Procédé pour préparer de l'eau douce
La présente invention a pour objet un procédé pour préparer de l'eau douce.
On connaît déjà deux procédés pour préparer de l'eau douce neutre à partir d'eau dure légèrement alcaline, à savoir: 1) Un procédé de neutralisation dans lequel on em
ploie de l'acide chlorhydrique, de l'acide sul
furique au des produits similaires 2) Un procédé dans lequel on emploie un échangeur
de cations à base de résine synthétique.
Bien que le premier procédé soit simple, il n'est pas intéressant, car la concentration totale en sels augmente. Dans le second procédé, qui est maintenant utilisé commercialement, l'échangeur de cations à base de résine synthétique qui a adsorbé les ions Ca et Mg est séparé en deux séries. Dans une série, les adsorbants sont régénérés avec du chlorure de sodium, et dans une autre série les adsorbants sont régénérés avec de l'acide chlorhydrique. L'eau dure passe ensuite dans les deux séries. De l'eau douce acide est produite dans une série, de l'eau douce alcaline dans une autre série et l'on mélange de l'eau douce des deux séries pour obtenir de l'eau douce neutre. Les quantités d'eau passant dans chaque série sont déterminées à l'avance suivant le pH désiré.
Ce procédé présente non seulement l'inconvénient de devoir employer deux séries, mais encore des inconvénients qui se présentent lorsque le pH de l'eau de départ varie.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé exempt des inconvénients susmentionnés en vue d'obtenir de l'eau douce. Autrement dit, le but de l'invention est de fournir un procédé pour préparer de l'eau douce à partir d'eau dure, qui soit simple, mais n'augmente pas la concentration totale en sels.
Un autre avantage du procédé selon l'invention est de fournir de l'eau douce de tout pH désiré par l'emploi d'un régénérateur préparé spécifiquement.
Conformément à la présente invention, lorsque de l'eau douce doit être préparée à partir d'eau dure alcaline au moyen d'une résine échangeuse d'ions, la régénération de la résine est effectuée par l'emploi de chlorure de sodium mélangé avec de l'acide chlorhydrique, donnant ainsi une valeur appropriée au rapport de l'échangeur sous forme Na et de l'échan- geur sous forme H+. La quantité d'acide chlorhydrique qui doit être mélangée avec le chlorure de sodium doit être nécessaire et suffisante pour que la quantité d'ion hydrogène adsorbée dans l'échangeur puisse neutraliser l'alcalinité correspondant à la différence de pH entre l'eau dure et l'eau douce.
Par l'emploi de l'échangeur ainsi régénéré, de l'eau douce ayant toute valeur de pH désirée peut être obtenue.
Le procédé suivant l'invention présente les avantages suivants 1. La concentration totale en sels de l'eau douce
n'est pas augmentée 2. Par une seule série d'échangeur d'ions on obtient
un résultat satisfaisant; 3. Même si le pH de l'eau de départ varie, il est
possible d'obtenir un pH donné pour l'eau douce
en faisant varier le rapport entre le chlorure de
sodium et l'acide chlorhydrique.
I1 va sans dire qu'un procédé dit à couche fixe et un procédé dit à couche mobile peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre pratique de l'invention. Dans le procédé à couche fixe, l'échangeur d'ions à base de résine ne se déplace pas et le cycle de production de l'eau douce et le cycle de régénération se répètent alternativement et de manière intermittente dans un récipient. Dans le procédé à couche mobile, l'échangeur d'ions à base de résine, régénéré dans un autre récipient, est chargé soit par intermittence, soit de manière continue dans un récipient pour la production d'eau douce, tandis que l'on décharge la quantité correspondante d'échangeur d'ions à base de résine de manière à l'envoyer dans le récipient de régénération.
Pour montrer comment l'invention peut être mise en oeuvre, on donne ci-après deux exemples de réalisation.
Exemple 1 :
De l'eau douce ayant une dureté totale de moins de 3 mg/litre est préparée en traitant de l'eau dure ayant la composition suivante à un débit de 1 m3/ heure, avec la résine échangeuse de cations Diaion SK No 1 (marque déposée).
Composition et quantité de régénérant
Composition de la résine après la régénération
Composition de l'eau douce
Exemple 2:
De l'eau douce est préparée comme dans l'exemple 1 en employant de l'eau dure ayant la composition suivante:
Dureté totale 100 mg/litre (CaCO5)
Alcalinité . 30 mg/litre (CaCO5)
Concentration totale en sels 300 mg/litre (CaCO5)
Composition de la résine après la régénération
Composition et quantité du régénérant
Dureté totale 100 mg/litre (CaCO8)
Alcalinité 50 mg/litre (CaCO3)
Concentration totale en sels 300 mg/litre (CaCO5)
La quantité de dureté enlevée est de 2 eq/heure, et la quantité d'alcali enlevée et de 1 eq/heure.
Les résines pouvant être employées pour l'enlèvement de la dureté sont R-Na 1 eq/heure, R-H I 1 eq/heure, du fait que l'enlèvement de la dureté peut être conduit avec une résine sous forme H. Les résines, après avoir été adsorbées dans l'eau dure susmentionnée suivant une quantité d'équilibre, ont presque complètement adsorbé Ca + + t Mi + +, du fait que l'adsorbabilité sélective de Ca ++ +Mg++ dans une solution diluée (concentration totale en sels de 6 ePm) est extrêmement grande, et il ne se produit pas de fuite de la composition dure au moment de l'adsorption, même lorsque la composition dure reste dans la quantité jusqu'à la moitié de la capacité totale d'adsorption dans les résines régénérées (ePm = équivalent par million).
En tenant compte de ces faits, la régénération de la résine qui a adsorbé dans l'eau dure suivant une quantité en équilibre avec le régénérant, la résine régénérée et l'eau douce ayant la composition suivante est obtenue:
NaCl 1,5 N -2,20 eq/heure
Cl 0,8 N-1,17 eq/heure
R-Na 0,6 meq/Rcc
R-H 0,5 meq/Rcc
Dureté totale Inférieure à 3 mg/litre (CaCO5)
pH 6 8 + 0 3
Le débit de traitement est de 1 m8/heure, la quantité de dureté enlevée est de 2 eq/heure et la quantité d'alcali enlevée est de 0,6 eq/heure. R-Na 1,4 eq/ heure, R-H 0,6 eq/heure suffisent pour que le composant de résine enlève la dureté. La résine est régénérée comme dans l'exemple 1.
R-Na 0,80 meq/Rcc
R-H 0,30 meq/Rcc
NaCi 1,50 N i 2,5 eq/heure HCl 0,50 N -0,8 eq/heure
L'eau douce obtenue est la même que celle obtenue dans l'exemple 1.