FR2969140A1 - METHOD AND APPARATUS FOR WATER DISINFECTION - Google Patents
METHOD AND APPARATUS FOR WATER DISINFECTION Download PDFInfo
- Publication number
- FR2969140A1 FR2969140A1 FR1060620A FR1060620A FR2969140A1 FR 2969140 A1 FR2969140 A1 FR 2969140A1 FR 1060620 A FR1060620 A FR 1060620A FR 1060620 A FR1060620 A FR 1060620A FR 2969140 A1 FR2969140 A1 FR 2969140A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- water
- circuit
- hydrogen peroxide
- radiation
- irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 116
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 claims description 8
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 11
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 10
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 241000589248 Legionella Species 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 208000007764 Legionnaires' Disease Diseases 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002070 germicidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- -1 silver ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
- C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
- C02F2103/023—Water in cooling circuits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/04—Flow arrangements
- C02F2301/043—Treatment of partial or bypass streams
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
L'invention concerne un procédé de désinfection d'eau comprenant : - l'injection dans l'eau de peroxyde d'hydrogène ; et - l'irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet. L'invention concerne également un système de désinfection d'eau adapté à la mise en œuvre de ce procédé, ainsi qu'une installation comprenant un circuit d'eau et un tel système de désinfection d'eau.The invention relates to a method for disinfecting water comprising: - the injection into water of hydrogen peroxide; and - the irradiation of water with ultraviolet radiation. The invention also relates to a water disinfection system adapted to the implementation of this method, and an installation comprising a water circuit and such a water disinfection system.
Description
1 PROCEDE ET APPAREILLAGE POUR LA DESINFECTION DE L'EAU DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé et un appareillage pour la désinfection de l'eau, et en particulier pour la maîtrise du biofilm susceptible de se développer dans des circuits d'eau. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and an apparatus for the disinfection of water, and in particular for the control of the biofilm capable of developing in water circuits. water.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE Les circuits d'eau tels que les circuits d'eau de refroidissement font généralement l'objet d'un traitement de désinfection pour l'élimination des micro-organismes. Un traitement de désinfection classique consiste à injecter dans l'eau des produits chlorés ou bromés. Toutefois, de tels traitements sont générateurs de pollution et sont peu ou pas actifs contre les micro-organismes vivant dans les biofilms des circuits. On désigne par biofilm un ensemble formé d'une matrice de polymères organiques et de micro-organismes (bactéries, champignons, algues ou protozoaires), adhérant entre eux et à une surface. BACKGROUND ART Water systems such as cooling water circuits are generally subjected to a disinfection treatment for the removal of microorganisms. A conventional disinfection treatment involves injecting chlorinated or brominated products into the water. However, such treatments are pollution generators and have little or no activity against the microorganisms living in the biofilms of the circuits. A biofilm is a set of organic polymers and micro-organisms (bacteria, fungi, algae or protozoa), adhering to each other and to a surface.
A titre d'alternative aux produits chlorés ou bromés, il est connu d'utiliser d'autres composés, notamment l'ozone ou le peroxyde d'hydrogène. En particulier, le peroxyde d'hydrogène est utilisé en tant que substance oxydante susceptible de s'attaquer à la paroi des cellules. En général, le peroxyde d'hydrogène est utilisé avec un activateur, par exemple des ions argent ou de l'acide peracétique. L'efficacité du peroxyde d'hydrogène sur les biofilms est modérée, et l'utilisation d'activateurs est génératrice d'une pollution supplémentaire. Il est également connu d'irradier l'eau avec un rayonnement ultraviolet, qui a un effet germicide sur les micro-organismes circulants. Toutefois, ce traitement n'a aucun impact sur les micro-organismes qui ne sont pas directement soumis au rayonnement, et par conséquent aucun effet sur les biofilms des circuits. R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 Or, la présence d'un réservoir important de micro-organismes indésirables dans les biofilms (par exemple des légionnelles) peut être à l'origine d'accidents sanitaires, des parties de biofilm étant susceptibles de se détacher et de libérer subitement dans l'eau en circulation une quantité importante de micro-organismes. Les seuls traitements disponibles à ce jour pour lutter contre le biofilm consistent à injecter dans l'eau des produits dispersants de sorte à désagréger le biofilm et détruire ensuite les microorganismes ainsi libérés dans l'eau. As an alternative to chlorinated or brominated products, it is known to use other compounds, especially ozone or hydrogen peroxide. In particular, hydrogen peroxide is used as an oxidizing substance capable of attacking the cell wall. In general, hydrogen peroxide is used with an activator, for example silver ions or peracetic acid. The effectiveness of hydrogen peroxide on biofilms is moderate, and the use of activators generates additional pollution. It is also known to irradiate water with ultraviolet radiation, which has a germicidal effect on circulating microorganisms. However, this treatment has no impact on microorganisms that are not directly exposed to radiation, and therefore no effect on circuit biofilms. A: A31800 \ 31893 ATOR \ 31893-101103-Text depot.doc - 16 November 2010 However, the presence of a large reservoir of undesirable microorganisms in biofilms (for example legionellae) can be at the origin of sanitary accidents, parts of biofilm being capable of detaching and suddenly release in the circulating water a large quantity of microorganisms. The only treatments available to date against the biofilm consist in injecting dispersant into the water so as to break up the biofilm and then destroy the microorganisms thus released into the water.
