WO2004110938A2 - Device for demineralizing water and regenerating ion exchange resins - Google Patents

Device for demineralizing water and regenerating ion exchange resins Download PDF

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WO2004110938A2
WO2004110938A2 PCT/FR2004/001385 FR2004001385W WO2004110938A2 WO 2004110938 A2 WO2004110938 A2 WO 2004110938A2 FR 2004001385 W FR2004001385 W FR 2004001385W WO 2004110938 A2 WO2004110938 A2 WO 2004110938A2
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resin
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Jean-Robert Honiat
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Jean-Robert Honiat
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/022Column or bed processes characterised by the construction of the column or container
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/026Column or bed processes using columns or beds of different ion exchange materials in series
    • B01J47/028Column or bed processes using columns or beds of different ion exchange materials in series with alternately arranged cationic and anionic exchangers

Definitions

  • the subject of the present invention is a device for demineralizing water and regenerating ion exchange resins, comprising a container equipped with a removable cover and which contains one. multiplicity of ion exchange resins.
  • Ion exchange resin devices composed of anions and cations are usually used, housed in mixed beds in containers of variable volumes, for example 10, 20 or 25 liters. These systems make it possible to demineralize water in the form of a drain. The water circulates in the containers through resins, either from bottom to top, or from top to bottom.
  • FR-A-2636 940 (88 12678) describes a device with deformable porous bags containing the resins, stacked in an enclosure provided with means for compressing the bags after they have been placed. Therefore the used resins can be removed and replaced with fresh resins by changing only the bags, without having to dismantle and reassemble the enclosure as in other known devices.
  • the bags are arranged in a variable manner depending on the type of demineralization sought; for example, a series of 5 bags each filled with a mixture of strong cation and strong anion resins provides complete demineralization with high resistivity.
  • Systems comprising a column containing all the anions and a column containing all the cations.
  • Each column is connected to the others in series by a network of pipes, so that the raw raw water passes through all the columns to produce the desired water.
  • the resins when saturated, they must be reprocessed with sodium hydroxide and acids to regenerate them.
  • the materials are separated by injecting pressurized water into a column from the bottom, which results in the cations remaining at the bottom while the anions move upwards.
  • Resins in mixed beds grouped in the same container simplify use, but offer a low autonomy of filtration, this often having to be compensated for by a greater use of materials.
  • the invention aims to provide a device of the type defined above, in which these various drawbacks are in a very largely eliminated, and whose performance is greatly increased compared to that of known systems.
  • the device for demineralizing water and regenerating ion-exchange resins comprises rigid modules, each of which contains only a cationic resin or an anionic resin, and these modules are arranged so as to alternate a module. of cationic resin and an anionic resin module.
  • a volume of 3.5 liters of resins placed in accordance with the invention in the container makes it possible to demineralize suitably from 344 to 460 liters (instead of 173 liters with 3.5 liters of resins in mixed bed) of hard water whose TH exceeds 35 °, and this with a continuous flow of 480 liters / hour or 8 liters / minute.
  • a cationic resin module is placed first at the bottom of the stack of resin modules, then above an anionic resin module, and so on, continuing the alternation. to the top of the container.
  • the ion exchange increases from 2 to 4 times compared to the known prior devices with equal volume of resins. This considerable increase in performance opens many new possibilities (juxtaposition of different resins ...), generates a reduced cost price and a reprocessing easier to implement, without sophisticated equipment.
  • the resin modules are at least six in number, on the basis of three cationic resin modules (C +) and three anionic resin modules (A-).
  • the cationic resins and the anionic resins respectively form substantially 50% by volume of all the resins.
  • a particularly interesting combination is, starting from the bottom of the container: C + (strong) A- (weak) C + (strong) A- (strong) C + (strong) A- (weak) distributed with the same amount of anions and cations.
  • This combination saves the amount of anions (which are more expensive than cations), while increasing the exchange; the preferred medium mixture by volume is
  • the modules are cylindrical and provided at their upper part with a threaded cylindrical section, allowing their fixing by screwing in a corresponding threaded part arranged on the lower module.
  • the container consists of two superimposed half-containers, identical and provided with removable securing means, each half-container containing the same number of rigid modules each containing an ion exchange resin .
  • This embodiment divides the height of the column by a central opening, which has the advantage of giving it easy access to the modules by reducing handling.
  • the height thereof is limited to approximately 0.80 m so that the operator can, by bending over, gain easy access to the lowest module, the second construction with two half - containers practically doubles the height of the container, using two half-containers of about 0.75 m each.
  • Figure 1 is an elevational view, on a reduced scale, of an embodiment of the device for demineralizing water and regenerating ion exchange resins according to the invention, the external enclosure of the container not being shown for simplification of the drawing.
  • Figure 2 is a top view of a support grid for a rigid resin module, integrated into the base and at the top of each module of the device of Figure 1.
  • Figure 3 is an overall elevational view of the container and the modules of Figures 1 housed therein.
  • FIGS. 1 to 3 intended for demineralization of water and for the regeneration of ion exchange resins, illustrates an embodiment of the invention.
  • a container 12 preferably cylindrical and equipped with a removable cover at its upper end.
  • the latter as well as the bottom of the container are each drilled with a hole allowing circulation of pressurized water from bottom to top (arrows E and S in Figure
  • the container 12 contains a set of similar rigid modules superimposed, six in number 1, 2, 3, 4, 5 and 6, from bottom to top, which each contain an ion exchange resin.
  • the modules 1-6 are cylindrical if the container 12 is cylindrical, or have any other shape depending on the geometry of the container to which they correspond.
  • the container 12 contains at least six modules 1-6, the results obtained being greater than those obtained with a number of modules less than six.
  • the modules 1 ... are provided with a threaded cylindrical section 7 allowing their removable fixing by screwing (or other interlocking system) in a corresponding tapped part 7a, arranged on the upper end of the lower module respective.
  • Each module 1 ... 6 has at its base, just above the threaded section 7, a first grid 27a for supporting the corresponding resin, provided with a peripheral ring 27c for bearing on an interior shoulder of the module (1 ..) coaxial with the section 7.
  • Each module 1-6 is also provided, at its upper part, with a second grid 27b for holding the resins, on which the grid 27a can be integrated during the fitting of the modules 1-6 on top of each other.
  • a filter not shown, can be inserted.
  • Each module is additionally pierced with pressure distribution openings 8. Seals 9 concentric to the threaded portions 7a are interposed between the modules 1- 6, the outside diameter of these seals 9 being substantially equal to the outside diameter of the cylindrical modules 1- 6. An opening 31 is provided in each module 1. ..6 to allow filling or emptying of resins, and each module can be provided with a numbering label 26.
  • the device is completed by a handling handle, not shown, which can be adapted to each module and makes it possible to introduce or extract them one by one from the container.
  • Each module is equipped with a cylindrical membrane 27d allowing the expansion of the resins on the periphery of the cylinder 27e, thus avoiding the formation of CO 2 between each module
  • a cationic resin module is placed first at the bottom of the stacking in the first lower module 1, then above an anionic resin module 2, and so on, continuing the alternation up to the top of the container. In the case where it contains six modules, three cationic resin modules and three anionic resin modules are thus provided.
  • the modules 1-6 communicate with each other through the interior of the sections 7 which can be screwed into the threaded parts 7a surrounding the grids 27b. These passages allow the circulation of water from one end to the other of the container inserted in the corresponding network of pipes, not shown.
  • the modules may as well be assembled together in a different way, for example by simple interlocking.
  • the cationic resins and the anionic resins respectively form substantially 50% by volume of all of the resins, which has the advantage of saving the quantity of anions, which is more expensive than the cations, while increasing the exchange.
