FR2459067A1

FR2459067A1 - Compact plant for electro-purificn. of industrial aq. effluent - using moving electrodes for coagulation followed by decantation

Info

Publication number: FR2459067A1
Application number: FR7915915A
Authority: FR
Inventors: Alain Bertay; Joel L Hermite; Francoise Bichon
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1981-01-09
Also published as: FR2459067B1

Abstract

Installation for purificn. of liq. employs combination of electrocoagulation followed by decantation. Installation comprises an electrocoagulating chamber in which a set of metal electrodes are kept in motion within incoming liq. to be purified. Coagulating chamber has a downpipe outlet to a sump in the base of a decantation tank which is provided with a delivery channel, pref. by overflow, for purified liq. Electrocoagulating chamber is pref. suspended within the decantation tank. The tank and chamber are pref. both spanned by a mobile bridge which supports and moves the electrodes in the coagulating chamber and a base sludge rake in the decanting tank. The bridge pref. also supports and displaces a surface skimmer in the coagulating chamber. The tank and chamber are pref. both vertical cylindrical and coaxial. Each coagulating electrode pref. comprises scrap metal contained in a cage which is rotated about a horizontal axis which is moved through the liq. by displacement of the bridge. Used in purificn. of polluted industrial effluents. extremely compact and highly efficient continuous treatment plant for vast quantities of industrial effluent is obtd.

Description

La présente invention concerne une installation compacte
d'électro-épuration de liquides et plus particulièrement d'eaux.The present invention relates to a compact installation
electro-purification of liquids and more particularly of water.

Le traitement physico-chimique dans le cas des eaux
urbaines par exemple est fréquemment utilisé en dégrossissage
l'effluent débarrassé de 70 % environ de sa pollution est
ensuite traité par voie biologique. Au sortir du procédé
biologique il est nécessaire de conduire une nouvelle séparation
physique entre les boues et les eaux épurées; pour ce faire on
peut utiliser la décantation.Physico-chemical treatment in the case of water
urban for example is frequently used in roughing
the effluent freed of about 70% of its pollution is
then treated biologically. At the end of the process
biological it is necessary to conduct a new separation
physics between sludge and treated water; to do this we
can use decantation.

L'ensemble décrit ici a pour objet l'intégration des éléments nécessaires à une épuration physico-chimique complète, c'est-à-dire qui satisfait les fonctions de coagulation et de
séparation physique.The assembly described here has for its object the integration of the elements necessary for a complete physico-chemical purification, that is to say which satisfies the functions of coagulation and
physical separation.

Les installations selon la présente invention mettent en oeuvrera technique d'électrocoagulation. Il s'agit là d'une technique bien connue pour des installations de petites dimensions en-partioulier pour ltépuration des eaux de piscine par r exemple mais qui n'a jamais, semble-t-il, pu réellement se developper ou-niveau d'installations plus importantes telles que i'épuration-des eaux industrielles par exemple. The installations according to the present invention implement electrocoagulation technique. This is a well-known technique for small-scale installations, in particular for purifying swimming pool water, for example, but which never seems to have really been able to develop or 'larger installations such as industrial water treatment, for example.

Or, la présente invention propose une installation e'léctro-e'puration des eàù-x- ex-#ass-ivernent compacte mais susceptible néanmoins de tr#iter de grandes quantités de liquide en continu. However, the present invention provides an installation e'lectro-e'puration of eàù-x- ex- # ass-ivernent compact but capable nevertheless of tr # iter large quantities of liquid continuously.

Pour ce faire, 1t présente invention propose une installation compacte d'électro-épuration de liquides, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins
- un bassin d'électrocoagulation au sein duquel circule au moins un jeu d'électrodes métalliques à anode soluble
- une alimentation en liquide à épurer débouchant dans
le bassin d'électrocoagulation
- ledit bassin d'électrocoagulation étant muni à sa
partie basse d'un puits débouchant dans le point bas d'un bassin
de décantation ;
- un bassin de décantation en contact avec ledit bassin
d'électrocoagulation, ledit bassin de décantation étant pourvu
d'un dispositif de recueil du liquide épuré. To do this, the present invention proposes a compact installation for the electro-purification of liquids, characterized in that it comprises at least
- an electrocoagulation basin within which circulates at least one set of metallic electrodes with soluble anode
- a supply of liquid to be purified opening into
the electrocoagulation basin
- said electrocoagulation basin being provided at its
lower part of a well opening into the low point of a basin
decantation;
- a settling tank in contact with said tank
electrocoagulation, said settling tank being provided
a device for collecting the purified liquid.