Il existe donc un réel besoin de fournir un procédé de désinfection de l'eau amélioré, permettant en particulier de maîtriser la croissance des biofilms, voire de réduire les biofilms, tout en limitant les rejets toxiques pour l'environnement. There is therefore a real need to provide an improved water disinfection process, in particular to control the growth of biofilms or reduce biofilms, while limiting toxic releases to the environment.
RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne en premier lieu un procédé de désinfection d'eau comprenant : - l'injection dans l'eau de peroxyde d'hydrogène ; et - l'irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet. SUMMARY OF THE INVENTION The invention firstly relates to a method for disinfecting water comprising: - the injection into water of hydrogen peroxide; and - the irradiation of water with ultraviolet radiation.
Selon un mode de réalisation, l'eau est de l'eau circulant dans un circuit fermé ou semi-ouvert, de préférence dans un circuit de refroidissement. Selon un mode de réalisation, l'irradiation est effectuée directement dans le circuit d'eau ou dans une dérivation de celui-ci, une pompe de recirculation permettant à la totalité de l'eau du circuit d'être irradiée de 1 à 10 fois par heure par le rayonnement ultraviolet. Selon un mode de réalisation, la concentration de peroxyde d'hydrogène dans l'eau est de 1 à 100 mg/L, de préférence de 20 à 60 mg/L. Selon un mode de réalisation, l'irradiation de l'eau est effectuée à une dose de 5 à 200 mJ/cm2, de préférence de 40 à 160 mJ/cm2. According to one embodiment, the water is water circulating in a closed or semi-open circuit, preferably in a cooling circuit. According to one embodiment, the irradiation is carried out directly in the water circuit or in a branch thereof, a recirculation pump allowing all of the circuit water to be irradiated from 1 to 10 times per hour by ultraviolet radiation. According to one embodiment, the concentration of hydrogen peroxide in water is 1 to 100 mg / l, preferably 20 to 60 mg / l. According to one embodiment, the irradiation of water is carried out at a dose of 5 to 200 mJ / cm 2, preferably 40 to 160 mJ / cm 2.
Selon un mode de réalisation, le rayonnement ultraviolet comprend un rayonnement à une longueur d'onde inférieure ou égale à 254 nm, de préférence un rayonnement à une longueur d'onde inférieure ou égale à 200 nm. Selon un mode de réalisation, l'irradiation est effectuée en continu, et l'injection de peroxyde d'hydrogène est effectuée de manière répétée ou continue. L'invention concerne également un système de désinfection d'eau, comprenant : - des moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène dans de l'eau ; et R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 - des moyens d'irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet. Selon un mode de réalisation, les moyens d'irradiation de l'eau comprennent des moyens d'émission de rayonnement ultraviolet insérés dans une ou des gaines de quartz, les moyens d'émission de rayonnement ultraviolet et les gaines de quartz étant adaptés à être immergés directement dans l'eau, ou étant insérés dans une enveloppe. Selon un mode de réalisation, les moyens d'irradiation comprennent une ou plusieurs lampes à vapeur de mercure, ou à vapeur de xénon, ou une ou plusieurs diodes électroluminescentes émettant dans l'ultraviolet. According to one embodiment, the ultraviolet radiation comprises radiation at a wavelength of less than or equal to 254 nm, preferably radiation at a wavelength of less than or equal to 200 nm. According to one embodiment, the irradiation is carried out continuously, and the injection of hydrogen peroxide is carried out repeatedly or continuously. The invention also relates to a water disinfection system, comprising: means for injecting hydrogen peroxide into water; and R: A31800 \ 31893 ATOR \ 31893-101103-Text deposit.doc - November 16, 2010 - means of irradiation of water by ultraviolet radiation. According to one embodiment, the means for irradiating water comprise means for emitting ultraviolet radiation inserted into one or more quartz sheaths, the ultraviolet radiation emission means and the quartz sheaths being adapted to be immersed directly in the water, or being inserted in an envelope. According to one embodiment, the irradiation means comprise one or more mercury vapor lamps, or xenon vapor lamps, or one or more electroluminescent diodes emitting in the ultraviolet.