  • the average mixture is 60/40, 60 being the percentage of anions.
  • the container 12 consists of two half-containers 13, 14 superimposed, for example cylindrical, identical and provided with removable means for securing.
  • a tapped central opening 10 is arranged at the base of the lower half-container 13 and a similar central opening 20 is formed in the top of the upper half-container 14, pipes not shown which can be connected to these holes 10, 20.
  • Each half-container 13, 14 contains the same number of rigid cylindrical modules - namely three marked 1 to 3 and 4 to 6 respectively - containing ion exchange resins.
  • the means for connecting and securing the two half-containers 13, 14 comprise two annular flanges 19, 21 arranged respectively at the base of the upper half-container 13 and at the upper end of the lower half-container 14.
  • These edges 19, 21 are each profiled in V with a radial branch 19a, 21a (horizontal when the container 12 is vertical) and a branch 19b, 21b, the latter being inclined so as to be oriented respectively upwards for the branch 19b and downwards for branch 21b, together defining a frustoconical surface projecting transversely to the container 12.
  • a seal 22 is formed between the two flanges 19, 21 and this seal is fitted with lugs 23 for holding on the radial branch 21a of the lower edge 21.
  • a closure collar 24 consists of two semi-cylindrical half-straps 24a, 24b shaped so as to each comprise two lips 25, 25a in a U shape. At one of their ends, the half-straps 24a, 24b are fixed on a support tab 26 secured to the upper end of the lower half-container 14, for example by welding.
  • the two half-hoops 24a, 24b can be applied, with clamping, on a respective half-circumference of the frustoconical bearing surface (19b, 21b) of the two flanges 19, 21, ensuring a removable locking of the two half-containers 13, 14 one on the other.
  • Locking is achieved with a threaded rod 30 fitted with a butterfly nut 31 for tightening.
  • the rod 30 comes to fit between the lips 25, 25a and finally the butterfly 31 is screwed, which allows crush the gasket 23 while sealing it.
  • the division of the container 12 (cylindrical or of any other geometry) into two identical half-containers 13, 14 makes it possible to provide a central opening and to give easy access to the modules 1-6 (in number which can obviously be six or more) while reducing handling.
  • the two identical parts of the container 12 reduce the manufacturing costs. At the upper end and at the lower end thereof, threads are inserted for distribution fittings on the central part.
  • the container can be made of various materials (stainless steel, food-grade polyethylene), and various feet, handles and fittings can be provided.
  • Containers and modules can be manufactured in different sizes as required, depending on the volumes of water to be treated.
  • the two half-containers 13, 14 can be replaced by a single container in one piece.
  • the invention has, in addition to the advantages already mentioned, the following advantages.
  • the invention makes it possible to produce pure demineralized water or to carry out other filtrations in numerous fields, at a much lower cost than hitherto.
  • Each module materializes a chamber in the container, hence multiple feasible combinations between resins in the same container, without risk of mixing.
  • These similar cylindrical modules (1-6) are equipped with a resin retaining grid, which channels the passage of the liquid flow from one module to the other from bottom to top.
  • These similar modules partition the resins, which makes it possible to better maintain them during lifting and thus to work against the current.
  • the partitioning of the modules distributes the empty spaces necessary for the expansion of the resins in these modules, and divides them into mini spaces according to the number of modules. This allows the container to be fed against the current, improving performance by around 70% without the need for sophisticated strainers or ramps, and simplifies the manufacture of the container.
  • the weight of the resins distributed in the series of modules housed in the container reduces their compaction on the grids 7 of the modules.
  • each grid 7 corresponds to the diameter of the container, thus respecting the principle of the drain over the entire height of the column formed by the container.
  • hydrophilic and hydrophobic discs or filters can be inserted between each module (for very specific applications) representing in a container several bacteriological barriers (or other pollutants).
  • the resins trapped in the modules can be easily identified by creating modules of different colors. Each color corresponding to a resin quality, a code can be created.
  • Each module can have a color corresponding to a type of resin. By reporting these definitions (color / resin) on a table, users, according to their demineralized water needs, can have access to multiple combinations.
  • the same container is used for reprocessing, which allows better regeneration of the resins. To do this, simply group the h ⁇ odules of the same color, assemble them, and put them upside down in the container.
  • the modules made for example of rotomolded polyethylene, are easy to handle, inexpensive to manufacture, light. There is no return of the container with the modules for reprocessing, which reduces transport costs.
  • the modules are easy to film, which allows them to keep their humidity and protects them from bacteria. This seal makes it possible to send small quantities in a box (for example by post) or to store them.
  • each module retains its resin throughout its life, which facilitates the monitoring of the resin and allows rapid identification in each module (module colors). It is easy to number them or assign them a bar code, in order to perform computer traceability, and thus to know the age of each module, the number of reprocessings.
  • the user can in this way know that the reprocessed module is indeed the one he has purchased previously, know the number of reprocessing performed on it, and the remaining potential of the resins at the exchange level (the average duration of life of a resin depending on its use is 4 to 6 years), hence safety in use and total transparency.
  • the risk of spilling materials between use and reprocessing is eliminated, as is that of finding anions mixed with cations after separation of the materials, in the separation column. Indeed often in the prior art, for the sake of economy, the old and the new resins are grouped in the column, hence a difficulty in evaluating the age of the resins and recalculating their lifespan according to the number of restatements.
  • the first phase of reprocessing, bulky and constraining, (column of separation of materials, valves, handling etc.) is no longer necessary, hence saving time, money and water.
  • the invention is susceptible of numerous other alternative embodiments.
  • the rigid modules as well as the container can have any shape other than cylindrical, and their number can vary widely, however being at least four and preferably six, the latter number having given rise to the highest performance.
  • the removable locking means of the two half-containers 13, 14 may obviously be different from those shown in FIG. 3.
  • the depolluting filters that can be interposed between the modules make it possible to obtain demineralized water of higher purity, more sterile or for some very specific applications.

Abstract

The inventive device comprising a container (12) having a lid and containing ion exchange resins. The device also comprises a series of rigid, light and superimposed modules (1 6) that are, for example, cylindrical, stacked one atop the other in the container and interconnected in order to enable water to circulate from one extremity of the container to the other. Each module (1, 2, 3, 4, 5, 6) contains either a cationic resin or an anionic resin retained by a membrane (27d) and an expansion chamber (27e), and the modules are arranged whereby alternating between a cationic resin module and an anionic resin module. One cationic resin module is placed at the bottom of the stack of modules of which there are preferably at least six. This arrangement considerably increases the exchange of ions and, as a result, the performance of the device that enables, with the same volume of resins, the demineralization of 2 to 4 times the volume of water than prior art systems. The invention also offers a larger autonomy, a lower cost and an easier and less troublesome reprocessing.

Description

PROCEDE DE DEMINERALISATION D'EAU ET DE REGENERATION DE METHOD FOR DEMINERALIZING WATER AND REGENERATING
RESINES ECHANGEUSES D'IONS La présente invention a pour objet un dispositif de déminéralisation d'eau et de régénération de résines échangeuses d'ions, comportant un conteneur équipé d'un couvercle amovible et qui contient une. multiplicité de résines échangeuses d'ions. On utilise habituellement des dispositifs à résines échangeuses d'ions composées d'anions et de cations, logées en lits mélangés dans des conteneurs de volumes variables, par exemple de 10, 20 ou 25 litres. Ces systèmes permettent de déminéraliser l'eau sous forme de drain. L'eau circule dans les conteneurs au travers des résines, soit de bas en haut, soit de haut en bas.The subject of the present invention is a device for demineralizing water and regenerating ion exchange resins, comprising a container equipped with a removable cover and which contains one. multiplicity of ion exchange resins. Ion exchange resin devices composed of anions and cations are usually used, housed in mixed beds in containers of variable volumes, for example 10, 20 or 25 liters. These systems make it possible to demineralize water in the form of a drain. The water circulates in the containers through resins, either from bottom to top, or from top to bottom.
