WO2012080673A1 - Method and device for disinfecting water - Google Patents

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WO2012080673A1
WO2012080673A1 PCT/FR2011/053008 FR2011053008W WO2012080673A1 WO 2012080673 A1 WO2012080673 A1 WO 2012080673A1 FR 2011053008 W FR2011053008 W FR 2011053008W WO 2012080673 A1 WO2012080673 A1 WO 2012080673A1
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WO
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water
circuit
hydrogen peroxide
biofilms
ultraviolet radiation
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/053008
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Inventor
Tamara Putois
Zineddine Chaabna
Sylvie Cotton-Guittonneau
Dominique Fontvieille
Xavier Bayle
Philippe Zydowicz
Original Assignee
Arkema France
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Publication date
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    • 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
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    • 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
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for the disinfection of water, and in particular for the control of the biofilm likely to develop in water circuits.
  • Water systems such as cooling water circuits are usually subjected to a disinfection treatment for the removal of microorganisms.
  • a conventional disinfection treatment involves injecting chlorinated or brominated products into the water.
  • pollution generators 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 microorganisms (bacteria, fungi, algae or protozoa) adhering to each other and to a surface.
  • hydrogen peroxide is used as an oxidizing substance capable of attacking the cell wall.
  • 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.
  • US4906387 discloses a process for removing oxidizable contaminants present in circulating water in a cooling water circuit. The method comprises removing a portion of the water from the circuit, adding to the withdrawn water a reaction initiator such as a peroxide to form a hydroxyl free radical, inducing cavitation in the water.
  • this water to form a substantial amount of additional hydroxyl free radicals in order to oxidize oxidizable organic contaminants present in this water, irradiating this water with ultraviolet radiation to complete the oxidation of oxidizable organic contaminants initiated by free radicals and thus removing these contaminants from the water taken, and the return of this purified water in the cooling circuit.
  • ultraviolet radiation to complete the oxidation of oxidizable organic contaminants initiated by free radicals and thus removing these contaminants from the water taken, and the return of this purified water in the cooling circuit.
  • US5234606 discloses a method of purifying polluted water comprising bacteria, organochlorine compounds and suspended solids.
  • This method comprises the addition in the polluted water of an oxidizing agent, selected from ozone and hydrogen peroxide, added in excess relative to the amount necessary to disinfect the bacteria contained in the polluted water, the removing the suspended solids present in this water, adjusting the pH and the temperature of this water in specified ranges, irradiating with ultraviolet radiation the oxidizing agent while remaining in said ranges of pH and temperature of to break down the organochlorine compounds present in the water, and the reduction of the residual oxidizing agent present in the water after the irradiation, so as to effectively remove the organochlorine compounds from the water.
  • an oxidizing agent selected from ozone and hydrogen peroxide
  • This method is not optimal in that it requires many processing steps and consumes a large amount of hydrogen peroxide, because the destruction of bacteria relies on the use of the sole oxidizing agent.
  • This document teaches in particular hydrogen peroxide contents selected in the range of 100 mg / L to 1000 mg / L.
  • US5424032 discloses a process for treating water circulating in a water circuit such as a cooling tower.
  • the method comprises: treating, in a branch of a main circuit, a portion of water representing from 1 to 5% of the circulating water in the circuit primary agent with an oxidation precursor agent selected from a bromide salt, an iodide salt, a chloride salt, a chlorite salt, a peroxide or mixtures thereof; irradiating the portion of water with ultraviolet radiation; the return of the portion of water in the main circuit, the amount of precursor agent being sufficient to find at least one trace in the main circuit, the water further comprising additional treatment agents selected from phosphonates and aromatic azoles.
  • This document teaches the use of halogenated products, harmful to the environment.
  • the examples teach the generation of halogenated biocides by the effect of ultraviolet radiation on halide salts: however, the ultraviolet dose to be used to obtain a useful concentration of oxidant is very high, which results in a high energy consumption. In addition, the presence of high concentrations of halides in the circuit increases the risk of corrosion of the pipes.
  • US2004 / 0026336 discloses a water treatment process comprising: the addition in water of an oxidizing agent in a voluntarily low content (preferably 10 to 50 ppm and sufficient to deactivate the microorganisms but not to kill them) in order to generate free radicals, the retention time between the addition of the oxidizing agent and one of the two subsequent stages up to about 90 seconds; filtering this water with a filter system having a filter size larger than the average size of the organic material suspended in water; the exposure of this water to ultraviolet radiation.
  • This document teaches that free radicals make it possible to agglomerate the organic matter contained in the circulating water, which facilitates its elimination by filtration. However, this method is inefficient to get rid of the biofilm that develops not in the circulating water but on the walls of the pipes of a water circuit.
  • US2005 / 0218082 discloses a system for predicting the content of contaminants present in a fluid subjected to irradiation with ultraviolet radiation. This document considers different fluids, for example air or water, as well as various contaminants present in the fluid, for example microorganisms, chemical compounds or combinations thereof. This system is complex and expensive.
  • the invention relates firstly to a method for disinfecting water comprising:
  • the invention more particularly relates to a method for disinfecting water comprising: - Injection into water of hydrogen peroxide at a concentration of 1 to 100 mg / L, the 100mg / L terminal being excluded; and
  • the subject of the invention is also a method for controlling the growth of biofilms or reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit, comprising:
  • the invention also relates to the use of a method for disinfecting circulating water in a water circuit comprising the injection into water of hydrogen peroxide and the irradiation of water with ultraviolet radiation, to control the growth of biofilms or even to reduce the biofilms formed on the inner wall of the water circuit pipes.
