FR2755961A1

FR2755961A1 - Elimination of pathogenic organisms from hot water supply by ozone

Info

Publication number: FR2755961A1
Application number: FR9614078A
Authority: FR
Inventors: Kera Kerchouche
Original assignee: Air Liquide Sante Developpment SA
Current assignee: Air Liquide Sante Developpment SA
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-05-22

Abstract

Hot water supply of a building is treated continuously to eliminate pathogenic microorganisms. Water (Da) and ozone (O3) are circulated together through a number of mixing stages (A1-A4) and recycle loop (B) at a pressure of \- 2<x>10 Pa. Water is recycled at a constant flow rate (Db), with a recycle to feed ratio (Da/Db) of 0.1-1.0 and treatment continues for \- 2 minutes.

Description

L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de traitement des eaux chaudes sanitaires par l'ozone notamment en milieu hospitalier. The invention relates to a method and to a device for treating domestic hot water by ozone, in particular in a hospital environment.

Actuellement, la méthode la plus utilisée est celle du chauffage de l'eau à haute température (600C), auquel on associe des "fluch" périodiques à des températures dépassant les 800 C. Currently, the most widely used method is that of heating water to high temperature (600C), which is associated with periodic "fluch" at temperatures exceeding 800 C.

Cependant, la réglementation impose une température maximale de 600C, les effets bactéricides sont limités dans le temps, il y a des risques de brûlures, de corrosion des conduites et cette méthode génère des coûts énergétiques élevés. However, the regulations impose a maximum temperature of 600C, the bactericidal effects are limited in time, there is a risk of burns, corrosion of the pipes and this method generates high energy costs.

De manière encore exceptionnelle, certains établissements utilisent des procédés de chloration ou bromation de l'eau chaude, souvent associés à un système de filtration de l'eau en sortie de robinet. Cependant, la distribution des concentrations en chlore est non uniforme en périphérie du circuit, le taux de chlore libre varie au cours de la journée en fonction des débits utilisés, le dosage du chlore est difficile, I'activité bactéricide est faible et ce procédé provoque une forte corrosion des conduites. Still exceptionally, some establishments use hot water chlorination or bromination processes, often associated with a water filtration system at the tap outlet. However, the distribution of chlorine concentrations is not uniform at the periphery of the circuit, the rate of free chlorine varies during the day depending on the flow rates used, the dosage of chlorine is difficult, the bactericidal activity is low and this process causes severe corrosion of the pipes.

La demande de brevet W095/13989 décrit un procédé de traitement par l'ozone qui dans la réalité est difficile à mettre en oeuvre en continu. Patent application WO95 / 13989 describes an ozone treatment process which in reality is difficult to carry out continuously.

La Demanderesse a donc cherché à développer un procédé qui n'ait pas les inconvénients énoncés ci-dessus tout en ayant une efficacité suffisante vis-à-vis des micro-organismes pathogènes et, notamment, les bactéries responsables des infections nosocomiales en milieu hospitalier telles que les légionnellas. The Applicant has therefore sought to develop a method which does not have the drawbacks set out above while having sufficient efficacy vis-à-vis pathogenic microorganisms and, in particular, the bacteria responsible for nosocomial infections in a hospital environment such as than the legionnellas.

L'invention a pour objet un procédé de traitement en continu de l'eau chaude sanitaire circulant dans le circuit d'alimentation en eau courante d'un bâtiment, destiné à en éliminer les micro-organismes pathogènes, comprenant au moins une étape A de mise en contact de ladite eau chaude circulant à un débit DA sous une pression P1, avec de l'ozone, et une étape B de recirculation d'une partie de l'eau traitée, à un débit DB, caractérisé en ce que
a) l'ensemble des étapes A et B est mis en oeuvre à pression P, constante, avec P1 supérieur ou égal à 2x1 05Pa,
b) le débit DB est constant et le rapport DB/DA est compris entre 0,1 et 1, et,
c) le temps de contact entre l'eau chaude à traiter et l'ozone dans l'étape A est supérieur ou égal à 2 minutes. The subject of the invention is a method for the continuous treatment of domestic hot water circulating in the running water supply circuit of a building, intended to eliminate pathogenic microorganisms therefrom, comprising at least one step A of contacting said hot water circulating at a flow rate DA under a pressure P1, with ozone, and a step B of recirculating part of the treated water, at a flow rate DB, characterized in that
a) all of steps A and B are carried out at constant pressure P, with P1 greater than or equal to 2x1 05Pa,
b) the DB flow rate is constant and the DB / DA ratio is between 0.1 and 1, and,
c) the contact time between the hot water to be treated and the ozone in step A is greater than or equal to 2 minutes.