Une répartition classique des lits mélangés, fréquemment utilisée pour la production d'eau pure ou déminéralisée, est 60% de résines anioniques et 40% de résines cationiques. Ces résines peuvent être logées dans des sacs qu'on empile les uns sur les autres à l'intérieur d'un conteneur cylindrique vertical, percé à ses extrémités supérieure et inférieure d'orifices raccordés à des canalisations d'eau à traiter, et muni d'un couvercle à son extrémité supérieure.A classic distribution of mixed beds, frequently used for the production of pure or demineralized water, is 60% anionic resins and 40% cationic resins. These resins can be housed in bags which are stacked one on top of the other inside a vertical cylindrical container, pierced at its upper and lower ends with orifices connected to water pipes to be treated, and provided a cover at its upper end.
Ainsi le FR- A- 2636 940 (88 12678) décrit un dispositif à sacs poreux déformables contenant les résines, empilés dans une enceinte pourvue de moyens de compression des sacs après leur mise en place. De ce fait les résines usées peuvent être enlevées et remplacées par des résines fraîches en changeant seulement les sacs, sans avoir à démonter et à remonter l'enceinte comme dans d'autres dispositifs connus. Les sacs sont agencés de façon variable en fonction du type de déminéralisation recherché ; par exemple une série de 5 sacs remplis chacun d'un mélange de résines à cation fort et à anion fort permet d'obtenir une déminéralisation complète à haute résistivité.Thus, FR-A-2636 940 (88 12678) describes a device with deformable porous bags containing the resins, stacked in an enclosure provided with means for compressing the bags after they have been placed. Therefore the used resins can be removed and replaced with fresh resins by changing only the bags, without having to dismantle and reassemble the enclosure as in other known devices. The bags are arranged in a variable manner depending on the type of demineralization sought; for example, a series of 5 bags each filled with a mixture of strong cation and strong anion resins provides complete demineralization with high resistivity.
On connaît aussi des systèmes comprenant une colonne contenant tous les anions et une colonne contenant tous les cations. Chaque colonne est raccordée aux autres en série par un réseau de canalisations, de sorte que l'eau brute de départ passe dans toutes les colonnes pour permettre de produire l'eau souhaitée. Dans tous les cas, lorsque les résines sont saturées, il faut les retraiter par de la soude et par des acides pour les régénérer. A cet effet on sépare les matières en injectant de l'eau sous pression dans une colonne par le bas, ce qui a pour résultat que les cations restent en bas tandis que les anions se déplacent vers le haut.Systems are also known comprising a column containing all the anions and a column containing all the cations. Each column is connected to the others in series by a network of pipes, so that the raw raw water passes through all the columns to produce the desired water. In all cases, when the resins are saturated, they must be reprocessed with sodium hydroxide and acids to regenerate them. For this purpose the materials are separated by injecting pressurized water into a column from the bottom, which results in the cations remaining at the bottom while the anions move upwards.
Ces techniques connues présentent divers inconvénients. Les résultats obtenus sont aléatoires, les résines n'étant pas traitées de façon très satisfaisante. On observe dans les sacs de stockage (environ 50 kg) que les résines régénérées s'assèchent sur le haut du sac, alors qu'une accumulation de résidus d'acide ou de soude est observée au fond des sacs, ce qui diminue la qualité de filtration. En outre des machines spéciales onéreuses de retraitement sont nécessaires.These known techniques have various drawbacks. The results obtained are random, the resins not being treated in a very satisfactory manner. It is observed in the storage bags (approximately 50 kg) that the regenerated resins dry out on the top of the bag, while an accumulation of acid or soda residues is observed at the bottom of the bags, which reduces the quality filtration. In addition, expensive special reprocessing machines are required.
Les résines en lits mélangés regroupés dans le même conteneur simplifient l'utilisation, mais offrent une faible autonomie de filtration, celle-ci devant alors souvent être compensée par une mise en œuvre plus importante de matières.Resins in mixed beds grouped in the same container simplify use, but offer a low autonomy of filtration, this often having to be compensated for by a greater use of materials.
D'une manière générale l'exploitation de ces systèmes est relativement onéreuse pour les utilisateurs (faible autonomie et coût de retraitement) et quelque peu complexe pour des déminéralisations spécifiques, en raison des nombreux conteneurs qui doivent alors être utilisés. Pour les distributeurs, la faible autonomie augmente les allées et venues entre l'utilisateur et le centre de retraitement des matières. Le retraitement commence par la vidange du conteneur et des matières, puis on place ces mêmes matières dans la colonne de séparation. Cette séparation des anions et des cations n'est jamais réussie à 100%, tout en restant malgré tout acceptable, en laissant un pourcentage de résines détruites au contact de l'acide ou de la soude. Au cours de ces différentes phases de transfert de matières, par opérations répétées, la perte au sol de celles-ci au fil des mois devient importante. De plus toutes ces manipulations sont fastidieuses et exigent une dépense physique importante.In general, the operation of these systems is relatively expensive for users (low autonomy and cost of reprocessing) and somewhat complex for specific demineralization, because of the numerous containers which must then be used. For distributors, the low autonomy increases the comings and goings between the user and the material reprocessing center. Reprocessing begins by emptying the container and materials, then placing these same materials in the separation column. This separation of anions and cations is never 100% successful, while still being acceptable, leaving a percentage of resins destroyed in contact with acid or sodium hydroxide. During these different phases of transfer of materials, by repeated operations, their loss on the ground over the months becomes significant. In addition, all these manipulations are tedious and require significant physical expenditure.
L'invention a pour but de proposer un dispositif du type défini précédemment, dans lequel ces divers inconvénients sont dans une très large mesure éliminés, et dont les performances sont fortement augmentées par rapport à celles des systèmes connus.The invention aims to provide a device of the type defined above, in which these various drawbacks are in a very largely eliminated, and whose performance is greatly increased compared to that of known systems.
Conformément à l'invention, le dispositif de déminéralisation d'eau et de régénération de résines échangeuses d'ions comprend des modules rigides dont chacun contient uniquement une résine cationique ou une résine anionique, et ces modules sont disposés de façon à faire alterner un module de résine cationique et un module de résine anionique.According to the invention, the device for demineralizing water and regenerating ion-exchange resins comprises rigid modules, each of which contains only a cationic resin or an anionic resin, and these modules are arranged so as to alternate a module. of cationic resin and an anionic resin module.
Les essais effectués ont permis d'établir que cette séparation entre les anions et les cations dans les différents modules, complétée par une alternance dans leur empilement, aboutit à des performances très supérieures à celles des dispositifs connus. Ainsi à titre d'exemple numérique non limitatif, un volume de 3,5 litres de résines disposées conformément à l'invention dans le conteneur, permet de déminéraliser convenablement de 344 à 460 litres (au lieu de 173 litres avec 3,5 litres de résines en lit mélangé) d'une eau dure dont le TH dépasse les 35°, et ce avec un débit en continu de 480 litres/heure soit 8 litres/minute.The tests carried out have made it possible to establish that this separation between the anions and the cations in the different modules, supplemented by an alternation in their stacking, results in performances much superior to those of known devices. Thus, by way of nonlimiting numerical example, a volume of 3.5 liters of resins placed in accordance with the invention in the container, makes it possible to demineralize suitably from 344 to 460 liters (instead of 173 liters with 3.5 liters of resins in mixed bed) of hard water whose TH exceeds 35 °, and this with a continuous flow of 480 liters / hour or 8 liters / minute.
