Brevet FR2843280A1 — publié le 20040213

i L'invention concerne un corps creux d'écoulement, que présentent par exemple, les stations d'épurations ou systèmes de drainage. Au sens de la présente invention, les corps creux sont utilisés par exemple dans les stations d'épuration pour le traitement des eaux 5 résiduaires, qui sont disposés dans les bassins d'eau résiduaire. Ces corps creux traversés d'air dans ce cas d'utilisation consistent par exemple en des éléments d'aération, qui veillent à l'introduction nécessaire d'oxygène dans l'eau résiduaire. Les éléments d'aération peuvent présenter une membrane avec des perforations (orifices), par lesquelles l'oxygène est 10 envoyé sous pression dans l'eau résiduaire. Par cet apport d'oxygène, les microorganismes présents dans l'eau résiduaire sont alimentés, lesquels reconnaissent les constituants des eaux résiduaires comme substances alimentaires et les décomposent. Le désavantage est cependant que les microorganismes se déposent 15 facilement sur la membrane. Cela conduit à la formation d'un biofilm sur la surface de la membrane. Ce biofilm peut consister par exemple, en des bactéries mucilagineuses, en des algues ou d'autres constituants organiques. Le biofilm croit de manière constante, ce par quoi les orifices des membranes s'engorgent ou se bouchent. Ensuite, il se produit une 20 formation irrégulière de bulles et l'efficacité de l'aération diminue avec une perte de pression croissante. Par ailleurs, un apport en oxygène non suffisant conduit à la mort des microorganismes dans l'eau résiduaire, ce par quoi la chaîne de purification de l'eau résiduaire est interrompue. Dans d'autres cas d'utilisation, comme par exemple les systèmes de 25 drainage, on rencontre un problème similaire. Les orifices des tubes de drainage, qui se trouvent dans le sol, sont colonisés également par des microorganismes, avec pour conséquence qu'un assèchement suffisant ne peut plus être effectué par le système de drainage. Des problèmes similaires se présentent dans les échangeurs de 30 chaleur, qui sont par exemple utilisés dans les stations d'épuration pour le traitement de la boue. Ici, la boue est traitée en l'absence d'air par l'utilisation de microorganismes anaérobies, qui décomposent la boue, essentiellement en eau, CO2 et boue stabilisée (stabilisation anaérobie de la boue). Pour créer de bonnes conditions de température pour les 35 microorganismes, la boue est chauffée par l'échangeur de chaleur. Ici également, il faut noter que l'échangeur de chaleur, en particulier sur ses surfaces d'échange de chaleur, est chargé avec le temps, de microorganismes, ce par quoi le taux d'activité de l'échangeur de chaleur diminue. Pour les échangeurs de chaleur utilisés dans les dispositifs 5 d'écoulement de la station d'épuration, qui prélèvent la chaleur de l'eau résiduaire purifiée et produisent de la chaleur à l'aide de pompes à chaleur, les problèmes indiqués se posent. L'invention repose sur l'objectif de préparer un corps creux d'écoulement, avec lequel on peut éviter les problèmes décrits. A cet effet, le corps creux d'écoulement qu'elle concerne, consiste au moins partiellement en au moins un des matériaux suivants: a) un matériau qui a de lui-même, une activité antimicrobienne b) un matériau dans lequel un additif agissant comme biocide est réparti, c) un matériau, sur la surface duquel un matériau agissant comme biocide est disposé. Par opposition aux corps creux connus, la présente invention se caractérise en ce que le corps creux d'écoulement consiste au moins partiellement en un matériau, qui a de lui-même, une activité 20 antimicrobienne, dans lequel un additif agissant comme biocide est réparti et/ou un matériau agissant comme biocide est disposé sur sa surface. Par l'expression " additif agissant comme biocide ", on entend dans le sens de l'invention, toutes les substances qui tuent ou décomposent les organismes ou qui les écartent du corps creux. Les organismes peuvent être non 25 seulement des plantes, mais également des microorganismes, y compris des bactéries et des champignons. Sur base de l'additif agissant comme biocide, que présente le corps creux, on empêche que les microorganismes en particulier se fixent sur la surface