FR2708627A1 - Process and products for removing deposits of manganese and iron in water reservoirs and conduits - Google Patents

Process and products for removing deposits of manganese and iron in water reservoirs and conduits Download PDF

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Abstract

The process of the invention consists in causing an alkali or alkali-earth metal, metal or organic iodide or bromide, or hydrazine, to react in aqueous solution and in the presence of acid, with the manganese or iron oxides present in plants for extracting and distributing drinking water. The aqueous solution of reducing agent in the presence of acid is produced by spraying or soaking, followed by a stage of rinsing with water. The invention applies to the cleaning of the walls of plants for extracting and distributing drinking water.

Description

PROCEDE ET PRODUITS POUR ELIMINER LES DEPÔTS DE MANGANèSE
ET DE EER DANS LES RESERVOIRS ET CONDUITES D'EAU
La présente invention concerne les procédés et produits permettant de nettoyer les installations de captage et de distribution d'eau potable.PROCESS AND PRODUCTS FOR REMOVING MANGANESE DEPOSITS
AND EER IN TANKS AND WATER PIPES
The present invention relates to methods and products for cleaning drinking water collection and distribution installations.

Il est bien connu que les installations de captage et de distribution d'eau potable doivent être nettoyées à intervalles réguliers, pour éliminer les dépôts d'origine diverses qui se forment sur leurs parois au contact de l'eau. It is well known that the installations for collecting and distributing drinking water must be cleaned at regular intervals, in order to remove deposits of various origins which form on their walls in contact with water.

Parmi ces dépôts, on trouve assez fréquemment des oxydes de fer ou de manganèse. Among these deposits, iron or manganese oxides are quite frequently found.

Ces dépôts favorisent le développement de colonies bactériennes, de sorte que leur élimination est indispensable. These deposits promote the development of bacterial colonies, so their elimination is essential.

Des tentatives de nettoyage au chlore élémentaire, pour stériliser les installations, se sont avérées inefficace. Il en a été de même des traitements à base d'acides mineraux. Attempts to clean with elemental chlorine to sterilize the installations have proven ineffective. The same was true of treatments based on mineral acids.

On a également proposé, comme décrit dans le document DE-B-2 040 546, un traitement à l'acide ascorbique. Un tel traitement s'est avéré insuffisant pour ce qui concerne les dépôt d'oxyde de fer et de manganèse. As described in document DE-B-2 040 546, a treatment with ascorbic acid has also been proposed. Such treatment has proven to be insufficient with regard to the deposits of iron oxide and manganese.

Le document DE-A-2 520 988 propose un procédé pour éliminer le tartre ou la boue, comprenant une première étape de traitement avec une solution acide, suivie d'une seconde étape de traitement avec une solution pure de peroxyde d'hydrogène. Un tel procédé présente l'inconvénient de comporter deux étapes successives et d'être peu efficace dans le traitement des incrustations d'oxyde de manganèse. Document DE-A-2 520 988 proposes a method for removing tartar or mud, comprising a first stage of treatment with an acid solution, followed by a second stage of treatment with a pure solution of hydrogen peroxide. Such a method has the drawback of comprising two successive stages and of being ineffective in the treatment of manganese oxide incrustations.

Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un nouveau procédé et de nouveaux produits peu coûteux pour dissoudre et éliminer efficacement et rapidement les oxydes de manganèse et de fer se déposant dans les installations de captage et de distribution d'eau potable, de façon simple, avec une seule solution et à température ambiante, sans dégagement de produits liquides ou gazeux agressifs pour le personnel chargé du nettoyage des installations. The problem proposed by the present invention is to design a new process and new inexpensive products for dissolving and eliminating efficiently and quickly the manganese and iron oxides depositing in installations for the collection and distribution of drinking water, so simple, with a single solution and at room temperature, without release of aggressive liquid or gaseous products for the personnel responsible for cleaning the installations.

Pour cela, selon l'invention, on fait agir en solution aqueuse et en présence d'acide(s) sur lesdits oxydes l'un au moins des réducteurs suivants - iodure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique, - bromure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique, - hydrazine, sous forme d'hydrate, de chlorhydrate, de sulfate ou de ses dérivés organiques. For this, according to the invention, at least one of the following reducing agents are made to act in aqueous solution and in the presence of acid (s) on said oxides - alkali, alkaline earth, metallic or organic iodide, - alkali bromide, alkaline-earth, metallic or organic, - hydrazine, in the form of hydrate, hydrochloride, sulphate or its organic derivatives.