Par eau chaude, on entend de l'eau à une température comprise entre 450 et 600C. By hot water is meant water at a temperature between 450 and 600C.

L'invention a notamment pour objet le procédé tel que décrit ci-dessus dans lequel P1 est compris entre 3.105 et 7.105 Pa et, notamment égal à 6.105Pa. The subject of the invention is in particular the method as described above in which P1 is between 3.105 and 7.105 Pa and, in particular, equal to 6.105Pa.

Dans une première variante préférée de la présente invention l'étape A est constituée d'au moins trois étapes de mélange successives A1, A2, éventuellement A3 et A4 et notamment le procédé dans lequel
a) L'étape de mélange A1 consiste à mettre en contact un mélange oxygèneozone comprenant jusqu'à 30 % en poids d'ozone, avec l'eau recirculante de l'étape B;
b) le mélange issu de l'étape A1 est soumis à l'étape de mélange A2 consistant à le mettre en contact avec l'eau amenée du circuit d'alimentation en eau chaude dudit bâtiment;
c) le mélange issu de l'étape A2 est éventuellement soumis à une étape A3, puis soumis à l'étape de mélange A4 au cours de laquelle le temps de contact entre l'ozone et l'eau chaude à traiter, est compris entre 1 et 12 minutes et au terme de laquelle une partie de l'eau traitée recircule au débit DB pour subir de nouveau l'étape
A1, I'autre partie de l'eau traitée est dirigée vers le circuit d'alimentation en eau chaude dudit bâtiment et le mélange oxygène-ozone résiduel est libéré pour subir si nécessaire une étape de destruction de l'ozone.In a first preferred variant of the present invention, step A consists of at least three successive mixing steps A1, A2, optionally A3 and A4 and in particular the process in which
a) The mixing step A1 consists in bringing an oxygen-ozone mixture comprising up to 30% by weight of ozone into contact with the recirculating water from step B;
b) the mixture resulting from step A1 is subjected to the mixing step A2 consisting in bringing it into contact with the water supplied from the hot water supply circuit of said building;
c) the mixture resulting from step A2 is optionally subjected to a step A3, then subjected to the mixing step A4 during which the contact time between the ozone and the hot water to be treated is between 1 and 12 minutes and at the end of which part of the treated water recirculates at the rate DB to undergo the stage again
A1, the other part of the treated water is directed to the hot water supply circuit of said building and the residual oxygen-ozone mixture is released to undergo, if necessary, an ozone destruction step.

Dans un aspect préféré de cette variante du procédé telle que décrite cidessus, ia pression Pl est d'environ 6 bars, le débit DB est d'environ 0,5 m3/heure et la concentration d'ozone en amont de l'étape A4 est d'environ 0,30 à 0,40 mg/litre. In a preferred aspect of this variant of the process as described above, the pressure P1 is about 6 bars, the flow rate DB is about 0.5 m3 / hour and the ozone concentration upstream of step A4. is about 0.30 to 0.40 mg / liter.

Pour maintenir un temps de contact entre l'ozone et l'eau à traiter qui soit suffisant pour rendre le traitement efficace dans l'étape A4, le contact est réalisé en faisant transiter le mélange à travers une colonne à garnissage. To maintain a contact time between the ozone and the water to be treated which is sufficient to make the treatment effective in step A4, the contact is made by passing the mixture through a packed column.

Comme garnissage préféré, on utilise des anneaux raschig. As the preferred filling, raschig rings are used.