du corps creux et ainsi, n'influencent défavorablement l'activité du corps creux. L'additif peut être lié au 30 matériau du corps creux. Il existe ici la possibilité d'incorporer celui-ci comme additif dans le matériau primaire du corps creux, sans cependant influencer défavorablement les propriétés mécaniques du corps creux. Pour atteindre une activité efficace du biocide dans le corps creux, celui-ci doit être dispersé régulièrement dans le matériau du corps creux. Pour pouvoir 35 développer complètement l'activité biocide, le biocide, qui peut se trouver sous différentes formes, par exemple sous forme pulvérulente, cristalline ou liquide, doit entrer en contact avec les microorganismes. Par conséquent, c'est la surface du corps creux surtout, qui doit présenter l'additif biocide. Il n'est souvent pas nécessaire de munir de l'additif, le matériau de tout le corps creux. Il est le plus souvent suffisant, que seules les zones du corps 5 creux présentent l'additif, sur lesquelles une éventuelle colonisation de corps étrangers, comme des microorganismes agit défavorablement pour le fonctionnement du corps creux. De plus, il peut suffire que, sans modifier le matériau primaire du corps creux, on dispose simplement sur la surface, un matériau agissant 10 comme biocide. Dans ce cas, la surface du corps creux peut être revêtue de l'additif biocide. Les procédés de revêtement usuels peuvent ici être utilisés, comme par exemple une pulvérisation ou une vaporisation de l'additif sur la surface du corps creux. La solution alternative de l'objectif de la présente invention prévoit 15 que le corps creux est au moins partiellement formé d'un matériau qui a luimême, une activité antimicrobienne, ce qui crée une protection contre les microorganismes. Au contraire des matériaux qui sont munis de biocides, comme indiqué ci-dessus, I'activité antimicrobienne de ces matériaux provient d'abord du matériau lui-même, par exemple un polymère. Les 20 microorganismes qui entrent en contact avec le matériau, sont tués par le matériau même, sans que l'agent actif ne soit déchargé dans l'environnement. Un tel matériau est connu par exemple, sous le nom de produit AMINA T 100 et est fourni par Creavis GmbH, D-Marl. Ce matériau peut être mis en oeuvre comme additif dans le sens de la 25 première variante de l'invention. Dans un aspect de l'invention, le corps creux peut être préparé en tant qu'élément d'aération, qui est mis en oeuvre par exemple, dans des stations d'épuration pour l'introduction d'oxygène. Comme élément d'aération, conviennent par exemple, un aérateur en 30 disque, qui présente une membrane. Les membranes usuellement utilisées consistent en une matière plastique, en particulier en EPDM (polymère mixte, Ethylène Propylène Diène Monomère), o la membrane peut consister en au moins un des matériaux cités. Ici, le polymère mixte (EPDM) peut présenter la composition suivante: chaîne d'éthylène35 propylène (polymère) à environ 25-55% en poids, suie à environ 1-30% en poids, plastifiant (paraffine, huiles minérales aromatiques et naphténiques) à environ 2-35% en poids et réticulant, antioxydants à environ 1% en poids, o il suffit de mélanger l'additif en une faible fraction en poids pour produire une action biocide de la membrane. Par la membrane perforée, par exemple fendue, I'oxygène est envoyé dans l'eau résiduaire à traiter, o les 5 microorganismes présents dans l'eau résiduaire prélèvent l'oxygène et décomposent les constituants de l'eau résiduaire. Pendant le processus d'aération, la membrane forme une vote, la fente s'ouvre et de fines bulles se développent. Le désavantage des éléments d'aération connus est que les 10 constituants plastifiants présents dans la membrane, comme par exemple la paraffine, des huiles minérales aromatiques et naphténiques, sont rincés du matériau de la membrane au cours du temps. Cette perte de plastifiant se produit entre autres, en ce que les microorganismes fixés sur la membrane dissolvent le plastifiant. Sur base de la perte des constituants plastifiants, 15 la membrane durcit au cours du temps, ce par quoi la perte de pression et les cots de fonctionnement augmentent avec pour conséquence que la membrane doit être changée. Par l'utilisation d'un des