Système de désinfection par rayons UV

SYSTÉMES DE DÉSINFECTION PAR RAYONNEMENT UV – NOTIONS ET ENTRETIEN

 Les rayons ultraviolets sont les radiations du spectre électromagnétique dont les longueurs d’onde sont comprises entre 10 et 400 nm. On distingue :

• UV-A: longueurs d’ondes entre 315 et 400 nm
• UV-B: longueurs d’ondes moyennes comprises entre 280 et 315 nm
• UV-C: longueurs d’ondes courtes comprises entre 200 et 280 nm
• UV du vide : longueur d’onde entre 10 et 200 nm

Les longueurs d’onde de l’UV germicide sont comprises entre 200 et 300 nm. Les UV couramment utilisés en désinfection de l’eau potable émettent sur un intervalle de longueur d’onde, mais la longueur d’onde maximale dans la zone germicide est autour 254 nm.

Dans le domaine de l’eau, on utilise surtout des UV basse pression, mais il existe bel et bien des lampes UV moyenne pression pour traiter de très gros débits et des UV hautes pressions pour d’autres applications.  La différence entre ces types de lampes est liée à la pression de vapeur de mercure ou d’amalgame dans la lampe qui elle influence l’énergie UV produite.

Les lampes basse pression:

Ce sont les lampes courantes utilisées en traitement de l’eau potable. Les modèles standard sont dites LPLO « Low-Pressure, Low-Output ». Les modèles plus puissants  sont désignées  LPHO   « Low-Pressure, High-Output ». La durée de vie des lampes est entre  8 000 et 12 000 heures.

Les lampes moyennes pression:

Elles produisent une plus grande intensité UV et sont utilisées pour de très gros débits ou sur des eaux de moins bonne qualité (eaux usées par exemple). Durée de vie : 4 000 à 8 000 heures.

Le rayonnement UV agit sur les microorganismes en attaquant la membrane cellulaire, ce qui permet soit de détruire sont ADN ou de simplement  modifier la structure de la paroi cellulaire permettant ainsi à certains composés vitaux de la cellule de s’échapper, ce qui conduit à la lyse cellulaire.

Dose UV

Le département d’état à la santé des États-Unis a établi une exposition minimale de 16 mJ/cm² pour la désinfection UV de l’eau potable, la plupart des manufacturiers ont des lampes basse pression capable de produire entre 20 et 60 mJ/cm², NSF à travers la normalisation NSF 55 a établit 2 classes pour la désinfection UV.

NORME NSF 55 : Sécurité, intégrité structurale, information et performance des équipements UV pour la désinfection de l’eau potable. Les systèmes UV sont répartis en deux classes : Classe A (délivrant une dose de 40 mJ/cm² et muni d’un système d’alarme) et Classe B (fournissant 16 mJ/cm²). Seuls les UV certifiés NSF 55 classe A sont reconnus comme efficaces contre les bactéries pathogènes, les virus, Cryptosporidium et giardia. Ainsi, seuls les équipements certifiés NSF 55 Classe A peuvent être utilisés pour la production d’eau potable et obtenir les crédits définis pour se conformer au RQEP pour ce qui est de la désinfection.

NOTE SUR LA DÉSINFECTION SELON LE RQEP

 (Il s’agit le plus souvent dans cette note de mon interprétation et ça n’engage que moi)

 Eau souterraine

Il n’y a pas d’obligation de désinfecter une eau souterraine sans historique de contamination microbiologique.

Lorsqu’une eau souterraine a un historique de contamination fécale, l’article 7 du RQEP impose une désinfection permettant d’atteindre 4 log d’inactivation de virus.

Aussi, si une eau souterraine est sans historique de contamination fécale et que  l’on veut la désinfecter pour être avenant, le RQEP impose l’obligation de la désinfecter comme il faut, c’est-à-dire assurer 4 log de virus.

 Log accordés aux UV dans G2 (petits systèmes):

 Dans le G2 les possibilités d’obtenir 4 log de virus:

• UV seuls à une dose de 80 mJ/cm²; cette solution n’est acceptable que lorsqu’un seul bâtiment est alimenté par l’installation de traitement;
• UV à une dose de 80 mJ/cm² et chloration à 0,3 mg/L (sans réservoir);
• UV à une dose de 40 mJ/cm² et chloration permettant d’atteindre 2 log d’enlèvement de virus;
• chloration seule permettant d’atteindre 4 log d’enlèvement de virus.