L'invention a aussi pour objet un dispositif de traitement en continu à l'ozone de l'eau chaude circulant dans le circuit d'alimentation en eau courante d'un bâtiment, pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus comprenant un hydroinjecteur Mi, un échangeur Kartings M2, éventuellement un échangeur statique à plaque M3, un bassin tampon M4 muni d'une colonne à garnissage et d'un évent, au moins une pompe Ms et, de préférence, deux pompes, les conduits nécessaires pour former une boucle fermée de circulation de l'eau à travers M1, M2, M3, M4 et M5, un conduit d'amenée de l'eau provenant du circuit d'alimentation en eau courante dudit bâtiment, un conduit de sortie de l'eau traitée vers ledit circuit, et si désiré des vannes et des moyens de mesures de débit FE, Fl de pression PI, PT et de niveau de température, caractérisé en ce que l'étape Ai est mise en oeuvre dans Ml, L'étape A2 est mise en oeuvre dans M2, le cas échéant, L'étape A3 est mise en oeuvre dans M3,
L'étape A4 est mise en oeuvre dans M4 et M5 assure le maintien du débit DB constant dans l'étape B.The subject of the invention is also a device for the continuous treatment with ozone of the hot water circulating in the running water supply circuit of a building, for the implementation of the method as defined above. comprising a Mi hydroinjector, a Kartings M2 exchanger, possibly an M3 static plate exchanger, an M4 buffer tank fitted with a packed column and a vent, at least one Ms pump and, preferably, two pumps, the conduits necessary to form a closed loop for water circulation through M1, M2, M3, M4 and M5, a water supply pipe from the running water supply circuit of said building, an outlet pipe for the treated water to said circuit, and if desired valves and flow measurement means FE, Fl, pressure PI, PT and temperature level, characterized in that step Ai is implemented in M1, L step A2 is implemented in M2, where appropriate, step A3 is implemented in M3,
Step A4 is implemented in M4 and M5 ensures that the rate DB is kept constant in step B.

Tout le matériel utilisé pour la réalisation de ce dispositif est disponible dans le commerce ou aisément fabriqué par l'homme du métier. All the material used for the production of this device is commercially available or easily manufactured by a person skilled in the art.

Dans des variantes préférées du dispositif, celui-ci comprend en outre un générateur d'ozone Me raccordé à Mi, un destructeur d'ozone M7 raccordé à M4, et/ou a une hauteur inférieure à 2,80 m. In preferred variants of the device, the latter further comprises an ozone generator Me connected to Mi, an ozone destroyer M7 connected to M4, and / or has a height of less than 2.80 m.

Dans un dernier aspect de la présente invention celle-ci a pour objet l'utilisation du dispositif tel que décrit ci-dessus pour le traitement de l'eau chaude circulant dans le circuit d'alimentation en eau courante des lieux publics destinés à recevoir et/ou à traiter les malades tels que les hôpitaux, les cliniques, les dispensaires ou les locaux d'association. In a final aspect of the present invention, the object of this invention is the use of the device as described above for the treatment of hot water circulating in the running water supply circuit of public places intended to receive and / or to treat patients such as hospitals, clinics, dispensaries or association premises.

Les figures 1, 2, 3 et 4 ainsi que les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. Figures 1, 2, 3 and 4 as well as the following examples illustrate the invention without, however, limiting it.

L'évolution des paramètres COD/CODB (Carbone organique dissous/Carbone organique dissous biodégradable), avant et après ozonisation d'une eau chaude sanitaire (580C) a été suivie. La mesure de ces paramètres permet de visualiser l'apport de matières organiques biodégradables liées au procédé et donc d'apprécier un risque de prolifération du biofilm. Les expériences ont été réalisées avec une concentration d'ozone égale à 0,32 mg/l, avec un temps de contact de 6 à 10 minutes). The change in COD / CODB (dissolved organic carbon / dissolved organic carbon biodegradable) parameters, before and after ozonization of domestic hot water (580C) was monitored. The measurement of these parameters makes it possible to visualize the contribution of biodegradable organic matter linked to the process and therefore to assess a risk of proliferation of the biofilm. The experiments were carried out with an ozone concentration equal to 0.32 mg / l, with a contact time of 6 to 10 minutes).

Les mesures en COD/CODB et la numération de la flore bactérienne ont été effectuées régulièrement par prise d'échantillon. Le dispositif selon l'invention fonctionnant en continu; les mesures COD/CODB s'effectuent comme suit : Dans une étuve à 440C, l'échantillon est mis en contact avec un lit de bactéries fixé sur du sable et l'on suit sur une période de 15 jours de la diminution progressive du COD de
I'échantillon. La mesure de la numération de la flore bactérienne thermophile (ou thermotolérante) totale est effectuée par culture 3 jours à 440C d'un filtrat d'un ml de l'échantillon, comptage des colonies bactériennes et expression des résultats en
UFC/ml.The COD / CODB measurements and the bacterial flora count were carried out regularly by taking a sample. The device according to the invention operating continuously; the COD / CODB measurements are carried out as follows: In an oven at 440C, the sample is brought into contact with a bed of bacteria fixed on sand and the progressive decrease in the DOC is followed over a period of 15 days of
The sample. The measurement of the count of the total thermophilic (or thermotolerant) bacterial flora is carried out by culturing for 3 days at 440 ° C. of a filtrate of one ml of the sample, counting the bacterial colonies and expressing the results in
CFU / ml.