matériaux indiqués, on empêche les désavantages décrits ci-dessus. Selon l'invention, il ne se forme pas de 20 biofilm consistant en des microorganismes sur la surface de la membrane (dans chaque cas, faible revêtement), de sorte qu'une perte des constituants plastifiants peut être réduite de manière importante dans la membrane. Les microorganismes sont rapidement tués. De plus, I'oxygène peut être introduit régulièrement dans l'eau résiduaire à aérer, parce que 25 peu de microorganismes se fixent dans les fentes de la membrane. En variante, l'élément d'aération peut être un aérateur en forme de bougie. Ici également, I'additif biocide peut être intégré dans le matériau de l'aérateur en forme de bougie, lequel additif empêche une colonisation des microorganismes sur la surface ou dans les orifices pour le passage de 30 I'oxygène. De plus, il est possible également de revêtir la surface avec un additif agissant comme biocide ou le matériau antimicrobien. Dans un autre aspect, le corps creux est un tube de drainage. De tels tubes de drainage présentent des orifices ou trous, par lesquels l'eau s'écoule du terrain dans le tube de drainage. Le désavantage des tubes de 35 drainage connus est que ces orifices se bouchent au cours du temps, par des microorganismes, ce par quoi un assèchement efficace ne peut plus se produire. Lorsque le tube de drainage présente un des matériaux indiqués, un bouchage peut alors être activement contrecarré. Le matériau muni ou revêtu de l'agent biocide peut être une matière plastique. Le matériau biocide peut être mélangé déjà lors du traitement de 5 la matière plastique et on usine ensuite en articles moulés. Cela vaut également pour un tube de drainage en matière plastique. Ici, le tube peut consister en du PVC (polychlorure de vinyle). L'additif biocide peut être incorporé au PVC ou appliqué sur la surface extérieure à l'aide d'un procédé usuel de revêtement. Selon une autre forme de réalisation, un élément de couverture entoure le tube de drainage, o l'élément de couverture consiste à nouveau en les matériaux indiqués. L'élément de couverture, qui est de préférence flexible et qui peut consister en des fibres minérales, est disposé autour du tube de drainage et sert à ce qu'un colmatage des bancs de suintement se 15 forme le moins possible sur le tube de drainage. D'autre part, l'élément de couverture sur la surface extérieure agit par les agents actifs biocides présents, pour qu'aucun microorganisme ne colonise le tube de drainage ou les orifices de drainage. Dans le cas o l'eau prélevée par le tube de drainage doit être utilisée comme eau potable, il est particulièrement 20 important qu'aucune bactérie ou champignon ne se forme dans les orifices de drainage, ce qui peut être activement évité avec la présente invention. Il est également possible que non seulement le tube de drainage (ou en général, le corps creux d'écoulement), mais également, l'élément de couverture soit équipé suivant l'invention. En outre, le corps creux peut être un échangeur de chaleur. Sur la surface de l'échangeur de chaleur, qui est utilisé par exemple dans la station d'épuration pour le traitement de la boue, il ne se développe, par l'utilisation des matériaux indiqués, aucun biofilm de microorganismes, lequel est relié à un faible taux d'activité de l'échangeur de chaleur. Il est 30 cependant important que les surfaces d'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur soient équipées suivant l'invention. L'additif peut être appliqué sur les surfaces d'échange de chaleur par des procédés connus de revêtement, ou en variante, est incorporé dans le matériau des surfaces d'échange de chaleur. De plus, il existe également la possibilité d'entourer 35 les surfaces d'échange de chaleur d'éléments de couverture du type indiqué. Comme additif, conviennent par exemple des polymères biocides, qui peuvent être incorporés au polyéthylène (PE) ou au polypropylène (PP). L'avantage de tels additifs est que ceux-ci écartent les microorganismes des surfaces, o simultanément, les biocides ne peuvent pas être éliminés 5 par lavage, à savoir qu'une contamination de l'environnement n'est pas à craindre. Ainsi, I'additif utilisé ne perd pas d'activité au cours du temps. L'additif