Avec 7 litres de résines agencées selon l'invention et en partant de la même eau, on déminéralise 1 030 litres d'eau au lieu de 505 litres en lit mélangé. Les résines utilisées lors des tests sont les M 600 et S 100 de BAYER.With 7 liters of resins arranged according to the invention and starting from the same water, 1,030 liters of water are demineralized instead of 505 liters in a mixed bed. The resins used during the tests are M 600 and S 100 from BAYER.
De préférence selon une autre caractéristique de l'invention, un module de résine cationique est disposé le premier au bas de l'empilement de modules de résines, puis au-dessus un module de résine anionique, et ainsi de suite en poursuivant l'alternance jusqu'en haut du conteneur. D'une manière générale, grâce à l'invention l'échange d'ions augmente de 2 à 4 fois par rapport aux dispositifs antérieurs connus à volume de résines égal. Cette augmentation considérable des performances ouvre de nombreuses possibilités nouvelles (juxtaposition de différentes résines...), engendre un coût de revient réduit et un retraitement plus simple à mettre en œuvre, sans matériel sophistiqué.Preferably according to another characteristic of the invention, a cationic resin module is placed first at the bottom of the stack of resin modules, then above an anionic resin module, and so on, continuing the alternation. to the top of the container. In general, thanks to the invention the ion exchange increases from 2 to 4 times compared to the known prior devices with equal volume of resins. This considerable increase in performance opens many new possibilities (juxtaposition of different resins ...), generates a reduced cost price and a reprocessing easier to implement, without sophisticated equipment.
Suivant une forme de réalisation avantageuse, les modules de résines sont au nombre d'au moins six, à raison de trois modules de résine cationique (C+) et de trois modules de résine anionique (A-). Pe préférence selon une caractéristique de l'invention, les résines cationiques et les résines anioniques forment respectivement sensiblement 50% en volume de l'ensemble des résines.According to an advantageous embodiment, the resin modules are at least six in number, on the basis of three cationic resin modules (C +) and three anionic resin modules (A-). Pe preferably according to a feature of the invention, the cationic resins and the anionic resins respectively form substantially 50% by volume of all the resins.
Une combinaison particulièrement intéressante est, en partant du bas du conteneur : C+(fort) A-(faible) C+(fort) A- (fort) C+(fort) A- (faible) répartis avec la même quantité d'anions et de cations. Cette combinaison économise la quantité d'anions (lesquels sont plus onéreux que les cations), tout en augmentant l'échange ; le mélange moyen préféré en volume est deA particularly interesting combination is, starting from the bottom of the container: C + (strong) A- (weak) C + (strong) A- (strong) C + (strong) A- (weak) distributed with the same amount of anions and cations. This combination saves the amount of anions (which are more expensive than cations), while increasing the exchange; the preferred medium mixture by volume is
60/40, 60 étant le pourcentage d'anion pour un lit de résines mélangé. De préférence les modules sont cylindriques et pourvue à leur partie supérieure d'un tronçon cylindrique fileté, permettant leur fixation par vissage dans une partie taraudée correspondante agencée sur le module inférieur.60/40, 60 being the percentage of anion for a mixed resin bed. Preferably the modules are cylindrical and provided at their upper part with a threaded cylindrical section, allowing their fixing by screwing in a corresponding threaded part arranged on the lower module.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le conteneur est constitué de deux demi- conteneurs superposés, identiques et pourvus de moyens démontables de solidarisation, chaque demi- conteneur contenant le même nombre de modules rigides contenant chacun une résine échangeuse d'ions.According to another embodiment of the invention, the container consists of two superimposed half-containers, identical and provided with removable securing means, each half-container containing the same number of rigid modules each containing an ion exchange resin .
Ce mode de réalisation divise la hauteur de la colonne par une ouverture centrale, ce qui présente l'avantage de donner par celle-ci un accès aisé aux modules en diminuant les manutentions. De plus, alors que dans la réalisation à un seul conteneur la hauteur de celui-ci est limitée à environ 0,80 m pour que l'opérateur puisse en se penchant accéder sans difficulté au module le plus bas, la seconde réalisation à deux demi- conteneurs permet de pratiquement doubler la hauteur du conteneur, en utilisant deux demi- conteneurs de 0,75 m environ chacun.This embodiment divides the height of the column by a central opening, which has the advantage of giving it easy access to the modules by reducing handling. In addition, while in the construction with a single container the height thereof is limited to approximately 0.80 m so that the operator can, by bending over, gain easy access to the lowest module, the second construction with two half - containers practically doubles the height of the container, using two half-containers of about 0.75 m each.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'une forme de réalisation non limitative de l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other features and advantages of the invention will appear during the following description of a non-limiting embodiment of the invention, made with reference to the appended drawings in which:
La Figure 1 est une vue en élévation, à échelle réduite, d'une forme de réalisation du dispositif de déminéralisation d'eau et de régénération de résines échangeuses d'ions selon l'invention, l'enceinte extérieure du conteneur n'étant pas représentée à des fins de simplification du dessin. La Figure 2 est une vue de dessus d'une grille de support d'un module rigide de résine, intégrée à la base et à la partie supérieure de chaque module du dispositif de la Figure 1.Figure 1 is an elevational view, on a reduced scale, of an embodiment of the device for demineralizing water and regenerating ion exchange resins according to the invention, the external enclosure of the container not being shown for simplification of the drawing. Figure 2 is a top view of a support grid for a rigid resin module, integrated into the base and at the top of each module of the device of Figure 1.
La Figure 3 est une vue d'ensemble en élévation du conteneur et des modules de la Figures 1 logés à l'intérieur de celui-ci.Figure 3 is an overall elevational view of the container and the modules of Figures 1 housed therein.
Le dispositif des Figures 1 à 3, destiné à la déminéralisation d'eau et à la régénération de résines échangeuse d'ions, illustre une forme de réalisation de l'invention.The device of FIGS. 1 to 3, intended for demineralization of water and for the regeneration of ion exchange resins, illustrates an embodiment of the invention.
Il comprend un conteneur 12, de préférence cylindrique et équipé d'un couvercle amovible à son extrémité supérieure. Cette dernière ainsi que le fond du conteneur sont de plus percés chacun d'un trou permettant une circulation d'eau sous pression de bas en haut (flèches E et S à la FigureIt comprises a container 12, preferably cylindrical and equipped with a removable cover at its upper end. The latter as well as the bottom of the container are each drilled with a hole allowing circulation of pressurized water from bottom to top (arrows E and S in Figure
3), ou de haut en bas.3), or from top to bottom.
Le conteneur 12 contient un ensemble de modules rigides similaires superposés, au nombre de six 1 , 2, 3, 4, 5 et 6, de bas en haut, qui contiennent chacun une résine échangeuse d'ions. Les modules 1- 6 sont cylindriques si le conteneur 12 est cylindrique, ou présentent toute autre forme en fonction de la géométrie du conteneur à laquelle ils correspondent.The container 12 contains a set of similar rigid modules superimposed, six in number 1, 2, 3, 4, 5 and 6, from bottom to top, which each contain an ion exchange resin. The modules 1-6 are cylindrical if the container 12 is cylindrical, or have any other shape depending on the geometry of the container to which they correspond.
De préférence, le conteneur 12 contient au moins six modules 1-6, les résultats obtenus étant supérieurs à ceux obtenus avec un nombre de modules inférieur à six.Preferably, the container 12 contains at least six modules 1-6, the results obtained being greater than those obtained with a number of modules less than six.
