Théorie des réacteurs de désinfection UV

Avant de présenter les différents types de réacteurs UV, il est utile d’éclairer brièvement le rapport entre l’action désinfectante de la lumière UV et la configuration des réacteurs UV. Dans le cadre d’un très grand projet de recherche financé par le ministère allemand de l’éducation et de la recherche scientifique, un grand nombre de micro-organismes (bactéries, virus, fongus…) a été irradié avec une lumière d’une longueur d’onde de 254 nm afin d’étudier l’action désinfectante de la lumière UV. Ceci a permis d’établir le taux de létalité de l’irradiation à l’UV par rapport à son dosage. Ces recherches ont par exemple permis d’établir que l’irradiation minimum pour l’eau potable est de 400 J/m³, puisqu’à ce dosage la létalité pour tous les micro-organismes pertinents (tels que les bactéries coliformes) est de 99,99%.

Un réacteur UV doit être en mesure de produire un niveau d’irradiation UV fixe. Les paramètres qui influencent l’action de l’UV sont l’absorption de la lumière UV par l’eau, la géométrie de la chambre d’irradiation, la durée d’exposition de l’eau à l’irradiation et la répartition de l’irradiation. La lumière UV s’affaiblit en traversant une substance, avec une régularité décrite par la loi de Lambert-Beer :

I₀ correspond à l’intensité à la source (en W) et I l’intensité à un point x. Le SAC (coefficient d’absorption spectral) est une propriété du liquide qui traverse le champ d’irradiation. Ainsi, à un point X1, l’intensité d’irradiation peut être calculée comme suit :

L’irradiation (la dose) comme quantité physique est fonction de l’intensité, de la durée d’exposition  et  de la surface irradiée :

Les réacteurs UV conventionnels ont une répartition de temps d’exposition très complexe, de sorte qu’il est pratiquement impossible de calculer exactement la dose requise. Nous utilisons uniquement des installations UV où le liquide décrit un mouvement en vortex autour des irradiateurs UV, qui se trouvent dans un tuyau en quartz central. Ceci permet d’assurer un temps d’exposition pratiquement uniforme.  [Représentation visuelle du mouvement en vortex dans un réacteur UV]

Cet écoulement rotatif du réacteur d’Enviolet peut être calculer exactement.

Les principaux atouts de nos installations UV sont les suivants :

• La symétrie du mouvement rotatoire permet un calcul relativement aisé des propriétés du réacteur requises. Ainsi, a.c.k. est le seul fournisseur sur le marché capable de concevoir ses réacteurs avec exactitude ;
• Le temps d’exposition peut être réduit, puisque l’intensité de désinfection est uniforme pour toutes les unités de volume ;
• Le liquide tourbillonnant exerce une action abrasive sur le tuyau de quartz, prévenant ainsi la formation de dépôts sur celui-ci ;
• La turbulence élevée assure un bon brassage du liquide, contribuant ainsi à une désinfection optimale ;
• La performance de tous les irradiateurs est contrôlée en permanence, ce qui veut dire que le signal émis correspond toujours à la situation réelle (voir image des réacteurs Micro-UV® NT).Le télésurveillance intégral de toutes les lampes à la même temps dans un seule réacteur, ce donne un signal tout à fait fiable au l’intérieur du réacteur MicroUV® d’ Enviolet

Les réacteurs UV basés sur le schéma classique « conventionnel » visualisé ci-contre ne devraient pas être utilisés, parce qu’ils ont tout une série de désavantages :

• Sur la trajectoire A, le temps d’exposition est trop court (et la désinfection donc insuffisante), alors que sur la trajectoire B, le temps d’exposition est trop long, causant un gaspillage d’énergie.
• Cela signifie des surcoûts opératoires à cause de la consommation d’énergie plus élevée et l’usure plus rapide des lampes.
• En outre, des dépôts se forment à l’intérieur des réacteurs, ce qui nécessite souvent un nettoyage mécanique.
• Un dernier désavantage de la construction traditionnelle est que les senseurs UV ne parviennent pas à mesurer le dosage avec précision. Dans les réacteurs traditionnels, on prend pratiquement toujours comme référence le signal émis par un seul irradiateur.

Cela peut conduire à toutes sortes d’erreurs de mesure : par exemple, si plusieurs lampes sont vieilles et seule la lampe de référence est nouvelle, le dosage réellement émis risque d’être largement surestimé.