  • the water is water circulating in a closed or semi-open circuit, preferably in a cooling circuit.
  • 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.
  • the concentration of hydrogen peroxide in water is 1 to 100 mg / l, in particular greater than or equal to 1 mg / l and strictly less than 100 mg / l, preferably 20 to 60 mg / L, preferably 20 to 50 mg / L, 20 to 40 mg / L, or even 20 to 30 mg / L.
  • the irradiation of the water is carried out at a dose of 5 to 200 mJ / cm 2 , preferably 40 to 160 mJ / cm 2 .
  • 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.
  • the irradiation is carried out continuously, and the injection of hydrogen peroxide is carried out repeatedly or continuously.
  • the water, after injection into the latter of the hydrogen peroxide and / or before its irradiation is not subjected to filtering. According to one embodiment, the water after injection into the latter of the hydrogen peroxide and / or before its irradiation, does not undergo cavitation.
  • the water after injection into the latter hydrogen peroxide and / or before irradiation is not treated with a chemical compound other than hydrogen peroxide, especially not a halogenated compound, in especially not a chlorinated or brominated compound.
  • the residual peroxide remaining in the water after irradiation is not reduced.
  • this ensures that a sufficient amount of hydroxyl radical precursor is present in the circuit.
  • This also allows a measurement (manual or online with regulation) of the amount of peroxide introduced into the circuit and therefore a better control of it. This also helps maintain oxidative "stress" on bacteria and biofilm, thus inhibiting their development.
  • the water subjected to the injection of hydrogen peroxide and the irradiation is freshwater and not seawater. Indeed, the presence in seawater a large amount of chlorides, or even carbonates and / or bicarbonates, leads to an inhibition of the production of hydroxyl radicals.
  • the invention also relates to a system for disinfecting water circulating in the pipes of a water circuit, comprising:
  • the invention also relates to a system for controlling the growth of biofilms or reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit, comprising:
  • the invention also relates to the use of a water disinfection system comprising means for injecting hydrogen peroxide into water and means for irradiating the water with ultraviolet radiation, in order to control the growth of biofilms or even for reduce the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit.
  • 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.
  • the irradiation means comprise one or more mercury vapor lamps, or xenon vapor lamps, or one or more electroluminescent diodes emitting in the ultraviolet.
  • 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.
  • the above system further comprises means for measuring the concentration of hydrogen peroxide in water.
  • the system comprises:
  • Irradiation means of the water flowing in the water circuit pipes by ultraviolet radiation configured to irradiate the water at a dose of 5 to 200 mJ / cm 2 .
  • 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.
  • the invention also relates to an installation comprising a water circuit and a system for controlling the growth of biofilms or reducing biofilms as described above, said system being adapted to control the growth of biofilms or reduce biofilms formed on the inner wall of the pipes of the water circuit.
  • the invention also relates to the use of an installation comprising a water circuit and a water disinfection system as described above in which the water disinfection system is adapted to disinfect the water contained in the water circuit, to control growth biofilms or even reduce the biofilms formed on the inner wall of the pipes of the water circuit.
  • the water circuit is a cooling water circuit.
  • 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.
  • 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.
  • the invention also has one or preferably more of the advantageous features listed below.
  • 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.
  • Disinfection according to the invention can be applied to existing facilities, even already contaminated.
  • the direct application of ultraviolet radiation conjugated with hydrogen peroxide may suffice.
  • the system of the invention is preferably autonomous and can be connected to an existing water circuit to control the growth of biofilms or reduce the biofilms formed on the inner wall of the water circuit pipes.
  • water 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 disinfecting water by injecting hydrogen peroxide (of formula H2O2) in 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 facilities (air conditioning, refrigeration, heating ).
  • 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 electromagnetic radiation of wavelength between 10 and 400 nm.
  • 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.
  • the ultraviolet radiation emission means are inserted into quartz sheaths and these subsets of lamps and sheaths may to be :
  • 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.
  • 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.
  • the ultraviolet radiation may also be applied once or repeatedly or continuously, the latter option being preferred for greater efficiency.
  • 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.
  • - biological reactors composed of three identical compartments (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 (flow rate equal to 500 L / h) taking water from the storage tank to feed the photochemical reactor
  • a recirculation pump (flow rate equal to 60 L / h) taking water from the storage tank to supply the biological reactors;
  • the circuit is inoculated with Legionella from biofilms 15 days old and developed 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.
  • ATP in water 1, 2 at 18.3 pmol / L, measured according to ASTMD 4012-81;
  • ATP of the biofilm 1 to 30 pmol / cm 2 , measured by adaptation of the ASTMD 4012-81 standard;
  • the abatement 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 peroxide of hydrogen 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:
  • microbiological quality of the water and the elimination of the biofilm are maintained beyond 250 hours of continuous treatment.

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Abstract

The invention relates to a method for controlling the growth of biofilms or for reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit, including: injecting hydrogen peroxide into the water circulating in the circuit; and irradiating said water with ultraviolet radiation. The invention also relates to a system for controlling the growth of biofilms or for reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit suitable for implementing said method, as well as to a facility including a water circuit and such a system. The invention further relates to a method for disinfecting water and to the use of a method for disinfecting water for controlling the growth of biofilms or for reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit.