A leur partie inférieure, les modules 1... sont pourvus d'un tronçon cylindrique fileté 7 permettant leur fixation amovible par vissage (ou autre système d'emboîtement) dans une partie taraudée correspondante 7a, agencée sur l'extrémité supérieure du module inférieur respectif. Chaque module 1...6 comporte à sa base, juste au-dessus du tronçon fileté 7, une première grille 27a de support de la résine correspondante, pourvue d'un anneau périphérique 27c d'appui sur un épaulement intérieur du module (1..) coaxial au tronçon 7. Chaque module 1-6 est également muni, à sa partie supérieure, d'une seconde grille 27b de maintien des résines, sur laquelle peut venir s'intégrer la grille 27a lors de l'emboîtement des modules 1-6 les uns sur les autres. De plus, sous chaque grille27b, peut être intercalé un filtre non représenté. Chaque module est de plus percé d'ouïes 8 de répartition de pression. Des joints d'étanchéité 9 concentriques aux parties taraudées 7a sont interposés entre les modules 1- 6, le diamètre extérieur de ces joints 9 étant sensiblement égal au diamètre extérieur des modules cylindriques 1- 6. Une ouverture 31 est ménagée dans chaque module 1...6 pour permettre le remplissage ou la vidange des résines, et chaque module peut être pourvu d'une étiquette 26 de numérotation..At their lower part, the modules 1 ... are provided with a threaded cylindrical section 7 allowing their removable fixing by screwing (or other interlocking system) in a corresponding tapped part 7a, arranged on the upper end of the lower module respective. Each module 1 ... 6 has at its base, just above the threaded section 7, a first grid 27a for supporting the corresponding resin, provided with a peripheral ring 27c for bearing on an interior shoulder of the module (1 ..) coaxial with the section 7. Each module 1-6 is also provided, at its upper part, with a second grid 27b for holding the resins, on which the grid 27a can be integrated during the fitting of the modules 1-6 on top of each other. In addition, under each grid 27b, a filter, not shown, can be inserted. Each module is additionally pierced with pressure distribution openings 8. Seals 9 concentric to the threaded portions 7a are interposed between the modules 1- 6, the outside diameter of these seals 9 being substantially equal to the outside diameter of the cylindrical modules 1- 6. An opening 31 is provided in each module 1. ..6 to allow filling or emptying of resins, and each module can be provided with a numbering label 26.
Le dispositif est complété par une poignée de manutention non représentée, s'adaptant sur chaque module et permettant de les introduire ou de les extraire un par un du conteneur. Chaque module est équipé d'une membrane cylindrique 27d permettant l'expansion des résines sur la périphérie du cylindre 27e, évitant ainsi la formation de CO2 entre chaque module De préférence, un module de résine cationique est disposé en premier au bas de l'empilement dans le premier module inférieur 1, puis au- dessus un module de résine anionique 2, et ainsi de suite en poursuivant l'alternance jusqu'en haut du conteneur. Dans le cas où celui-ci contient six modules, il est prévu ainsi trois modules de résine cationique et trois modules de résine anionique.The device is completed by a handling handle, not shown, which can be adapted to each module and makes it possible to introduce or extract them one by one from the container. Each module is equipped with a cylindrical membrane 27d allowing the expansion of the resins on the periphery of the cylinder 27e, thus avoiding the formation of CO 2 between each module Preferably, a cationic resin module is placed first at the bottom of the stacking in the first lower module 1, then above an anionic resin module 2, and so on, continuing the alternation up to the top of the container. In the case where it contains six modules, three cationic resin modules and three anionic resin modules are thus provided.
Les modules 1-6 communiquent entre eux par l'intérieur des tronçons 7 qui peuvent être vissés dans les parties taraudées 7a entourant les grilles 27b. Ces passages permettent la circulation d'eau d'une extrémité à l'autre du conteneur inséré dans le réseau de canalisations correspondant, non représenté. Toutefois les modules peuvent aussi bien être assemblés entre de façon différente, par exemple par simple emboîtement. De préférence, les résines cationiques et les résines anioniques forment respectivement sensiblement 50% en volume de l'ensemble des résines, ce qui présente l'avantage d'économiser la quantité d'anions, plus coûteux que les cations, tout en augmentant l'échange. Le mélange moyen est 60/40, 60 étant le pourcentage d'anions. Le conteneur 12 est constitué de deux demi- conteneurs 13, 14 superposés, par exemple cylindriques, identiques et pourvus de moyens démontables de solidarisation. Une ouverture centrale taraudée 10 est agencée à la base du demi-conteneur inférieur 13 et une ouverture centrale 20 analogue est ménagée dans le haut du demi- conteneur supérieur 14, des canalisations non représentées pouvant être raccordées à ces trous 10, 20.The modules 1-6 communicate with each other through the interior of the sections 7 which can be screwed into the threaded parts 7a surrounding the grids 27b. These passages allow the circulation of water from one end to the other of the container inserted in the corresponding network of pipes, not shown. However, the modules may as well be assembled together in a different way, for example by simple interlocking. Preferably, the cationic resins and the anionic resins respectively form substantially 50% by volume of all of the resins, which has the advantage of saving the quantity of anions, which is more expensive than the cations, while increasing the exchange. The average mixture is 60/40, 60 being the percentage of anions. The container 12 consists of two half-containers 13, 14 superimposed, for example cylindrical, identical and provided with removable means for securing. A tapped central opening 10 is arranged at the base of the lower half-container 13 and a similar central opening 20 is formed in the top of the upper half-container 14, pipes not shown which can be connected to these holes 10, 20.
Chaque demi- conteneur 13, 14 contient le même nombre de modules cylindriques rigides - à savoir trois repérés 1 à 3 et 4 à 6 respectivement - contenant des résines échangeuses d'ions.Each half-container 13, 14 contains the same number of rigid cylindrical modules - namely three marked 1 to 3 and 4 to 6 respectively - containing ion exchange resins.
Dans l'exemple décrit, les moyens de liaison et de solidarisation des deux demi- conteneurs 13, 14 comprennent deux rebords annulaires 19, 21 agencés respectivement à la base du demi- conteneur supérieur 13 et à l'extrémité supérieure du demi- conteneur inférieur 14. Ces rebords 19, 21 sont profilés chacun en V avec une branche radiale 19a, 21a (horizontale quand le conteneur 12 est vertical) et une branche 19b, 21b, cette dernière étant inclinée de façon à être orientée respectivement vers le haut pour la branche 19b et vers le bas pour la branche 21b, en définissant ensemble une surface tronconique saillant transversalement au conteneur 12. Un joint d'étanchéité 22 est ménagé entre les deux rebords 19, 21 et ce joint est équipé d'ergots 23 de maintien sur la branche radiale 21a du rebord inférieur 21.In the example described, the means for connecting and securing the two half-containers 13, 14 comprise two annular flanges 19, 21 arranged respectively at the base of the upper half-container 13 and at the upper end of the lower half-container 14. These edges 19, 21 are each profiled in V with a radial branch 19a, 21a (horizontal when the container 12 is vertical) and a branch 19b, 21b, the latter being inclined so as to be oriented respectively upwards for the branch 19b and downwards for branch 21b, together defining a frustoconical surface projecting transversely to the container 12. A seal 22 is formed between the two flanges 19, 21 and this seal is fitted with lugs 23 for holding on the radial branch 21a of the lower edge 21.