Le principe de l'électrocoagulation est connu en bi-même,ilT consiste à utiliser les phénomènes électrostatiques produits par un jeu d'électrodes au sein d'un liquide pour favoriser la coagulation des micelles en suspension dans le liquide et, en outre, en utilisant la formation d'ions ferreux et ferriques par une anode soluble en fer, à assurer ainsi, grâce aux ions ferriques en tant qu'agent de floculation, la décantation d'un floc très important. The principle of electrocoagulation is known in itself, it consists in using the electrostatic phenomena produced by a set of electrodes within a liquid to promote the coagulation of the micelles in suspension in the liquid and, moreover, in using the formation of ferrous and ferric ions by an iron-soluble anode, thus ensuring, thanks to the ferric ions as flocculating agent, the settling of a very large floc.

Dans un mode de réalisation préféré de l'installation selon la présente invention, l'ensemble des deux bassins est surmonté d'un dispositif mobile qui porte le jeu d'électrodes et son alimentation électrique, ainsi qu'un élément racleur situé au fond du bassin de décantation, ledit disposi#tif mobile étant mu par un moyen moteur assurant ainsi le déplacement des électrodes dans le bassin d'électrocoagulation et le raclage du fond du décanteur. In a preferred embodiment of the installation according to the present invention, the assembly of the two basins is surmounted by a mobile device which carries the set of electrodes and its electrical supply, as well as a scraper element situated at the bottom of the settling tank, said mobile device being moved by a motor means thus ensuring the displacement of the electrodes in the electrocoagulation tank and scraping of the bottom of the decanter.

Afin d'éliminer les éléments flottant en surface du bac d'électrocoagulation, matières flottées ou graisses par exemple, dans le cas de residus urbains, le dispositif mobile peut porter, en outre, un élément de raclage de la surface du bassin d'électrocoagulation. In order to eliminate the elements floating on the surface of the electrocoagulation tank, floating materials or greases for example, in the case of urban residues, the mobile device can also carry a scraping element from the surface of the electrocoagulation basin .

Il faut remarquer que l'utilisation d'électrodes circulantes permet d'assurer une répartition uniforme de l'agent de floculation produit par l'anode soluble dans un très grand volume et en outre assure l'agitation du bassin de coagulation afin de favoriser le contact entre l'agent de floculation et les particules à coaguler. It should be noted that the use of circulating electrodes makes it possible to ensure a uniform distribution of the flocculating agent produced by the soluble anode in a very large volume and in addition ensures the agitation of the coagulation basin in order to favor the contact between the flocculating agent and the particles to be coagulated.

Dans un mode de réalisation préféré de l'installation. In a preferred embodiment of the installation.

selon la présente invention, le bassin d'électrocoagulation est situé entièrement à l'intérieur du bassin de décantation, dans ces conditions les deux bassins sont sensiblement cylindriques et coaxiaux et d'axe vertical, le puits s'étendant le long de l'axe commun aux deux bassins, le bassin de décantation étant muni à sa périphérie d'une rigole destinée au recueil, par débordement, du liquide épuré. according to the present invention, the electrocoagulation tank is located entirely inside the settling tank, under these conditions the two tanks are substantially cylindrical and coaxial and of vertical axis, the well extending along the axis common to both basins, the settling basin being provided at its periphery with a channel intended for collecting, by overflow, the purified liquid.

Dans ce mode de réalisation le dispositif mobile est mobile en rotation autour de l'axe de l'installation, il peut s'agir par exemple d'un pont tournant qui porte tout à la fois les différents éléments de raclage ainsi que le jeu d'électrodes et son alimentation. In this embodiment, the mobile device is movable in rotation about the axis of the installation, it may for example be a rotary bridge which carries both the different scraping elements as well as the play of 'electrodes and its supply.

