La lumière ultraviolette peut-elle être utilisée pour le traitement de l’eau ?
Dans le contexte d’une pénurie mondiale croissante d’eau et de problèmes de pollution de l’eau, trouver une technologie de traitement de l’eau efficace et respectueuse de l’environnement est devenu un objectif commun pour les scientifiques et les ingénieurs du monde entier.Technologie de désinfection aux ultraviolets (UV)a progressivement émergé dans le domaine du traitement de l'eau en raison de ses avantages tels que la haute efficacité, l'absence de résidus chimiques et la protection de l'environnement.
Alors, la lumière ultraviolette peut-elle être utilisée pour le traitement de l’eau ? Cet article abordera en détail l’application, le principe, les avantages et les limites de la lumière ultraviolette dans le traitement de l’eau.
Quel est le principe de la désinfection aux 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 d’une longueur d’onde comprise entre 200 et 300 nanomètres. La lumière ultraviolette dans 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 l'ajout d'aucun agent chimique, ne produira pas de pollution secondaire et a 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, comprenant principalement 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 aux ultraviolets est largement utilisée pour éliminer les micro-organismes pathogènes et garantir la sécurité de la qualité de l'eau. Des systèmes de désinfection par ultraviolets sont généralement installés à la sortie des usines d’eau. Grâce à l'irradiation ultraviolette, 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 aux ultraviolets présente les avantages de l'absence de sous-produits nocifs et d'une opération facile, elle a donc été largement utilisée dans de nombreuses stations d'épuration.
3. Traitement des eaux usées industrielles :
Dans certains processus de traitement des eaux usées industrielles très demandés, tels que les industries pharmaceutique, électronique, alimentaire et des boissons, la technologie de désinfection par ultraviolets est utilisée pour éliminer les agents pathogènes présents dans les eaux usées en raison de sa haute efficacité et de ses caractéristiques de protection de l'environnement, garantissant ainsi le rejet ou la réutilisation en toute sécurité des eaux usées.
4. Désinfection de l’aquaculture et des piscines :
L’application de la technologie de désinfection aux ultraviolets dans la désinfection de l’aquaculture et 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 aux ultraviolets peut éviter les irritations cutanées et les problèmes d'odeur causés par la désinfection traditionnelle au chlore et améliorer l'expérience de natation.
Composition et principe de fonctionnement du système de désinfection ultraviolette
Un système complet de désinfection aux ultraviolets comprend généralement des composants tels que des lampes ultraviolettes, 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 ultraviolette, utilisant généralement une lampe au mercure basse pression ou une lampe au mercure moyenne pression. La production ultraviolette de la lampe au mercure à basse pression est principalement concentrée dans une longueur d'onde de 254 nanomètres, ce qui a un effet bactéricide élevé ; la lampe au mercure à moyenne pression peut produire 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 traverse le réacteur, elle est stérilisée par rayonnement ultraviolet. La conception du réacteur doit prendre en compte la mécanique des fluides et les 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 a une transmission 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 ajuster l'état de fonctionnement du système de désinfection aux ultraviolets, y compris le démarrage et l'arrêt de la lampe à ultraviolets, la surveillance de l'intensité des ultraviolets 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 privilégiée par de plus en plus de projets de traitement de l’eau en raison de ses avantages significatifs. Ses principaux avantages sont : une stérilisation efficace, aucun résidu chimique, une opération 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 l'ajout d'aucun agent chimique, ne produira pas de résidus chimiques ni de sous-produits nocifs et est respectueuse de l'environnement et sûre.
3. Opération facile :Le système de désinfection UV présente une structure simple, un fonctionnement et un entretien faciles, et ne nécessite pas de techniques de fonctionnement complexes.
4. Stérilisation instantanée :La désinfection UV est une méthode de désinfection physique qui permet de stériliser instantanément et ne nécessite pas un long temps de réaction.
5. Large 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, il présente également certains inconvénients dans les applications pratiques qui doivent être pris en compte et résolus de manière globale.
1. Influence sur la qualité de l’eau :Les matières en suspension, la turbidité et la matière organique dans l'eau affecteront la pénétration des rayons ultraviolets et réduiront l'effet désinfectant. Par conséquent, dans l’eau à forte turbidité ou à forte teneur en matière organique, un prétraitement est nécessaire pour améliorer l’effet de désinfection UV.
2. Entretien des équipements :Les lampes UV et les manchons en quartz doivent être nettoyés et remplacés régulièrement pour garantir l'intensité de l'émission UV et l'effet désinfectant. Surtout dans les zones d'eau dure, les manchons en quartz sont sujets à l'entartrage et doivent être retirés régulièrement.
3. Aucun effet désinfectant durable :La désinfection UV est une méthode de désinfection immédiate et ne peut pas fournir une protection continue contre la désinfection. Par conséquent, dans certaines applications, il est nécessaire de combiner d’autres méthodes de désinfection, comme 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 a été 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 UV joue un rôle important. Cependant, il existe également certaines limites dans l'application de la technologie de désinfection par UV, et il est nécessaire de concevoir et d'exploiter raisonnablement le système de désinfection en combinaison avec des exigences spécifiques en matière de qualité de l'eau et de traitement.