Brevet FR2747924A1 — publié le 19971031

DISPOSITIF ET PROCEDE DE FILTRATION POUR NEUTRALISER LES MAUVAISES ODEURS La présente invention concerne un dispositif de filtration pour neutraliser les mauvaises odeurs volatiles présentes dans une atmosphère ou véhiculées par un courant gazeux. Elle concerne également un procédé mettant en oeuvre une telle filtration. Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine du traitement des mauvaises odeurs telles que les odeurs corporelles de salle de bain ou de salons de coiffure, les odeurs de cuisine, les odeurs de tabac ainsi que les odeurs particulièrement tenaces comme celles d'excréments ou encore les odeurs de matériaux en décomposition dans les décharges publiques. Elle est également applicable aux odeurs de cheminée d'usines, de stations d'épuration et plus généralement à tous effluents gazeux malodorants issus de sites industriels, commerciaux ou particuliers. On connaît déjà différentes méthodes et dispositifs permettant de traiter les mauvaises odeurs. Une première technique consiste à surmonter ces odeurs par masquage soit quantitativement en parfumant l'atmosphère avec un produit d'arôme plus plaisant en grande quantité, soit par fixation des molécules malodorantes, en général en les complexant avec d'autres molécules, pour donner un produit d'un arôme différent et plus agréable. Cette technique de masquage présente cependant des inconvénients. En effet, une telle surimposition ne permet pas d'éliminer complètement les mauvaises odeurs, compte tenu notamment de la très grande sensibilité des nerfs olfactifs humains. Par exemple l'homme reste sensible au sulfure d'hydrogène alors que la proportion de ce dernier dans l'atmosphère ne dépasse pas 3ppm. Une autre technologie envisagée est celle de la filtration. Elle consiste à réduire les mauvaises odeurs en filtrant les molécules odorantes à l'émission. On connaît ainsi des filtres à charbons actifs qui permettent des résultats acceptables. De tels filtres ne pouvant être absolus dans la pratique, laissent cependant passer des molécules malodorantes. La présente invention vise à fournir un dispositif et un procédé de traitement des mauvaises odeurs répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique notamment en ce qu'elle permet une meilleure épuration de l'air de façon simple, efficace et peu coûteuse. En mettant en oeuvre en combinaison, une filtration mécanique, avec adsorption des molécules malodorantes, et un relargage de molécules parfumantes et/ou d'une composition de ces molécules d'odeurs agréables, l'atmosphère ou le courant gazeux malodorant traité sont ainsi apurés et agréablement parfumés. Dans ce but l'invention propose essentiellement un dispositif de filtration pour neutraliser les mauvaises odeurs volatiles présentes dans une atmosphère ou véhiculées par un courant gazeux, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche de matériau en zéolite naturel d'épaisseur déterminée, ladite couche étant imprégnée d'une solution aqueuse, avec pour 100 parties en poids de zéolite, environ 5 à environ 20 parties en poids de ladite solution aqueuse, ladite solution aqueuse comportant pour 1000 parties en poids d'eau, entre environ 1 partie et environ 20 parties en poids d'un mélange composite comprenant, pour une partie d'ions ammonium ou équivalent, une partie d'au moins une composition de nature parfumante et/ou désodorisante. L'épaisseur de la couche est déterminée d'une façon à la portée de l'homme du métier, en fonction de l'utilisation spécifique du filtre dépendant des caractéristiques du gaz filtré, c'est-à-dire essentiellement du débit moyen des molécules malodorantes passant au travers du filtre. La nature adsorbante de la zéolite naturelle, l'humidification de l'atmosphère réalisée grâce à ce filtre imprégné d'eau de façon appropriée et renouvelée avec le temps, ainsi que les possibilités de relargage de molécules parfumantes et/ou désodorisantes dans le courant gazeux ou l'atmosphère filtrée autorisent ainsi une excellente épuration physico-chimique. Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la solution aqueuse est cationique; - la solution aqueuse comporte entre environ 3 parties et environ 10 parties de mélange composite; - la couche en zéolite naturel est formée de matériau granuleux, de granulométrie moyenne comprise entre de l'ordre de 0,1 cm et de l'ordre de 5 cm; - la composition de nature parfumante et/ou désodorisante comprend une quantité efficace pour neutraliser les mauvaises odeurs d'un solvant représenté par la formule développée ci-après où n est un nombre entier valant 2 à 4, A, B et C représentent chacun indépendamment l'hydrogène, un groupe alkyle inférieur ayant 1 à 5 atomes de carbone ou un groupe alkényle inférieur ayant 3 à 5 atomes de carbone, à condition que lorsque deux des groupes, A, B et C sont des groupes alkyle ou alcényle, ils soient fixés à des atomes de carbone différents et pourvu que la somme des atomes de carbone dans A, B et C ne soit pas supérieure à 7, R1 et R2 représentent chacun indépendamment l'hydrogène ou un groupe alkyle inférieur ayant 1 à 5 atomes de carbone, où R1 et R2 pris ensemble représentent CH2m où m est un nombre entier valant 2 à 6, R3 représente l'hydrogène ou un groupe alkyle ou alkényle inférieur ayant jusqu'à 6 atomes de carbone, pourvu que la somme du plus grand nombre d'atomes de carbone dans R1 ou R2 plus R3 ne soit pas supérieure à 10, est présente dans la composition. De tels composés utilisés sous forme de solvant, présentent des molécules pour parties hydrophiles et pour parties hydrophobes qui ont montré de façon inattendue, lors des tests réalisés, qu'elles amélioraient le mécanisme d'imprégnation de la zéolite et de relargage de la composition parfumante et/ou désodorisante; - la composition de nature parfumante et/ou désodorisante est élaborée à partir d'esters aromatiques et/ou de formation complexe d'aldéhyde; - la composition de nature parfumante comporte un premier aldéhyde choisi parmi les aldéhydes aliphatiques acycliques et non terpéniques, les aldéhydes alicycliques non terpéniques, les aldéhydes terpéniques, les aldéhydes aliphatiques substitués par un groupe aromatique, les aldéhydes biofonctionnels et/ou un second aldéhyde choisi parmi les aldéhydes possédant l'insaturation en a de la fonction aldéhyde conjuguée avec un cycle aromatique et les aldéhydes dont la fonction est portée par un cycle aromatique; - la zéolite naturelle comprend au moins un type de zéolite choisie parmi la clinoptilotite, la mordenite, la chabazite, l'érionite, la phillipsite, l'heulandite, l'analcime, et/ou en provenance de tous gisements lithique de matériau de type zéolite comportant des caractéristiques physico-chimiques présentant des qualités équivalentes aux matériaux cités ci-avant, d'adsorption, de catalyse et d'échange. - le dispositif comporte des moyens de circulation forcée du courant gazeux au travers de la couche de matériau du dispositif. L'invention propose également un procédé de traitement des mauvaises odeurs volatiles présentes dans une atmosphère ou véhiculées par un courant gazeux, caractérisé en ce que on traite l'atmosphère ou le courant gazeux par filtration avec un filtre composé d'une couche de matériau en zéolite naturel d'épaisseur déterminée imprégnée d'une solution aqueuse, avec pour 100 parties en poids de zéolite, environ 5 à environ 20 parties en poids de ladite solution aqueuse, ladite solution aqueuse comportant, pour 1000 parties en poids d'eau, entre environ 1 partie et environ 20 parties en poids d'un mélange composite comprenant, pour une partie d'ions ammonium ou équivalent, une partie d'au moins une composition de nature parfumante et/ou désodorisante. Avantageusement, on réalise une circulation forcée de l'atmosphère ou du courant gazeux au travers du filtre par aspiration de l'atmosphère ou du courant gazeux au