Faire toutefois attention: 80 mJ/cm2 pour avoir les logs requis n’est applicable que si le système alimente 1 seul bâtiment. Si alimentation de plus d’un bâtiment, une double désinfection est exigée.

Le G1 accorde les log d’enlèvement suivants aux eaux souterraines de bonne qualité et aux eaux de surface filtrées:

Eau de surface

• Filtration lente: 2 log giardia, 2 Log crypto, 2 log virus si turbidité < 5 UTN en tout temps et 95% du temps < 1 UTN
• Nanofiltration seul : aucun log
• Nanofiltration + contrôle d’intégrité: 2 log giardia, 2 Log crypto, 0 log virus

Dans G1 : log d’enlèvement selon la turbidité (<0,15 jusqu’à 1) au 95^e centile

• Filtration directe: (Giardia : 0 – 3,5), (Crypto: 0 – 3,5), (Virus: 0 – 1)
• Traitement conventionnelle: (Giardia : 0 – 4), (Crypto: 0 – 4), (Virus: 0 – 2)
• Filtration lente : (Giardia : 3), (Crypto: 3), (Virus: 2)
• Filtration sur terre diatomée: (Giardia : 3), (Crypto: 3), (Virus: 1)

• UV 20 mJ/cm²:  2 log giardia, 2 Log crypto, 1 log virus (G1, Tableau 10-17)
• UV  40 mJ/cm² : 3 log giardia, 3 Log crypto, 2 log virus (G1, Tableau 10-17)
• UV  60 mJ/cm² : 3,5 log giardia, 3,5 Log crypto, 3 log virus (G1, Tableau 10-17)
• UV 80 mJ/cm² : 4 log giardia, 4 Log crypto, 4 log virus (G1, Tableau 10-17)

Les crédits d’inactivation pour les doses UV indiquées au tableau 10-17 (Guide G1) sont accordés pour des eaux souterraines de bonne qualité ou pour des eaux de surface filtrées. Par eaux de surface filtrées, on entend les eaux de surface ayant subi un des traitements de filtration spécifiés à l’alinéa 5 de l’annexe 1 du RQEP et dont les normes associées au traitement sont respectées.

Dans le cas des eaux de surface non filtrées (exclusion de la filtration selon l’article 5 du

RQEP), ces doses doivent être multipliées par 1,5. Les ESSIDES sont considérées comme des eaux de surface filtrées en ce qui a trait à l’établissement des doses UV nécessaires pour atteindre l’inactivation des protozoaires et des virus.

Possibilités de désinfections pour obtenir les log requis

• UV seul à 80 mJ/cm² lorsque le système alimente 1 seul bâtiment.
• UV à 80 mJ/cm² + chlore >=0,3 ppm (pas de temps de CT nécessaire)
• UV à 40 mJ/cm2 + chlore (CT nécessaire pour assurer 2 log de virus)
• Chlore seul pour atteindre 4 log de virus (acceptable seulement en eau souterraine non ESSIDES)
• Nanofiltration + contrôle d’intégrité + chlore (CT nécessaire pour assurer 4 log de virus)

NOTES SUR L’ENTRETIEN DES SYSTÈMES UV

Entretien à faire sur l’UV

• Sortir et nettoyer le manchon au vinaigre ou une solution légèrement acide (tube de quartz) (aux 3 mois)
• Remplacement de la lampe et du tube de quartz (1 an)
• Remplacement des préfiltres (3 mois)
• Remplacer les fusibles (quand nécessaire)
• Entretien du capteur du débitmètre (3 mois)
• Étalonnage du capteur de débitmètre (2 ans)

Pour la méthode détaillée d’entretien, consulter le manuel de l’équipement.

