucked in and delivered by a pump P in order to be able to be injected in lz into the water supply channel A, more exactly in a derivation of this channel, not shown in the drawing. This latter method of recovery is not essential, however.
In the example that comes. to be described, the water to be purified must therefore pass through the. ozonation chamber B under a pressure which favors a rapid and more complete dissolution of the ozone and under conditions which then force this gas to remain closed until the water leaves said ozonation chamber. The rapid diffusion and dissolution of ozone take place in the diffusion compartment Bi, while in the adjacent compartment.
B. continues. very intensely and ends the sterilizing action of the dissolved ozone initiated in the compartment, B1. This prolongation of the germicidal action of ozone beyond the compartment. diffusion is very important because it allows to obtain a perfect disinfection with a minimum of ozone.
It should be noted that the undissolved gaseous mass J'1, formed mainly of air, escapes from the. ozonation chamber without being entrained with the treated water. If it wasn't. not the case, this gaseous mass would have the effect of expelling from the water most of the dissolved ozone, before. that this ozone has accomplished its sterilizing action. Due to the existence of the gaseous mass JI under pressure and. since this gas cannot be entrained with the treated water, the ozone dissolved in the latter does not have the possibility of leaving its dissolved state before leaving the ozonation chamber.
A retention valve, automatically controlled. by the level of the water in the ozonating chamber, can be provided at the outlet of this chamber, which makes it possible to modify the gas pressure in said chamber or to reduce the height of the water column C closing off the ozonation chamber.
The embodiment shown in FIG. 2 differs from the previous one only in that the ozonation chamber B com takes several pairs of diffusion and disinfection compartments. In the example shown at fi - @ .- 2, it i- a. three diffusion compartments B1, B3, B, and three disinfection components B: ,,, <I> RI, </I> Ba. The number of these pairs could be less or more than three. This embodiment is applicable when it comes to disinfecting particularly polluted water.
In the example of the. fig. 3, the water outlet channel forms a unit with the tank see R, key so that it is the latter which plays the key role of the disinfection compartment. A retention valve S, controlled automatically by the level of the water in the. ozonation chamber, est. provided at, the entrance to the reserve see R.
In the last embodiment provided (Fig. 4), the ozonation chamber B is constructed in the vertical direction, without partitions between the diffusion and disinfection compartments. These compartments B, and B. are thus superimposed; the diffusers d serving to inject the ozonated air are placed halfway up the.
ozonation chamber, at the bottom of the diffusion compartment B1. In this example, the 1T gas accumulated in the upper part of the ozonation chamber escapes into the atmosphere sphere through a reduction valve V and is therefore not recovered. At his. leaving the ozonation chamber, the water is sent to the pipe C which can. be the water distribution pipeline; a reservoir could also be provided.
Instead of ozonated air, another ozonated gas can be used, for example ozonated oxygen.
The means serving to inject the ozonated gas may be other than those indicated above (diffusers). Thus, one could also use Bunsen tubes which suck the ozonated gas and compress it also early in the water by intimately mixing gas and water.