Description

PROCEDE ET APPAREILLAGE POUR LA DESINFECTION DE L'EAU  METHOD AND APPARATUS FOR WATER DISINFECTION
DOMAINE DE L'INVENTION FIELD OF THE 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.  The present invention relates to a method and apparatus for the disinfection of water, and in particular for the control of the biofilm likely to develop in water circuits.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE TECHNICAL BACKGROUND
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.  Water systems such as cooling water circuits are usually subjected to a disinfection treatment for the removal of microorganisms.
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 microorganismes vivant dans les biofilms des circuits. On désigne par biofilm un ensemble formé d'une matrice de polymères organiques et de microorganismes (bactéries, champignons, algues ou protozoaires), adhérant entre eux et à une surface.  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 microorganisms (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.  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.
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. On connaît de US4906387 un procédé pour éliminer des contaminants oxydables présents dans l'eau en circulation dans un circuit d'eau de refroidissement. Le procédé comprend le prélèvement d'une portion de l'eau du circuit, l'addition dans l'eau prélevée d'un initiateur de réaction tel qu'un peroxyde pour former un radical libre hydroxyle, l'induction d'une cavitation dans cette eau pour former une quantité substantielle de radicaux libres hydroxyle supplémentaires afin d'oxyder les contaminants organiques oxydables présents dans cette eau, l'irradiation de cette eau avec un rayonnement ultraviolet pour parachever l'oxydation des contaminants organiques oxydables initiée par les radicaux libres et ainsi éliminer ces contaminants de l'eau prélevée, et le retour de cette eau ainsi purifiée dans le circuit de refroidissement. Un tel procédé ne convient pas pour être mis en œuvre directement dans un circuit d'eau existant, car l'induction d'une cavitation y générerait du bruit, des vibrations susceptibles de fatiguer précocement l'installation et des piqûres dans les canalisations par suite de leur martèlement répété. 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. US4906387 discloses a process for removing oxidizable contaminants present in circulating water in a cooling water circuit. The method comprises removing a portion of the water from the circuit, adding to the withdrawn water a reaction initiator such as a peroxide to form a hydroxyl free radical, inducing cavitation in the water. this water to form a substantial amount of additional hydroxyl free radicals in order to oxidize oxidizable organic contaminants present in this water, irradiating this water with ultraviolet radiation to complete the oxidation of oxidizable organic contaminants initiated by free radicals and thus removing these contaminants from the water taken, and the return of this purified water in the cooling circuit. Such a process is not suitable to be implemented directly in an existing water circuit, since the induction of cavitation would generate noise, vibrations likely to fatigue early installation and pitting in the pipes as a result of their repeated pounding.
On connaît de US5234606 un procédé de purification d'une eau polluée comprenant des bactéries, des composés organochlorés et des solides en suspension. Ce procédé comprend l'addition dans l'eau polluée d'un agent oxydant, choisi parmi l'ozone et le peroxyde d'hydrogène, ajouté en excès relativement à la quantité nécessaire pour désinfecter les bactéries contenues dans l'eau polluée, l'enlèvement des solides en suspension présents dans cette eau, l'ajustement du pH et de la température de cette eau dans des gammes déterminées, l'irradiation avec un rayonnement ultraviolet de l'agent oxydant en restant dans lesdites gammes de pH et de température de sorte à décomposer les composés organochlorés présents dans l'eau, et la réduction de l'agent oxydant résiduel présent dans l'eau après l'irradiation, de façon à éliminer efficacement les composés organochlorés de l'eau. Ce procédé n'est pas optimal en ce qu'il requiert de nombreuses étapes de traitement et consomme une grande quantité de peroxyde d'hydrogène, car la destruction des bactéries repose sur l'utilisation du seul agent oxydant. Ce document enseigne en particulier des teneurs en peroxyde d'hydrogènes choisies dans la plage allant de 100 mg/L à 1000 mg/L.  US5234606 discloses a method of purifying polluted water comprising bacteria, organochlorine compounds and suspended solids. This method comprises the addition in the polluted water of an oxidizing agent, selected from ozone and hydrogen peroxide, added in excess relative to the amount necessary to disinfect the bacteria contained in the polluted water, the removing the suspended solids present in this water, adjusting the pH and the temperature of this water in specified ranges, irradiating with ultraviolet radiation the oxidizing agent while remaining in said ranges of pH and temperature of to break down the organochlorine compounds present in the water, and the reduction of the residual oxidizing agent present in the water after the irradiation, so as to effectively remove the organochlorine compounds from the water. This method is not optimal in that it requires many processing steps and consumes a large amount of hydrogen peroxide, because the destruction of bacteria relies on the use of the sole oxidizing agent. This document teaches in particular hydrogen peroxide contents selected in the range of 100 mg / L to 1000 mg / L.