Le procédé comprend une étape de réduction par application de ladite solution aqueuse de réducteur(s) en présence d'acide(s) sur les parties d'installation pourvues d'oxydes à éliminer. La concentration en réducteur(s) est choisie en fonction de la quantité d'oxydes à éliminer. The method comprises a reduction step by applying said aqueous solution of reducing agent (s) in the presence of acid (s) to the installation parts provided with oxides to be eliminated. The concentration of reducing agent (s) is chosen according to the quantity of oxides to be eliminated.

On peut par exemple procéder par une dilution appropriée d'une solution initiale concentrée
On procède ensuite à une étape ultérieure de rinçage à l'eau, et, éventuellement, à une étape ultérieure supplémentaire de neutralisation des effluents par une solution alcaline.One can for example proceed by an appropriate dilution of a concentrated initial solution
A subsequent step of rinsing with water is then carried out, and, optionally, a further additional step of neutralization of the effluents with an alkaline solution.

Dans le cas d'une étape de réduction en présence d'un iodure ou d'un bromure, ces composants sont ajoutés à la solution acide peu avant l'utilisation. In the case of a reduction step in the presence of iodide or bromide, these components are added to the acid solution shortly before use.

L'application de la solution aqueuse de réducteur(s) en présence d'acide(s) s'effectue par pulvérisation ou-par trempage des parois de l'installation. The application of the aqueous solution of reducing agent (s) in the presence of acid (s) is carried out by spraying or by soaking the walls of the installation.

Dans le cas de l'utilisation d'un iodure ou d'un bromure, généralement désigné par le radical X, agissant sur un oxyde de manganèse, il se produit une réaction d'oxydoréduction du type
MnO2 + 2X- + 4H+ Mn++ + 2H20 + X2
On constate que la réaction produit une faible quantité diode ou de brome actif, qui possède en outre un pouvoir désinfectant favorisant le traitement de l'installation d'eau potable.In the case of the use of an iodide or a bromide, generally designated by the radical X, acting on a manganese oxide, an oxidation-reduction reaction of the type occurs
MnO2 + 2X- + 4H + Mn ++ + 2H20 + X2
It is noted that the reaction produces a small amount of active diode or bromine, which also has a disinfecting power promoting the treatment of the drinking water installation.

Dans un tel cas d'étape de réduction en présence d'un iodure ou d'un bromure, la solution alcaline de neutralisation utilisée pour l'étape ultérieure supplémentaire de neutralisation peut avantageusement contenir un sel d'oxyde de soufre pour réduire l'iode ou le brome issu de l'étape de réduction. On pourra, par exemple, utiliser un sulfite, un bisulfite, ou thyosulfate, un persulfate. In such a reduction step in the presence of an iodide or a bromide, the alkaline neutralization solution used for the additional subsequent neutralization step may advantageously contain a sulfur oxide salt to reduce the iodine or bromine from the reduction step. We could, for example, use a sulfite, a bisulfite, or thyosulfate, a persulfate.

Dans le cas d'une étape de réduction en présence d'hydrazine, il se produit une réaction d'oxydoréduction du type Mono2 + NH2-NH2 Mn++ + N2 + H20
Dans tous les cas, les réducteurs choisis selon l'invention s'avèrent présenter des propriétés particulièrement actives pour l'élimination des oxydes de manganèse et de fer dans les installations de captage et de distribution d'eau potable. In the case of a reduction step in the presence of hydrazine, an oxidation-reduction reaction of the Mono2 + NH2-NH2 Mn ++ + N2 + H2O type occurs.
In all cases, the reducers chosen according to the invention prove to have particularly active properties for the elimination of manganese and iron oxides in installations for the collection and distribution of drinking water.

Les produits issus des réactions sont peu ou pas agressifs pour les personnels chargés du nettoyage des installations. En effet, l'iode ou le brome restent en solution dans l'eau, contrairement au chlore qui se dégage rapidement. La réaction par l'hydrazine produit seulement de l'azote et de l'eau, parfaitement inoffensifs. The products resulting from the reactions are not very or not at all aggressive for the personnel responsible for cleaning the installations. In fact, iodine or bromine remain in solution in water, unlike chlorine, which is rapidly released. The hydrazine reaction produces only harmless nitrogen and water.

