La présente invention concerne un procédé et un appareil de traitement des eaux usées par l'utilisation des produits obtenus par réaction de l'eau sur l'amalgame d'aluminium.
Actuellement, les eaux usées peuvent être traitées, soit par une épuration biologique pour des effluents de type urbain, soit par des traitements physiques (décantation, flottation, etc.) ou chimiques (neutralisation, précipitation, etc.) pour effluents purement industriels.
Le traitement des mélanges d'effluents de type urbain et de type industriel est souvent impossible en raison d'incompatibilités entre les produits d'origine industrielle et la masse biologique destiné à l'épuration des eaux d'origine urbaine. Les effluents industriels apportent soit des poisons, soit des composés inertes, mais non biodégradables, comme, par exemple, certains hydrocarbures émulsionnés qui perturbent l'aération et la décantation.
Dans tous les cas, même s'ils n'agissent pas comme des inhibiteurs des réactions biologiques, beaucoup de composés d'origine industrielle ne sont pas digérés et se retrouvent en grande partie à la sortie des appareils de traitement qui ne sont pas, la plupart du temps, prévus pour les recevoir.
La présente invention a pour objet un procédé pour le traitement des eaux usées par flottation, caractérisé en ce que ce traitement est réalisé par réaction desdites eaux avec de l'aluminium amalgamé, et que l'on recueille d'une part le matériau qui se forme à la surface de l'eau et d'autre part l'eau traitée.
La présente invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre du procédé décrit, caractérisé en ce qu'il comporte un bassin muni d'une amenée d'eau usée, de plaques ou de déchets d'aluminium amalgamé, d'un dispositif permettant d'enlever les corps flottants et d'un soutirage d'eau traitée.
A la fig. 1, un bassin 1 de forme générale rectangulaire est montré en coupe longitudinale avec la canalisation 2 et la cloison siphoide 3 associée à la goulotte de sortie 4. Légèrement au-dessus du fond et particuliérement du côté de la canalisation d'entrée 2, c'est-à-dire à droite sur la fig. 1, sont disposées des plaques d'aluminium 5 assemblées, par exemple, pour former une grille dont les mailles sont des surfaces verticales. Au-dessus du bassin 1, est disposé un racleur d'écume 6 de type classique.
Avant d'être introduites dans le bassin, les plaques d'aluminium 5 ont été traitées en surface avec des traces de mercure ou de sels de mercure. Par exemple, le traitement peut comprendre un décapage préalable des plaques avec une solution diluée de soude suivi d'une immersion dans une solution chlorhydrique de chlorure mercurique ou dans une solution nitrique de nitrate mercurique. Ainsi traité, I'aluminium peut attaquer l'eau en formant un hydrate d'aluminium et de l'hydrogène. La réaction ne s'arrête pas car la couche d'hydrate ne passive pas la surface de l'aluminium en se collant sur cette surface, mais au contraire s'en détache continuellement sous forme de minces couches, ce qui a pour effet de mettre à nu de l'aluminium qui continue à attaquer l'eau. Pratiquement le mercure utilisé reste à la surface de l'aluminium.
En effet, il ne peut former de combinaison chimique et s'amalgame de nouveau avec une autre particule d'aluminium,
L'amalgame étant l'élément actif de la réaction avec l'eau. Cela est très important car il faut éviter que le mercure ne s'échappe, ce qui est le cas tant qu'il y a de l'aluminium dans le bassin de flottation.
L'hydrogène libéré au cours de la réaction forme des microbulles 7 qui montent à la surface. La distribution des microbulles dans le bassin 1 est sensiblement celle représentée à la fig. 1 quand on a atteint un régime continu de flottation en tenant compte du débit de liquide à traiter à l'entrée de la canalisation 2 et de la position des plaques 5. On doit, en effet, éviter de faire passer des bulles entre la cloison siphoïde 3 et la goulotte 4 car ces bulles n'interviennent plus dans le processus de flottation et, d'autre part, à la surface du liquide à l'intérieur du bassin 1, la répartition des bulles doit être aussi uniforme que possible pour obtenir une masse flottée d'épaisseur pratiquement constante.