On connaît de US5424032 un procédé de traitement d'eau circulant dans un circuit d'eau tel qu'une tour de refroidissement. Le procédé comprend : le traitement, dans une dérivation d'un circuit principal, d'une portion d'eau représentant de 1 à 5% de l'eau en circulation dans le circuit principal par un agent précurseur d'oxydation choisi parmi un sel bromure, un sel iodure, un sel chlorure, un sel chlorite, un peroxyde ou leurs mélanges ; l'irradiation de la portion d'eau par un rayonnement ultraviolet ; le retour de la portion d'eau dans le circuit principal, la quantité d'agent précurseur étant suffisante pour en retrouver au moins une trace dans le circuit principal, l'eau comprenant en outre des agents de traitement supplémentaires choisis parmi les phosphonates et les azoles aromatiques. Ce document enseigne l'utilisation de produits halogénés, néfastes pour l'environnement. Les exemples enseignent la génération de biocides halogénés par effet d'un rayonnement ultraviolet sur des sels d'halogénures : or la dose d'ultraviolet à utiliser pour obtenir une concentration utile d'oxydant est très élevée, ce qui entraîne une forte consommation énergétique. De plus, la présence de fortes concentrations d'halogénures dans le circuit augmente le risque de corrosion des conduites. US5424032 discloses a process for treating water circulating in a water circuit such as a cooling tower. The method comprises: treating, in a branch of a main circuit, a portion of water representing from 1 to 5% of the circulating water in the circuit primary agent with an oxidation precursor agent selected from a bromide salt, an iodide salt, a chloride salt, a chlorite salt, a peroxide or mixtures thereof; irradiating the portion of water with ultraviolet radiation; the return of the portion of water in the main circuit, the amount of precursor agent being sufficient to find at least one trace in the main circuit, the water further comprising additional treatment agents selected from phosphonates and aromatic azoles. This document teaches the use of halogenated products, harmful to the environment. The examples teach the generation of halogenated biocides by the effect of ultraviolet radiation on halide salts: however, the ultraviolet dose to be used to obtain a useful concentration of oxidant is very high, which results in a high energy consumption. In addition, the presence of high concentrations of halides in the circuit increases the risk of corrosion of the pipes.
On connaît de US2004/0026336 un procédé de traitement d'eau comprenant : l'addition dans l'eau d'un agent oxydant en une teneur volontairement faible (préférentiellement 10 à 50 ppm et suffisant à désactiver les microorganismes mais pas à les tuer) de façon à générer des radicaux libres, le temps de rétention entre l'addition de l'agent oxydant et l'une des deux étapes ultérieures allant jusqu'à 90 secondes environ ; la filtration de cette eau avec un système de filtrage présentant une taille de filtre plus grande que la taille moyenne de la matière organique en suspension dans l'eau ; l'exposition de cette eau à un rayonnement ultraviolet. Ce document enseigne que les radicaux libres permettent d'agglomérer la matière organique contenue dans l'eau circulante, ce qui facilite son élimination par filtration. Cependant, ce procédé est inefficace pour se débarrasser du biofilm qui se développe non pas dans l'eau circulante mais sur les parois des canalisations d'un circuit d'eau.  US2004 / 0026336 discloses a water treatment process comprising: the addition in water of an oxidizing agent in a voluntarily low content (preferably 10 to 50 ppm and sufficient to deactivate the microorganisms but not to kill them) in order to generate free radicals, the retention time between the addition of the oxidizing agent and one of the two subsequent stages up to about 90 seconds; filtering this water with a filter system having a filter size larger than the average size of the organic material suspended in water; the exposure of this water to ultraviolet radiation. This document teaches that free radicals make it possible to agglomerate the organic matter contained in the circulating water, which facilitates its elimination by filtration. However, this method is inefficient to get rid of the biofilm that develops not in the circulating water but on the walls of the pipes of a water circuit.
On connaît de US2005/0218082 un système de prédiction de la teneur en contaminants présents dans un fluide soumis à une irradiation par un rayonnement ultraviolet. Ce document envisage différents fluides, par exemple l'air ou l'eau, ainsi que différents contaminants présents dans le fluide, par exemple des microorganismes, des composés chimiques ou leurs combinaisons. Ce système est complexe et coûteux.  US2005 / 0218082 discloses a system for predicting the content of contaminants present in a fluid subjected to irradiation with ultraviolet radiation. This document considers different fluids, for example air or water, as well as various contaminants present in the fluid, for example microorganisms, chemical compounds or combinations thereof. This system is complex and expensive.
Ces documents ne font nulle mention du problème du biofilm susceptible de se développer dans les circuits d'eau si bien qu'aucun des procédés et système susmentionnés n'est conçu pour en maîtriser ou réduire la croissance. 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. These documents make no mention of the problem of the biofilm likely to develop in the water circuits so that none of the aforementioned methods and systems are designed to control or reduce growth. 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 able to detach and to release suddenly in the circulating water a significant amount of microorganisms.
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.  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.
II existe donc un réel besoin de fournir un procédé et un dispositif 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 a method and an improved water disinfection device, in particular to control the growth of biofilms or reduce biofilms, while limiting toxic releases to the environment.
Il existe notamment un besoin pour un procédé et un dispositif n'utilisant pas de composé chimique halogéné, notamment chloré ou bromé, néfaste pour l'environnement.  In particular, there is a need for a method and a device that does not use a halogenated chemical compound, in particular chlorinated or brominated, which is harmful for the environment.
Il existe en particulier un besoin pour un procédé et un dispositif mettant en œuvre une quantité de peroxyde d'hydrogène moindre et néanmoins suffisante pour maîtriser la croissance des biofilms voire pour réduire les biofilms.  In particular, there is a need for a method and a device implementing a lesser amount of hydrogen peroxide and yet sufficient to control the growth of biofilms or to reduce biofilms.
Il existe également un besoin pour un procédé et un dispositif consommant moins d'énergie, notamment requérant une plus faible dose de rayonnements ultraviolets (exprimée en mJ/cm2). There is also a need for a less energy consuming method and device, including requiring a lower dose of ultraviolet radiation (expressed in mJ / cm 2 ).