Selon un mode de réalisation, les moyens d'irradiation sont adaptés à fournir un rayonnement à une longueur d'onde dans le vide inférieure ou égale à 254 nm, de préférence un rayonnement à une longueur d'onde dans le vide inférieure ou égale à 200 nm. Selon un mode de réalisation, le système ci-dessus comprend en outre des moyens de mesure de la concentration en peroxyde d'hydrogène dans l'eau. L'invention concerne également une installation comprenant un circuit d'eau et un système de désinfection d'eau tel que décrit ci-dessus, le système de désinfection d'eau étant adapté à désinfecter l'eau contenue dans le circuit d'eau. According to one embodiment, the irradiation means are adapted to provide radiation at a wavelength in the vacuum of less than or equal to 254 nm, preferably radiation at a wavelength in the vacuum of less than or equal to 200 nm. According to one embodiment, the above system further comprises means for measuring the concentration of hydrogen peroxide in water. The invention also relates to an installation comprising a water circuit and a water disinfection system as described above, the water disinfection system being adapted to disinfect the water contained in the water circuit.
Selon un mode de réalisation, le circuit d'eau est un circuit d'eau de refroidissement. Selon un mode de réalisation, le système de désinfection d'eau est adapté à traiter directement la totalité du débit d'eau du circuit ou est disposé dans une dérivation du circuit d'eau munie d'une pompe de recirculation. According to one embodiment, the water circuit is a cooling water circuit. According to one embodiment, the water disinfection system is adapted to directly treat the entire water flow of the circuit or is disposed in a bypass of the water circuit provided with a recirculation pump.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé de désinfection de l'eau amélioré, qui permet notamment de maîtriser la croissance des biofilms, voire de réduire les biofilms. Ceci est accompli grâce à un couplage entre l'utilisation de peroxyde d'hydrogène et une irradiation par rayonnement ultraviolet. Un effet synergique est observé entre ces deux modes de désinfection. Sans vouloir être lié par une théorie, il est suggéré que l'application de rayons ultraviolets en présence de peroxyde d'hydrogène génère des radicaux libres OH°, extrêmement réactifs, qui détruisent les nutriments organiques des micro- organismes et limitent ainsi le développement du biofilm. Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également une ou de préférence plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous. R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 - La mise en oeuvre de l'invention n'engendre pas d'effets néfastes pour l'environnement, puisque le seul composé chimique nécessaire, à savoir le peroxyde d'hydrogène, est essentiellement non polluant. En particulier, aucun composé halogéné n'est produit. - La dose de peroxyde d'hydrogène nécessaire est inférieure à celle utilisée dans l'état de la technique. - La désinfection selon l'invention peut être appliquée à des installations existantes, même déjà contaminées. En particulier, pour désinfecter un circuit d'eau contaminé, il n'est pas forcément nécessaire de vider le circuit et de procéder à un nettoyage chimique ou mécanique, l'application directe de l'irradiation par rayonnement ultraviolet conjuguée au peroxyde d'hydrogène peut suffire. The present invention overcomes the disadvantages of the state of the art. It provides more particularly an improved water disinfection process, which allows in particular to control the growth of biofilms or reduce biofilms. This is accomplished through a coupling between the use of hydrogen peroxide and ultraviolet irradiation. A synergistic effect is observed between these two modes of disinfection. Without wishing to be bound by theory, it is suggested that the application of ultraviolet rays in the presence of hydrogen peroxide generates highly reactive free radicals OH °, which destroy the organic nutrients of microorganisms and thus limit the development of biofilm. According to some particular embodiments, the invention also has one or preferably more of the advantageous features listed below. A: A31800 \ 31893 ATOR \ 31893-101103 -Text document.doc - 16 November 2010 - The implementation of the invention does not cause adverse effects for the environment, since the only chemical compound necessary, namely hydrogen peroxide, is essentially non-polluting. In particular, no halogenated compound is produced. - The dose of hydrogen peroxide required is less than that used in the state of the art. - Disinfection according to the invention can be applied to existing facilities, even already contaminated. In particular, to disinfect a circuit of contaminated water, it is not necessarily necessary to empty the circuit and perform a chemical or mechanical cleaning, the direct application of ultraviolet radiation conjugated with hydrogen peroxide may suffice.