La fig. 2 est une coupe transversale d'un flottateur du type de celui de la fig. 1, le plan de coupe passant par la grille des plaques 5. Les parois latérales 8 et 9 du bassin sont verticales, ce qui convient par exemple à la flottation d'un liquide peu chargé pour obtenir une couche flottée mince. De plus, au fond du bassin, sont prévues des rigoles 10 et 11 dans lesquelles se rassemblent des boues lourdes qui ne peuvent flotter. Le rassemblement des boues dans les rigoles 10 et 11 peut être facilité en prévoyant un fond de bassin 12 non horizontal, mais présentant des parties inclinées vers les rigoles. Le bassin est complété par des pompes, non montrées, aspirant les boues lourdes.
Dans le cas de la flottation d'un liquide très chargé, on pourrait prévoir des parois latérales de bassin non verticales, mais plutôt évasées vers l'extérieur. Cette forme permet alors d'obtenir une couche flottée moins épaisse et répartie sur toute la largeur du haut du bassin. De plus, si les parois du bassin sont en béton, cette forme est plus facile à réaliser.
La fig. 3 est une coupe longitudinale d'une variante de flottateur comportant un bassin dans lequel on trouve, de haut en bas, la couche flottée, la canalisation d'entrée 13 introduisant le fluide brut, le réseau de plaques d'aluminium éventuellement réparties sur toute la section du bassin et le collecteur 14 qui peut être ramifié et qui soutire le fluide flotté. A noter que de préférence les ouvertures de la canalisation 13 sont percées à la surface supérieure de celle-ci si bien que les courants de fluide brut ont la direction des flèches. Les microbulles créées par les plaques 5 d'aluminium entraînent rapidement vers la couche flottée les particules liquides ou solides entraînées par le fluide sortant de 13.
La fig. 4 montre un système de deux bassins destinés à la flottation de matières entrant dans le bassin principal 15 par l'entrée 16. Le générateur de microbulles comporte une enceinte 17 contenant des plaques ou des déchets d'aluminium traités comme on l'a dit plus haut et indiqués en 18. L'enceinte 17 est, à l'exception d'un évent 19, fermée à sa partie supérieure; elle comporte une entrée d'eau 20 et une sortie d'eau 21. Au cours de la réaction de l'eau passant dans 17 sur l'aluminium 18, I'eau se charge en bulles d'hydrogène, sort par 21 et est mélangée avec le fluide brut transporté par la conduite 22 dans une vanne mélangeuse 23, qui peut être de construction classique. Ainsi le liquide chargé de matières à flotter entrant par 16 dans 15 est également chargé de microbulles.
A noter que l'entrée 16 peut, selon les cas, être une entrée complexe à plusieurs orifices permettant d'atteindre une bonne distribution des bulles dans le bassin 15.
L'eau introduite dans l'enceinte 17 peut être dérivée de la sortie 24 du bassin 15 et être, avant l'entrée 20, mélangée avec une solution basique ou acide introduite par 25 dans la vanne mélangeuse 26.
C'est d'ailleurs dans ce cas que le générateur auxiliaire de bulles 17 trouve sa pleine efficacité. En effet, au cours d'expériences, on a pu remarquer que la quantité des microbulles d'hydrogène produites dans la réaction de l'eau sur l'aluminium traité était fonction du pH de l'eau et augmentait quand on s'écartait du point de neutralité. Cette remarque est mise à profit dans l'exemple de réalisation de la fig. 4 car la quantité de bulles produites dans l'enceinte 17 est indépendante du pH du liquide brut entrant par la canalisation 22. Si, par exemple, le fluide brut est basique. on peut ajouter une solution acide par 25 et 26 en obtenant un bon dégagement de bulles et l'acide ajouté neutralisera le caractère basique du fluide brut dans 15. Cette neutralisation in situ présente l'avantage de provoquer une coagulation supplémentaire.
En effet, à la sortie du générateur 17, l'eau transporte non seulement des bulles, mais également des ions Al+ + +, si le pH de 17 est acide, ou A102- (aluminate), si le pH de 17 est alcalin. Dans les deux cas la neutralisation par mélange donne naissance à un floc chimique:
Al+++ + 3 OH- Al(OH)3
Alo2- + H+ + H20 < Al(OH)3
On aura ainsi réalisé à la fois une floculation, la flottation et la neutralisation pour obtenir à la sortie 24 de l'eau flottée neutre.
L'évent 19 permet d'éliminer directement l'hydrogène en excès.