NOTES SUR LE DÉPANNAGE DES SYSTÈMES UV

 L’appareil UV et sont contrôle sont équipés de 6 alarmes lumineux

• Vanne d’électrovanne
• Le connecteur de la lampe
• Ventilateur
• Lampe UV
• Capteur d’intensité
• Débitmètre

COMPOSANTES D’UN SYSTÈME DE DÉSINFECTION UV

Désignations

Schéma (Model PRO de VIQUA)

1-           Unité de contrôle (dispositif de commande appelé Ballast) 2-         Boulon et attache-câble supérieurs 3-         Lampe 4-         Manchon de quartz (Quartz sleeve) 5-         Ventilateur CoolTouch 6-         Chambre de réaction 7-          Joint torique 8-         Boulon inférieur (comprend vis) 9-         Outil de dépose de manchon 10-       Capteur de débitmètre (Modèles PRO seulement) 11-          Capteur (contrôle la sortie des UV pour garantir une dose convenable) 12-        Prise 13-        Cordon d’alimentation 14-        Cordon de lampe

Système de désinfection UV – Source : www.viqua.com

 Accessoire additionnels :

Électrovanne : Permet l’arrêt de l’alimentation d’eau quand la désinfection convenable ne peut pas être assurée.

Préfiltre 5 microns : toujours en amont pour protéger l’UV

Vannes d’échantillonnage :

(1 ) en amont de l’UV, après le préfiltre, juste avant l’entrée de l’eau dans la chambre et (1) après l’UV, juste après l’électrovanne

Vannes d’isolation pour l’entretien de l’UV :

(1 ) entre le préfiltre et la vanne d’échantillonnage amont et (1) après la vanne d’échantillonnage aval

NOTES SUR L’ENTRETIEN DES SYSTÈMES UV

Entretien à faire sur l’UV

• Sortir et nettoyer le manchon au vinaigre ou une solution légèrement acide (tube de quartz) (aux 3 mois)
• Remplacement de la lampe et du tube de quartz (1 an)
• Remplacement des préfiltres (3 mois)
• Remplacer les fusibles (quand nécessaire)
• Entretien du capteur du débitmètre (3 mois)
• Étalonnage du capteur de débitmètre (2 ans)

Pour la méthode détaillée d’entretien, consulter le manuel de l’équipement.

NOTES SUR LE DÉPANNAGE DES SYSTÈMES UV

L’appareil UV et sont contrôle sont équipés de 6 alarmes lumineux

• Vanne d’électrovanne
• Le connecteur de la lampe
• Ventilateur
• Lampe UV
• Capteur d’intensité
• Débitmètre

 

Indicateurs lumineux
DEL	Vert	Jaune	Rouge clignotant	Rouge fixe
1	Vanne d’électrovanne ouverte (si la machine est équipée d’une électrovanne)	Non applicable	Vanne d’électrovanne débranchée ; rebrancher. Bobine d’électrovanne endommagée ; remplacer la bobine (pas l’ensemble électrovanne).	Vanne d’électrovanne inactive (fermée) en raison de la défaillance d’un autre composant, afin de garantir la sécurité de l’approvisionnement en eau.
2	Fonctionne normalement Remarque : pour les modèles Pro 10, 20, 30, le témoin clignote lorsque le système est en mode économie d’énergie.	Non applicable	Le connecteur de la lampe n’est pas installé correctement. garantir que la masse du faisceau de la lampe est insérée dans la borne de masse de la chambre. Défaillance du dispositif de commande, remplacer le dispositif de commande.	Lampe inactive à cause d’une défaillance du dispositif de commande.
3	Fonctionne normalement	Non applicable	Ventilateur débranché, rebrancher. Le ventilateur tourne plus lentement que requis; débrancher le système, nettoyer les pales à l’aide d’un coton-tige. Ventilateur endommagé, remplacer le ventilateur.	Non applicable.
4	Fonctionne normalement Remarque : au cours du préchauffage de la lampe, l’indicateur se met à clignoter	Avertissement : la lampe exigera un remplacement sous peu	Lampe débranchée ; débrancher l’alimentation, rebrancher la lampe et brancher le dispositif de commande. Défaillance de la lampe, remplacer la lampe.	Lampe inactive à cause d’une défaillance du dispositif de commande.
5	La dose d’UV est adéquate et le capteur fonctionne normalement (Pour les modèles Plus seulement)	La dose d’UV est proche du minimum requis	Capteur débranché, débrancher le système, rebrancher le capteur et brancher à nouveau le système. Défaillance du capteur. La dose d’UV est inférieure au minimum requis, voir la section Alarme d’UV faible.	Capteur inactif en raison de la défaillance du dispositif de commande ou de la lampe.
6*	Le débitmètre fonctionne normalement	Dose d’UV à débit élevé inadéquate, réduire l’écoulement pour atteindre des niveaux de dose plus élevée	Défaillance du capteur du débitmètre ; faire l’entretien ou remplacer le capteur.	Dose d’UV à débit faible inadéquate, entretien requis.