L'étape ultérieure de neutralisation par solution alcaline doit être contrôlée, pour éviter l'obtention d'un effluent acide, et pour éviter l'obtention d'un effluent alcalin dans lequel les oxydes de fer et de manganèse tendraient à nouveau à se déposer. La neutralisation intervient avant tout rejet dans le milieu naturel ou à 1 'égout.  The subsequent neutralization step by alkaline solution must be controlled, to avoid obtaining an acidic effluent, and to avoid obtaining an alkaline effluent in which the iron and manganese oxides would tend to deposit again. . Neutralization occurs before any discharge into the natural environment or in the sewer.

Une composition selon l'invention pour la dissolution et l'élimination des dépôts à base d'oxydes de manganèse et/ou de fer dans les installations de captage et de distribution d'eau potable comprend, en solution aqueuse - au moins un acide organique ou minéral, - au moins un réducteur pris parmi les réducteurs suivants :
iodure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique,
bromure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique,
- hydrazine, sous forme d'hydrate, de chlorhydrate, de sulfate ou de
ses dérivés organiques.A composition according to the invention for the dissolution and elimination of deposits based on manganese and / or iron oxides in installations for the collection and distribution of drinking water comprises, in aqueous solution - at least one organic acid or mineral, - at least one reducing agent chosen from the following reducing agents:
alkali, alkaline earth, metallic or organic iodide,
alkali, alkaline earth, metallic or organic bromide,
- hydrazine, in the form of hydrate, hydrochloride, sulfate or
its organic derivatives.

Les réducteurs sont présents dans la composition selon une quantité généralement comprise entre 0,1 et 5 % en poids. Des concentrations plus fortes peuvent être utilisées dans les cas difficiles, par exemple jusqu'à 10 t environ. Comme réducteur, on peut utiliser par exemple un iodure de potassium, produit courant et relativement peu onéreux. The reducing agents are present in the composition in an amount generally between 0.1 and 5% by weight. Higher concentrations can be used in difficult cases, for example up to around 10 t. As a reducing agent, potassium iodide, a common and relatively inexpensive product, can be used, for example.

L'hydrazine est introduite en solution sous forme d'hydrate ou de sels (chlorhydrate, sulfate) ou de ses dérivés organiques (éthyle, méthyle, diméthyle). Hydrazine is introduced in solution in the form of a hydrate or of salts (hydrochloride, sulphate) or of its organic derivatives (ethyl, methyl, dimethyl).

L'hydrazine est de préférence présente dans la composition selon une quantité comprise entre 0,1 et 5 g en poids. The hydrazine is preferably present in the composition in an amount between 0.1 and 5 g by weight.

Les iodures ou bromures sont de préférence présents dans la composition selon une quantité comprise entre 0,1 et 4 6 en poids. The iodides or bromides are preferably present in the composition in an amount of between 0.1 and 46% by weight.

