La lumière ultraviolette peut-elle être utilisée pour le traitement de l’eau ?
Dans le contexte de la pénurie croissante d’eau à l’échelle mondiale et des problèmes de pollution de l’eau, la recherche d’une technologie de traitement de l’eau efficace et respectueuse de l’environnement est devenue un objectif commun pour les scientifiques et les ingénieurs du monde entier.Technologie de désinfection par ultraviolets (UV)est progressivement apparu dans le domaine du traitement de l’eau en raison de ses avantages tels qu’une efficacité élevée, l’absence de résidus chimiques et la protection de l’environnement.
La lumière ultraviolette peut-elle être utilisée pour le traitement de l'eau ? Cet article traitera en détail de l'application, du principe, des avantages et des limites de la lumière ultraviolette dans le traitement de l'eau.
Quel est le principe de la désinfection par ultraviolets ?
La lumière ultraviolette est une onde électromagnétique dont la longueur d'onde varie de 10 à 400 nanomètres (nm). La technologie de désinfection par ultraviolets utilise principalement le spectre UV-C dont la longueur d'onde est comprise entre 200 et 300 nanomètres. La lumière ultraviolette de cette bande a un fort effet bactéricide. Les principes spécifiques sont les suivants :
1. Détruire l’ADN et l’ARN des micro-organismes :La lumière UV-C peut pénétrer la paroi cellulaire des micro-organismes, détruire leurs structures d’ADN et d’ARN et leur faire perdre leur capacité à se reproduire et à infecter.
2. Provoquer des réactions photochimiques :L’énergie de la lumière ultraviolette est suffisante pour déclencher des réactions photochimiques, générer des radicaux libres et détruire davantage la structure cellulaire des micro-organismes.
Cette méthode de désinfection physique ne nécessite pas l'ajout d'agents chimiques, ne produit pas de pollution secondaire et possède un effet bactéricide à large spectre, qui peut inactiver efficacement les bactéries, les virus, les protozoaires et les algues.
Quelles sont les applications de la lumière ultraviolette dans le traitement de l’eau ?
La technologie de désinfection par ultraviolets est largement utilisée danstraitement de l'eau, notamment le traitement de l'eau potable, le traitement des eaux usées, le traitement des eaux usées industrielles, l'aquaculture et la désinfection des piscines. L'introduction spécifique est la suivante :
1. Traitement de l’eau potable :
Dans le processus de traitement de l'eau potable, la désinfection par ultraviolets est largement utilisée pour éliminer les micro-organismes pathogènes et garantir la sécurité de la qualité de l'eau. Les systèmes de désinfection par ultraviolets sont généralement installés à la sortie des usines de traitement des eaux. Grâce à l'irradiation par ultraviolets, les bactéries, virus et autres micro-organismes présents dans l'eau sont rapidement inactivés.
2. Traitement des eaux usées :
Dans les stations d'épuration, la désinfection par ultraviolets est utilisée comme technologie de désinfection terminale pour la désinfection des effluents traités. Par rapport à la désinfection traditionnelle au chlore, la désinfection par ultraviolets présente l'avantage de ne pas produire de sous-produits nocifs et d'être facile à utiliser, c'est pourquoi elle est largement utilisée dans de nombreuses stations d'épuration.
3. Traitement des eaux usées industrielles :
Dans certains processus de traitement des eaux usées industrielles à forte demande, tels que les industries pharmaceutiques, électroniques, alimentaires et des boissons, la technologie de désinfection par ultraviolets est utilisée pour éliminer les agents pathogènes des eaux usées en raison de sa haute efficacité et de ses caractéristiques de protection de l'environnement, garantissant l'évacuation ou la réutilisation en toute sécurité des eaux usées.
4. Désinfection de l’aquaculture et des piscines :
L'application de la technologie de désinfection par ultraviolets dans l'aquaculture et la désinfection des piscines est également très courante. Les rayons ultraviolets peuvent contrôler efficacement les micro-organismes pathogènes dans l'eau, réduire l'incidence des maladies chez les animaux aquatiques et améliorer l'efficacité de la reproduction. Dans les piscines, la désinfection par ultraviolets peut éviter les irritations cutanées et les problèmes d'odeurs causés par la désinfection traditionnelle au chlore, et améliorer l'expérience de baignade.
Composition et principe de fonctionnement du système de désinfection aux ultraviolets
Un système complet de désinfection aux ultraviolets comprend généralement des composants tels que des lampes à ultraviolets, des réacteurs, des manchons en quartz et des systèmes de contrôle. Son principe de fonctionnement est le suivant :
1. Lampe ultraviolette :La lampe ultraviolette est le composant principal du système de désinfection par ultraviolets, qui utilise généralement une lampe à mercure basse pression ou une lampe à mercure moyenne pression. La puissance ultraviolette de la lampe à mercure basse pression est principalement concentrée dans la longueur d'onde de 254 nanomètres, qui a un effet bactéricide élevé ; la lampe à mercure moyenne pression peut émettre plusieurs longueurs d'onde de rayons ultraviolets et l'effet bactéricide est plus large.