 

DOSES D’UV NÉCESSAIRES POUR INACTIVER DES MICROROGANISMES DANS L’EAU

 

NOM DE L’ESPÈCE	Famille	DOSE (mJ/cm2)
Agrobacterium tumefaciens	Bactérie	8.5
Bacillus anthracis	Bactérie	8.7
Bacillus megatherium (vegetative)	Bactérie	2.5
Bacillus megatherium (spores)	Bactérie	2.5
Bacillus subtilis (vegetative)	Bactérie	11
Bacillus subtilis (spores)	Bactérie	58
Clostridium tetani	Bactérie	22
Corynebacterium diphtheria	Bactérie	6.5
Dysentery bacilli (diarrhea)	Bactérie	4.2
Escherichia coli (diarrhea)	Bactérie	6.6
Legionella bozemanii	Bactérie	3.5
Legionella dumoffii	Bactérie	5.5
Legionella gormanii	Bactérie	4.9
Legionella micdadei	Bactérie	3.1
Legionella longbeachae	Bactérie	2.9
Legionella pneumophila (legionnaires disease)	Bactérie	3.8
Leptospira interrogans (infectious jaundice)	Bactérie	6
Mycobacterium tuberculosis	Bactérie	10
Neisseria catarrahalis	Bactérie	8.5
Proteus vulgaris	Bactérie	6.6
Pseudomonas aeruginosa (laboratory)	Bactérie	3.9
Pseudomonas aeruginosa (environmental)	Bactérie	10.5
Rhodospirillum rubrum	Bactérie	6.2
Salmonella (food poisoning)	Bactérie	10
Salmonella enteritidis	Bactérie	7.6
Salmonella paratyphi (enteric fever)	Bactérie	6.1
Salmonella typhimurium	Bactérie	15.2
Salmonella typhosa (typhoid fever)	Bactérie	7
Saracen lutea	Bactérie	26.4
Serratia marcescens	Bactérie	6.2
Shigella dysentariae (dysentary)	Bactérie	4.2
Shigella flexneri (dysentary)	Bactérie	3.4
Shigella sonnei	Bactérie	7
Staphylococcus epidermidis	Bactérie	5.8
Staphylococcus aureus	Bactérie	7
Streptococcus faccalis	Bactérie	10
Streptococcus heaolyeous	Bactérie	5.5
Streptococcus lactis	Bactérie	8.8
Viridans streptococci	Bactérie	3.8
Vibro comma (cholera)	Bactérie	6.5
Bacteriophage (E. Coli)	Virus	6.6
Influenza	Virus	6.6
Poliovirus (poliomyelitis)	Virus	7
Rotavirus	Virus	24
Tobacco mosaic virus	Virus	440
Hepatitis	Virus	8
Cryptosporidium (3-log)	Protozoaire	<10
Giardia lamblia (3-log)	Protozoaire	6-10
Nematode eggs	Protozoaire	92
Paramecium	Protozoaire	200
Chlorella vulgaris	Algue	22
Aspergillus flavus (yellowish green)	Spores de moisissure	99
Aspergillus glaucus (bluish green)	Spores de moisissure	88
Aspergillus nigar (yellowish green)	Spores de moisissure	330
Mucor ramosissimus (white-grey)	Spores de moisissure	35.2
Penicillium digitatum (olive)	Spores de moisissure	88
Penicillium expansum (olive)	Spores de moisissure	22
Penicillium roqueforti (green)	Spores de moisissure	26.4
Rhizopus nigricans (cheese mold)	Spores de moisissure	220
Baker’s yeast	Lévure	8.8
Brewer’s yeast	Lévure	6.6
Common yeast cake	Lévure	13.2
Saccharomyces ellipsoideus	Lévure	13.2
Saccharomyces sp	Lévure	17.6

 Références: