Brevet FR2599356A1 — publié le 19871204

? ACTIVATEUR BIOLOGIQUE PERFECTIONNE POUR FOSSE SEPTIQUE L'inventioln concerne un activateur biologique perfectionné pour fosse septique. Or, cornnait djés un activateur biologique pour fosse septique qui se presente sous la forme d'un produit non corrosif, rnon toxique, finement divisé, de surface spécifique importante, constituant un support pour la flore microbienne anaérobie facultative, permettant d'augmenter la densité de saturation bactérienne dans la fosse septique pour une quantité équivalente de nutriments, se présentant, en solution, d'une part sous une forme colloidale en suspension et, d'autre part, sous une phase floculante (brevet français 2 357 490). Ce brevet mentionne que la surface spécifique de l'activateur biologique décrit est- inférieure à 1 m2/g. De plus, la capacité d'échange cationique d'un tel activateur biologique connu peut être estimée de l'ordre de 9 meq/100 g. L'emploi, comme composant de base principale de l'activateur biologique de l'état de la technique, d'argiles kaoliniques, limite, du fait même des caractéristiques physico-chimiques de ces argiles, les valeurs des paramètres utiles pour la fonction d'activation biologique d'une fosse septique. C'est en particulier le cas de la surface spécifique et de la capacité d'échange cationique qui suit limitées en fonction de la composition même des argiles kaoliniques. Or, précisément, la surface spécifique et la capacité d'échange cationique sont des paramètres importants dont les valeurs devraient être, l'une comme l'autre, aussi élevées que possible pour réaliser de façon optimale l'activation biologique de la fosse septique. En effet, ces deux paramétres déterminent les échanges d'ions, l'absorption de substrats organiques et la fixation des bactéries et enzymes. L'invention a donc pour objectif de perfectionner l'activateur biologique du type de celui de l'état de la technique, dont les limites ont été atteintes. Cet oI3,'. tlf est atteint &:ai 'activiteu hi o]cr.iqui. elon l'inivention d'une part a ure- surface spécifique (en m' /g) importante comprise.:ntru 35 et 66, notamment entre 38 et 55, pfetx. ntJlement entre 41 et 50 et en particulier égale ou voisine de 46 -t,.d'autre part,a une capacité d'échange.cationique (en meq/100 g) comprise entre 13 et 38, notamment entre 16 et 28, préférentiellement entre 19 et 24, et en particulier égale ou voisine de 22. Par conséquent, l'activateur biologique perfectionne selon l'invention a une surface spécifique de l'ordre de trente fois ou plus supérieure à celle de i'activateur biologique connu de l'état de la technique. La capacité d'échange cationique de l'actjvateur biologique perfectionné selon l'invention est de l'ordre de 2 à 3 fois celle de-l'activateur biologique connu de l'état de la technique. A cet effet, l'activateur biologique selon l'invention peut être préférentiellement constitué par un mélange intime de particules constituées -principalement et notamment de l'ordre de 75. à 90 ' d'une kaolinite présentant un potentiel d'oxydo-réduction voisin de relui des boues d'une fosse septique, notamment de l'ordre de - 500 mv - et de particules d'un matériau essentiellement vitreux présentant en combinaison une surface spécifique de l'ordre de 90 à 110 m2/g environ, et notamment de l'ordre de 101 m2/g et une capacité d'échange cationique de l'ordre de 56 meq/100 g a 70 meq/100 g environ, et, notamment de l'ordre de 63.1 meq/100 g. Ces améliorations de la surface spécifique et de la capacité d'échange cationique sont obtenues sans que les autres paramètres importants de l'activateur biologique connu de l'état de la technique ne soient substantiellement affectés. C'est en particulier le cas du potentiel d'oxydo-réduction et de la structure phase colloïdale - phase floculante. Les autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui suivra d'une forme de réalisation possible mais non limitative d'un activateur biologique perfectionné conforme A l'invention. L'invention concerne un activateur biologique perfectionné pour fosse septique du type constitué par un produit en particules solides, non -2599356 corrosif, nons toxique, finement divisé, de surfacr sleciflu,: importante, presentant en solution essentie] lement une phase colloïdale en suspension et une phase floculante, ayant en zolutloi, un pouvoir