Il existe aussi un besoin pour un procédé et un dispositif simplifié, notamment ne nécessitant pas de moyen spécifique de filtration, ou de système induisant une cavitation de l'eau à désinfecter, ou encore de moyen pour réduire le peroxyde d'hydrogène résiduel après sa mise en œuvre.  There is also a need for a simplified method and device, in particular not requiring a specific means of filtration, or a system inducing cavitation of the water to be disinfected, or means for reducing the residual hydrogen peroxide after its Implementation.
Il existe également un besoin pour un procédé et un dispositif améliorant la capacité d'échange thermique des circuits d'eau, en particulier des circuits d'eau de refroidissement ou d'échangeurs thermiques.  There is also a need for a method and a device improving the heat exchange capacity of water circuits, in particular cooling water circuits or heat exchangers.
RESUME DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
L'invention concerne en premier lieu un procédé de désinfection d'eau comprenant :  The invention relates firstly to a method for disinfecting water comprising:
- l'injection dans l'eau de peroxyde d'hydrogène ; et  the injection into water of hydrogen peroxide; and
- l'irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet.  - Irradiation of water by ultraviolet radiation.
L'invention concerne plus particulièrement un procédé de désinfection d'eau comprenant : - l'injection dans l'eau de peroxyde d'hydrogène à une concentration de 1 à 100 mg/L, la borne 100mg/L étant exclue ; et The invention more particularly relates to a method for disinfecting water comprising: - Injection into water of hydrogen peroxide at a concentration of 1 to 100 mg / L, the 100mg / L terminal being excluded; and
- l'irradiation de cette eau contenant le peroxyde d'hydrogène par un rayonnement ultraviolet.  irradiation of this water containing hydrogen peroxide by ultraviolet radiation.
L'invention a aussi pour objet un procédé pour maîtriser la croissance des biofilms voire réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites d'un circuit d'eau, comprenant :  The subject of the invention is also a method for controlling the growth of biofilms or reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit, comprising:
- l'injection de peroxyde d'hydrogène dans l'eau circulant dans le circuit; et  the injection of hydrogen peroxide into the water circulating in the circuit; and
- l'irradiation de cette eau par un rayonnement ultraviolet.  - Irradiation of this water by ultraviolet radiation.
L'invention concerne également l'utilisation d'un procédé de désinfection d'eau circulant dans un circuit d'eau comprenant l'injection dans l'eau de peroxyde d'hydrogène et l'irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet, pour maîtriser la croissance des biofilms voire pour réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites du circuit d'eau.  The invention also relates to the use of a method for disinfecting circulating water in a water circuit comprising the injection into water of hydrogen peroxide and the irradiation of water with ultraviolet radiation, to control the growth of biofilms or even to reduce the biofilms formed on the inner wall of the water circuit pipes.
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.  According to one embodiment, the water is water circulating in a closed or semi-open circuit, preferably in a cooling circuit.
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.  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.
Selon un mode de réalisation, la concentration de peroxyde d'hydrogène dans l'eau est de 1 à 100 mg/L, notamment supérieure ou égale à 1 mg/L et strictement inférieure à 100 mg/L, de préférence de 20 à 60 mg/L, avantageusement de 20 à 50 mg/L, de 20 à 40 mg/L, voire de 20 à 30 mg/L.  According to one embodiment, the concentration of hydrogen peroxide in water is 1 to 100 mg / l, in particular greater than or equal to 1 mg / l and strictly less than 100 mg / l, preferably 20 to 60 mg / L, preferably 20 to 50 mg / L, 20 to 40 mg / L, or even 20 to 30 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 irradiation of the 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.  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.
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.  According to one embodiment, the irradiation is carried out continuously, and the injection of hydrogen peroxide is carried out repeatedly or continuously.
Selon un mode de réalisation, l'eau, après injection dans cette dernière du peroxyde d'hydrogène et/ou avant son irradiation, ne subit pas de filtrage. Selon un mode de réalisation, l'eau après injection dans cette dernière du peroxyde d'hydrogène et/ou avant son irradiation, ne subit pas de cavitation. According to one embodiment, the water, after injection into the latter of the hydrogen peroxide and / or before its irradiation, is not subjected to filtering. According to one embodiment, the water after injection into the latter of the hydrogen peroxide and / or before its irradiation, does not undergo cavitation.
Selon un mode de réalisation, l'eau après injection dans cette dernière du peroxyde d'hydrogène et/ou avant son irradiation, n'est pas traitée avec un composé chimique autre que le peroxyde d'hydrogène, notamment pas un composé halogéné, en particulier pas un composé chloré ou bromé.  According to one embodiment, the water after injection into the latter hydrogen peroxide and / or before irradiation, is not treated with a chemical compound other than hydrogen peroxide, especially not a halogenated compound, in especially not a chlorinated or brominated compound.
Selon un mode de réalisation, le peroxyde résiduel demeurant dans l'eau après son irradiation n'est pas réduit. De façon avantageuse, cela assure qu'une quantité suffisante de précurseur de radicaux hydroxyles est présente dans le circuit. Cela permet en outre une mesure (ponctuelle manuelle ou en ligne avec régulation) de la quantité de peroxyde introduite dans le circuit et donc un meilleur contrôle de celle-ci. Cela permet par ailleurs de maintenir un "stress" oxydant sur les bactéries et le biofilm, inhibant ainsi leur développement.  According to one embodiment, the residual peroxide remaining in the water after irradiation is not reduced. Advantageously, this ensures that a sufficient amount of hydroxyl radical precursor is present in the circuit. This also allows a measurement (manual or online with regulation) of the amount of peroxide introduced into the circuit and therefore a better control of it. This also helps maintain oxidative "stress" on bacteria and biofilm, thus inhibiting their development.