La fig. 5 montre un autre exemple de réalisation comportant un bassin, par exemple cylindrique, 27 avec une entrée 28 au fond du bassin pour le liquide brut, un compartiment générateur de microbulles défini par une cloison 29 et contenant des plaques ou des déchets d'aluminium traité 30, une zone de flottation définie par la cloison siphoïde 31 et une goulotte de récupération du liquide flotté 32. Cette disposition peut permettre de profiter de la géométrie de révolution pour améliorer la distribution des microbulles sous la mousse flottée.
La fig. 6 montre un autre exemple de réalisation convenant particulièrement à des expériences et/ou des mesures de laboratoire. Le bassin 33 peut être un simple vase en verre 33 muni d'une goulotte de récupération des matières flottées 34 et comportant une tubulure de sortie 35 au fond du vase. Le liquide brut est introduit par un tube vertical axial 36 surmonté d'un vase d'alimentation 37, le débit d'entrée étant réglé par un robinet 38. Le tube 36 peut servir d'axe à un moteur entrainant un racleur 39.
Un déflecteur 40 est monté à la partie inférieure de 36 dont il est rendu solidaire par des moyens quelconques non montrés. Enfin, des plaques d'aluminium 41 sont disposées au-dessous du déflecteur 40, ces plaques d'aluminium traité pouvant également être rendues solidaires du tube 36 par des moyens quelconques non montrés. Dans ce dernier cas très utile pour des expériences, le vase 33 peut être un vase transparent ordinaire et la sortie 35 être remplacée par des siphons classiques prenant l'eau flottée au fond du vase. Dans l'exemple de la fig. 6, le liquide brut entre dans 33 par le bas de 36, le courant entrant est dirigé vers le haut par le déflecteur 40, ce qui facilite la flottation et le liquide flotté est extrait par la tubulure 35.
Si le vase 33 est en verre, il est très facile d'observer le comportement des matières flottées et la structure du mélange de matières flottées et d'écume 42.
A la fig. 1, on a représenté la mousse flottée 43 répartie entre des cloisons 44. Ces cloisons 44 peuvent être également en aluminium très faiblement traité qui, en créant des bulles au sein de la mousse, améliore la flottation de la couche de mousse. Les cloisons 44 sont sensiblement verticales ou inclinées comme le montre la fig. 1 suivant le sens de mouvement du racleur 6 qui dans l'exemple montré racle de gauche à droite.
Quand on utilise l'aluminium sous forme de plaques telles que les plaques 5, c'est-à-dire disposées verticalement, les deux faces des plaques peuvent être activées par du mercure, les différentes structures correspondant à la géométrie du bassin: grille rectangulaire dans un bassin rectangulaire, structure rayonnante ou en spirale dans une géométrie de révolution, etc. Quand on utilise l'aluminium sous forme de plaques horizontales comme les plaques 41 montrées à la fig. 6, il est préférable de recouvrir la face inférieure d'un vernis ou d'un autre revêtement protecteur pour éviter que les bulles formées dessous ne s'agglomèrent pour monter sous forme de grosses bulles qui viendraient perturber le gâteau de mousse flottée.
Dans le cas où les effluents à traiter sont constitués par des hydrocarbures solubles, l'agitateur sera avantageusement remplacé par une turbine à grande vitesse de rotation disposée au voisinage de la surface pour provoquer une dispersion des bulles d'air dans la phase liquide. Si la turbine est immergée profondément, il est préférable d'injecter de l'air dans son voisinage. Le mélange d'hydrocarbures et des oxydes hydratés est alors dirigé vers un simple bassin de tranquillisation où se produit une flottation rapide.
A - Description d'un procédé d'activation
de plaques d'aluminium
L'activation et la mise en oeuvre des plaques d'aluminium peuvent, par exemple, s'effectuer en plongeant verticalement les plaques d'aluminium dans d'étroites goulottes, contenant du mercure, disposées au fond des cuves. Le mercure diffuse progressivement le long des surfaces des plaques et, par contact avec l'eau, il se produit des microbulles d'hydrogène et de l'alumine utilisables selon l'invention.
Cette diffusion du mercure se fait verticalement en quelques heures au bout desquelles le front de diffusion atteint la hauteur stationnaire de 13 à 14 cm.
Pour éviter cette phase de latence au démarrage, il suffit d'activer les plaques par un bref trempage de celles-ci dans une solution de sel mercurique. L'aluminium est alors mouillable par le mercure comme le témoigne l'angle de raccordement Al-Hg, qui est inversé par rapport à de l'aluminium normal. La diffusion de Hg est alors rapide, il n'y a pas d'interruption du dégagement de microbulles, et le flottateur est opérationnel dès la mise en oeuvre de l'activation.
