Deux types de lampes UV sont à ce jour utilisés pour la conception des réacteurs ultraviolet utilisés pour le traitement des eaux. Les lampes UV basse pression sont caractérisées par une puissance UV limitée à environ 100 W et une émission principalement à 254 nm. Ces lampes sont utilisées pour toutes les applications en désinfection, qu'il s’agisse d’eau potable, d’eaux de process ou d’effluents. Bio-UV a ainsi développé une gamme complète de réacteurs UV utilisant des lampes UV basse pression. Commercialisée par sa filiale UVPS, cette gamme est utilisée pour des applications domestiques, industrielles ou pour des applications dédiées à l'eau potable.
Les lampes UV moyenne pression sont caractérisées par une puissance UV pouvant aller jusqu’à environ 4 000 W et un spectre d’émission plus large que les lampes UV basse pression. Les avantages des lampes moyenne pression sont multiples. Leur forte puissance électrique leur permet d’obtenir une puissance UV à 254 nm, bien supérieure à celle des lampes
[Photo : Bactéricides UV IPB 3000 équipé de lampes basse pression.]
basse pression. Leur large spectre d'émission les destine à des applications en désinfection et en photo-oxydation. Enfin, leur taille est plus réduite que les lampes basse pression, ce qui permet de réduire l'encombrement des réacteurs.
Bio-UV a développé une gamme de réacteurs UV équipés de lampes moyenne pression, avec pour objectif de répondre aux besoins de ses clients en matière de piscine publique, d’eaux de process ou d’effluents. Au-delà de la déchloramination en piscine publique, les avantages des lampes moyennes pression permettent d’envisager de nouvelles applications de la technologie UV.
La déchloramination par UV moyenne pression en piscine publique
Les problèmes dus à l'utilisation du chlore rencontrés dans les piscines publiques ne sont pas négligeables. Dans ce cas précis, la législation exige essentiellement l'emploi du chlore pour désinfecter l'eau. Cependant, les effets secondaires sont importants et peuvent nuire à la santé du personnel, des maîtres nageurs et des baigneurs, puisque le chlore, produit halogène, génère des sous-produits tels que les chloramines. Ses dérivés sont irritants, corrosifs et odorants, à tel point que le décret n° 2003-110 du 11 février 2003 reconnaît les affections respiratoires liées à une exposition aux dérivés aminés des produits chlorés, tels que les chloramines dans les piscines, comme maladie professionnelle pour les maîtres nageurs ou les agents qui en seraient atteints.
Les répercussions d’une telle reconnaissance sont évidentes et nécessitent des moyens pour réduire de façon significative les niveaux de chlore combiné dans les bassins afin d’améliorer la qualité de l'eau et de l'air. Les résultats obtenus dans les piscines publiques équipées par Bio-UV à ce jour sont intéressants :
- » Une réduction des chloramines de 60 à 90 % pour atteindre un niveau de chlore combiné, selon les piscines, de 0 à 0,3 ppm.
- » Une économie de renouvellement d'eau de l'ordre de 20 à 40 % ;
- » Dans certains cas, une réduction des quantités de chlore injectées.
Le personnel et les baigneurs ont constaté par ailleurs une différence significative dans le bassin et aux alentours. Les exploitants reconnaissent l’intérêt et l’efficacité des déchloraminateurs sur les plans techniques, économiques, et en termes de confort et d'image de leurs établissements.
Le principe
L'action des UVC sur les chloramines est double et se résume ainsi :
- - D'une part, les photons sont directement absorbés par les chloramines, ce qui permet de casser les liaisons C-N (ou Cl-H) : c'est la photolyse directe des chloramines.
- - D’autre part, la photolyse des molécules d’eau permet la création de radicaux hydroxyles (OH) qui oxyderont tous les composés organiques présents dans l'eau, dont les chloramines.
La dose requise pour la photolyse est d’au moins 60 mJ. Les réacteurs sont conçus et fabriqués pour assurer un résultat avec une puissance de désinfection et de déchloramination très élevée. Ils sont installés en ligne afin d’éviter toute perte de charge.
Exemple de résultats obtenus sur un bassin
Nous avons comparé les niveaux de chlore combiné sur une même période, s’étalant du 26 septembre au 24 octobre des années 2002 et 2003. En 2002, la piscine considérée n'était pas équipée d'un réacteur UV.