Selon un mode de réalisation, l'eau soumise à l'injection de peroxyde d'hydrogène et à l'irradiation est de l'eau douce et non de l'eau de mer. En effet, la présence dans l'eau de mer d'une quantité importante de chlorures, voire de carbonates et/ou de bicarbonates, conduit à une inhibition de la production de radicaux hydroxyles.  According to one embodiment, the water subjected to the injection of hydrogen peroxide and the irradiation is freshwater and not seawater. Indeed, the presence in seawater a large amount of chlorides, or even carbonates and / or bicarbonates, leads to an inhibition of the production of hydroxyl radicals.
L'invention concerne également un système de désinfection d'eau circulant dans les conduites d'un circuit d'eau, comprenant :  The invention also relates to a system for disinfecting water circulating in the pipes of a water circuit, comprising:
- des moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène dans l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau ; et  means for injecting hydrogen peroxide into the water circulating in the pipes of the water circuit; and
- des moyens d'irradiation de l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau par un rayonnement ultraviolet.  means for irradiating water flowing in the water circuit conduits by ultraviolet radiation.
L'invention concerne également un système de maîtrise de la croissance des biofilms voire de réduction des biofilms formés sur la paroi interne des conduites d'un circuit d'eau, comprenant :  The invention also relates to a system for controlling the growth of biofilms or reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit, comprising:
- des moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène dans l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau ; et  means for injecting hydrogen peroxide into the water circulating in the pipes of the water circuit; and
- des moyens d'irradiation de l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau par un rayonnement ultraviolet.  means for irradiating water flowing in the water circuit conduits by ultraviolet radiation.
L'invention concerne également l'utilisation d'un système de désinfection d'eau comprenant des moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène dans de l'eau et des moyens d'irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet, pour maîtriser la croissance des biofilms voire pour réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites d'un circuit d'eau. The invention also relates to the use of a water disinfection system comprising means for injecting hydrogen peroxide into water and means for irradiating the water with ultraviolet radiation, in order to control the growth of biofilms or even for reduce the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit.
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.  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.
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 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.  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.
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.  According to one embodiment, the above system further comprises means for measuring the concentration of hydrogen peroxide in water.
Selon un mode de réalisation, le système comprend :  According to one embodiment, the system comprises:
- des moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène dans l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau, configurés pour obtenir une concentration de peroxyde d'hydrogène dans l'eau supérieure ou égale à 1 mg/L et strictement inférieure à 100 mg/L ; et  means for injecting hydrogen peroxide into the water flowing in the pipes of the water circuit, configured to obtain a concentration of hydrogen peroxide in the water equal to or greater than 1 mg / L and strictly lower at 100 mg / L; and
- des moyens d'irradiation de l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau par un rayonnement ultraviolet, configurés pour irradier l'eau à une dose de 5 à 200 mJ/cm2. - Irradiation means of the water flowing in the water circuit pipes by ultraviolet radiation, configured to irradiate the water at a dose of 5 to 200 mJ / cm 2 .
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.  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.
L'invention concerne également une installation comprenant un circuit d'eau et un système de maîtrise de la croissance des biofilms voire de réduction des biofilms tel que décrit ci-dessus, ledit système étant adapté à maîtriser la croissance des biofilms voire à réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites du circuit d'eau.  The invention also relates to an installation comprising a water circuit and a system for controlling the growth of biofilms or reducing biofilms as described above, said system being adapted to control the growth of biofilms or reduce biofilms formed on the inner wall of the pipes of the water circuit.
L'invention concerne également l'utilisation d'une installation comprenant un circuit d'eau et un système de désinfection d'eau tel que décrit ci-dessus dans lequel le système de désinfection d'eau est adapté à désinfecter l'eau contenue dans le circuit d'eau, pour maîtriser la croissance des biofilms voire réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites du circuit d'eau. The invention also relates to the use of an installation comprising a water circuit and a water disinfection system as described above in which the water disinfection system is adapted to disinfect the water contained in the water circuit, to control growth biofilms or even reduce the biofilms formed on the inner wall of the pipes of the water circuit.
Selon un mode de réalisation, le circuit d'eau est un circuit d'eau de refroidissement.  According to one embodiment, the water circuit is a cooling water circuit.
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 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.  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.
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 microorganismes et limitent ainsi le développement du biofilm.  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 the microorganisms and thus limit the development of the biofilm.
Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également une ou de préférence plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous.  According to some particular embodiments, the invention also has one or preferably more of the advantageous features listed below.
- La mise en œuvre 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.  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.
- La dose de peroxyde d'hydrogène nécessaire est inférieure à celle utilisée dans l'état de la technique.  - The dose of hydrogen peroxide required is less than that used in the state of the art.
- 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.  - 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.
- Le système selon l'invention est avantageusement autonome et peut ainsi être raccordé à un circuit d'eau existant pour maîtriser la croissance des biofilms voire réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites du circuit d'eau. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION - The system of the invention is preferably autonomous and can be connected to an existing water circuit to control the growth of biofilms or reduce the biofilms formed on the inner wall of the water circuit pipes. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.  The invention is now described in more detail and without limitation in the description which follows.
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.  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.
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.  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.