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit. L'invention concerne la désinfection d'eau. Par « eau » on entend dans le cadre de la présente demande toute composition comprenant au moins 50 % en masse d'eau, de préférence au moins 80 % en masse d'eau ou au moins 90 % en masse d'eau ou au moins 95 % en masse d'eau ou au moins 98 % en masse d'eau ou au moins 99 % en masse d'eau. Il peut s'agir notamment d'une solution aqueuse, comprenant des espèces dissoutes ou éventuellement des espèces solides en suspension ou éventuellement des substances sous forme liquide miscibles avec l'eau. L'eau au sens de la présente demande est une composition dans laquelle des micro-organismes sont susceptibles de se développer. La désinfection de l'eau au sens de la présente demande s'entend comme étant un traitement curatif ou préventif destiné à limiter ou empêcher le développement de micro-organismes ou à réduire le nombre et l'activité de ceux-ci. L'invention prévoit de désinfecter l'eau par injection de peroxyde d'hydrogène (de formule H202) dans l'eau et par irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet. L'eau en question est généralement contenue dans un récipient. L'invention est particulièrement appropriée au cas où le récipient est un circuit, dans lequel l'eau circule en boucle ouverte, semi-ouverte ou de préférence en boucle fermée. Il peut s'agir notamment de l'eau contenue dans un circuit caloporteur, en particulier un circuit de refroidissement d'une installation domestique ou industrielle. L'invention R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 trouve particulièrement à s'appliquer aux circuits d'eau présents dans les installations de transfert de chaleur (climatisation, réfrigération, chauffage...). Le peroxyde d'hydrogène est en principe injecté dans l'eau sous forme liquide, généralement en mélange avec de l'eau (solution concentrée ou solution mère contenant généralement de 0,5 à 70% de peroxyde d'hydrogène). Les moyens d'injection du peroxyde d'hydrogène dans l'eau comprennent généralement des moyens de dosage, des moyens de mise en contact du peroxyde d'hydrogène avec l'eau (par exemple une pompe doseuse) et soit un réservoir de peroxyde d'hydrogène, soit des moyens de liaison à un réservoir (amovible) de peroxyde d'hydrogène. P a r « rayonnement ultraviolet » on entend un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde comprise entre 10 et 400 nm. Le peroxyde d'hydrogène absorbant davantage le rayonnement aux faibles longueurs d'onde, il est utile que le rayonnement ultraviolet comprenne un rayonnement à une longueur d'onde aussi petite que possible. Le rayonnement ultraviolet émis peut comprendre une ou plusieurs raies discrètes ou un spectre continu. Il peut être éventuellement accompagné d'une émission électromagnétique dans d'autres domaines (par exemple dans le domaine visible ou l'infrarouge). Les moyens d'irradiation par le rayonnement ultraviolet comprennent des moyens d'émission de rayonnement ultraviolet, qui peuvent consister en une ou plusieurs lampes à vapeur de mercure, ou éventuellement consister en une ou plusieurs lampes à vapeur de xénon ou en une ou plusieurs diodes électroluminescentes (ou light-emitting diode LED) émettant dans l'ultraviolet. On peut par exemple utiliser une ou plusieurs lampes à vapeur de mercure à basse pression émettant une raie à environ 254 nm (dans le vide). On peut alternativement utiliser une ou plusieurs lampes à vapeur de mercure à moyenne pression émettant un spectre continu, y compris dans le domaine de longueur d'onde dans le vide inférieur à 200 nm. Les moyens d'émission de rayonnement ultraviolet sont avantageusement disposés dans le circuit d'eau ou à proximité de l'eau et sont séparés de celle-ci par une paroi au moins partiellement transparente au rayonnement ultraviolet. Par exemple, dans le cas d'un circuit d'eau (de refroidissement ou autre) comprenant une ou plusieurs canalisations, les moyens d'émission de rayonnement ultraviolet sont insérés dans des gaines de quartz et ces sous-ensembles de lampes et gaines peuvent être : - soit immergés directement dans le circuit d'eau ; R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 - soit insérés dans une enveloppe (appelée généralement réacteur) dont la géométrie est optimisée en fonction de la puissance de la lampe, du débit et de la qualité de l'eau. Les moyens d'émission de rayonnement ultraviolet peuvent être positionnés parallèlement ou perpendiculairement au flux d'eau. Ce réacteur est raccordé au circuit d'eau soit pour traiter la totalité du flux, soit en dérivation. Dans ce dernier cas, une pompe de recirculation permet au volume total d'eau du circuit d'être irradié 1 à 10 fois par heure (et de préférence de 3 à 7 fois par heure) par le rayonnement ultraviolet. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION The invention is now described in more detail and in a nonlimiting manner in the description which follows. The invention relates to the disinfection of water. By "water" is meant in the context of the present application any composition comprising at least 50% by weight of water, preferably at least 80% by weight of water or at least 90% by weight of water or at least 95% by weight of water or at least 98% by weight of water or at least 99% by weight of water. It may be in particular an aqueous solution, comprising dissolved species or possibly suspended solid species or possibly substances in liquid form miscible with water. Water within the meaning of the present application is a composition in which microorganisms are likely to develop. The disinfection of water within the meaning of the present application is understood as a curative or preventive treatment intended to limit or prevent the development of microorganisms or to reduce the number and activity thereof. The invention provides for the disinfection of water by injection of hydrogen peroxide (of formula H 2 O 2) into water and by irradiation of water with ultraviolet radiation. The water in question is usually contained in a container. The invention is particularly suitable in the case where the container is a circuit, in which the water circulates in an open loop, semi-open loop or preferably in a closed loop. This can be in particular the water contained in a heat transport circuit, in particular a cooling circuit of a domestic or industrial installation. The invention is particularly applicable to water circuits present in heat transfer installations (air conditioning, refrigeration, heating, etc.). ). Hydrogen peroxide is in principle injected into the water in liquid form, generally in a