[Photo : Comparatif du niveau de chlore combiné du bassin ludique et sportif de la piscine St Bonnet, agglomération de l’Isle d’Abeau. Période considérée du 26/09 au 24/10/2002 & 2003 ; Moyenne chlore combiné 2002 = 0,52 ppm ; Moyenne chlore combiné 2003 = 0,06 ppm avec BIO-UV MP240 soit une réduction de 88,5 %.]
2003, sur la même période, la même piscine était équipée d'un réacteur UV de type IMP 240 pour traiter un débit de 314 m³/heure. Le niveau moyen de chlore combiné, qui était de 0,52 ppm en 2002, est passé à 0,06 ppm en 2003, soit une réduction de 88 %. De plus, en 2003, 11 mesures sur 27 présentaient un taux de chlore combiné à zéro.
Les avantages de la déchloramination par UV moyenne pression Bio-UV
À l'identique de l'utilisation de la technologie UV en matière de traitement d'eau potable et de process industriels, les réacteurs UV utilisés en déchloramination présentent l'avantage d'être facilement et rapidement mis en place, et simples en termes de maintenance. Cette dernière se limite à la surveillance de l'état de la gaine de quartz protégeant la lampe, et au remplacement de cette dernière en fin de vie. Elle présente également l’avantage d’être économiquement rentable. L'investissement dans un réacteur de déchloramination est amorti entre 9 et 24 mois, grâce à l'économie de renouvellement d'eau qu'il est nécessaire de chauffer et de traiter (prix moyen du m³ : 4,59 €).
[Photo : Réacteur UV IMP 440 installé à la piscine d’Antigone à Montpellier.]
[Photo : Réacteur UV 240.]
Mais les développements et avantages de la technologie moyenne pression ne se limitent pas à ce type d'application.
Des applications en secteur industriel...
L'expérience acquise en matière de déchloramination en piscine publique est capitalisée pour servir de référence, et aborder de nouvelles applications en milieu industriel. Nous pensons notamment aux industries agroalimentaires. Par exemple, les ateliers de production de légumes, dits de 4ᵉ gamme, utilisant des eaux de lavage chlorées en boucle fermée, rencontrent des problèmes de chloramines similaires à ceux rencontrés en piscine publique.
Les réacteurs UV moyenne pression trouvent également leur place en désinfection, dès lors que les besoins en énergie UV sont liés à une forte absorbance ou que les débits sont importants. En matière de photo-oxydation, la déchloramination par UV est aussi l'une des étapes à franchir pour développer des applications de destruction de composés organiques polluants. Nous travaillons ainsi sur des projets de réduction de C.O.T dans des rejets issus de l'industrie des peintures, des colles et des vernis.
... Et dans le secteur de l'épuration
Le traitement en désinfection des eaux usées est un marché en pleine expansion, notamment dans les zones géographiques où la ressource en eau est limitée.
Ces eaux sont alors recyclables pour différents besoins, dont celui de l'irrigation. Par rapport aux systèmes équipés de lampes UV basse pression, les réacteurs moyenne pression présentent deux avantages importants :
- la réduction de l'encombrement des installations ;
- la diminution des coûts d'exploitation et de maintenance, par la réduction du nombre de lampes UV.
Les multiples avantages des réacteurs moyenne pression Bio-UV
L'intérêt de l'utilisation des lampes moyenne pression pour le développement de la gamme de réacteurs UV est double. Ils permettent d’une part d'envisager de nouvelles applications de la technologie UV, aussi bien en matière de désinfection qu'en technologie de photo-oxydation.
Ils permettent également de réduire les coûts d'installation et de maintenance par rapport aux équipements utilisant des lampes basse pression. BIO-UV, leader en France en déchloramination de piscines publiques, entend exploiter cette avance pour étendre les domaines d'utilisation de ses réacteurs moyenne pression dans bien d'autres secteurs en France et à l'exportation, notamment dans les domaines suivants :
- traitement d'effluents en désinfection en sortie de station d'épuration,
- traitement d'effluents industriels en abattement de pollution organique,
- traitement d'eau de process industriel dans l'industrie, notamment agro-alimentaire,
- traitement de tours de refroidissement,
- traitements contre la légionelle.
