Brevet FR2709303A1 — publié le 19950303

PASTILLES DESTINEES A ETRE UTILISEES DANS DES INSTALLATIONS POUR LE TRAITEMENT DES EAUX, ET LEUR PROCEDE DE FACONNAGE La présente invention porte sur des pastilles destinées à être utilisées dans des installations pour le traitement des eaux, ainsi que sur un procédé de façonnage de ces pastilles. L'une des méthodes de traitement des eaux (telles que les eaux d'égouts) consiste à les faire passer à travers un filtre qui incorpore une grande quantité de pastilles ou d'articles similaires, de telle sorte que les eaux passent à travers les cavités laissées entre les pastilles. Le système de filtration dépend de la présence de croissance bactérienne qui sera installée sur les pastilles sous la forme d'une biomasse qui sert à décomposer les eaux d'égouts dans l'eau. Il est nécessaire de bien tasser les pastilles, de façon à créer des trajets de filtration convolutés. Il est également essentiel que les milieux de filtration soient capables de retenir la biomasse sur les pastilles, alors qu'on introduit l'eau et/ou l'air de façon forcée (souvent avec agitation violente) à travers eux, étant donné que l'efficacité de l'installation de filtration dépend de la quantité de biomasse présente. Le nettoyage de l'installation de filtration est souvent un problème, étant donné qu'il peut nécessiter que l'installation soit fermée et qu'il conduit souvent à une perte d'une proportion substantielle de la biomasse, laquelle doit ensuite être remise en croissance. Conformément à la présente invention, il est proposé une pastille destinée à être utilisée en quantité dans un filtre d'une installation de traitement des eaux, et comprenant une matière polyoléfinique extrudée à travers une filière pour former une surface très rugueuse, créée par fragilité de fusion accrue, puis coupée en forme de pastille pour donner une pastille à grande surface spécifique, destinée à être utilisée comme moyen de réception pour la biomasse dans des procédés de traitement des eaux. Une telle pastille est appropriée de façon idéale pour être utilisée dans un filtre pour une installation de traitement des eaux, en grande partie parce que la surface très rugueuse créée par l'effet de fragilité de fusion accrue procure un nombre considérable de cavités à l'intérieur desquelles la biomasse peut être retenue. La forme préférée de polyoléfine est le polypropylène ou le polyéthylène. Pour parvenir à une densité désirée pour la pastille, la polyoléfine peut incorporer une charge minérale. Il est également possible d'introduire du gaz dans la matière de façon à réduire la densité par incorporation d'ingrédients de base (pendant le façonnage), lesquels se vaporiseront lors du chauffage. Par ce moyen, des pastilles pourraient être formées, lesquelles auront tendance à flotter sur la surface de l'eau devant être traitée. Dans d'autres situations, il peut être souhaitable que les pastilles soient d'une densité légèrement plus grande que l'eau. La dimension de pastille se situera, de préférence, à l'intérieur de la plage d'un diamètre de 2 à 8 mm et d'une longueur de 2 à 8 mm. On façonnera les pastilles, de façon idéale, en introduisant de façon forcée la matière destinée à les constituer à travers une filière rétrécie, dont la forme est telle que la matière n'aura pas tendance à s'écouler de façon égale à travers la filière, conduisant à une rugosité non symétrique sur la surface de la pastille. Ainsi, conformément à un autre aspect de cette invention, il est proposé un procédé de façonnage de pastilles destinées à être utilisées dans des installations pour le traitement des eaux, suivant lequel une matière polyoléfinique est extrudée à travers une ouverture de filière sous pression, l'ouverture ayant un appui de rétrécissement conduisant à une ouverture de gonflement, de telle sorte que la matière, après avoir été soumise à une étape de rétrécissement brusque, soit rendue capable de se dilater rapidement lors de l'éjection hors de la filière, le produit d'extrusion étant coupé en longueurs afin de former les pastilles. En fonction de la dimension des pastilles devant être formées (et ainsi pour les plus grandes dimensions), l'ouverture de gonflement peut comprendre une section de l'ouverture de filière de plus grande section transversale que l'appui et en aval de l'appui. Pour des dimensions de pastille plus petites, le point de sortie à partir de l'appui peut comprendre à la fois l'ouverture de gonflement et le point de sortie à partir de la filière. Les changements de pression provoqués par l'appui et l'ouverture de gonflement conduisent à ce que des contraintes substantielles soient créées dans la matière polyoléfinique, conduisant à une séparation et à un feuilletage, en particulier si des mélanges non intimes de polyoléfines sont utilisés. Le refroidissement au niveau du point de sortie à partir de la filière s'effectuera, de façon idéale, par découpe des pastilles dès leur extrusion et refroidissement dans un torrent d'eau ou introduction du produit d'extrusion à travers un bain de refroidissement par eau, en faisant suivre par une découpe en pastilles cylindriques. Un refroidissement rapide au niveau du point de sortie à partir de la filière conduit à un fendillement par contrainte brutal sur la surface externe, qui est alors "gelé" dans la pastille finale. Alors que certaines matières auraient tendance à être en parcours libres à température élevée à travers la filière, la matière pour les pastilles de cette invention a tendance à créer un effet de frottement, en particulier lorsque des additifs sont incorporés. Les additifs préférés à cet effet, devant être incorporés dans la polyoléfine de base, sont une matière polyoléfinique restructurée et/ou de masse moléculaire élevée, qui aidera à accroître l'effet de fragilité de fusion. De façon idéale, la matière polyoléfinique de base représentera 80%, de préférence 90% ou davantage, du produit total. L'invention peut