mixture with water (concentrated solution or stock solution generally containing from 0.5 to 70% of hydrogen peroxide). The means for injecting hydrogen peroxide into the water generally comprise dosing means, means for contacting the hydrogen peroxide with the water (for example a metering pump) and either a reservoir for peroxide of water. hydrogen, or means of connection to a reservoir (removable) of hydrogen peroxide. "Ultraviolet radiation" is understood to mean electromagnetic radiation having a wavelength of between 10 and 400 nm. Because hydrogen peroxide absorbs more radiation at low wavelengths, it is useful for ultraviolet radiation to include radiation at as short a wavelength as possible. The ultraviolet radiation emitted may comprise one or more discrete lines or a continuous spectrum. It may possibly be accompanied by electromagnetic emission in other areas (for example in the visible range or infrared). The means for irradiating with ultraviolet radiation comprise means for emitting ultraviolet radiation, which may consist of one or more mercury vapor lamps, or possibly consist of one or more xenon vapor lamps or one or more diodes. electroluminescent (or light-emitting LED diode) emitting in the ultraviolet. For example, one or more low pressure mercury vapor lamps emitting a line at about 254 nm (in vacuum) can be used. Alternatively, one or more medium-pressure mercury vapor lamps emitting a continuous spectrum, including in the wavelength range in vacuo of less than 200 nm, may be used. The ultraviolet radiation emission means are advantageously arranged in the water circuit or in the vicinity of the water and are separated therefrom by a wall at least partially transparent to ultraviolet radiation. For example, in the case of a water circuit (cooling or otherwise) comprising one or more pipes, the ultraviolet radiation emission means are inserted into quartz sheaths and these subsets of lamps and sheaths may be: - immersed directly in the water circuit; A: A31800 \ 31893 ATOR \ 31893-101103 -Text dump.doc - 16 November 2010 - either inserted in an envelope (generally called reactor) whose geometry is optimized according to the lamp power, the flow and the quality some water. The ultraviolet radiation emission means may be positioned parallel or perpendicular to the water flow. This reactor is connected to the water circuit either to treat the entire flow or bypass. In the latter case, a recirculation pump allows the total volume of water in the circuit to be irradiated 1 to 10 times per hour (and preferably 3 to 7 times per hour) by ultraviolet radiation.
L'irradiation est de préférence effectuée à une dose de 5 à 200 mJ/cm2, de préférence de 40 à 160 mJ/cm2. La dose est indiquée selon le rapport de l'énergie électromagnétique émise sur la surface de l'eau irradiée. L'injection de peroxyde d'hydrogène est adaptée de sorte à ce que la concentration de peroxyde d'hydrogène dans l'eau soit de 1 à 100 mg/L, de préférence de 20 à 60 mg/L. L'injection de peroxyde d'hydrogène peut être effectuée en une seule fois ou en plusieurs fois (à intervalles de temps réguliers ou non), voire en continu. Etant donné que le peroxyde d'hydrogène se dégrade dans l'eau au cours du temps en raison notamment de l'irradiation par le rayonnement ultraviolet, il est généralement préféré de procéder à une injection répétée ou continue. Il est possible de prévoir des moyens de mesure de la concentration en peroxyde d'hydrogène dans l'eau, ainsi qu'une boucle de rétroaction ajustant l'injection de peroxyde d'hydrogène de sorte à conserver une concentration en peroxyde d'hydrogène dans l'eau dans une gamme prédéterminée. Le rayonnement ultraviolet peut également être appliqué une seule fois ou bien de manière répétée ou bien de manière continue, cette dernière option étant préférée pour plus d'efficacité. Pour une efficacité optimale dans le cadre d'un circuit d'eau, il est approprié de disposer les moyens d'irradiation à proximité des moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène et en aval de ceux-ci dans le sens de circulation de l'eau. Il est bien entendu possible de prévoir plusieurs ensembles de moyens d'irradiation et / ou de moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène, par exemple en plusieurs emplacements d'un circuit d'eau. The irradiation is preferably carried out at a dose of 5 to 200 mJ / cm 2, preferably 40 to 160 mJ / cm 2. The dose is indicated according to the ratio of the electromagnetic energy emitted on the surface of the irradiated water. The injection of hydrogen peroxide is adapted so that the concentration of hydrogen peroxide in water is 1 to 100 mg / L, preferably 20 to 60 mg / L. The injection of hydrogen peroxide can be carried out at once or in several times (at regular time intervals or not), or even continuously. Since hydrogen peroxide degrades in water over time due in particular to irradiation with ultraviolet radiation, it is generally preferred to carry out repeated or continuous injection. It is possible to provide means for measuring the concentration of hydrogen peroxide in the water, and a feedback loop adjusting the injection of hydrogen peroxide so as to maintain a concentration of hydrogen peroxide in water in a predetermined range. The ultraviolet radiation may also be applied once or repeatedly or continuously, the latter option being preferred for greater efficiency. For optimum efficiency in the context of a water circuit, it is appropriate to arrange the irradiation means in the vicinity of the hydrogen peroxide injection means and downstream thereof in the direction of flow of the hydrogen. the water. It is of course possible to provide several sets of irradiation means and / or means for injecting hydrogen peroxide, for example at several locations of a water circuit.