Dans un mode de réalisation préféré de l'installation selon l'invention et quel que soit le type d'installation mis en oeuvre il est intéressant de prévoir des électrodes constituées par des ferrailles disposées dans des paniers. In a preferred embodiment of the installation according to the invention and regardless of the type of installation used, it is advantageous to provide electrodes constituted by scrap metal placed in baskets.

Bien entendu, ce type d'électrode présente énormément d'avantages car il est peu onéreux et permet d''utiliser des ferrailles de rebut ; en outre, ce type d'électrode présente une très grande surface de contact pour un encombrement réduit. Of course, this type of electrode has a lot of advantages because it is inexpensive and makes it possible to use scrap scrap; in addition, this type of electrode has a very large contact surface for a reduced bulk.

Il est particulièrement intéressant d'utiliser des paniers de ferrailles mobiles en rotation autour d'un élément d'axe, lui-meme solidaire du dispositif mobile assurant la circulation dans le bassin d'électrocoagulation. En effet, dans ce cas il est possible de prévoir dans le bassin d'électro coagulation des éléments en protubérance destinés à entrer en contact avec les paniers mobiles lors de leur circulation afin de forcer leur rotation autour de l'élément d'axe. It is particularly advantageous to use scrap metal baskets which rotate in rotation around an axis element, itself integral with the mobile device ensuring circulation in the electrocoagulation basin. Indeed, in this case it is possible to provide in the electro-coagulation basin protruding elements intended to come into contact with the movable baskets during their circulation in order to force their rotation around the axis element.

Ceci a pour effet, à intervalle régulier, de renverser les paniers et de changer- complètement la disposition des ferrailles en assurant ainsi statistiquement que toutes les parties de ferrailles seront amenées en contact avec le liquide ce qui permet ainsi une certaine uniformité dans l'usure des électrodes et évite en partie leur polarisation et surtout leur encrassement. This has the effect, at regular intervals, of overturning the baskets and completely changing the arrangement of the scrap, thus statistically ensuring that all the scrap parts will be brought into contact with the liquid, thus allowing a certain uniformity in wear. electrodes and partly prevents their polarization and especially their fouling.

Certains éléments de l'invention avec leurs caractéristiques et avantages seront mieux compris dans la description détaillée ci-après faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente une coupe d'une installation d'électro-épuration selon la présente invention comportant des bassins cylindriques
- la figure 2 représente une vue de dessus de la même installation
- la figure 3 représente un mode de réalisation des électrodes selon la présente invention
- la figure 4 schématise le système. de retournement des électrodes.Certain elements of the invention with their characteristics and advantages will be better understood in the detailed description below made with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 shows a section of an electro-purification installation according to the present invention comprising cylindrical basins
- Figure 2 shows a top view of the same installation
- Figure 3 shows an embodiment of the electrodes according to the present invention
- Figure 4 shows schematically the system. turning the electrodes.

Sur la figure 1 on a représenté un bassin de décantation 1
dans lequel se trouve disposé un bassin d'électrocoagulation 2
qui est muni à sa partie basse 3 d'un puits 4 débouchant dans
le point bas 5 du bassin de décantation 1, ledit puits étant muni à sa périphérie d'un déflecteur 13.In Figure 1 there is shown a settling tank 1
in which is located an electrocoagulation basin 2
which is provided at its lower part 3 with a well 4 opening into
the low point 5 of the settling tank 1, said well being provided at its periphery with a deflector 13.

L'installation est surmontée d'un pont mobile 6 qui
repose sur la périphérie du bassin de décantation 1 et mu en
en rotation autour de l'axe du dispositif par un moteur non
représenté.The installation is surmounted by a mobile bridge 6 which
rests on the periphery of the settling tank 1 and mu en
rotating around the axis of the device by a non-motor
represented.

Ce pont mobile porte trois jeux d'électrodes en fer
tels que 7 et leur alimentation électrique 11 ainsi qu'un
racleur de surface 8 qui pousse les particules flottantes #dans
le bassin d'électroc-oagulation vers un bac à graisse 9 où
celles-ci sont reprises par un système de pompe non représenté.This movable bridge carries three sets of iron electrodes
such as 7 and their power supply 11 as well as a
surface scraper 8 which pushes floating particles #in
the electrocoagulation basin towards a grease trap 9 where
these are taken up by a pump system not shown.