travers du filtre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. - La figure 1 montre schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention disposé au-dessus d'un courant gazeux à désodoriser. - La figure 2 est une vue schématique d'une couche de matériau en zéolite selon l'invention. La structure est par exemple métallique, peinte, de forme extérieure sensiblement cylindrique. La figure 1 montre schématiquement un dispositif filtrant ou filtre 1, amovible, comprenant une structure 2 de support de deux couches annulaires 3, horizontales, par exemple identiques, en matériau granuleux à base de zéolite selon l'invention. Les couches sont d'épaisseur déterminée, par exemple chacune de 5 cm d'épaisseur. Le filtre 1 est placé en dessus d'un puits 4 d'évacuation de gaz 5 de décomposition chargés en mauvaises odeurs issues d'un stockage de déchets pourrissants 6, par ailleurs recouverts d'une couche de terre 7. La dimension externe du filtre et le diamètre externe des couches annulaires est fonction de la largeur du puits 4. La structure 2 de support repose sur le rebord du puits via un support conique 8 permettant la canalisation approximativement étanche des gaz, qui s'élèvent ici par extraction naturelle, et leur passage par le filtre. Celui-ci comporte une cheminée centrale 9, cylindrique en partie haute, fermée par exemple à mihauteur du filtre, avec une embase conique en partie basse permettant de guider les gaz. La cheminée 9 est ajourée ou grillagée sur les parois latérales 10 de sa partie haute cylindrique de façon à permettre le passage des gaz radialement vers l'extérieur et au travers des parois de ladite cheminée, pour pénétrer dans la couche inférieure 3 du filtre, qu'elle traverse ensuite verticalement, ainsi que la couche 3 supérieure. Chaque couche (voir figure 2) repose sur un tamis en forme de rondelle métallique 11, de soutien gravitaire du matériau 12, granulaire, compacté et humidifié avec un mélange composite selon l'invention. L'humidification des couches de zéolite se fait par exemple via un goutte à goutte à écoulement gravitaire, à partir d'un réservoir 13 de stockage du mélange composite 14 dont le niveau 15 est régulièrement contrôlé par exemple via un indicateur visuel 16. Plus précisément le réservoir 13 alimente par exemple deux rampes 17 à buses d'aspersion régulièrement reparties, chacune desdites rampe étant située à la périphérie ou encore de façon centrée, au dessus de la surface annulaire supérieure d'une couche correspondante. Pour permettre l'installation de la rampe de la couche inférieure, la surface supérieure 18 de celleci débouche dans un espace annulaire 19, fermé sur ses parois, séparant les deux couches. La surface supérieure 20 de la couche supérieure débouche quant à elle à l'air libre pour libérer les gaz épurés et/ou parfumés 21. Un toit 22 de protection contre les intempéries, par exemple en forme de chapeau chinois schématisé en trait mixte sur la figure 1, est par ailleurs prévu. Enfin le fond de la structure 2 est formé par une cuve annulaire 23, de rétention du mélange composite qui n'aurait pas été absorbé par la zéolite. Elle est délimitée d'un côté par l'embase conique inférieure de la cheminée 9 et de l'autre côté par la paroi externe de la structure. En cas de trop plein, le mélange composite vient imprégner la face inférieure de la couche inférieure 3, et se déversera par trop plein dans la cheminée 9 vers le puits 4. Le filtre 1 est entièrement démontable, par exemple par le haut, ce qui permet ainsi le remplacement des couches 3 de zéolite. Pour se faire, il est prévu des poignées 25 de préhension des couches 3 chacune enserrée dans une enveloppe 26 de cohésion à coins renforcés 27. L'enveloppe 26 est quant à elle agencée pour venir reposer sur des butées 28 fixées sur les parois internes de la structure 2. Il en ressort une grande simplicité, une robustesse, et une fiabilité de mise en oeuvre de maintenance du