Après un traitement de 5 jours en continu, on a noté en sortie du dispositif une numération de la flore bactérienne égale à 0 et aucune augmentation du rapport
COD/CODB, ce qui démontre l'efficacité biocide du procédé.After a continuous 5-day treatment, a bacterial flora count equal to 0 was noted at the outlet of the device and no increase in the ratio.
COD / CODB, which demonstrates the biocidal efficiency of the process.

D'autre part, à la concentration initiale de 0,32mg/l d'ozone, on a constaté que la concentration résiduelle en sortie du dispositif était inférieure à 0,1 Omg/l, ce qui est une concentration à laquelle les conduits ne sont pas corrodés. On the other hand, at the initial concentration of 0.32 mg / l of ozone, it was observed that the residual concentration at the outlet of the device was less than 0.1 Omg / l, which is a concentration at which the ducts do not are not corroded.

Claims

1. Process for the continuous treatment of domestic hot water circulating in the running water supply circuit of a building, intended to eliminate pathogenic microorganisms therefrom, comprising at least one step (A) of bringing into contact of said hot water circulating at a flow rate (DA) under a pressure (P1), with ozone, and a step (B) of recirculating part of the treated water, at a flow rate (DB), characterized in that

a) all of steps (A) and (B) are carried out at constant pressure (P,), with (P1) greater than or equal to 2x105Pa,

b) the flow rate (DB) is constant and the ratio (DB / DA) is between 0.1 and 1, and,

c) the contact time between the hot water to be treated and the ozone in step (A) is greater than or equal to 2 minutes

2. Method as defined in claim 1 wherein (P1) is between 3.105 and 7.105Pa and in particular equal to 6.105pua.

3. Method as defined in one of claims 1 or 2, wherein step (A) consists of at least three successive mixing steps (A1), (A2), optionally (A3) and (A4 ).

4. A method as defined in claim 3 wherein

a) The mixing step (A1) consists in bringing an oxygen-ozone mixture comprising up to 30% by weight of ozone into contact with the recirculating water from step (B);

b) the mixture resulting from step (A1) is subjected to the mixing step (A2) consisting in bringing it into contact with the water supplied from the hot water supply circuit of said building; and

c) the mixture resulting from step (A2) is optionally subjected to a step (A3) and then subjected to the mixing step (A4) during which the contact time between the ozone and the hot water at to be treated is between 1 and 12 minutes and at the end of which part of the treated water recirculates at the flow rate (DB) to undergo stage (A1) again, the other part of the treated water is sent to the hot water supply circuit for said building and the residual oxygen-ozone mixture is released to undergo, if necessary, an ozone destruction step.

5. Method as defined in claim 4 wherein the pressure (P1) is about 6 bars, the flow rate (DB) is about 0.5m3 / hour and the ozone concentration upstream of the step. (A4) is approximately 0.30 to 0.40 mg / liter.

6. Method as defined in one of claims 3 to 5 wherein in step (A4) the contact is made by passing the mixture through a packed column.

7. The method of claim 6 wherein the lining consists of Raschig rings.

8. Device for continuous treatment with ozone of the water circulating in the running water supply circuit of a building, for the implementation of the method as defined in one of claims 1 to 7 comprising a hydro-injector (M1), a Kartings exchanger (M2), a static plate exchanger (M3), a buffer tank (M4) fitted with a packed column and a vent, at least one pump (M5) and, preferably, two pumps, the conduits necessary to close a closed loop of water circulation through (M1), (M2), (M3), (M4) and (M5), a supply conduit of the water coming from the running water supply circuit of said building, an outlet pipe for treated water to said circuit, and if desired valves and means for measuring flow (FE), (Fl) pressure ( PI), (PT) and temperature level, characterized in that step (A1) is implemented in (M1), step (A2) is implemented in (M2), where appropriate, Step (A3) is implemented in (M3) , Step (A4) is implemented in (M4) and (M5) ensures that the flow rate (DB) is kept constant in step (B).

9. Device according to claim 8 further comprising an ozone generator (M6) connected to (M1).

10. Device according to one of claims 8 or 9, further comprising an ozone destroyer (M7) connected to (M4).

11. Device according to one of claims 8 to 10 having a height of less than 2.80 m, intended to be installed in the basements of said building.

1 2. Use of the device as described in one of claims 8 to 11 for the treatment of hot water circulating in the running water supply circuit of public places intended to receive and / or treat patients such as as hospitals, clinics, dispensaries, or association premises.