L'invention prévoit de désinfecter l'eau par injection de peroxyde d'hydrogène (de formule H2O2) 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 trouve particulièrement à s'appliquer aux circuits d'eau présents dans les installations de transfert de chaleur (climatisation, réfrigération, chauffage...).  The invention provides for disinfecting water by injecting hydrogen peroxide (of formula H2O2) in 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 facilities (air conditioning, refrigeration, heating ...).
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).  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).
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.  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.
Par « 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. By "ultraviolet radiation" is meant electromagnetic radiation of wavelength between 10 and 400 nm. The With hydrogen peroxide absorbing more radiation at low wavelengths, it is useful for ultraviolet radiation to include radiation at as short a wavelength as 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).  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).
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.  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.
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 :  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 to be :
- soit immergés directement dans le circuit d'eau ;  - immersed directly in the water circuit;
- 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. - Or inserted into an envelope (generally called reactor) whose geometry is optimized according to the power of the lamp, the flow and the quality of the 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. 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.
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.  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.
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.  The ultraviolet radiation may also be applied once or repeatedly or continuously, the latter option being preferred for greater efficiency.
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.  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.
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. EXEMPLE  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. EXAMPLE
L'exemple suivant illustre l'invention sans la limiter.  The following example illustrates the invention without limiting it.
Des expériences sont effectuées sur un pilote de laboratoire représentant une partie d'un circuit d'eau de refroidissement. Ce pilote est constitué :  Experiments are carried out on a laboratory pilot representing part of a cooling water circuit. This driver consists of:
- d'un bac de stockage (capacité 100 litres) contenant l'eau à traiter ; - a storage tank (capacity 100 liters) containing the water to be treated;
- 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 ; 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;
- de réacteurs biologiques composés de trois compartiments 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 ;- biological reactors composed of three identical compartments (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 ;
- d'une pompe de recirculation (de débit égal à 500 L/h) prélevant l'eau du bac de stockage pour alimenter le réacteur photochimiquea recirculation pump (flow rate equal to 500 L / h) taking water from the storage tank to feed the photochemical reactor
- d'une pompe de recirculation (de débit égal à 60 L/h) prélevant l'eau du bac de stockage pour alimenter les réacteurs biologiques ; a recirculation pump (flow rate equal to 60 L / h) taking water from the storage tank to supply the biological reactors;
- d'un système de régulation de température (T = 27°C).  - a temperature control system (T = 27 ° C).
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 developed 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.
Les caractéristiques du circuit d'eau après ensemencement sont les suivantes :  The characteristics of the water circuit after seeding are as follows:
- pH : 8,5 ;  - pH: 8.5;
- Conductivité : 285 S/cm ;  - Conductivity: 285 S / cm;
- Oxygène dissous : 10,5 mg/L ;  - dissolved oxygen: 10.5 mg / L;
- Température : 27°C ;  - Temperature: 27 ° C;
- Carbone Organique Dissous (COD) : 3 mg/L ;  - Dissolved Organic Carbon (DOC): 3 mg / L;
- Carbone Organique Total (COT) : 5,5 mg/L ;  - Total Organic Carbon (TOC): 5.5 mg / L;
- Titre Alcalimétrique Complet (TAC) : 14°F ;  - Total Alcalimetric Title (TAC): 14 ° F;
- Bactéries cultivables dans l'eau : 1 105 à 5χ105 UFC/mL, mesure effectuée selon la norme NF EN ISO 6222 ; - Bacteria cultivable in water: 1 10 5 to 5 χ 10 5 CFU / mL, measured according to standard NF EN ISO 6222;
- ATP dans l'eau : 1 ,2 à 18,3 pmol/L, mesure effectuée d'après la norme ASTMD 4012-81 ;  ATP in water: 1, 2 at 18.3 pmol / L, measured according to ASTMD 4012-81;
- ATP du biofilm : 1 à 30 pmol/cm2, mesure effectuée par adaptation de la norme ASTMD 4012-81 ; ATP of the biofilm: 1 to 30 pmol / cm 2 , measured by adaptation of the ASTMD 4012-81 standard;
- Bactéries cultivables du biofilm : 2.104 à 3.106 UFC/cm2, mesure effectuée par adaptation de la norme NF EN ISO 6222 ; - Biofilm cultivable bacteria: 2.10 4 to 3.10 6 CFU / cm 2 , measured by adaptation of the NF EN ISO 6222 standard;
- Légionelles cultivables du biofilm : 20 à 600 UFC/cm2, mesure effectuée par adaptation de la norme NF T 90-431 /A1 . - Legionella cultivable biofilm: 20 to 600 CFU / cm 2 , measurement made by adaptation of the standard NF T 90-431 / A1.
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 : The abatement 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 peroxide of hydrogen 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:
Figure imgf000014_0001
La qualité microbiologique de l'eau et l'élimination du biofilm sont maintenues au-delà de 250 heures de traitement continu.
Figure imgf000014_0001
The microbiological quality of the water and the elimination of the biofilm are maintained beyond 250 hours of continuous treatment.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé pour maîtriser la croissance des biofilms voire réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites d'un circuit d'eau, comprenant : A method for controlling the growth of biofilms or even reducing the biofilms formed on the inner wall of the pipes of a water circuit, comprising:
- l'injection de peroxyde d'hydrogène dans l'eau circulant dans le circuit; et  the injection of hydrogen peroxide into the water circulating in the circuit; and
- l'irradiation de cette eau par un rayonnement ultraviolet.  - Irradiation of this water by ultraviolet radiation.