Le fond du bassin de décantation 1 est raclé par un
racleur 10 solidaire du pont tournant 6.The bottom of the settling tank 1 is scraped by a
scraper 10 secured to the rotary bridge 6.

Le fond du bassin de décantation présente une pente qui
tend à accumuler lors du raclage les boues décantées vers le
point bas 5.The bottom of the settling tank has a slope which
tends to accumulate during scraping the settled sludge towards the
low point 5.

Enfin, le bassin de décantation est entouré d'une
rigole 12 qui par débordement permet le recueil des eaux
épurées.Finally, the settling tank is surrounded by a
channel 12 which overflows allows the collection of water
refined.

Le liquide à épurer arrivant par la tuyauterie 14 dans
le bassin d'électrocoagulation 2 est soumis à l'action
coagulatrice des électrodes 7 et par gravité décante le long
du puits 4 pour s'accumuler dans le point bas 5 du décanteur,
les eaux épurées remontant dans le volume libre du décanteur 1
pour passer ensuite par débordement dans la rigole 12 et être
évacué par le canal 15.The liquid to be purified arriving via the pipe 14 in
the electrocoagulation basin 2 is subjected to the action
coagulator of electrodes 7 and gravity decanted along
from well 4 to accumulate in the low point 5 of the decanter,
the purified water rising in the free volume of the settling tank 1
to then pass by overflow into the channel 12 and be
evacuated through channel 15.

Le déplacement des électrodes 7 assure à la fois
l'agitation du volume du bassin d'électrocoagulation 2 et la
répartition de l'agent de floculation. The displacement of the electrodes 7 ensures both
the agitation of the volume of the electrocoagulation basin 2 and the
distribution of the flocculating agent.

Le déflecteur 13 et le racleur 10 assurent l'accumulation des boues décantées dans le point bas 5 afin que le liquide circulant traverse une couche de boue ce qui, par un effet de type "lit de boue" améliore la décantation. Un dispositif de pompe non représenté prélève régulièrement les boues au fond du bassin de décantation. The deflector 13 and the scraper 10 ensure the accumulation of the decanted sludge in the low point 5 so that the circulating liquid crosses a layer of mud which, by an effect of "mud bed" type improves the settling. A pump device, not shown, regularly collects the sludge from the bottom of the settling tank.

La figure 3 représente un mode de réalisation particulièrement intéressant d'électrodes qui peuvent être mises en oeuvre dans les installations de l'invention. FIG. 3 represents a particularly advantageous embodiment of electrodes which can be used in the installations of the invention.

Ces électrodes sont constituées de paniers 20 contenant de la ferraille 21 qui sont enfilées sur un axe 22 et qui sont libres en rotation (ce schéma ne comporte pas les liaisons électriques des électrodes). Cet axe 22 est solidaire d'un élément monté à angle droit et fixé sur le pont mobile. Le bassin d'électrocoagulation comporte à intervalle régulier des barres telles que 23 disposées pour que, comme cela est indiqué sur la figure 4, lorsque le panier entre en contact avec une barre 23, le panier se renverse et provoque l'agitation de la ferraille pour empêcher l'encrassement des électrodes. These electrodes consist of baskets 20 containing scrap metal 21 which are threaded on an axis 22 and which are free to rotate (this diagram does not include the electrical connections of the electrodes). This axis 22 is integral with an element mounted at right angles and fixed on the movable bridge. The electrocoagulation basin comprises at regular intervals bars such as 23 arranged so that, as indicated in FIG. 4, when the basket comes into contact with a bar 23, the basket overturns and causes the scrap to be agitated. to prevent fouling of the electrodes.

Bien entendu, la surface des électrodes doit être optimisée en fonction-du débit et de la nature de l'effluent, des coûts du fer et de l'énergie, de l'investissement et du résultat espéré. Of course, the surface of the electrodes must be optimized as a function of the flow rate and the nature of the effluent, the costs of iron and energy, the investment and the expected result.

L'inversion cyclique de polarité évite l'encrassement en surface des électrodes et peut être nécessaire dans certains cas. Cyclic polarity reversal prevents fouling of the electrodes on the surface and may be necessary in some cases.