EXEMPLE L'exemple suivant illustre l'invention sans la limiter. R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 Des expériences sont effectuées sur un pilote de laboratoire représentant une partie d'un circuit d'eau de refroidissement. Ce pilote est constitué : - d'un bac de stockage (capacité 100 litres) contenant l'eau à traiter ; - d'un réacteur photochimique fourni par la société Bio-UV, d'un volume de 2,3 litres et équipé d'une lampe plongeante basse pression à vapeur de mercure de longueur 40 cm et d'une puissance photonique de 8,5 W ; - de réacteurs biologiques composés de trois compartiments ~o identiques (triplicats) où circule l'eau à traiter et dans lesquels sont placées verticalement des lames de verre supportant les biofilms ; - d'un système d'injection de peroxyde d'hydrogène composé d'une pompe doseuse fonctionnant à un débit variant de 0,3 à 0,8 mL/min et injectant une solution de peroxyde d'hydrogène à 0,7 % en masse ; 15 - d'une pompe de recirculation (de débit égal à 500 L/h) prélevant l'eau du bac de stockage pour alimenter le réacteur photochimique - d'une pompe de recirculation (de débit égal à 60 L/h) prélevant l'eau du bac de stockage pour alimenter les réacteurs biologiques ; - d'un système de régulation de température (T = 27°C).EXAMPLE The following example illustrates the invention without limiting it. A: A31800 \ 31893 ATOR \ 31893-101103 -Testing_Text.doc - 16 November 2010 Experiments are carried out on a laboratory pilot representing a part of a cooling water circuit. This pilot consists of: - a storage tank (capacity 100 liters) containing the water to be treated; a photochemical reactor supplied by the company Bio-UV, with a volume of 2.3 liters and equipped with a low-pressure mercury vapor immersion lamp of 40 cm in length and a photonic power of 8.5 W; - biological reactors composed of three compartments ~ o identical (triplicates) where circulates the water to be treated and in which are placed vertically glass slides supporting the biofilms; a hydrogen peroxide injection system consisting of a metering pump operating at a flow rate ranging from 0.3 to 0.8 ml / min and injecting a 0.7% hydrogen peroxide solution into a mass ; A recirculation pump (with a flow rate equal to 500 L / h) taking water from the storage tank to supply the photochemical reactor with a recirculation pump (with a flow rate equal to 60 L / h) taking water from the storage tank to supply the biological reactors; - a temperature control system (T = 27 ° C).
20 Le circuit est ensemencé par des légionelles à partir de biofilms âgés de 15 jours et développés sur un substrat artificiel (lames de verre) dans une source contaminée. Les lames de verre sont placées dans le pilote pour une période d'adaptation des biofilms de 10 jours avant l'application du traitement.The circuit is inoculated with legionella from biofilms 15 days old and grown on an artificial substrate (glass slides) in a contaminated source. The glass slides are placed in the pilot for a biofilm adaptation period of 10 days before the application of the treatment.