Un collier de fermeture 24 est constitué de deux demi- cerclages semi- cylindriques 24a, 24b profilés de façon à comporter chacun deux lèvres 25, 25a en U. A l'une de leurs extrémités, les demi- cerclages 24a, 24b sont fixés sur une patte 26 de support assujettie à l'extrémité supérieure du demi- conteneur inférieur 14, par exemple par soudage.A closure collar 24 consists of two semi-cylindrical half-straps 24a, 24b shaped so as to each comprise two lips 25, 25a in a U shape. At one of their ends, the half-straps 24a, 24b are fixed on a support tab 26 secured to the upper end of the lower half-container 14, for example by welding.
Grâce à cet agencement, les deux demi- cerclages 24a, 24b peuvent venir s'appliquer, avec serrage, sur une demi- circonférence respective de la surface d'appui tronconique (19b, 21b ) des deux rebords 19, 21, en assurant un verrouillage amovible des deux demi- conteneurs 13, 14 l'un sur l'autre. Le verrouillage est réalisé avec une tige filetée 30 équipée d'un écrou papillon 31 de serrage. Pour exécuter le verrouillage, il suffit de rabattre les deux demi- cerclages 24a, 24b autour du conteneur 13, 14 : la tige 30 vient s'emboîter entre les lèvres 25, 25a et on visse enfin le papillon 31 , ce qui permet d'écraser le joint 23 en réalisant l'étanchéité.Thanks to this arrangement, the two half-hoops 24a, 24b can be applied, with clamping, on a respective half-circumference of the frustoconical bearing surface (19b, 21b) of the two flanges 19, 21, ensuring a removable locking of the two half-containers 13, 14 one on the other. Locking is achieved with a threaded rod 30 fitted with a butterfly nut 31 for tightening. To execute the locking, it suffices to fold the two half-hoops 24a, 24b around the container 13, 14: the rod 30 comes to fit between the lips 25, 25a and finally the butterfly 31 is screwed, which allows crush the gasket 23 while sealing it.
Par ailleurs, dans les extrémités inférieure et supérieure des deux demi- conteneurs 13, 14 sont insérés deux joints cylindriques 28, 29 respectifs qui assurent le maintien et l'étanchéité des modules 1- 6. Des filtres dépolluants, non représentés, peuvent être interposés entre les modules, pour des applications particulières telles que l'obtention d'une eau déminéralisée de plus grande stérilité.Furthermore, in the lower and upper ends of the two half-containers 13, 14 are inserted two respective cylindrical seals 28, 29 which maintain and seal the modules 1- 6. Depolluting filters, not shown, can be interposed between the modules, for particular applications such as obtaining demineralized water of greater sterility.
La division du conteneur 12 ( cylindrique ou de toute autre géométrie) en deux demi- conteneurs 13, 14 identiques permet de ménager une ouverture centrale et de donner aisément accès aux modules 1-6 (en nombre qui peut évidemment être de six ou davantage) tout en diminuant les manipulations.The division of the container 12 (cylindrical or of any other geometry) into two identical half-containers 13, 14 makes it possible to provide a central opening and to give easy access to the modules 1-6 (in number which can obviously be six or more) while reducing handling.
Par ailleurs sa hauteur totale peut, grâce à cet agencement divisé, atteindre environ 1,75 m sans donner lieu à des difficultés de manutention, de sorte que la capacité du conteneur peut être fortement augmentée par rapport à celle du conteneur des Figures 1 à 3.Furthermore, its total height can, thanks to this divided arrangement, reach approximately 1.75 m without giving rise to handling difficulties, so that the capacity of the container can be greatly increased compared to that of the container of Figures 1 to 3 .
Les deux parties identiques du conteneur 12 réduisent les coûts de fabrication. A l'extrémité haute et à l'extrémité basse de celles-ci, sont insérés des filetages pour des raccords de distribution sur la partie centrale.The two identical parts of the container 12 reduce the manufacturing costs. At the upper end and at the lower end thereof, threads are inserted for distribution fittings on the central part.
Le conteneur peut être fabriqué en diverses matières (inox, polyéthylène alimentaire), et des pieds, poignées et raccords divers peuvent être prévus.The container can be made of various materials (stainless steel, food-grade polyethylene), and various feet, handles and fittings can be provided.
Pour la mise en service des conteneurs ou leur retraitement, la manipulation reste la même.For the putting into service of the containers or their reprocessing, the handling remains the same.
Les conteneurs ne retournant pas au centre de retraitement, il est également possible, selon une variante de réalisation de l'invention, de réaliser un support mural intégré avec le conteneur 12, et de fixer la demi- partie supérieure 13 sur un rail coulissant équipé d'un verrouillage d'ouverture (non représentés). Ce coulissement de la valeur d'une demi- hauteur du conteneur vers le haut permet l'accès aux modules 15..., qui peuvent ainsi être démontés facilement sans effort, du fait que le travail s'exécute à un hauteur ne créant pas de fatigue, sans devoir déposer à terre la demi- partie supérieure 13, ce qui facilite la manutention des modules.As the containers do not return to the reprocessing center, it is also possible, according to an alternative embodiment of the invention, to produce a wall support integrated with the container 12, and to fix the upper half-part 13 on a sliding rail fitted an opening lock (not shown). This sliding of the value of a half height of the container upwards allows access to the modules 15 ..., which can thus be dismantled easily without effort, because the work is carried out at a height not creating fatigue, without having to lay the upper half-part 13 on the ground, which facilitates the handling of the modules.
Les conteneurs et les modules peuvent être fabriqués en différentes tailles en fonction des besoins, selon les volumes d'eau à traiter. De plus les deux demi- conteneurs 13, 14 peuvent être remplacés par un conteneur unique d'une seule pièce. Dans ses différentes formes de réalisation possibles, l'invention présente, outre les avantages déjà mentionnés, les avantages suivants.Containers and modules can be manufactured in different sizes as required, depending on the volumes of water to be treated. In addition, the two half-containers 13, 14 can be replaced by a single container in one piece. In its various possible embodiments, the invention has, in addition to the advantages already mentioned, the following advantages.
L'alternance des résines cationiques et anioniques dans le conteneur, avec au moins six modules alternés, améliore considérablement la fonction d'échange des résines, donc le volume d'eau pouvant être traité à partir d'un même volume de résines. Elle permet de mettre en œuvre moins d'anions (dont le coût au litre est élevé), tout en augmentant l'autonomie de la filtration.The alternation of cationic and anionic resins in the container, with at least six alternating modules, considerably improves the exchange function of the resins, therefore the volume of water that can be treated from the same volume of resins. It makes it possible to use fewer anions (whose cost per liter is high), while increasing the autonomy of filtration.
Une plus grande facilité de juxtaposition des différentes résines est possible (cations : forts, faibles ; anions : forts, faibles, autres résines, charbon actif, filtres hydrophiles, hydrophobes, etc..) en fonction de la qualité de filtration recherchée. L'insertion de crépines complexes n'est plus nécessaire.Greater ease of juxtaposition of the different resins is possible (cations: strong, weak; anions: strong, weak, other resins, activated carbon, hydrophilic, hydrophobic filters, etc.) depending on the quality of filtration sought. The insertion of complex strainers is no longer necessary.
L'économie d'échelle est considérable, tant à l'utilisation qu'au retraitement et à la fabrication, qui est simplifiée.The economy of scale is considerable, both in use and in reprocessing and manufacturing, which is simplified.
La mise en œuvre et le mélange de différentes résines, ainsi que le retrait dans le même conteneur, est largement facilitée, et permet aisément différentes filtrations.The implementation and mixing of different resins, as well as the withdrawal in the same container, is greatly facilitated, and easily allows different filtrations.