Une plaque de 3 mm d'épaisseur est ainsi totalement consommée en 6,5 x 24 h sans discontinuer. La durée de fonctionnement de l'appareil peut être portée à plusieurs mois: soit à l'aide de plaques de forte épaisseur, soit en installant des plaques plus fines mais de hauteur suffi
sante. La consommation de l'aluminium à la base fait des
cendre progressivement les plaques.
Il est possible d'arrêter le dégagement gazeux en recouvrant les plaques d'une cuve dans laquelle est retenu l'hydrogène de la réaction.
Les plaques échappent au contact avec l'eau, le flottateur est à l'arrêt.
La suppression de la cuve provoque la mise en marche immédiate du flottateur.
L'hydrogène peut être remplacé par un gaz inerte (azote) injecté de l'extérieur.
Les essais non limitatifs suivants ont été réalisés:
B - Traitement des eaux par flottation
Exemple 1:
On a traité un effluent de suiferie, sans floculation préalable, dans un appareil tel que celui de la fig. 6. Toutes les graisses contenues dans cet effluent ont été récupérées en surface avec l'alumine produite; cette dernière a absorbé une grande partie des substances dissoutes ou colloïdales présentes dans l'effluent. La réduction de la demande chimique en oxygène atteint 40% par rapport aux traitements connus et peut atteindre 60% si les graisses n'ont pas été préalablement émulsionnées par une pompe centrifuge ou un agent tensio-actif.
Exemple 2:
Un effluent de conserverie de viandes est introduit dans un floculateur dans lequel sont injectés du sulfate d'alumine et de la chaux pour en augmenter le pH. Après un temps de contact de 20 mn l'effluent est introduit dans un appareil de flottation tel que celui représenté sur la fig. 1.
L'eau flottée est débarrassée de ses matières en suspension qui sont retenues dans la couche flottée. Le taux de réduction de la demande chimique en oxygène atteint 70%. Si les effluents contiennent presque exclusivement des corps gras, le taux de réduction de la demande chimique en oxygène peut atteindre 95 à 97%. La couche flottée obtenue est stable pendant plusieurs jours.
Exemple 3:
Des effluents de cabines de pistolétage chargés de peintures sont admis dans un floculateur préliminaire avec des quantités appropriées de chlorure ferrique. La légère alcalinité originelle de ces effluents n'a pas nécessité de compenser l'acidité du chlorure ferrique par un réactif basique. L'effluent floculé est admis dans un flottateur selon l'invention. Le taux de matières en suspension de l'eau traitée est inférieur à 25 ppm. La demande chimique en oxygène de l'eau ainsi traitée est réduite à celle correspondant à la solubilité des solvants non absorbés par l'hydroxyde ferrique.
La finition peut se faire sur charbon actif mais n'est pas nécessain si l'on remplace le chlorure ferrique utilisé dans la phase préliminaire par de l'alumine provenant, selon l'invention, d'une attaque d'un amalgame d'aluminium par de l'eau. La couche flottée est très stable et n'est pas modifiée trois semaines après son raclage.
C - Traitement des eaux par floculation
Les boues d'hydroxyde d'aluminium sont obtenues par attaque d'amalgame d'aluminium par de l'eau. Les opérations de vieillissement mentionnées dans l'exemple ci-après consistent en un stockage (ou une décantation) pendant des durées variant de quelques dizaines de minutes à plusieurs heures suivant la température d'attaque de l'aluminium par l'eau. Si cette attaque a lieu à une température voisine de l'ambiante, le vieillissement sera de plusieurs heures; si au contraire l'attaque a lieu à une température comprise entre 50 et 70 C, le vieillissement est beaucoup plus rapide (quelques dizaines de minutes).
Exemple 4:
L'exemple 1 a été repris avec des effluents d'abattoir préalablement mélangés à des hydrocarbures émulsionnés. On a pu constater que les vitesses de réaction sont accrues et que l'effluent traité ne contient plus de matières en suspension, ni de matières colloldales, ni d'hydrocarbures. En particulier, le floc formé atteint des dimensions plus grandes.
The present invention relates to a method and an apparatus for treating wastewater by using the products obtained by reacting water with aluminum amalgam.
Currently, wastewater can be treated, either by biological purification for urban type effluents, or by physical (settling, flotation, etc.) or chemical (neutralization, precipitation, etc.) treatments for purely industrial effluents.