filtre particulièrement remarquable. De façon générale, concernant le mélange composite, on citera comme composés pouvant convenir selon l'invention, les composés choisis parmi les composés suivants - les alcools aliphatiques, avantageusement de C10 à C12, comme le décanol, le citronéllol, le géraniol; - les aldéhydes, avantageusement de C10 à C13, soit aliphatiques comme le dodécanal normal ou ramifié, l'aldéhyde myrac, soit aromatiques comme l'aldéhyde cyclamen, l'hélional, l'héliotropine, le paraméthylphényl-acétaldéhyde, la vanilline et ses dérivés; - les cétones aliphatiques, avantageusement en C13 et C14, comme les alpha et béta ionones et damascones ainsi que les cétones aliphatiques et aromatiques à odeur musquée pouvant avoir jusqu'à 18 atomes de carbone; - les esters aliphatiques, avantageusement en C8 et C15, comme le dihydrojasmonate de méthyle, le jasmonate de méthyle, le cinnamate de méthyle, le méthylphénylglycidate d'éthyle, les esters aromatiques comme l'anthranilate de méthyle, le Nméthyl-anthranilate de méthyle, le phénylacétate de p-crésyle, le salicylate d'amyle; - les lactones aromatiques comme la coumarine, la dihydrocoumarine et les lactones aliphatiques comme la gamma-décalactone, dodécalactone et undécalactone; - les phénols comme l'eugénol et l'isoeugénol; - les éthers aromatiques comme l'oxyde de diphényle, les éthers méthylés et éthylés du naphtol, le galaxolide; - les composés azotés du type amines comme l'indole et ses composés de réaction avec l'hydroxycitronellal dénommés indolène et les nitriles aliphatiques comme le tridécène-2-nitrile; - les amines aromatiques y compris les dérivés pyridiniques comme la (méthyl-2'-pentène-2'-yl)-2méthyl-5-pyridine. Parmi les composés mentionnés ci-dessus convenant selon l'invention, on citera de préférence la coumarine, 1' allyl-ionone, lteugénol et l'isoeugénol, le dihydrojasmonate de méthyle, l'indole et l'indolène, l'hélional, l'alpha et la béta ionone et la (méthyl-2' -pentène-2' -yl) -2-méthyl-5-pyridine. Ceux des composés qui sont liquides peuvent être utilisés tels quels. Par contre, les composés cristallisés seront utilisés après leur dissolution dans leur solvant habituel bien connu en parfumerie comme le phtalate d'éthyle, le benzoate de benzyle, le citrate d'éthyle et analogues. En outre, si on le désire, les composés selon l'invention peuvent aussi être utilisés en mélanges dans des proportions variables donnant une formule n'ayant pratiquement aucun effet olfactif désagréable. Rien n'empêche toutefois d'ajouter aux composés selon l'invention, pris seuls ou en mélanges, et à volonté d'autres matières premières parfumantes agrémentant pour l'usager et pour l'environnement l'effet olfactif de la formulation à appliquer. Pour mieux illustrer les résultats avantageux obtenus avec le procédé selon l'invention il est donné ci-après deux exemples de façon nullement limitative. Le test employé est effectué avec un panel d'au minimum cinquante personnes, dont cinq au moins sont des spécialistes de l'olfaction, les autres étant sélectionnées sans critère particulier. L'effluent à traiter est quant à lui défini de la façon suivante Pour un effluent quantifiable et isolé, par exemple H2S - Par réduction physique En mesurant sa concentration dans l'air avant traitement et sa concentration dans l'air filtré, - Par réduction sensitive Pour ce faire on fait noter sur une échelle d'intensité par l'ensemble du panel les sensations perçues en inspiration par le biais d'un olfactomètre ou d'un test en bécher de 1 'air traité par le système de filtration et imprégné de solution désodorisante, de deux échantillons "leurre", l'un parfumé et 1 'autre malodorant, d'un air chargé artificiellement d'une concentration de H2S identique à celle de l'air traité, sans solution désodorisante. Dans le cas d'un effluent malodorant de type complexe, par exemple provenant d'une dégradation organique, on fait noter sur une échelle d'intensité