FR2616770A1

FR2616770A1 - Water treatment unit

Info

Publication number: FR2616770A1
Application number: FR8708560A
Authority: FR
Inventors: Thierry Froment; Pascal Maudet; Jacques De Gunzbourg
Original assignee: Entropie SA
Current assignee: Entropie SA
Priority date: 1987-06-18
Filing date: 1987-06-18
Publication date: 1988-12-23
Anticipated expiration: 2007-06-18
Also published as: FR2616770B1

Abstract

This water treatment unit according to the invention comprises at least one unit 1 for distilling raw water comprising an evaporator-condenser assembly, characterised in that it additionally comprises means 13 for chemical treatment of raw water, installed in the raw water feed circuit, upstream of the evaporator part, in order to modify its acidity, a mixed buffer 7 arranged at the exit of the evaporator part to prevent the entrainment of droplets of raw water with the steam to be condensed and to bind certain components which have distilled together with the raw water, and a filter 23 arranged downstream of the condenser part in the recovery circuit for distilled water, to bind impurities in the latter.

Description

La présente invention concerne une unité de traitement d'eau destinée à transformer de l'eau brute en eau douce. The present invention relates to a water treatment unit for transforming raw water into fresh water.

On connait des unités de traitement d'eau destinées au dessalement de l'eau saumâtre par un procédé d'évaporation et de condensation successives. There are known water treatment units intended for the desalination of brackish water by a successive evaporation and condensation process.

Ce procédé utilise deux cellules maintenues à des températures décroissantes. La chaleur de la vapeur introduite dans la première cellule est utilisée pour évaporer å partir d'eau brute une quantité de vapeur pratiquement équivalente mais à plus faible température. Cette vapeur est ensuite introduite dans la deuxième cellule où elle est condensée tout en faisant fonction de source chaude pour la production, à partir d'eau brute, d'une quantité de vapeur pratiquement équivalente mais à plus faible température, celle-ci étant aspirée et recomprimée grâce à de la vapeur haute pression provenant du générateur de vapeur, ce mélange alimentant la première cellule. La vapeur condensée dans chaque cellule est récupérée sous forme d'eau distillée.This process uses two cells kept at decreasing temperatures. The heat of the vapor introduced into the first cell is used to evaporate from raw water a quantity of vapor practically equivalent but at lower temperature. This vapor is then introduced into the second cell where it is condensed while acting as a hot source for the production, from raw water, of an amount of vapor practically equivalent but at a lower temperature, the latter being sucked and recompressed using high pressure steam from the steam generator, this mixture feeding the first cell. The vapor condensed in each cell is recovered in the form of distilled water.

Ce procédé présente l'inconvénient de fournir une eau insuffisamment pure car si la plupart des éléments nocifs pouvant se trouver dans l'eau brute sont, éliminés par un procédé de distillation (métaux, sels, détergents, coliformes, streptocoques, matières en suspension), certains autres codistillent avec l'eau et se retrouvent dans l'eau distillée (mercure1 pesticide, phénol, hydrocarbures aromatiques, amoniaque). This process has the disadvantage of providing insufficiently pure water because if most of the harmful elements that may be in the raw water are eliminated by a distillation process (metals, salts, detergents, coliforms, streptococci, suspended matter) , some others co-distill with water and are found in distilled water (pesticide mercury1, phenol, aromatic hydrocarbons, ammonia).

Pour remédier à cet inconvénient, la présente invention a pour but de proposer une unité de production d'eau douce dans laquelle les éléments ayant éventuellement codistillés avec l'eau sont en majeure partie éliminés. To overcome this drawback, the object of the present invention is to propose a unit for producing fresh water in which the elements which have possibly co-distilled with water are mainly eliminated.