The treatment of mixtures of urban and industrial type effluents is often impossible due to incompatibilities between products of industrial origin and the biological mass intended for the purification of water of urban origin. Industrial effluents provide either poisons or inert compounds, but not biodegradable, such as, for example, certain emulsified hydrocarbons which disturb aeration and settling.
In any case, even if they do not act as inhibitors of biological reactions, many compounds of industrial origin are not digested and are found in large part at the outlet of treatment devices which are not, the Most of the time, planned to receive them.
The present invention relates to a process for the treatment of wastewater by flotation, characterized in that this treatment is carried out by reaction of said water with amalgamated aluminum, and that on the one hand the material which is collected is collected. forms on the surface of the water and on the other hand the treated water.
The present invention also relates to an apparatus for carrying out the method described, characterized in that it comprises a basin provided with a supply of used water, plates or amalgamated aluminum waste, a device for removing floating bodies and drawing off treated water.
In fig. 1, a basin 1 of generally rectangular shape is shown in longitudinal section with the pipe 2 and the siphoid partition 3 associated with the outlet chute 4. Slightly above the bottom and particularly on the side of the inlet pipe 2, c 'that is to say to the right in FIG. 1, are arranged aluminum plates 5 assembled, for example, to form a grid whose meshes are vertical surfaces. Above the basin 1 is arranged a scum scraper 6 of the conventional type.
Before being introduced into the basin, the aluminum plates 5 were surface treated with traces of mercury or mercury salts. For example, the treatment may comprise a prior pickling of the plates with a dilute sodium hydroxide solution followed by immersion in a hydrochloric solution of mercuric chloride or in a nitric solution of mercuric nitrate. Thus treated, aluminum can attack water forming an aluminum hydrate and hydrogen. The reaction does not stop because the hydrate layer does not passivate the surface of the aluminum by sticking to this surface, but on the contrary is continuously detached from it in the form of thin layers, which has the effect of putting bare aluminum which continues to attack water. Most of the mercury used remains on the surface of the aluminum.
Indeed, it cannot form a chemical combination and amalgamates again with another aluminum particle,
Amalgam is the active element in the reaction with water. This is very important because it is important to prevent the mercury from escaping, which is the case as long as there is aluminum in the flotation tank.
The hydrogen released during the reaction forms microbubbles 7 which rise to the surface. The distribution of the microbubbles in the basin 1 is substantially that shown in FIG. 1 when a continuous flotation regime has been reached, taking into account the flow of liquid to be treated at the inlet of the pipe 2 and the position of the plates 5. In fact, bubbles must be avoided between the partition siphoid 3 and chute 4 because these bubbles are no longer involved in the flotation process and, on the other hand, on the surface of the liquid inside the basin 1, the distribution of the bubbles must be as uniform as possible to obtain a float mass of practically constant thickness.
Fig. 2 is a cross section of a flotation device of the type of that of FIG. 1, the section plane passing through the grid of the plates 5. The side walls 8 and 9 of the basin are vertical, which is suitable for example for the flotation of a lightly loaded liquid to obtain a thin floated layer. In addition, at the bottom of the basin, there are channels 10 and 11 in which heavy sludge collects which cannot float. The collection of the sludge in the channels 10 and 11 can be facilitated by providing a basin bottom 12 that is not horizontal, but having parts inclined towards the channels. The basin is completed by pumps, not shown, sucking heavy sludge.
In the case of the flotation of a very charged liquid, one could provide side walls of the basin that are not vertical, but rather flared outwards. This shape then makes it possible to obtain a floated layer that is less thick and distributed over the entire width of the top of the basin. In addition, if the walls of the basin are concrete, this shape is easier to achieve.
Fig. 3 is a longitudinal section of a variant of a float comprising a basin in which there is, from top to bottom, the floated layer, the inlet pipe 13 introducing the raw fluid, the network of aluminum plates possibly distributed over the entire the section of the basin and the collector 14 which can be branched and which withdraws the floated fluid. Note that preferably the openings of the pipe 13 are drilled on the upper surface thereof so that the raw fluid streams have the direction of the arrows. The microbubbles created by the aluminum plates 5 rapidly entrain towards the float layer the liquid or solid particles entrained by the fluid exiting 13.