par l'ensemble du panel les sensations perçues en inspiration par le biais d'un olfactomètre ou d'un test en bécher de l'air traité par le système de filtration et imprégné de solution désodorisante de deux échantillons "leurre", l'un parfumé et l'autre malodorant d'une autre nature, d' d'un échantillon d'air non parfumé chargé de H2S, à la concentration résiduelle relevée d'un air traité. Dans tous les cas, les panelistes notent leurs sensations sur deux échelles graduées (A et B) en distinguant l'intensité de la mauvaise odeur (échelle - A -) et l'intensité totale de l'odeur (échelle - B -). Compte tenu de l'anosmie temporaire qui est induite par cette technologie, il est recommandé d'attendre au moins une minute entre deux échantillons. Cette attente peut être comblée, soit par une question de contrôle, soit en sentant ou en gouttant un produit tout à fait différent (eau de toilette, chewing-gum). L'odeur d'origine reçoit sur les échelles graduées la valeur 0. Pour chaque échelle, la graduation va, par pas de 5, de -20 à +20, la note -20 représentant la neutralité absolue et l'absence de toute sensation olfactive. Les résultats sont obtenus en faisant la moyenne, pour chaque échelle, des notes attribuées par les panélistes. Echelle A Une moyenne inférieure à 0 reflète une réduction de la mauvaise odeur, une moyenne supérieure à 0 reflète un accroissement de la mauvaise odeur. Echelle B Une moyenne inférieure à 0 reflète une réduction de l'intensité de l'odeur perçue, une moyenne supérieure à 0 reflète un accroissement de l'intensité de l'odeur perçue. il est ensuite procédé à l'analyse des résultats selon les critères suivants - Une moyenne A supérieure à 0, avec une moyenne supérieure à 0 révèle un effet de Masquage, - Une moyenne A inférieure à 0, avec une moyenne supérieure à 0 révèle un effet d'inhibitionréduction. Compte tenu des traces résiduelles d'effluents malodorants et de molécules parfumantes, on considère que le résultat optimal se situe dans la fourchette -5/-10 des échelles A et B. TEST 1 Air chargé de 40ppm de H2S à 20 C Filtre Zéolite Granulats de 0.8/1.2 cm Clinoptinolite Epaisseur : 40 mm Imbibé à 15% en poids d'une solution aqueuse composite à base d'ions ammoniums, esters, aldéhydes, et solvants du type connu sous la dénomination VAILEX commercialisée par la Société BUSH BOAKE ALLEN, à une concentration de 5 pour 1.000. Vitesse de passage de l'Air : 0,04 m/seconde Résultats observés a) Mesure de la concentration H2S après filtration : 7ppm b) odeur résiduelle - Echantillon témoin : Air + H2S 7 ppm, correspondant à la valeur 0 des échelles A & B panélisation de l'odeur résiduelle : Echelle A : 6 et Echelle B : -5 TEST N02 Odeur forte de décomposition organique (prélèvement sur décharge) Présence de Bio-gaz, méthane, mercaptans, H2S, NH3, . Filtre Zéolite Granulats de 0.8/1.2 cm Clinoptilite 50% - Chabazite 50% Epaisseur : 30 mm Imbibé à 15% en poids d'une solution aqueuse composite à base d'ions ammoniums, esters, aldéhydes, et solvants du type connu sous la dénomination VAILEX, à une concentration de 4 pour 1.000. Vitesse de passage de l'Air : 0,1 m/seconde Panélisation de l'odeur résiduelle : Echelle A - 8 et Echelle B : -6. Comme il va de soi et comme il résulte de ce qui précède, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation plus particulièrement décrit. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où le filtre comporte des moyens engendrant une circulation forcée, celles où il ne comporte qu'une couche ou plusieurs couches de matériau à base de zéolite, celles où le système d'humidification est différent. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de filtration pour neutraliser les mauvaises odeurs volatiles présentes dans une atmosphère ou véhiculées par un courant gazeux (5), caractérisé en ce que il comporte au moins une couche (3) de matériau (12) en zéolite naturel d'épaisseur déterminée imprégnée d'une solution aqueuse (14), avec pour 100 parties en poids de zéolite, environ 5 parties à environ 20 parties en poids de ladite solution aqueuse, ladite solution aqueuse comportant pour 1000 parties en poids d'eau, entre environ 1 partie et environ 20 parties en poids d'un mélange composite comprenant, pour une partie d'ions ammonium ou équivalent, une partie d'au moins une composition de nature parfumante et/ou désodorisante. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce que la solution aqueuse comporte entre environ 3 parties et environ 10 parties de mélange composite. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (3) en zéolite naturel est formée de matériau granuleux de granulométrie moyenne comprise entre de l'ordre de 0,1 cm et de l'ordre de 5 cm. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition de nature parfumante et/ou désodorisante comprend une quantité efficace pour neutraliser les mauvaises odeurs d'un composé représenté par la formule développée ci-après où n est un nombre entier valant 2 à 4, A, B et C représentent chacun indépendamment l'hydrogène, un groupe alkyle inférieur ayant 1 à 5 atomes de carbone ou un groupe alkényle inférieur ayant 3 à 5 atomes de carbone, à condition que lorsque deux des groupes, A, B et C sont des groupes alkyle ou alcényle, ils soient fixés à des atomes de carbone différents et pourvu que la somme des atomes de carbone dans A, B et C ne soit pas supérieure à 7, R1 et R2 représentent chacun indépendamment l'hydrogène ou un groupe alkyle inférieur ayant 1 à 5 atomes de carbone, où R1 et R2 pris ensemble représentent CH2m où m est un nombre entier valant 2 à 6, R3 représente l'hydrogène ou un groupe alkyle ou alkényle inférieur ayant jusqu'à 6 atomes de carbone, pourvu que la somme du plus grand nombre d'atomes de carbone dans R1 ou R2 plus R3 ne soit pas supérieure à 10, est présente dans la composition. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition de nature parfumante et/ou désodorisante est élaborée à partir d'esters aromatiques et/ou de formation complexe d'aldéhydes. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la composition parfumante comporte un premier aldéhyde choisi parmi les aldéhydes aliphatiques acycliques et non terpéniques, les aldéhydes alicycliques non terpéniques, les aldéhydes terpéniques, les aldéhydes aliphatiques substitués par un groupe aromatique, les aldéhydes biofonctionnels et un second aldéhyde choisi parmi les aldéhydes possédant l'insaturation en a de la fonction aldéhyde conjuguée avec un cycle aromatique et les aldéhydes dont la fonction est portée par un cycle aromatique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zéolite naturelle comprend au moins un matériau choisi parmi la clinoptilotite, la mordenite, la chabazite, l'érionite, la phillipsite, l'heulandite et l'analcime. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte de plus des moyens de circulation forcée du courant gazeux au travers de la couche de matériau du dispositif. 9. Procédé de traitement des mauvaises odeurs volatiles présentes dans une atmosphère ou véhiculées par un courant gazeux, caractérisé en ce que on traite l'atmosphère ou le courant gazeux par filtration avec un filtre composé d'une couche de matériau en zéolite naturel d'épaisseur déterminée imprégnée d'une solution aqueuse, avec pour 100 parties en poids de zéolite, environ 5 à environ 20 parties en poids de ladite solution aqueuse, ladite solution aqueuse comportant pour 1 000 parties en poids d'eau, entre environ 1 partie et environ 20 parties en poids d'un mélange composite comprenant, pour une partie d'ions ammonium ou équivalent, une partie d'au moins une composition de nature parfumante et/ou désodorisante. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que on réalise une circulation forcée de l'atmosphère ou du courant gazeux au travers du filtre par aspiration de ladite atmosphère ou dudit courant gazeux au travers dudit filtre.