peut également comprendre un matériau à base de zéolites à l'argent. L'avantage d'un tel additif est que celui-ci conserve longtemps son activité dans l'eau parce que les ions argent ne peuvent pas être libérés 10 par l'incorporation dans la structure de la zéolite. Un tel additif est particulièrement actif contre la croissance des algues, de la mousse et des bactéries. Selon une autre alternative, I'additif peut présenter un matériau à base d'ions argent, qui, comme les polymères biocides, ont la propriété de 15 ne pas être lavés. Ces additifs agissent en particulier, contre la croissance de bactéries, levures, moisissures et champignons. Il est particulièrement avantageux que ces additifs peuvent être incorporés dans presque toutes les matières plastiques, o les propriétés du matériau des différentes matières plastiques ne sont influencées que de manière marginale. Une autre possibilité est que l'additif présente une polyvinylpyrrolidone. Ce matériau peut être mis en oeuvre par exemple, pour un revêtement en surface de corps creux. Dans un autre aspect de l'invention, la fraction d'additif biocide, sur base de la masse totale de l'article qui contient l'additif, peut se situer dans 25 I'intervalle allant de 0,5 à 50% en poids, mais dépend entre autres de la teneur en agent actif/la concentration de l'additif. Des fractions allant de 0,5 à 25% en poids sont possibles. Des zéolites à l'argent en des concentrations de 20% peuvent par exemple, être ajoutées de 0,5 à 10% en poids. Un tel matériau se trouve sur le marché sous la désignation 30 IRGAGUARD de Ciba Speciality Chemicals Inc. REVENDICATIONS. 1. Corps creux d'écoulement, caractérisé en ce qu'il consiste au moins partiellement en au moins un des matériaux suivants: -5 a) un matériau qui a de lui-même, une activité antimicrobienne; b) un matériau dans lequel un additif agissant comme biocide est réparti, c) un matériau, sur la surface duquel un matériau agissant comme biocide est disposé. 2. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'il est revêtu sur sa surface, d'un additif biocide. 3. Corps creux d'écoulement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'additif biocide est pulvérisé sur la surface. 4. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau avec activité antimicrobienne est un polymère. 5. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il forme un élément d'aérateur. 6. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il forme un aérateur en disque avec une membrane. 7. Corps creux d'écoulement selon la revendication 6, caractérisé en ce 20 que la membrane est réalisée en au moins un matériau choisi parmi ceux de la revendication 1. 8. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il forme un aérateur en forme de bougie. 9. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 qu'il forme un tube de drainage. 10. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif agissant comme biocide est distribué dans une matière plastique ou disposé sur une surface en matière plastique. 11. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce 30 qu'il est entouré d'un élément de couverture, qui présente l'additif biocide ou a de lui-même, une activité antibactérienne. 12. Corps creux d'écoulement selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de couverture consiste essentiellement en des fibres minérales ou en un matériau polymère. 13. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il forme un échangeur de chaleur. 14. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif comprend un polymère biocide. 15. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif présente un matériau à base de zéolite à l'argent. 16. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif présente un matériau à base d'ions argent. 17. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif présente une polyvinylpyrrolidone. 18. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que l'additif est un matériau qui a de lui-même, une activité antimicrobienne. 19. Corps creux d'écoulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction d'additif biocide, sur base de la masse totale de l'article, qui contient l'additif, se situe dans l'intervalle allant de 0,5 à 50% en poids.