L'invention permet de produire de l'eau déminéralisée, pure ou de réaliser d'autres filtrations dans de nombreux domaines, à un coût beaucoup moins élevé que jusqu'à présent.The invention makes it possible to produce pure demineralized water or to carry out other filtrations in numerous fields, at a much lower cost than hitherto.
D'autres avantages ressortent encore de la description qui précède :Other advantages also emerge from the above description:
• Simplicité d'utilisation et de retraitement ;• Ease of use and reprocessing;
• Plus grande exploitation de l'échange, donc une plus grande autonomie de filtration ;• Greater use of the exchange, therefore greater autonomy of filtration;
• Multitude de combinaisons réalisables ;• Multitude of feasible combinations;
• Le système s'adapte aisément aux différentes filtrations ;• The system easily adapts to different filtrations;
• Amélioration de l'échange d'ions grâce à l'indépendance de chaque matière, même avec une eau très dure ; • Pluralité de modules cylindriques dans le même conteneur ;• Improvement of ion exchange thanks to the independence of each material, even with very hard water; • Plurality of cylindrical modules in the same container;
• Chaque module matérialise une chambre dans le conteneur, d'où de multiples combinaisons réalisables entre résines dans le même conteneur, sans risque de mélange. Ces modules cylindriques similaires (1-6) sont équipés d'une grille de maintien des résines, ce qui canalise le passage du flux liquide d'un module à l'autre de bas en haut. Ces modules similaires cloisonnent les résines, ce qui permet de mieux les maintenir au soulèvement et ainsi de travailler à contre- courant. Le cloisonnement des modules répartit les espaces vides nécessaires à l'expansion des résines dans ces modules, et les divise en mini espaces en fonction du nombre de modules. Ceci permet d'alimenter le conteneur à contre- courant, améliorant les performances d'environ 70% sans avoir recours à des crépines ou des rampes sophistiquées, et simplifie la fabrication du conteneur.• Each module materializes a chamber in the container, hence multiple feasible combinations between resins in the same container, without risk of mixing. These similar cylindrical modules (1-6) are equipped with a resin retaining grid, which channels the passage of the liquid flow from one module to the other from bottom to top. These similar modules partition the resins, which makes it possible to better maintain them during lifting and thus to work against the current. The partitioning of the modules distributes the empty spaces necessary for the expansion of the resins in these modules, and divides them into mini spaces according to the number of modules. This allows the container to be fed against the current, improving performance by around 70% without the need for sophisticated strainers or ramps, and simplifies the manufacture of the container.
Le poids des résines réparties dans la série de modules logés dans le conteneur diminue le tassement de celles-ci sur les grilles 7 des modules.The weight of the resins distributed in the series of modules housed in the container reduces their compaction on the grids 7 of the modules.
De plus, le diamètre de chaque grille 7 correspond au diamètre du conteneur, respectant ainsi le principe du drain sur toute la hauteur de la colonne formée par le conteneur.In addition, the diameter of each grid 7 corresponds to the diameter of the container, thus respecting the principle of the drain over the entire height of the column formed by the container.
Pour obtenir de l'eau très pure, on peut intercaler entre chaque module des disques ou filtres hydrophiles et hydrophobes (pour des applications très particulières) représentant dans un conteneur plusieurs barrières bactériologiques (ou d'autres polluants). Les résines emprisonnées dans les modules peuvent être aisément identifiées en créant des modules de différentes couleurs. Chaque couleur correspondant à une qualité de résine, un code peut ainsi être créé.To obtain very pure water, hydrophilic and hydrophobic discs or filters can be inserted between each module (for very specific applications) representing in a container several bacteriological barriers (or other pollutants). The resins trapped in the modules can be easily identified by creating modules of different colors. Each color corresponding to a resin quality, a code can be created.
Grâce à ce code, il est aisé de créer différentes combinaisons pour la déminéralisation. Ces modules, de fabrication légère, simplifient le transport. Chaque module peut avoir une couleur correspondant à un type de résines. En reportant ces définitions (couleur/résine) sur un tableau, les utilisateurs, selon leurs besoins en eau déminéralisée, peuvent avoir accès à de multiples combinaisons.Thanks to this code, it is easy to create different combinations for demineralization. These lightweight modules simplify transport. Each module can have a color corresponding to a type of resin. By reporting these definitions (color / resin) on a table, users, according to their demineralized water needs, can have access to multiple combinations.
Le fonctionnement du conteneur à contre-courant, par circulation d'eau de bas en haut - par les orifices 10, 20 dans le cas du conteneur 12, supprime les pertes de charge sans avoir besoin de recourir à des crépines ou rampes sophistiquées.The operation of the container against the current, by circulation of water from bottom to top - through the orifices 10, 20 in the case of the container 12, eliminates the pressure drops without the need for resorting to sophisticated strainers or ramps.
Le même conteneur est utilisé pour le retraitement, ce qui permet une meilleure régénération des résines. Pour cela, il suffit de regrouper les hπodules de la même couleur, de les assembler, et de les remettre à l'envers dans le conteneur. Ainsi les normes de retraitement sont respectées, et on peut à nouveau travailler à contre- courant pour un meilleur retraitement. Les modules, réalisés par exemple en polyéthylène roto- moulé, sont faciles à manipuler, de fabrication peu onéreuse, légers. Il n'y a pas de retour du conteneur avec les modules pour le retraitement, ce qui réduit les coûts de transport. Les modules sont faciles à filmer, ce qui leur permet de garder leur humidité et les protège des bactéries. Cette étanchéité permet d'envoyer de petites quantités dans un carton (par exemple par la voie postale) ou de les stocker. Il en est de même pour les utilisateurs, ce qui constitue un gage de qualité qui leur permet de stocker les modules remplis de résines, et lors de l'ouverture, d'avoir une qualité de résines en parfaite condition d'utilisation. Chaque module garde sa résine durant toute la vie de celle-ci, ce qui facilite le suivi de la résine et permet dans chaque module une identification rapide (couleurs des modules). Il est aisé de les numéroter ou de leur affecter un code barre, afin de réaliser une traçabilité informatique, et ainsi de connaître l'âge de chaque module, le nombre de retraitements. L'utilisateur peut de cette façon savoir que le module retraité est bien celui qu'il a acheté antérieurement, connaître le nombre de retraitement exécutés sur celui-ci, et la potentialité restante des résines au niveau de l'échange (la durée moyenne de vie d'une résine en fonction de son utilisation est de 4 à 6 ans), d'où une sécurité d'utilisation et une totale transparence. Le risque de renverser des matières entre l'utilisation et le retraitement est supprimé, de même que celui de retrouver des anions mélangés aux cations après séparation des matières, dans la colonne de séparation. En effet souvent dans la technique antérieure, par souci d'économie on regroupe dans la colonne les anciennes et les nouvelles résines, d'où une difficulté d'évaluer l'âge des résines et de recalculer leur durée de vie en fonction du nombre de retraitements.The same container is used for reprocessing, which allows better regeneration of the resins. To do this, simply group the hπodules of the same color, assemble them, and put them upside down in the container. Thus the reprocessing standards are respected, and we can again work against the current for better reprocessing. The modules, made for example of rotomolded polyethylene, are easy to handle, inexpensive to manufacture, light. There is no return of the container with the modules for reprocessing, which reduces transport costs. The modules are easy to film, which allows them to keep their humidity and protects them from bacteria. This seal makes it possible to send small quantities in a box (for example by post) or to store them. It is the same for the users, which constitutes a guarantee of quality which allows them to store the modules filled with resins, and when opening, to have a quality of resins in perfect condition of use. Each module retains its resin throughout its life, which facilitates the monitoring of the resin and allows rapid identification in each module (module colors). It is easy to number them or assign them a bar code, in order to perform computer traceability, and thus to know the age of each module, the number of reprocessings. The user can in this way know that the reprocessed module is indeed the one he has purchased previously, know the number of reprocessing performed on it, and the remaining potential of the resins at the exchange level (the average duration of life of a resin depending on its use is 4 to 6 years), hence safety in use and total transparency. The risk of spilling materials between use and reprocessing is eliminated, as is that of finding anions mixed with cations after separation of the materials, in the separation column. Indeed often in the prior art, for the sake of economy, the old and the new resins are grouped in the column, hence a difficulty in evaluating the age of the resins and recalculating their lifespan according to the number of restatements.