Un exemple de composition donnant de bons résultats dans la plupart des cas habituels est - 3 à 35 w en poids d'acide chlorhydrique et/ou sulfurique, - 0,1 à 10 w en poids d'acide citrique et/ou tartrique et/ou sulfamique, - 0,4 à 20 t en poids d'acide orthophosphorique, - 0,01 à 0,5 % en poids de détergeant ou agent mouillant, - 0,1 à 5 W en poids d'alcool isopropylique et/ou éthylique et/ou butylglycol, - 0,1 à 5 % en poids de réducteurs, - le complément étant de l'eau. An example of a composition which gives good results in most usual cases is - 3 to 35 w by weight of hydrochloric and / or sulfuric acid, - 0.1 to 10 w by weight of citric and / or tartaric acid and / or sulfamic acid, - 0.4 to 20 t by weight of orthophosphoric acid, - 0.01 to 0.5% by weight of detergent or wetting agent, - 0.1 to 5 W by weight of isopropyl alcohol and / or ethyl and / or butylglycol, - 0.1 to 5% by weight of reducing agents, - the remainder being water.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.  The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la dissolution et l'élimination des oxydes de manganèse et/ou de fer dans les installations de captage et de distribution d'eau potable caractérisé en ce qu'on fait agir en solution aqueuse et en présence d'acide(s) sur lesdits oxydes l'un au moins des réducteurs suivants - iodure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique, - bromure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique, - hydrazine, sous forme d'hydrate, de chlorhydrate, de sulfate ou de ses dérivés organiques. 1 - Process for the dissolution and elimination of manganese and / or iron oxides in installations for the collection and distribution of drinking water, characterized in that it is acted in aqueous solution and in the presence of acid (s ) on said oxides at least one of the following reducing agents - alkali, alkaline earth, metallic or organic iodide, - alkali, alkaline earth, metallic or organic bromide, - hydrazine, in the form of hydrate, hydrochloride, sulfate or its organic derivatives. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réduction par application de ladite solution aqueuse de réducteur(s) en milieu acide sur les parties d'installation pourvues d'oxydes à éliminer, et une étape ultérieure de rinçage à l'eau. 2 - Method according to claim 1, characterized in that it comprises a reduction step by application of said aqueous solution of reducing agent (s) in an acid medium on the installation parts provided with oxides to be eliminated, and a subsequent step water rinse. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape ultérieure supplémentaire de neutralisation des effluents par une solution alcaline. 3 - Process according to claim 2, characterized in that it comprises an additional subsequent step of neutralization of the effluents with an alkaline solution. 4 - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que, dans le cas d'une étape de réduction en présence d'un iodure ou d'un bromure, ces composants sont ajoutés à la solution acide peu avant l'utilisation. 4 - Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that, in the case of a reduction step in the presence of iodide or bromide, these components are added to the acid solution shortly before l 'use. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lors d'une étape ultérieure supplémentaire de neutralisation, on utilise une solution alcaline de neutralisation contenant un sel d'oxyde de soufre pour réduire l'iode ou le brome issus de l'étape de réduction. 5 - Process according to claim 4, characterized in that, during a further additional neutralization step, an alkaline neutralization solution containing a sulfur oxide salt is used to reduce the iodine or bromine obtained from the reduction step. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'application de la solution aqueuse de réducteur(s) en présence d'acide(s) s'effectue par pulvérisation ou trempage des parois de l'installation de captage et de distribution d'eau potable. 6 - Method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the application of the aqueous solution of reducing agent (s) in the presence of acid (s) is carried out by spraying or soaking the walls of the installation for collecting and distributing drinking water. 7 - Composition pour la dissolution et l'élimination de dépôts à base d'oxydes de manganèse et/ou de fer dans les installations de captage et de distribution d'eau potable, caractérisée en ce qu'elle comprend, en solution aqueuse - au moins un acide organique ou minéral, - au moins un réducteur pris parmi les réducteurs 7 - Composition for the dissolution and elimination of deposits based on manganese and / or iron oxides in installations for the collection and distribution of drinking water, characterized in that it comprises, in aqueous solution - at at least one organic or mineral acid, - at least one reducing agent chosen from the reducing agents iodure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique, alkali, alkaline earth, metallic or organic iodide, bromure alcalin, alcalino-terreux, métallique ou organique,  alkali, alkaline earth, metallic or organic bromide, hydrazine, sous forme d'hydrate, de chlorhydrate, de sulfate ou de hydrazine, as hydrate, hydrochloride, sulfate or ses dérivés organiques. its organic derivatives. 8 - Composition selon la revendication 7, caractérisée en ce que les réducteurs sont présents dans la composition selon une quantité comprise entre 0,1 et 5 % en poids. 8 - Composition according to claim 7, characterized in that the reducing agents are present in the composition in an amount between 0.1 and 5% by weight. 9 - Composition selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle contient : - 3 à 35 % en poids d'acide chlorhydrique et/ou sulfurique, - 0,1 à 10 % en poids d'acide citrique et/ou tartrique et/ou sulfamique, - 0,4 à 20 % en poids d'acide orthophosphorique, - 0,01 à 0,5 % en poids de détergeant ou agent mouillant, - O,I à 5 % en poids d'alcool isopropylique et/ou éthylique et/ou butylglycol, - 0,1 à 5 % en poids de réducteurs, - le complément étant de l'eau. 9 - Composition according to one of claims 6 or 7, characterized in that it contains: - 3 to 35% by weight of hydrochloric and / or sulfuric acid, - 0.1 to 10% by weight of citric acid and / or tartaric and / or sulfamic, - 0.4 to 20% by weight of orthophosphoric acid, - 0.01 to 0.5% by weight of detergent or wetting agent, - 0.1 to 5% by weight d isopropyl and / or ethyl alcohol and / or butyl glycol, - 0.1 to 5% by weight of reducing agents, - the remainder being water. 10 - Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce que les réducteurs sont des iodures et/ou des bromures, présents en quantité comprise entre 0,1 et 4 % en poids de la composition.  10 - Composition according to claim 9, characterized in that the reducing agents are iodides and / or bromides, present in an amount between 0.1 and 4% by weight of the composition.
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DATABASE WPI Week 8429, Derwent World Patents Index; AN 84-181665 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 6, no. 223 (C - 133)<1101> 9 November 1982 (1982-11-09) *

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