Fig. 4 shows a system of two basins intended for the flotation of materials entering the main basin 15 through the inlet 16. The microbubble generator comprises an enclosure 17 containing plates or aluminum waste treated as described above. top and indicated at 18. The enclosure 17 is, with the exception of a vent 19, closed at its upper part; it has a water inlet 20 and a water outlet 21. During the reaction of the water passing through 17 on the aluminum 18, the water becomes charged with hydrogen bubbles, leaves through 21 and is mixed with the raw fluid transported by line 22 in a mixing valve 23, which may be of conventional construction. Thus the liquid loaded with matter to float entering through 16 in 15 is also loaded with microbubbles.
Note that the inlet 16 can, depending on the case, be a complex inlet with several orifices making it possible to achieve good distribution of the bubbles in the basin 15.
The water introduced into the enclosure 17 can be derived from the outlet 24 of the basin 15 and be, before the inlet 20, mixed with a basic or acid solution introduced through 25 into the mixing valve 26.
It is also in this case that the auxiliary bubble generator 17 finds its full efficiency. In fact, during experiments, it was observed that the quantity of hydrogen microbubbles produced in the reaction of water on the treated aluminum was a function of the pH of the water and increased when one deviated from the point of neutrality. This remark is taken advantage of in the exemplary embodiment of FIG. 4 because the quantity of bubbles produced in the enclosure 17 is independent of the pH of the crude liquid entering through the line 22. If, for example, the crude fluid is basic. an acidic solution can be added at 25 and 26, obtaining a good release of bubbles and the added acid will neutralize the basic character of the crude fluid in 15. This neutralization in situ has the advantage of causing additional coagulation.
Indeed, at the output of the generator 17, the water transports not only bubbles, but also Al + + + ions, if the pH of 17 is acidic, or A102- (aluminate), if the pH of 17 is alkaline. In both cases, neutralization by mixing gives rise to a chemical floc:
Al +++ + 3 OH- Al (OH) 3
Alo2- + H + + H20 <Al (OH) 3
Both flocculation, flotation and neutralization will thus have been carried out in order to obtain neutral float water at outlet 24.
The vent 19 makes it possible to directly remove the excess hydrogen.
Fig. 5 shows another embodiment comprising a basin, for example cylindrical, 27 with an inlet 28 at the bottom of the basin for the raw liquid, a microbubble generating compartment defined by a partition 29 and containing plates or treated aluminum waste 30, a flotation zone defined by the siphoid partition 31 and a chute for recovering the floated liquid 32. This arrangement can make it possible to take advantage of the geometry of revolution to improve the distribution of the microbubbles under the floated foam.
Fig. 6 shows another exemplary embodiment particularly suitable for laboratory experiments and / or measurements. The basin 33 may be a simple glass vessel 33 provided with a chute for collecting floated materials 34 and comprising an outlet pipe 35 at the bottom of the vessel. The raw liquid is introduced by an axial vertical tube 36 surmounted by a supply vessel 37, the inlet flow being regulated by a valve 38. The tube 36 can serve as an axis for a motor driving a scraper 39.
A deflector 40 is mounted at the lower part of 36 which it is made integral with by any means not shown. Finally, aluminum plates 41 are arranged below the deflector 40, these treated aluminum plates also being able to be made integral with the tube 36 by any means not shown. In the latter case, which is very useful for experiments, the vessel 33 can be an ordinary transparent vessel and the outlet 35 may be replaced by conventional siphons taking the water floated at the bottom of the vessel. In the example of FIG. 6, the raw liquid enters 33 from the bottom of 36, the incoming stream is directed upwards through the baffle 40, which facilitates flotation and the floated liquid is extracted through the tubing 35.
If the vessel 33 is made of glass, it is very easy to observe the behavior of the float materials and the structure of the mixture of float materials and scum 42.
In fig. 1, the float foam 43 is shown distributed between partitions 44. These partitions 44 can also be made of very lightly treated aluminum which, by creating bubbles within the foam, improves the flotation of the foam layer. The partitions 44 are substantially vertical or inclined as shown in FIG. 1 according to the direction of movement of the scraper 6 which in the example shown scrapes from left to right.
When aluminum is used in the form of plates such as plates 5, that is to say arranged vertically, the two faces of the plates can be activated by mercury, the different structures corresponding to the geometry of the basin: rectangular grid in a rectangular basin, radiant or spiral structure in a geometry of revolution, etc. When aluminum is used in the form of horizontal plates like the plates 41 shown in fig. 6, it is preferable to cover the underside with a varnish or other protective coating to prevent the bubbles formed below from agglomerating to rise in the form of large bubbles which would disturb the float mousse cake.