25 Les caractéristiques du circuit d'eau après ensemencement sont les suivantes : - pH : 8,5 ; - Conductivité : 285 pS/cm ; - Oxygène dissous : 10,5 mg/1_ ; 30 - Température : 27°C ; - Carbone Organique Dissous (COD) : 3 mg/1_ ; - Carbone Organique Total (COT) : 5,5 mg/1_ ; - Titre Alcalimétrique Complet (TAC) : 14°F ; - Bactéries cultivables dans l'eau : 1x105 à 5x105 UFC/mL, mesure 35 effectuée selon la norme NF EN ISO 6222 ; - ATP dans l'eau : 1,2 à 18,3 pmol/L, mesure effectuée d'après la norme ASTMD 4012-81 ; R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 20 - - ATP du biofilm : 1 à 30 pmol/cm2, mesure effectuée par adaptation de la norme ASTMD 4012-81 ; - Bactéries cultivables du biofilm : 2.104 à 3.106 UFC/cm2, mesure effectuée par adaptation de la norme NF EN ISO 6222 ; - Légionelles cultivables du biofilm : 20 à 600 UFC/cm2, mesure effectuée par adaptation de la norme NF T 90-431/Al . On mesure l'abattement obtenu pour les bactéries et notamment les légionnelles au bout de 50 heures de traitement continu avec une irradiation par rayonnement ultraviolet (lampe à vapeur de mercure basse pression) à 160 mJ/cm2 et avec une quantité de peroxyde d'hydrogène dans l'eau de 30 mg/L. L'abattement est calculé par rapport à un circuit sans traitement. Cet abattement est comparé avec celui obtenu avec l'irradiation ultraviolette seule ou l'injection de peroxyde d'hydrogène seule (témoins). Les résultats sont représentés dans le tableau ci-dessous : Abattement ATP Abattement bactéries Abattement légionnelles (biofilm) cultivables (biofilm) cultivables (biofilm) 0% 0% 0% 90 % 90 % 90 % > 99 % > 99,99 % > 99,8 % La qualité microbiologique de l'eau et l'élimination du biofilm sont maintenues au-delà de 250 heures de traitement continu. UV seul H202 seul UV + H202 R:A31800\31893 ATOR\31893-101103-Texte depot.doc - 16 novembre 2010 The characteristics of the water circuit after seeding are as follows: pH: 8.5; Conductivity: 285 μS / cm; Dissolved oxygen: 10.5 mg / l; 30 - Temperature: 27 ° C; - Dissolved Organic Carbon (DOC): 3 mg / l; Total Organic Carbon (TOC): 5.5 mg / l; - Total Alcalimetric Title (TAC): 14 ° F; Bacteria cultivable in water: 1x105 at 5 × 10 5 CFU / ml, measured according to standard NF EN ISO 6222; ATP in water: 1.2 to 18.3 pmol / L, measured according to ASTMD 4012-81; A - Biofilm ATP: 1 to 30 pmol / cm2, measured by adaptation of ASTMD 4012-81; - Biofilm cultivable bacteria: 2.104 to 3.106 CFU / cm2, measured by adaptation of the NF EN ISO 6222 standard; - Legionella cultivable biofilm: 20 to 600 CFU / cm2, measurement made by adaptation of the standard NF T 90-431 / Al. The reduction obtained for the bacteria and in particular the legionella is measured after 50 hours of continuous treatment with an irradiation with ultraviolet radiation (low pressure mercury vapor lamp) at 160 mJ / cm 2 and with a quantity of hydrogen peroxide. in water of 30 mg / L. The allowance is calculated in relation to a circuit without treatment. This reduction is compared with that obtained with ultraviolet irradiation alone or injection of hydrogen peroxide alone (controls). The results are shown in the table below: ATP abatement Abatement bacteria Legionella (biofilm) cultivable (biofilm) cultivable (biofilm) 0% 0% 0% 90% 90% 90%> 99%> 99.99%> 99 , 8% The microbiological quality of the water and the elimination of the biofilm are maintained beyond 250 hours of continuous treatment. UV only H202 only UV + H202 R: A31800 \ 31893 ATOR \ 31893-101103-Text deposit.doc - 16 November 2010
Claims (15)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1060620A FR2969140B1 (en) | 2010-12-16 | 2010-12-16 | METHOD AND APPARATUS FOR WATER DISINFECTION |
| DE112011104418T DE112011104418T5 (en) | 2010-12-16 | 2011-12-15 | Method and device for water disinfection |
| PCT/FR2011/053008 WO2012080673A1 (en) | 2010-12-16 | 2011-12-15 | Method and device for disinfecting water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1060620A FR2969140B1 (en) | 2010-12-16 | 2010-12-16 | METHOD AND APPARATUS FOR WATER DISINFECTION |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2969140A1 true FR2969140A1 (en) | 2012-06-22 |
| FR2969140B1 FR2969140B1 (en) | 2015-05-15 |
Family
ID=44276161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1060620A Expired - Fee Related FR2969140B1 (en) | 2010-12-16 | 2010-12-16 | METHOD AND APPARATUS FOR WATER DISINFECTION |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE112011104418T5 (en) |
| FR (1) | FR2969140B1 (en) |
| WO (1) | WO2012080673A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104071879B (en) * | 2014-06-27 | 2016-02-24 | 深圳市开天源自动化工程有限公司 | The method utilizing ultraviolet source to bring out cupric ion to separate out continuously from copper body |
| US10180248B2 (en) | 2015-09-02 | 2019-01-15 | ProPhotonix Limited | LED lamp with sensing capabilities |
| US11679423B2 (en) * | 2016-03-31 | 2023-06-20 | Koninklijke Philips N.V. | Integrated system for real-time anti-fouling and biofouling monitoring |
| DE102018203808A1 (en) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | A.C.K. Aqua Concept Gmbh Karlsruhe | Disinfection of process water in evaporative cooling plants |