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l'eau est de l'eau circulant dans un circuit fermé ou semi-ouvert, de préférence dans un circuit de refroidissement. The method of claim 1, wherein the water is water flowing in a closed or semi-open circuit, preferably in a cooling circuit.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel 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. A process according to claim 2, wherein the irradiation is carried out directly in the water circuit or in a branch thereof, a recirculation pump allowing all the water in the circuit to be irradiated from 1 to 10 times per hour by ultraviolet radiation.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la concentration de peroxyde d'hydrogène dans l'eau est de 1 à 100 mg/L, de préférence de 20 à 60 mg/L. Process according to one of claims 1 to 3, wherein the concentration of hydrogen peroxide in water is 1 to 100 mg / L, preferably 20 to 60 mg / L.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'irradiation ddee ll''eeaauu eesstt eeffffee<ctuée à une dose de 5 à 200 mJ/cm2, de préférence de 40 à 160 m J/cm2 Process according to one of Claims 1 to 4, in which the irradiation of the aqueous solution is effected at a dose of 5 to 200 mJ / cm 2 , preferably 40 to 160 m 2 / cm 2.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel 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. Method according to one of claims 1 to 5 wherein the ultraviolet radiation comprises radiation at a wavelength less than or equal to 254 nm, preferably radiation at a wavelength less than or equal to 200 nm.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'irradiation est effectuée en continu, et dans lequel l'injection de peroxyde d'hydrogène est effectuée de manière répétée ou continue. Système de maîtrise de la croissance des biofilms, voire de réduction des biofilms, formés sur la paroi interne des conduites d'un circuit d'eau, comprenant : 7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the irradiation is carried out continuously, and wherein the injection of hydrogen peroxide is carried out repeatedly or continuously. System for controlling the growth of biofilms, or even reduction of biofilms, formed on the internal wall of the pipes of a water circuit, comprising:
- des moyens d'injection de peroxyde d'hydrogène dans l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau, configurés pour obtenir une concentration de peroxyde d'hydrogène dans l'eau supérieure ou égale à 1 mg/L et strictement inférieure à 100 mg/L ; et  means for injecting hydrogen peroxide into the water flowing in the pipes of the water circuit, configured to obtain a concentration of hydrogen peroxide in the water equal to or greater than 1 mg / L and strictly lower at 100 mg / L; and
- des moyens d'irradiation de l'eau circulant dans les conduites du circuit d'eau par un rayonnement ultraviolet, configurés pour irradier l'eau à une dose de 5 à 200 mJ/cm2. - Irradiation means of the water flowing in the water circuit pipes by ultraviolet radiation, configured to irradiate the water at a dose of 5 to 200 mJ / cm 2 .
Système selon la revendication 8, dans lequel 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. A system according to claim 8, wherein the water irradiation means comprises ultraviolet radiation emitting means inserted in one or more quartz sleeves, the ultraviolet radiation emitting means and the quartz sleeves being adapted to be immersed directly in the water, or being inserted in an envelope.
Système selon l'une des revendications 8 à 9, dans lequel 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. System according to one of claims 8 to 9, wherein the irradiation means comprise one or more mercury vapor lamps, or xenon vapor, or one or more light emitting diodes emitting in the ultraviolet.
Système selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel 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. System according to one of claims 8 to 10, wherein the irradiation means are adapted to provide radiation at a wavelength in vacuo less than or equal to 254 nm, preferably radiation at a wavelength in the vacuum of less than or equal to 200 nm.
Système selon l'une des revendications 8 à 1 1 , comprenant en outre des moyens de mesure de la concentration en peroxyde d'hydrogène dans l'eau. System according to one of claims 8 to 11, further comprising means for measuring the concentration of hydrogen peroxide in water.
Installation comprenant un circuit d'eau et un système selon l'une des revendications 8 à 12, le système étant adapté à maîtriser la croissance des biofilms voire à réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites du circuit d'eau. Installation comprising a water circuit and a system according to one of claims 8 to 12, the system being adapted to control the growth of biofilms or reduce the biofilms formed on the inner wall of the water circuit conduits.
14. Installation selon la revendication 13, dans laquelle le circuit d'eau est un circuit d'eau de refroidissement. 14. Installation according to claim 13, wherein the water circuit is a cooling water circuit.
15. Installation selon la revendication 13 ou 14, dans laquelle 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. 15. Installation according to claim 13 or 14, wherein 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 water pump. recirculation.
16. Utilisation d'un procédé de désinfection d'eau circulant dans un circuit d'eau comprenant l'injection dans l'eau de peroxyde d'hydrogène et l'irradiation de l'eau par un rayonnement ultraviolet, pour maîtriser la croissance des biofilms voire pour réduire les biofilms formés sur la paroi interne des conduites du circuit d'eau. 17. Procédé de désinfection d'eau comprenant : 16. Use of a method for disinfecting circulating water in a water circuit comprising injecting hydrogen peroxide into the water and irradiating the water with ultraviolet radiation to control the growth of the water. biofilms or even to reduce the biofilms formed on the inner wall of the pipes of the water circuit. 17. A method of disinfecting water comprising:
- l'injection dans l'eau de peroxyde d'hydrogène à une concentration de 1 à 100 mg/L, la borne 100mg/L étant exclue ; et  - Injection into water of hydrogen peroxide at a concentration of 1 to 100 mg / L, the 100mg / L terminal being excluded; and
- l'irradiation de cette eau contenant le peroxyde d'hydrogène par un rayonnement ultraviolet.  irradiation of this water containing hydrogen peroxide by ultraviolet radiation.
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