A cet effet, l'invention a pour objet une unité de traitement d'eau comportant au moins une unité de distillation d'eau brute comprenant un ensemble évaporateur-condenseur caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de traitement chimique de l'eau brute implantés sur le circuit d'alimentation d'eau brute, en amont de la partie évaporateur, pour en modifier l'acidité, un tampon mixte, disposé à la sortie de la partie évaporateur, pour empêcher l'entrainement de gouttelettes d'eau brute avec la vapeur à condenser et fixer certains éléments ayant codistillés avec l'eau brute, et un filtre, disposé en aval de la partie condenseur sur le circuit de récupération de l'eau distillée, pour fixer des impuretés de celle-ci. To this end, the subject of the invention is a water treatment unit comprising at least one raw water distillation unit comprising an evaporator-condenser assembly, characterized in that it also comprises means for chemical treatment of the water. raw water installed on the raw water supply circuit, upstream of the evaporator part, to modify the acidity, a mixed buffer, disposed at the outlet of the evaporator part, to prevent entrainment of droplets d raw water with the steam to be condensed and fix certain elements having co-distilled with the raw water, and a filter, disposed downstream of the condenser part on the distilled water recovery circuit, to fix impurities thereof .

Selon d'autres caractéristiques
- le tampon mixte comprend deux matériaux de filtration tels que de l'inox 316 L et de la laine d'argent;
- la laine d'argent est entourée par l'inox 316 L;
- la laine d'argent est disposée autour d'une armature;
- le tampon mixte présente la forme d'un parallélépipède rectangle dont les faces longitudinales sont constituées par l'inox 316 L et sont traversées par la vapeur;
- le filtre est un filtre à charbon actif;;
- l'unité de traitement d'eau est du type comportant une seconde unité de distillation d'eau brute dont la partie évaporateur utilise comme source chaude la vapeur non condensée sortant du tampon mixte de la partie évaporateur de la première unité de dis tillation et est caractérisée en ce qu'elle comporte un second tampon mixte disposé à la sortie de la partie évaporateur de la deuxième unité de distillation et en ce que le filtre est un filtre commun aux deux circuits de récupération d'eau distillée.According to other characteristics
- the mixed pad comprises two filtration materials such as stainless steel 316 L and silver wool;
- the silver wool is surrounded by stainless steel 316 L;
- the silver wool is placed around a frame;
- the mixed buffer has the shape of a rectangular parallelepiped whose longitudinal faces are formed by stainless steel 316 L and are crossed by steam;
- the filter is an activated carbon filter;
the water treatment unit is of the type comprising a second raw water distillation unit, the evaporator part of which uses as its hot source the non-condensed steam leaving the mixed buffer of the evaporator part of the first distillation unit, and is characterized in that it comprises a second mixed buffer disposed at the outlet of the evaporator part of the second distillation unit and in that the filter is a filter common to the two circuits for recovering distilled water.

L'invention va être décrite plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels
- la Figure 1 est un schéma de principe d'une unité de traitement d'eau selon l'invention;
- la Figure 2 est une vue en perspective partiellement arrachée d'un ensemble évaporateur condenseur à deux cellules faisant partie de l'unité de la Figure 1;
- la Figure 3 est une vue en perspective partiellement arrachée d'un tampon mixte de l'unité représentée à la Figure 1.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, given only by way of example and in which
- Figure 1 is a block diagram of a water treatment unit according to the invention;
- Figure 2 is a partially cutaway perspective view of a two-cell condenser evaporator assembly forming part of the unit of Figure 1;
- Figure 3 is a partially cutaway perspective view of a mixed pad of the unit shown in Figure 1.

L'unité de traitement d'eau représentée schématiquement à la Figure 1 comporte une unité de distillation 1 composée de ceux cellules 2 et 3. The water treatment unit shown diagrammatically in FIG. 1 comprises a distillation unit 1 composed of those cells 2 and 3.

Chacune de ces cellules comporte un compartiment évaporateur 4 et un réseau tubulaire formant condenseur 5. La partie supérieure du compartiment évaporateur 4 comporte un plateau d'arrosage 6 en eau brute de l'évaporateur et un tampon 7 de filtration de la vapeur.Each of these cells has an evaporator compartment 4 and a tubular network forming a condenser 5. The upper part of the evaporator compartment 4 comprises a sprinkler plate 6 in raw water from the evaporator and a buffer 7 for filtering the vapor.