Afin de parfaire la purification, on peut prévoir, après l'électrocoagulation et avant la décantation, l'adjonction d'un polyélectrolyte au liquide traité. In order to complete the purification, provision may be made, after electrocoagulation and before decantation, for the addition of a polyelectrolyte to the treated liquid.

Enfin, la régulation par l'intensité (donc la quantité de fer) est maintenue constante pour un débit donné, elle peut être asservie aux variations de débit. Il peut également être intéressant de prendre en compte la résistance spécifique de l'effluent, en effet, une augmentation importante de celle-ci est accompagnée d'une baisse de pollution (par exemple : régime de nuit en eau urbaine). De même, il est souhaitable de disposer d'alarme en cas de hausse ou de baisse exhorbitante de la tension. Finally, the regulation by intensity (therefore the quantity of iron) is kept constant for a given flow rate, it can be subject to variations in flow rate. It can also be interesting to take into account the specific resistance of the effluent, in fact, a significant increase in this is accompanied by a reduction in pollution (for example: night regime in urban water). Similarly, it is desirable to have an alarm in the event of an exorbitant rise or fall in voltage.

On utilisera de préférence pour le bassin de coagulation un volume qui représente entre le 10ème et le 20ème du débit horaire à traiter suivant la nature du floc, la quantité d'adjuvant de floculation et la circulation (au moyen d'un procédé quelconque) du floc dans les boues (recirculation, lit de boue ...) et une surface du décanteur qui soit de 2Q pour une hauteur de 1 m, et sous réserve d'une bonne répartition des flux, si Q exprime le débit horaire (temps de séjour 2 heures, vitesse de surverse 0,5 m/h). Preferably, a volume will be used for the coagulation basin which represents between the 10th and the 20th of the hourly flow rate to be treated according to the nature of the floc, the quantity of flocculation aid and the circulation (by any method) of the floc in the sludge (recirculation, mud bed ...) and a surface of the settling tank which is 2Q for a height of 1 m, and subject to a good distribution of the flows, if Q expresses the hourly flow (time of stay 2 hours, overflow speed 0.5 m / h).

Bien entendu, d'autres adaptations au niveau des paramètres peuvent être nécessaires en fonction de l'effluent à traiter. Of course, other adaptations in terms of parameters may be necessary depending on the effluent to be treated.

Claims

IONS CLAIMS

1) Compact installation for the electro-purification of liquids, characterized in that it comprises at least

- an electrocoagulation basin within which circulates at least one set of metallic electrodes with soluble anode

- a supply of liquid to be purified opening into the electrocoagulation basin

- Said electrocoagulation tank being provided at its lower part with a well opening into the low point of a settling tank; and

a settling tank in contact with said electrocoagulation tank, said settling tank being provided with a device for collecting the purified liquid.

2) Installation according to claim 1, characterized in that the assembly of the two basins is surmounted by a mobile device which carries the set of electrodes and its electrical supply, as well as a scraper element located at the bottom of the settling tank , said mobile device being moved by a motor means thus ensuring the displacement of the electrodes in the electrocoagulation basin and the scraping of the bottom of the decanter.

3) Installation according to claim 2, characterized in that the mobile device carries, in addition, a scraper element of the surface of the electrocoagulation basin in order to scrape the elements floating on the surface of the electrocoagulation tank towards a grease tank .

4) Installation according to one of claims I to 3, characterized in that the electrocoagulation tank is located entirely inside the settling tank.

5) Installation according to claim 4, characterized in that said basins are substantially cylindrical and coaxial and of vertical axis, the well extending along the axis common to the two basins, the settling basin being provided at its periphery a channel intended to collect, by overflow, the purified liquid.

6) Installation according to claim 5, characterized in that the mobile device is movable in rotation around

the axis of the installation

7) Installation according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrodes are constituted by scrap metal contained in baskets.

8) Installation according to claim 7, characterized in that the baskets are movable in rotation around an axis element which circulates in the electrocoagulation basin.

9) Installation according to one of claims 7 and 8, characterized in that the electrocoagulation basin is provided with protruding elements intended to come into contact with the movable baskets during their circulation in order to force their rotation around the axis element.