In the case where the effluents to be treated consist of soluble hydrocarbons, the agitator will advantageously be replaced by a high rotational speed turbine placed in the vicinity of the surface to cause dispersion of the air bubbles in the liquid phase. If the turbine is submerged deeply, it is better to inject air into its vicinity. The mixture of hydrocarbons and hydrated oxides is then directed to a simple stilling basin where rapid flotation occurs.
A - Description of an activation process
aluminum plates
The activation and use of the aluminum plates can, for example, be carried out by immersing the aluminum plates vertically in narrow chutes, containing mercury, placed at the bottom of the tanks. The mercury diffuses progressively along the surfaces of the plates and, on contact with water, hydrogen microbubbles and alumina are produced which can be used according to the invention.
This diffusion of mercury takes place vertically in a few hours, after which the diffusion front reaches the stationary height of 13 to 14 cm.
To avoid this lag phase at start-up, it suffices to activate the plates by briefly soaking them in a solution of mercuric salt. The aluminum is then wettable by mercury as evidenced by the connection angle Al-Hg, which is reversed compared to normal aluminum. The diffusion of Hg is then rapid, there is no interruption in the release of microbubbles, and the flotation unit is operational as soon as the activation is carried out.
A 3 mm thick plate is thus completely consumed in 6.5 x 24 hours without stopping. The operating life of the device can be extended to several months: either by using very thick plates, or by installing thinner plates but of sufficient height.
health. The consumption of aluminum at the base makes
gradually ash the plates.
It is possible to stop the evolution of gas by covering the plates with a vessel in which the hydrogen of the reaction is retained.
The plates escape on contact with water, the flotation unit is stopped.
Removing the tank immediately activates the flotation unit.
Hydrogen can be replaced by an inert gas (nitrogen) injected from the outside.
The following non-limiting tests were carried out:
B - Water treatment by flotation
Example 1:
A suifery effluent was treated, without prior flocculation, in an apparatus such as that of FIG. 6. All the fats contained in this effluent were recovered at the surface with the alumina produced; the latter has absorbed a large part of the dissolved or colloidal substances present in the effluent. The reduction in the chemical oxygen demand reaches 40% compared to known treatments and can reach 60% if the fats have not been previously emulsified by a centrifugal pump or a surfactant.
Example 2:
Meat cannery effluent is introduced into a flocculator into which alumina sulfate and lime are injected to increase its pH. After a contact time of 20 minutes, the effluent is introduced into a flotation device such as that shown in FIG. 1.
Float water is freed from its suspended matter which is retained in the floated layer. The rate of reduction of chemical oxygen demand reaches 70%. If the effluents contain almost exclusively fatty substances, the rate of reduction of the chemical oxygen demand can reach 95 to 97%. The floated layer obtained is stable for several days.
Example 3:
Spray booth effluents loaded with paints are admitted into a preliminary flocculator with appropriate quantities of ferric chloride. The slight original alkalinity of these effluents did not need to compensate for the acidity of the ferric chloride with a basic reagent. The flocculated effluent is admitted into a flotation device according to the invention. The level of suspended solids in the treated water is less than 25 ppm. The chemical oxygen demand of the water thus treated is reduced to that corresponding to the solubility of the solvents not absorbed by the ferric hydroxide.
The finishing can be done on activated carbon but is not necessary if one replaces the ferric chloride used in the preliminary phase by alumina coming, according to the invention, from an attack of an aluminum amalgam. by water. The float layer is very stable and is not changed three weeks after scraping.
C - Water treatment by flocculation
Aluminum hydroxide sludge is obtained by attacking aluminum amalgam with water. The aging operations mentioned in the example below consist of storage (or settling) for periods varying from a few tens of minutes to several hours depending on the temperature at which the aluminum is attacked by water. If this attack takes place at a temperature close to ambient, the aging will be several hours; if, on the contrary, the attack takes place at a temperature between 50 and 70 ° C., aging is much faster (a few tens of minutes).
Example 4:
Example 1 was repeated with slaughterhouse effluents previously mixed with emulsified hydrocarbons. It has been observed that the reaction rates are increased and that the treated effluent no longer contains suspended matter, nor colloldal matter, nor hydrocarbons. In particular, the floc formed reaches larger dimensions.