être réalisée de diverses manières, et un mode de réalisation préféré va maintenant être décrit, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe à travers une partie d'une filière utilisée dans la création de pastilles de cette invention; - la Figure 2 est une vue en coupe partielle d'une autre filière utilisée à cet effet; et - la Figure 3 est une illustration agrandie d'une pastille formée à l'aide de la filière représentée sur la Figure 1. Dans le façonnage des pastilles de cette invention, une matière de type polypropylène ou polyéthylène à l'état fondu est forcée sous haute pression à travers une section de sortie 1 d'une filière 2, et est soumise à un rétrécissement rapide au niveau d'une région d'appui 3. De façon typique, le diamètre de filière au point A pourrait être de 5 mm, se réduisant à 2,25 mm au niveau de l'appui 3. Une ouverture de gonflement 4 est disposée immédiatement après l'appui 3 (à un diamètre de 2,50 mm), permettant ainsi à la matière de se dilater à nouveau dans une certaine mesure avant d'être finalement éjectée à travers une ouverture de sortie 5, o une nouvelle expansion a lieu, accompagnée par un refroidissement rapide à l'eau. Par suite du passage de la matière à travers la filière, la matière est soumise à des contraintes substantielles et à une reconstruction physique substantielle au niveau des régions 3 et 4 de la filière et au fur et à mesure que la matière est éjectée hors de la filière. Egalement, un fendillement par contrainte brutal a lieu sur la surface extérieure pendant le stade de refroidissement. Ceci crée une surface très rugueuse sur la matière, comme on peut le voir sur la représentation d'une pastille illustrée sur la Figure 3. La matière extrudée à partir de la filière est immédiatement coupée en longueurs de pastille après éjection hors de la filière. La Figure 2 montre une autre forme d'agencement de filière, selon laquelle la partie de gonflement 4A est déplacée sur un côté par rapport à la région d'appui 3A de la filière 2A. Les deux régions 3A et 4A ont un diamètre de 2,50 mm, mais le déplacement provoque des contraintes quelque peu analogues sur la matière, au fur et à mesure qu'elle quitte la région d'appui 3A, telles qu'elles sont exercées dans la filière de la Figure 1. Pour des pastilles de dimensions à petit diamètre, la région de gonflement et le point de sortie (4 et 5) peuvent être combinés, de telle sorte que la sortie à partir de la filière soit effectivement à l'extrémité de la région d'appui 3. REVENDICATIONS 1 - Pastille destinée à être utilisée en quantité dans un filtre d'une installation pour le traitement des eaux et comprenant une matière polyoléfinique extrudée à travers une filière de façon à former une surface très rugueuse créée par fragilité de fusion accrue, puis coupée en forme de pastille pour donner une pastille à grande surface spécifique, devant être utilisée comme moyen de réception pour la biomasse dans les procédés de traitement des eaux. 2 - Pastille selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la polyoléfine est le polypropylène ou le polyéthylène et, de préférence, la matière polyoléfinique de base représente 80%, de préférence 90% ou davantage, du produit total. 3 - Pastille selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la polyoléfine incorpore une charge minérale et/ou des additifs sont incorporés dans la polyoléfine de base sous la forme d'une matière poly- oléfinique restructurée et/ou de masse moléculaire élevée, qui aidera à accroître l'effet de fragilité de fusion. 4 - Pastille selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que du gaz est introduit dans la matière de façon à réduire la densité par incorporation d'ingrédients de base (pendant le façonnage), lesquels se vaporiseront lors du chauffage, ou par le fait que les pastilles sont formées pour présenter une densité légèrement supérieure à l'eau. - Pastille selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la dimension de pastille se situe à l'intérieur de la plage d'un diamètre de 2 à 8 mm et d'une longueur de 2 à 8 mm. 6 - Pastille selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les pastilles ont été façonnées par introduction forcée de la matière destinée à les constituer à travers une filière rétrécie, dont la forme est telle que la matière n'aura pas tendance à s'écouler de façon égale à travers la filière, conduisant à une rugosité non symétrique sur la surface de la pastille. 7 - Procédé de façonnage de pastilles destinées à être utilisées dans des installations pour le traitement des eaux, caractérisé par le fait qu'une matière polyoléfinique est extrudée à travers une ouverture (1; 1A) de filière sous pression, l'ouverture (1; 1A) ayant un appui de rétrécissement (3; 3A) conduisant à une ouverture de gonflement (4; 4A), de telle sorte que la matière, après avoir été soumise à une étape de rétrécissement brusque, soit rendue capable de se dilater rapidement lors de l'éjection hors de la filière (2; 2A), le produit d'extrusion étant coupé en longueurs afin de former les pastilles. 8 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'ouverture de gonflement (4) comprend une section de l'ouverture de filière (1) de plus grande section transversale que l'appui (3) et en aval de l'appui (3), et/ou par le fait que le point de sortie à partir de l'appui (3) comprend à la fois l'ouverture de gonflement (4) et le point de sortie (5) à partir de la filière (2). 9 - Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que des mélanges non intimes de polyoléfines sont utilisés. - Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que le produit d'extrusion est refroidi au niveau du point de sortie (5; 5A) à partir de la filière (2; 2A) par découpe des pastilles dès l'extrusion et refroidissement dans un torrent d'eau ou introduction du produit d'extrusion à travers un bain de refroidissement par eau, en faisant suivre par une découpe en pastilles cylindriques.