La première phase de retraitement, encombrante et contraignante, (colonne de séparation de matières, vannes, manutentions etc..) n'est plus nécessaire, d'où une économie de temps, d'argent et d'eau. L'invention est susceptible de nombreuses autres variantes d'exécution. Ainsi par exemple les modules rigides ainsi que le conteneur peuvent avoir une forme quelconque autre que cylindrique, et leu nombre peut varier largement, en étant toutefois au minimum de quatre et de préférence six, ce dernier nombre ayant donné lieu aux performance les plus élevées. De même les moyens de verrouillage amovible des deux demi- conteneurs 13, 14 peuvent évidemment être différents de ceux représentés à la Figure 3. Les filtres dépolluants pouvant être interposés entre les modules permettent d'obtenir une eau déminéralisée de plus grande pureté, plus stérile ou pour certaines applications bien spécifiques. The first phase of reprocessing, bulky and constraining, (column of separation of materials, valves, handling etc.) is no longer necessary, hence saving time, money and water. The invention is susceptible of numerous other alternative embodiments. Thus for example the rigid modules as well as the container can have any shape other than cylindrical, and their number can vary widely, however being at least four and preferably six, the latter number having given rise to the highest performance. Likewise, the removable locking means of the two half-containers 13, 14 may obviously be different from those shown in FIG. 3. The depolluting filters that can be interposed between the modules make it possible to obtain demineralized water of higher purity, more sterile or for some very specific applications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de déminéralisation d'eau et de régénération de résines échangeuses d'ions, comportant un conteneur (12) équipé d'un couvercle amovible et qui contient les résines échangeuses d'ions, caractérisé en ce qu'il comprend des modules rigides (1,2,3,4,5,6 ) dont chacun contient uniquement une résine cationique ou une résine anionique, et en ce que ces modules sont disposés de façon à faire alterner un module de résine cationique et un module de résine anionique.1. Device for demineralizing water and regenerating ion exchange resins, comprising a container (12) fitted with a removable cover and which contains the ion exchange resins, characterized in that it comprises rigid modules (1,2,3,4,5,6) each of which contains only a cationic resin or an anionic resin, and in that these modules are arranged so as to alternate a cationic resin module and an anionic resin module.
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un module (1) de résine cationique est disposé en premier au bas d'un empilement de modules (1-6) de résines, puis au-dessus un module (2) de résine anionique, et ainsi de suite en poursuivant l'alternance jusqu'en haut du conteneur (12).2. Device according to claim 1 characterized in that a module (1) of cationic resin is placed first at the bottom of a stack of modules (1-6) of resins, then above a module (2) of anionic resin, and so on, continuing alternating to the top of the container (12).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les modules (1-6) de résines sont au nombre d'au moins six, à raison de trois modules de résine cationique et trois modules de résine anionique.3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the modules (1-6) of resins are at least six in number, at the rate of three modules of cationic resin and three modules of anionic resin.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les résines cationiques et les résines anioniques forment respectivement sensiblement 50% en volume de l'ensemble des résines.4. Device according to one of claims 1 to 3 characterized in that the cationic resins and the anionic resins respectively form substantially 50% by volume of all the resins.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que chaque module (1-6) est percé d'au moins un trou (31) de remplissage et de vidange de résine échangeuse d'ions. 5. Device according to one of claims 1 to 4 characterized in that each module (1-6) is pierced with at least one hole (31) for filling and emptying of ion exchange resin.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les modules (1-6) sont cylindriques ou présentent toute autre forme en fonction du conteneur (12), et sont pourvus à leur partie inférieure d'un tronçon cylindrique fileté (7) permettant leur fixation par vissage dans une partie taraudée (7a) ou autre système d'emboîtement, correspondante agencée sur le module inférieur.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the modules (1-6) are cylindrical or have any other shape depending on the container (12), and are provided at their lower part with a section cylindrical threaded (7) allowing their fixing by screwing in a threaded part (7a) or other fitting system, corresponding arranged on the lower module.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le conteneur (12) est constitué de deux demi- conteneurs superposés (13,14), identiques et pourvus de moyens démontables de solidarisation, chaque demi- conteneur comprenant le même nombre de modules rigides (1-3 ;4-6) contenant les résines échangeuses d'ions.7. Device according to one of claims 1 to 6 characterized in that the container (12) consists of two superimposed half-containers (13,14), identical and provided with removable securing means, each half-container comprising the same number of rigid modules (1-3; 4-6) containing the ion exchange resins.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que chaque module, de différentes couleurs (1...6), comporte à sa base et à sa partie supérieure une grille (27a, 27b) de support de résine, et est percé d'ouïes (8) de répartition de pression, et d'une membrane cylindrique (27d) permettant l'expansion des résines latéralement sur la chambre (27 e) évitant ainsi la création de CO2 entre chaque module, créant ainsi un lit de résines continu sur toute la hauteur du conteneur. 8. Device according to one of claims 1 to 7 characterized in that each module, of different colors (1 ... 6), comprises at its base and at its upper part a grid (27a, 27b) of resin support , and is pierced with gills (8) for pressure distribution, and a cylindrical membrane (27d) allowing the expansion of the resins laterally on the chamber (27 e) thus avoiding the creation of CO 2 between each module, creating thus a continuous resin bed over the entire height of the container.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que des joints d'étanchéité (9) sont interposés entre les modules (1-6).9. Device according to one of claims 1 to 8 characterized in that seals (9) are interposed between the modules (1-6).
10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comprennent deux rebords respectifs (19,21) agencés à la base du demi- conteneur supérieur (13) et à l'extrémité supérieure du demi- conteneur inférieur (14), profilés de façon à être orientés respectivement vers le haut et vers le bas en définissant une surface tronconique saillant transversalement du conteneur, un joint d'étanchéité (22) est ménagé entre ces rebords, e un collier (24) de fermeture supporté par l'un des demi- conteneurs, constitué de deux demi- cerclages semi- cylindriques (24a, 24b) profilés pour pouvoir s'appliquer chacun à force sur une demi- circonférence de la surface d'appui tronconique des deux rebords, en assurant le verrouillage des deux demi- conteneurs (13, 14) l'un sur l'autre.10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the securing means comprise two respective flanges (19,21) arranged at the base of the upper half-container (13) and at the upper end of the half - lower container (14), profiled so as to be oriented respectively upwards and downwards by defining a frustoconical surface projecting transversely from the container, a seal (22) is formed between these edges, and a collar (24 ) of closure supported by one of the half-containers, consisting of two semi-cylindrical half-straps (24a, 24b) profiled so as to be able to apply each by force on a half-circumference of the frustoconical bearing surface of the two ledges, ensuring the locking of the two half-containers (13, 14) one on the other.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que des filtres dépolluants sont interposés entre les modules (1-6) afin d'obtenir une eau déminéralisée de plus grande pureté, plus stérile ou pour certaine applications bien spécifiques. 11. Device according to one of claims 1 to 10 characterized in that depolluting filters are interposed between the modules (1-6) in order to obtain demineralized water of higher purity, more sterile or for certain very specific applications.
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