Un circuit d'eau brute amène de l'eau à distiller au plateau d'arrosage 6. Ce circuit comporte une prise d'eau brute munie d'une crépine 8, une pompe de soutirage 9 alimentant un réservoir 10 muni d'un robinet à flotteur 11. Une conduite 12 relie le réservoir 10 au plateau d'arrosage 6. Conformément à l'invention, des moyens de traitement chimiques constitués par un bac de traitement 13 sont disposés sur le circuit d'eau brute entre le réservoir 10 et les plateaux d'arrosage 6. A raw water circuit brings water to distill to the sprinkler tray 6. This circuit includes a raw water intake provided with a strainer 8, a withdrawal pump 9 supplying a tank 10 provided with a tap with float 11. A pipe 12 connects the reservoir 10 to the sprinkler plate 6. According to the invention, chemical treatment means constituted by a treatment tank 13 are arranged on the raw water circuit between the reservoir 10 and the sprinkler trays 6.

Les compartiments évaporateurs 5 communiquent entre eux à leur partie inférieure par un tube en U 14 et une pompe 15 est reliée au compartiment évaporateur 4 de la cellule 3. The evaporator compartments 5 communicate with each other at their lower part by a U-shaped tube 14 and a pump 15 is connected to the evaporator compartment 4 of the cell 3.

Le condenseur 5 de la cellule 2 est relié à un circuit de vapeur possédant deux sources. La première source comporte un générateur de vapeur 16 alimenté depuis un réservoir d'eau douce 17 par une pompe 18. La deuxième source est constituée par la vapeur produite par l'évaporateur 4 de la cellule 3 à la sortie 19 de laquelle est relié le condenseur 5 de la cellule 2. La vapeur provenant de ces deux sources passe au travers d'un thermocompresseur 20 monté en amont de l'entrée du condenseur 5 de la cellule 2. The condenser 5 of cell 2 is connected to a steam circuit having two sources. The first source comprises a steam generator 16 supplied from a fresh water tank 17 by a pump 18. The second source consists of the steam produced by the evaporator 4 of the cell 3 at the outlet 19 to which the condenser 5 of cell 2. Vapor from these two sources passes through a thermocompressor 20 mounted upstream of the inlet of condenser 5 of cell 2.

Les sorties des condenseurs 5 sont reliées à un circuit de récupération de l'eau distillée qui comprend une pompe d'eau distillée 21~reliée à un réservoir d'eau distillée 22 au travers d'un filtre 23. The outputs of the condensers 5 are connected to a distilled water recovery circuit which comprises a distilled water pump 21 ~ connected to a distilled water tank 22 through a filter 23.

La sortie 24 de l'évaporateur de la cellule 2 communique avec l'entrée 25 du condenseur 5 de la cellule 3. Un évacuateur 26 est relié aux condenseurs 5 des cellules 2 et 3, cette dernière liaison n'étant pas représentée, pour extraire les éléments incondensables de la vapeur y entrant. The output 24 of the evaporator of cell 2 communicates with the input 25 of the condenser 5 of cell 3. An evacuator 26 is connected to the condensers 5 of cells 2 and 3, this latter link not being shown, to extract the noncondensable elements of the steam entering it.

A la Figure 2, on a représenté un mode de réalisation de l'unité de distillation 1 qui fait apparaitre les deux entrées 28 d'eau préalablement traitée chimiquement, l'entrée de vapeur 29 du condenseur 5 de la cellule 2 deux sorties d'eau distillée 30, une sortie de saumure 31 et une sortie d'éléments incondensables 32. In Figure 2, there is shown an embodiment of the distillation unit 1 which shows the two inlets 28 of water previously chemically treated, the steam inlet 29 of the condenser 5 of the cell 2 two outlets of distilled water 30, a brine outlet 31 and an outlet for noncondensable elements 32.

Conformément à l'invention, le tampon 7 est un tampon mixte disposé entre l'enveloppe et le plateau d'arrosage de chaque cellule, ce qui oblige la vapeur formée dans l'évaporateur 4 à traverser le tampon mixte 7. According to the invention, the pad 7 is a mixed pad placed between the envelope and the sprinkler plate of each cell, which forces the vapor formed in the evaporator 4 to pass through the mixed pad 7.

Chaque tampon mixte 7, comme représenté à la
Figure 3, a une forme de parallélépipède rectangle. Il comporte une armature de renfort 33: entourée de laine d'argent 34. Cette dernière est située entre deux couches 35 d'inox 316L (selon norme AISI) par exemple tisse et l'ensemble est entouré par une toile d'inox 316L. Chaque tampon est disposé de façon que la vapeur traverse ses parois longitudinales.Each mixed pad 7, as shown in the
Figure 3, has a shape of a rectangular parallelepiped. It includes a reinforcing frame 33: surrounded by silver wool 34. The latter is located between two layers 35 of 316L stainless steel (according to AISI standard) for example weaves and the assembly is surrounded by a canvas of 316L stainless steel. Each pad is arranged so that the steam passes through its longitudinal walls.