réducteur d'origine minérale, ayant pour fonction de constituer un support pour la flore microbienne anaérobie d'une fosse septique en vue d'augmenter la densité de saturation bactérienne dans la fosse septique pour une quantité équivalente de nutriments. Le phénomène d'activation biologique est en soi bien connu et ne fait pas directement l'objet de l'invention. Selon l'invention, l'activateur biologique perfectionné a une surface spécifique (en m2/g) comprise entre 25 et 60, notamment entre 30 et 50, et en particulier égale ou voisine de 46. Selon une autre caractéristique, l'activateur biologique perfectionné selon l'invention a une capacité d'échange cationique (en meq/100 g) comprise entre 9 et 32, notamment entre 14 et 32, et en particulier égale ou voisine de 24. La surface spécifique mentionnée précédemment est obtenue avec un activateur biologique dont au moins 80 % des particules a une granulométrie inférieure à 16 microns environ, au moins 50 % des particules ayant une granulométrie inférieure à 4 microns environ. Du fait que l'activateur biologique perfectionné selon l'invention peut comporter pour partie un matériau essentiellement vitreux en particules dont la granulométrie peut être réglée en fonction du degré de broyage et de tamisage utilisé, ii est possible de régler la surface spécifique de l'activateur biologique, dans une certaine fourchette, alors même que la surface spécifique de l'autre constituant de l'activateur biologique perfectionné: principalement une kaolinite - ne peut être réglée davantage, la kaolinite formant des agrégats de particules. Cependant, la surface spécifique dépend non seulement de la granulométrie des particuies constituant l'activateur biologique mais également de la microporosité interne et ouverte des particules. L'activateur biologique perfectionné selon l'invention a une densité apparente dans l'air comprise entre 0,95 et 1,17 et notanmment égale ou voisine de 1,06. La densité dans l'eau - qui diffère de la densité réelle du fait de l'air éventuellement piégé dans la microporosité interise - est comprise entre 2 et 2,75, notamment entre 2,25 et 2,75 et en particulier égale ou voisine de 2,5. L'activateur biologique perfectionné pour fosse septique selon. l'invention a un encombrement (c'est-à-dire un volume décanté dans l'eau par unité de poids) compris entre 1,5 et 2,6, notamment entre 2 et 2,6 et en particulier égal ou voisin de 2,33. De plus, son taux de gonflement, c'est-à-dire l'augmentation du volume total d'une masse de particules du produit entre le milieu sec et le milieu aqueux apres décantation est (exprimé en %) compris entre 0 et 65 notamment entre 53 et 65 et en particulier égal ou voisin de 59. Le pH de l'activateur biologique selon l'invention, à savoir le pH d'un mélange de 20 g de l'activateur biologique en poudre en suspension dans 50 mI d'eau distillée bouillie, après deux minutes d'agitation et deux heures de repos est compris entre- 6,8 et 7,9 notamment est égal ou voisin de 7,2. Ainsi que cela a été indiqué précédemment, le potentiel d'oxydo-réduction de l'activateur biologique selon l'invention, est proche de celui des boues d'une fosse septique. En particulier, ce potentiel d'oxydoréduction pour 20 g d'activateur biologique en poudre selon l'invention dans 50 ml d'eau distillée à 20 'C saturée en oxygène est de l'ordre de 500 mv. Le taux de matières volatiles (exprimé en pourcentage du poids sec de l'activateur biologique selon l'invention) est. compris 6,9 et 9,3 notamment est compris entre 7,2 et 9,2, préférentiellement entre 7,3 et 9, 1 et en particulier égal ou voisin de 8,2. L'activateur biologique selon l'invention comprend essentiellement, comme macroéléments, de la silice en SiO2, de l'aluminium en AL203, du fer en Fe203 et du calcium en Ca 0. Plus particulièrement, l'activateur biologique selon l'invention comprend entre 43 % et 94 %, notamment entre 83 t et 91 %, préférentiellement entre 44 t et 89 % et en particulier entre 48 *% et 81 de silice; entre 3 et 30:, notamment entre 5 et 37. d'aluminium; entre 1,8 % et 7,7:, notamment entre 2,3 et 6,5 '%, préférentiellement entre 2,7. et 6 % et en particulier'entre 3 % et 6 * de fer; et enfin entre 1,3 % et 5,9 *% notamment entre 1,8 % et 4,6 %, préférentiellement entre 2,2 % et 4,2. et en particulier entre 2,4 % et 3,8 % de