| US20220307194A1 (en) * | 2019-08-30 | 2022-09-29 | Brandeis University | Self-decontaminating, self-deodorizing textiles and surfaces and methods of making and using the same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4906387A (en) * | 1988-01-28 | 1990-03-06 | The Water Group, Inc. | Method for removing oxidizable contaminants in cooling water used in conjunction with a cooling tower |
| US5234606A (en) * | 1991-10-09 | 1993-08-10 | Nec Environment Engineering Ltd. | Method and system for recovering wastewater |
| US5424032A (en) * | 1992-07-23 | 1995-06-13 | Diversey Corporation | Method and apparatus for controlling microorganisms |
| US20040026336A1 (en) * | 2002-08-08 | 2004-02-12 | Kolodny Yuri | Process and device for the treatment of water, particularly for ships |
| US20050218082A1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-10-06 | Trojan Technologies Inc. | System for predicting reduction in concentration of a target material in a flow of fluid |
-
2010
- 2010-12-16 FR FR1060620A patent/FR2969140B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-12-15 WO PCT/FR2011/053008 patent/WO2012080673A1/en active Application Filing
- 2011-12-15 DE DE112011104418T patent/DE112011104418T5/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4906387A (en) * | 1988-01-28 | 1990-03-06 | The Water Group, Inc. | Method for removing oxidizable contaminants in cooling water used in conjunction with a cooling tower |
| US5234606A (en) * | 1991-10-09 | 1993-08-10 | Nec Environment Engineering Ltd. | Method and system for recovering wastewater |
| US5424032A (en) * | 1992-07-23 | 1995-06-13 | Diversey Corporation | Method and apparatus for controlling microorganisms |
| US20040026336A1 (en) * | 2002-08-08 | 2004-02-12 | Kolodny Yuri | Process and device for the treatment of water, particularly for ships |
| US20050218082A1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-10-06 | Trojan Technologies Inc. | System for predicting reduction in concentration of a target material in a flow of fluid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112011104418T5 (en) | 2013-09-19 |
| FR2969140B1 (en) | 2015-05-15 |
| WO2012080673A1 (en) | 2012-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Summerfelt | Ozonation and UV irradiation—an introduction and examples of current applications | |
| WO2010012693A1 (en) | Process and installation for the treatment of waste waters with a view to combating the endocrine disrupting effect and/or the toxic or genotoxic effect thereof | |
| US7462288B2 (en) | Ozone/UV combination for the decomposition of endocrine substances | |
| FR2969140A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR WATER DISINFECTION | |
| CN109002688B (en) | Water treatment method based on ozone disinfection/ultraviolet disinfection/chlorine disinfection | |
| EP0761237B1 (en) | Device and method for disinfecting materials | |
| WO2010035421A1 (en) | Apparatus for water treatment | |
| JP4825434B2 (en) | How to kill aquatic life | |
| EP2771281A2 (en) | Reactor usable for decontamination of fluids and method of use | |
| FR2748467A1 (en) | METHOD FOR CONTROLLING MICROBIAL GROWTH IN A CONTINUOUS AQUEOUS FLOW SYSTEM USING OZONATION | |
| EP3419936B1 (en) | Hydraulic conveyor of floating objects equipped with a device for sanitizing conveying composition, plant equipped with such a conveyor and sanitizing process | |
| EP1167297B1 (en) | Physical-chemical process for the treatment of swimming pool water | |
| JP2017176149A (en) | Closed circulation type land-based aquaculture system making ozone treatment and biological filtration treatment coexist and its control method | |
| FR2972005B1 (en) | REACTOR USED FOR FLUID DEPOLLUTION AND METHOD OF USE | |
| JP7340039B2 (en) | Method for destroying organic constituents in cooling circuits of industrial plants and cooling circuits for industrial plants | |
| Dykstra et al. | Impact of UV and secondary disinfection on microbial control in a model distribution system | |
| Armon et al. | A quantitative and qualitative study of biofilm disinfection on glass, metal and PVC surfaces by chlorine, bromine and bromochloro-5, 5 dimethylhydantoin (BCDMH) | |
| FR3137906A3 (en) | HYDRAULIC CONVEYOR FOR FLOATING OBJECTS EQUIPPED WITH A CONVEYING COMPOSITION SANITATION DEVICE, INSTALLATION EQUIPPED WITH SUCH A CONVEYOR AND SANITATION METHOD | |
| FR3078960A1 (en) | Disinfection of process water in evaporative cooling plants | |
| RU2288190C1 (en) | Method of production of the drinking water | |
| JP2001112363A (en) | Nutritious liquid-recycling type cultivation system and method for treating the nutritious liquid | |
| JP2010179280A (en) | Method and apparatus for treating emission comprising halogenated organic compound | |
| Iseri et al. | Suppression of dinoflagellate Peridinium bipes bloom in a reservoir by ultraviolet radiation | |
| Birmele et al. | Ultraviolet Light Emitting Diodes for Disinfection of Spacecraft Potable Water Systems | |
| JPS5821559B2 (en) | Sterilization method and equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20210805 |