En se reportant à nouveau à la Figure 1, on constate que l'eau brute passe dans le bac de traitement chimique 13 avant de parvenir à l'unité de distillation. Referring again to Figure 1, it is found that the raw water passes through the chemical treatment tank 13 before reaching the distillation unit.

Ce bac de traitement 13 de type conventionnel et qui n'est pas représenté en détail comporte généralement une pompe doseuse qui injecte un mélange de détartrant et d'acide chlorhydrique dans la conduite d'eau brute 12. Ce traitement permet d'amener le pH de l'eau brute à une valeur comprise entre 5,5 et 6 environ. On a fait des essais pour montrer qu'à partir d'une eau brute à pH = 7 contenant 3,75 mg/l d'ions NH4+, et si aucun traitement chimique n'est fait, le distillat contient 12 mg/l d'ions NH4+. Au contraire, à partir d'une eau brute, contenant 8,7 mg/l d'ions NH4+, et traitée chimiquement pour en ramener le pH à 6, le distillat ne contient plus que 0,47 mg/l. This treatment tank 13 of conventional type and which is not shown in detail generally comprises a metering pump which injects a mixture of descaling agent and hydrochloric acid into the raw water pipe 12. This treatment makes it possible to bring the pH raw water at a value between 5.5 and 6 approximately. Tests have been carried out to show that from raw water at pH = 7 containing 3.75 mg / l of NH4 + ions, and if no chemical treatment is done, the distillate contains 12 mg / l d 'NH4 + ions. On the contrary, from raw water, containing 8.7 mg / l of NH4 + ions, and chemically treated to bring the pH to 6, the distillate contains only 0.47 mg / l.

L'eau ainsi traitée est alors convoyée jusqu'au plateau d'arrosage 6 de chaque cellule où elle tombe en pluie sur le réseau tubulaire 5 chauffé par de la vapeur. L'eau se transforme alors en partie en vapeur qui traverse les tampons mixtes 7. La vapeur formée dans la cellule 2 alimente le réseau tubulaire de la cellule 3 alors que la vapeur formée dans la cellule 3 alimente le réseau tubulaire 5 de la cellule 2 après avoir été réchauffée et comprimée par le thermocompresseur 20 alimenté en vapeur haute pression par le générateur de vapeur 16. The water thus treated is then conveyed to the sprinkler plate 6 of each cell where it falls in rain on the tubular network 5 heated by steam. The water then partly transforms into steam which passes through the mixed buffers 7. The steam formed in cell 2 feeds the tubular network of cell 3 while the steam formed in cell 3 feeds the tubular network 5 of cell 2 after having been heated and compressed by the thermocompressor 20 supplied with high pressure steam by the steam generator 16.

Les tampons mixtes traversés par la vapeur d'eau distillée empêchent l'entrainement de gouttelettes d'eau brute susceptibles de polluer l'eau distillée qui est produite par condensation de cette vapeur. De plus, ces tampons mixtes ont pour propriété de fixer le mercure et le sulfure d'hydrogène contenus dans la vapeur. The mixed buffers crossed by the distilled water vapor prevent the entrainment of raw water droplets likely to pollute the distilled water which is produced by condensation of this vapor. In addition, these mixed buffers have the property of fixing the mercury and hydrogen sulfide contained in the vapor.

Des essais réalisés à partir d'une eau brute contenant 7,6 mg/l de mercure ont montré qu'après distillation et passage à travers un tampon séparateur simple en inox 316L, la quantité résiduelle de mercure de l'eau distillée est de 0,68 mg/l. Au contraire, à partir de la même eau brute après distillation et passage de la vapeur à travers un tampon selon l'invention mixte inox 316L/laine d'argent, la quantité résiduelle de mercure dans l'eau distillée n'est plus que de 0,002 mg/l. Tests carried out using raw water containing 7.6 mg / l of mercury have shown that after distillation and passage through a simple separator pad made of 316L stainless steel, the residual quantity of mercury in the distilled water is 0 , 68 mg / l. On the contrary, from the same raw water after distillation and passage of the steam through a pad according to the invention, mixed 316L stainless steel / silver wool, the residual quantity of mercury in the distilled water is only 0.002 mg / l.