calcium. Secondairement, l'activateur biologique selon l'invention comprend de l'ordre de 1 à 2% de Mg 0 et Na20 chacun et de l'ordre de moins d'1 % de TiO2, X20 et P20s chacun. L'activateur biologique selon l'invention comprend également des oligoéléments dont les ordres de grandeurs des teneurs en mg/kg sont les suivantes: Pour le manganèse entre 168 et 724 notamment entre 240 et 465 préférentiellement entre 300 et 380 et en particulier égal ou voisin de 344; pour le cobalt entre 169 et 277, notamment entre 173 et 216, préférentiellement entre 175 et 214 et en particulier égal ou voisin de 194; pour le zinc entre 601 et 1009, notamment entre 713 et 964, préférentiellement entre 750 et 918 et en particulier égal ou voisin de 834; pour le cuivre entre 1641 et 2976, notamment entre 2038 et 2815, préférentiellement entre 2170 et 2653 et en particulier égal ou voisin de 2412; pour le béryllium entre 37,8 et 69,4, notamment entre 47, 2 et 65,5, préférentiellement entre 50,4 et 61,7 et en particulier égal ou voisin de 56,04; pour le titane entre 13068 et 16368, notamment entre 13200 et 16302, préférentiellement entre 13284 et 16236 et en particulier égal ou voisin de 14760. Dans une forme de réalisation préférentielle, l'activateur biologique pour fosse septique selon l'invention est constitué par un mélange intime de particules constitué principalement et notamment de l'ordre de 75 % à 90 % d'une kaolinite présentant un potentiel d'oxydo-réduction voisin de celui des boues d'une fosse septique, notamment de l'ordre de - 500 mv et de particules d'un matériau essentiellement vitreux présentant en combinaison une surface spécifique de l'ordre de 90 à 110 m2/g environ, et notamment de l'ordre de 101 g/m2 et une capacité d'échange cationique de l'ordre de 56 meq/100 g à 70 meq/100 g environ et notamment de l'ordre de 63.1 meq/100 g. Plus spécialement, l'activateur biologique perfectionné selon -2599356 ú r l'invention comprend entre 70 ' et 90 environ, notammer.t de]'oxdrc d.- O0 %, de pdrticul's principalement de kaolinite et de 10: 30 envilon, notamment de l'ordre du 20 %., de matériaux vitreux. Des essais comparatifs d'activation utilisant un.têmoin et l'activateur biologique selon l'invention ont été réalisés et ont donné les résultats suivaints: Le( tableau 1 donne la demande chimique en oxygène et la production de gaz après 11 jours d'incubation dans un milieu ensemencé dont le substrat est de l'acétate de sodium, l'activateur biologique selon l'invention étant employé à une dose de 4 g/1. Le tableau 2 donne la production cumulée de gaz en fonction du temps, les essais ayant été effectués à 20'C dans des boues de fosse septique, l'activateur ayant été dosé à raison de 500 mg/l. TABLEAU 1 Témoin Activateur selon l'invention Variation Demande chimique en 1 633 264 - 618 % oxygène (mg 02/1) Production de gaz 183 607 * 332 % ml/1 TABLEAU 2 Production cumulée de gaz ml/l Durée de digestion en Témoin Activateur selon Variation nombre de jours l'invention 146 932 1 224 + 31% 1 792 2 190 4 22. 210 2 732 3 400 + 24 % Ces résultats d'essais d'activation biologique augmentation sensible l'activateur biologique montrent d'une part l'effet très positif obtenu par le produit selon l'invention et une de la production de gaz par rapport à connu de l'état de la technique. Naturellement, l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Activateur bio]ogique perfectionné pour fosse septique 'du type constitué par un produit en particules solides, non cor2osif, non toxique, finement divisé, de surface spécifique importante, présentant en solution une phase colloidale en suspension et une phase floculante, ayant en solution un pouvoir réducteur.d'origine minérale, ayant pour fonction de constituer un support pour la flore microbienne anaérobie d'une fosse septique en vue d'augmenter la densité de saturation bactérienne dans une fosse septique pour une quantité équivalente de nutriment, caractérisé par le fait que sa surface spécifique (en m2/g) est comprise entre 25 et 60,-notamment entre 30 et 50, et en particulier est égale ou voisine de 46. 2. Activateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sa capacité d'échange cationique (en meq/100 g) est comprise entre 9 et 32, notamment entre 14 et 32, et en particulier est égale ou voisine de 24. 3. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'au moins 80 % des particules a une granulométrie inférieure à 16 microns environ. 4. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'au moins 50 % des particules à une granulométrie inférieure à 4 microns environ. 5. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il présente une densité dans l'eau comprise entre 2 et 2,75, notamment entre 2,25 et 2,75 et en particulier égale ou voisine de 2,5. 6. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il présente un encombrement compris entre 1,5 et 2,6, notamment entre.2 et 2,6 et en particulier égal ou voisin de 2,33. 7. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il présente un taux de gonflement (en %) compris entre O et 65, notamment entre 53 et 65, et en particulir. égal ou Voisin de 59. 8. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé par le fait qu'il présente un pH compris entre 6,8 et 7,9, notamment égal ou voisin de 7,2. 9. Activateur selon)'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il présente un potentiel d'oxydo-réduction négatif, notamment de l'ordre de - 500 mv. 10. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 & 9, caractérisé par le fait qu'il présente un taux de matières volatiles (en %) compris entre 6,9 et 9,3, notamment entre 7,2 et 9,2, préférentiellement entre 7,3 et 9,1, et en particulier égal ou voisin de 8,2. 11. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il contient, en pourcentage, entre 43 et 94 notamment entre 43 et 91, préférentiellement entre 44 et 89 et en particulier entre 48 et 81 de silice en SiO2. 12. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il contient, en pourcentage, entre 3 et 30, notamment entre 5 et 27 d'aluminium en A1203. 13. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il contient, en pourcentage, entre 1,8 et 7,7, notamment entre 2,3 et 6,5, préférentiellement entre 2,7 et 6 et en particulier entre 3 et 6 de fer en Fe203. 14. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 & 13, caractérisé par le fait qu'il contient, 'en pourcentage, entre 1,3 et 5,9, notamment entre 1,8 et 4,6, préférentiellement entre 2,2 et 4,2 et en particulier entre 2,4 et 3,8 de calcium en CaO. 15. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 & 14, caractérisé par le fait qu'il contient de l'ordre de 1 % à 2 % de Ngo et Na20 chacun et de l'ordre de moins d'un % de TiO2, K20 et P205 chacun. 16. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1. 15, caractérisé par le fait qu'il contient comme teneur, en ml/kg, en oligoéléments, du manganèse entre 168 et 724, notamment entre 240 et 465 préférentiellement entre 300 et 380 et en particulier égal ou voisin de 344; du cobalt entre 169 et 217, notamment entre 173 et 216, préférentiellement entre 175 et 214 et en particulier égal ou voisin de 194; du zinc entre 601 et 1009, notamment entre 713 et 964, préférentiellement entre 750 et 918 et en particulier égal ou voisin de 834; du cuivre entre 1641 et 2976, notamment entre 2038 et 2815, préférentiellement entre 2170 et 2653 et en particulier égal ou voisin de 2412; du beryllium entre 37,8 et 69,4, notamment entre 47,2 et 65,5, préférentiellement entre 50,4 et 61,7 et en particulier égal ou voisin de 56,04; du titane entre 13068 et 16368, notamment entre 13200 et 16302 préférentiellement entre 13284 et 16236 et en particulier au égal ou voisin de 14760. 17. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait gu'il est constitué par un mélange intime de particules constituées principalement et notammment de l'ordre de 75 % à 90 % d'une kaolinite présentant un potentiel d'oxydo-réduction voisin de celui des boues d'une fosse septique, notamment de l'ordre de - 500 mv. 18. Activateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, -caractérisé par le fait qu'il est constitué par un mélange entre des particules d'un matériau essentiellement vitreux présentant en combinaison une surface spécifique (en m2/g) de 90 à 110 environ et notamment de l'ordre notamment de 101 et une capacité d'échange cationique (en meq/100 g) de l'ordre de 56 à 70 et notamment de l'ordre de 63.1. 19. Activateur selon l'une quelconque des revendications t & 17, caractérisé par le fait qu'il contient entre 70 % et 90 % environ, notamment de l'ordre de 80 %, de particules principalement de kaolinite et de 10 & 30 %, notamment de l'ordre de 20 % du matériau vitreux.