2. Réacteur :Le réacteur est le lieu de travail principal du système de désinfection par ultraviolets. Lorsque l'eau s'écoule à travers le réacteur, elle est stérilisée par un rayonnement ultraviolet. La conception du réacteur doit tenir compte de la mécanique des fluides et des principes optiques pour garantir que l'eau s'écoule uniformément et que le rayonnement ultraviolet est suffisant.
3. Manchon en quartz :La lampe ultraviolette est encapsulée dans un manchon en quartz. Le manchon en quartz présente une transmittance lumineuse élevée et peut transmettre efficacement les rayons ultraviolets tout en protégeant la lampe ultraviolette.
4. Système de contrôle :Le système de contrôle est utilisé pour surveiller et régler l'état de fonctionnement du système de désinfection ultraviolette, y compris le démarrage et l'arrêt de la lampe ultraviolette, la surveillance de l'intensité ultraviolette et le contrôle du débit d'eau dans le réacteur.
Quels sont les avantages de la technologie de désinfection par ultraviolets ?
La technologie de désinfection par ultraviolets est de plus en plus utilisée dans les projets de traitement de l'eau en raison de ses avantages considérables. Ses principaux avantages sont : une stérilisation efficace, aucun résidu chimique, une utilisation simple, une stérilisation instantanée et une grande adaptabilité.
1. Stérilisation efficace :La désinfection ultraviolette a un effet de stérilisation à large spectre, peut inactiver efficacement diverses bactéries, virus et protozoaires, et a un taux de stérilisation élevé.
2. Aucun résidu chimique :La désinfection UV ne nécessite pas l'ajout d'agents chimiques, ne produit pas de résidus chimiques ni de sous-produits nocifs et est respectueuse de l'environnement et sûre.
3. Utilisation facile :Le système de désinfection UV a une structure simple, une utilisation et un entretien faciles et ne nécessite pas de techniques d'exploitation complexes.
4. Stérilisation instantanée :La désinfection UV est une méthode de désinfection physique qui peut stériliser instantanément et ne nécessite pas un long temps de réaction.
5. Grande adaptabilité :La technologie de désinfection UV convient à diverses qualités d’eau et est largement utilisée dans différents domaines de traitement de l’eau tels que l’eau potable, les eaux usées et les eaux usées industrielles.
Quels sont les inconvénients de la technologie de désinfection UV ?
Bien queTechnologie de désinfection UVprésente de nombreux avantages, mais présente également quelques inconvénients dans les applications pratiques qui doivent être pris en compte et résolus de manière globale.
1. Influence de la qualité de l’eau :Les matières en suspension, la turbidité et la matière organique présentes dans l'eau affectent la pénétration des rayons ultraviolets et réduisent l'effet désinfectant. Par conséquent, dans les eaux à forte turbidité ou à forte teneur en matière organique, un prétraitement est nécessaire pour améliorer l'effet désinfectant UV.
2. Entretien du matériel :Les lampes UV et les manchons en quartz doivent être nettoyés et remplacés régulièrement pour garantir l'intensité de la sortie UV et l'effet désinfectant. En particulier dans les zones où l'eau est dure, les manchons en quartz sont sujets à l'entartrage et doivent être retirés régulièrement.
3. Aucun effet désinfectant durable :La désinfection par UV est une méthode de désinfection immédiate et ne peut pas assurer une protection désinfectante continue. Par conséquent, dans certaines applications, il est nécessaire de combiner d'autres méthodes de désinfection, telles que la désinfection au chlore, pour assurer un contrôle microbien continu.
4. Investissement initial élevé :Par rapport aux méthodes traditionnelles de désinfection chimique, l’investissement initial du système de désinfection UV est plus élevé et le coût d’achat, d’installation, d’exploitation et de maintenance de l’équipement doit être pris en compte.
Conclusion sur la possibilité d'utiliser les UV pour le traitement de l'eau
La technologie de désinfection par ultraviolets est largement utilisée dans le domaine du traitement de l'eau en raison de ses avantages tels que la haute efficacité, la protection de l'environnement et la sécurité. Du traitement de l'eau potable au traitement des eaux usées, en passant par le traitement des eaux usées industrielles et l'aquaculture, la technologie de désinfection par ultraviolets joue un rôle important. Cependant, il existe également certaines limites dans l'application de la technologie de désinfection par ultraviolets, et il est nécessaire de concevoir et d'exploiter raisonnablement le système de désinfection en combinaison avec des exigences spécifiques en matière de qualité et de traitement de l'eau.