Cette vapeur obtenue à partir-de l'eau traitée chimiquement et après passage à travers les tampons mixtes est condensée dans les réseaux tubulaires des condenseurs 5 et se retrouve à ljétat d'eau distillée. Elle est soutirée par la pompe d'eau distillée 21 qui l'envoie dans le réservoir 22 au travers d'un filtre à charbon actif 23. Ce filtre 23 permet de fixer les phénols, les hydrocarbures aromatiques, les pesticides et sert également de barrière de sécurité à l'encontre d'éléments tels que l'ammoniaque et le mercure qui pourraient subsister dans l'eau distillée. This vapor obtained from chemically treated water and after passing through the mixed buffers is condensed in the tubular networks of the condensers 5 and is found in the state of distilled water. It is drawn off by the distilled water pump 21 which sends it to the tank 22 through an activated carbon filter 23. This filter 23 makes it possible to fix phenols, aromatic hydrocarbons, pesticides and also serves as a barrier security against elements such as ammonia and mercury that may remain in distilled water.

La partie d'eau brute non transformée en vapeur dans l'évaporateur se retrouve à la partie inférieure de celui-ci sous forme de saumure qui est évacuée par la pompe de saumure 15. The part of raw water not transformed into vapor in the evaporator is found at the bottom of the latter in the form of brine which is evacuated by the brine pump 15.

L'unité de traitement d'eau selon l'invention permet donc d'obtenir une eau distillée exempte de métaux, de sels, détergents, #oliformes, streptocoques et- matières en suspension, et de plus à peu près exempte d'éléments codistillant avec l'eau tels que mercure, pesticides, phénols, hydrocarbures aromatiques-, ammoniaque, dans des teneurs conformes au seuil de potabilité. The water treatment unit according to the invention therefore makes it possible to obtain distilled water free of metals, salts, detergents, #oliformes, streptococci and suspended solids, and moreover almost free of codistillant elements. with water such as mercury, pesticides, phenols, aromatic hydrocarbons, ammonia, in levels that meet the drinking water threshold.

Une unité de traitement d'eau selon l'invention peut aisément être rendue compacte et être installée sur une remorque ou dans un conteneur pour son transport sur le lieu d'utilisation. A water treatment unit according to the invention can easily be made compact and be installed on a trailer or in a container for transport to the place of use.

Claims

1 - Water treatment unit comprising at least one distillation unit (1) of raw water comprising an evaporator-condenser assembly characterized in that it also comprises means for chemical treatment (13) of raw water installed on the raw water supply circuit, upstream of the evaporator part, to modify the acidity, a mixed buffer (7), disposed at the outlet of the evaporator part to prevent entrainment of droplets from raw water with the steam to be condensed and fix certain elements having co-distilled with the raw water, and a filter (23), disposed downstream of the condenser part on the distilled water recovery circuit, to fix impurities from that -this.

2 - Water treatment unit according to claim 1, characterized in that the mixed pad (7) comprises two filtration materials such as stainless steel 316 L (35) and silver wool (34).

3 - Water treatment unit according to claim 2, characterized in that the silver wool is surrounded by stainless steel 316 L.

4 - Water treatment unit according to claim 2 or 3, characterized in that the silver wool is arranged around a frame (23).

5 - water treatment unit # t according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the mixed buffer (7) has the shape of a rectangular parallelepiped whose longitudinal faces are formed by stainless steel 316 L and are crossed by steam.

6 - Water treatment unit according to claim 1, characterized in that the filter (23) is an activated carbon filter.

7 - Water treatment unit according to re dication 1 characterized in that the water treatment unit is of the type comprising a second distillation unit (3) of raw water, the evaporator part of which uses the uncondensed steam leaving the mixed buffer (7) of the evaporator part of the first distillation unit and is characterized in that it comprises a second mixed buffer disposed at the outlet of the evaporator part of the second distillation unit and in that that the filter (23) is a filter common to the two distilled water recovery circuits.