La réponse courte :

Pour la plupart des systèmes d'eau potable-dans lesquels la désinfection aux ultraviolets sert de barrière microbienne finale, installez le réacteur UV principal après le réservoir de stockage et l'étape finale d'élimination des particules-, aussi près que possible du point de distribution.

Pourquoi les UV sont généralement meilleurs après le réservoir de stockage

Les UV n'ont aucune protection résiduelle

Les désinfectants chimiques peuvent continuer à supprimer les micro-organismes après le traitement initial si un résidu adéquat est maintenu. Les UV ne fonctionnent pas de cette façon. L'Agence américaine de protection de l'environnement déclare que les UV ne laissent aucun résidu et que la dose d'UV délivrée dépend de l'intensité des UV, du débit et de la transmission des ultraviolets (UVT).[1]L'Inspection de l'eau potable du Royaume-Uni identifie également l'absence d'effet résiduel comme une limitation principale des UV, nécessitant une hygiène minutieuse lors du stockage et de la distribution.

Si UV est installé uniquement avant un réservoir de stockage atmosphérique, la séquence de traitement est la suivante :

Traitement UV → cuve de stockage → pompe et distribution → point d'utilisation

Toute contamination ou repousse se produisant dans le réservoir ou dans la plomberie en aval contourne la barrière UV. Déplacer la dernière étape UV en aval modifie la séquence comme suit :

réservoir de stockage → pompe → filtration finale → traitement UV → point d'utilisation

Le deuxième agencement désinfecte l'eau après qu'elle ait traversé le composant le plus susceptible d'augmenter l'âge de l'eau, de collecter les sédiments, d'échanger l'air et d'exposer l'eau aux ouvertures d'accès et aux surfaces mouillées.

Figure 1. Avant le-réservoir-seuls les UV quittent les événements de stockage en aval en dehors de la barrière de traitement finale.

Le stockage peut modifier la qualité microbiologique de l’eau

Le stockage n’est pas microbiologiquement neutre. Le résultat est influencé par la température, le temps de séjour, les nutriments disponibles, les sédiments, le renouvellement du réservoir, l'état de la surface et l'hygiène.

Dans une étude évaluée par des pairs sur les réservoirs de stockage domestiques à Amman, en Jordanie, Evison et Sunna ont révélé que le nombre de bactéries hétérotrophes avait augmenté d'environ1,7 log UFC/mLà5,2 log CFU/mL après quatre jourset5,7 log CFU/mL après sept joursde stockage.[3]Exprimé sous forme de nombres approximatifs, cela représente une augmentation d’environ 50 CFU/mL à environ 160 000 CFU/mL, puis 500 000 CFU/mL. L’étude a identifié la température comme le facteur ayant la plus grande influence sur la repousse.

Figure 2. Les données examinées par des pairs montrent une repousse bactérienne hétérotrophe importante pendant le stockage.

Source : Evison et Sunna (2001). Les décomptes hétérotrophes ne constituent pas une mesure directe du risque pathogène-.

Ces comptes hétérotrophes ne signifient pas que chaque organisme détecté était un agent pathogène et ne doivent pas être traités comme un calcul direct du risque de maladie. Ils montrent cependant que l’eau biologiquement active peut changer considérablement pendant le stockage. Une unité UV installée uniquement en amont ne peut pas contrôler la croissance qui se produit par la suite.

Une étude contrôlée sur le terrain en Équateur est parvenue à une conclusion similaire. Les chercheurs ont suivi l'eau depuis sa source jusqu'au stockage domestique et l'ont comparée à des récipients assortis conservés dans des conditions contrôlées. Une contamination croissante a été observée dans46,4% des conteneurs pour entérocoqueset32,8% pour E. coli. Dans les ménages ayant subi une recontamination, les augmentations moyennes étaient0,5 à 1,3 log pour les entérocoqueset0,6 à 1,2 log pour E. coli.

Ce que les preuves prouvent-et ne prouvent pas-

Les études ci-dessus ne prouvent pas que chaque réservoir provoque une croissance microbienne. La conception des réservoirs, le renouvellement, la température, le nettoyage, le désinfectant résiduel et la qualité de l'eau de source varient considérablement. Un réservoir scellé et hygiéniquement conçu avec un renouvellement fréquent peut maintenir une excellente qualité de l’eau.

Au lieu de cela, les preuves soutiennent un-principe de contrôle des risques :

Lorsque les UV sont le seul désinfectant final, leur placement après stockage supprime une partie importante et incontrôlée de la chaîne de traitement.

L'UV post-du réservoir ne rend pas l'hygiène du réservoir facultative. Un réservoir fortement contaminé peut surcharger le prétraitement, encrasser les filtres, créer des problèmes de goût et d'odeur, libérer des fragments de biofilm et mettre continuellement à l'épreuve le système UV. Le réservoir nécessite encore une conception sanitaire, des évents et des trappes sécurisés, un renouvellement planifié, une inspection, un nettoyage et une vérification microbiologique appropriée.

Avant le tank, après le tank, ou les deux ?

Figure 3. Dispositions UV par défaut et multi-barrières recommandées autour d'un réservoir de stockage.

Option 1 : UV avant le réservoir uniquement

Cette disposition peut réduire le nombre d'organismes viables entrant dans le stockage. Cela peut être utile lorsque le réservoir doit être protégé d’une charge microbienne entrante ou lorsqu’un désinfectant chimique en aval maintient un résidu vérifié.

Cependant, les UV avant-réservoir à eux seuls ne protègent pas contre :

• contamination par l'évent, la trappe ou le trop-plein du réservoir ;
• biofilm ou sédiment déjà présent dans le réservoir ;
• repousse microbienne pendant de longs temps de séjour ;
• contamination introduite par la pompe de sortie ou la tuyauterie en aval ;
• perte de qualité microbiologique après maintenance.

Pour un système d’eau potable sans désinfectant résiduel en aval, ce n’est généralement pas l’emplacement le plus résistant pour la seule barrière UV.

Option 2 : UV après le réservoir

Pour la plupart des petits systèmes d'eau potable-d'eau de pluie, d'eau de puits-et d'eau de traitement-, les UV post-réservoir sont la valeur par défaut préférée. L'eau est pompée du stockage, conditionnée pour répondre aux exigences de qualité de l'eau-du réacteur UV, désinfectée puis livrée à l'utilisateur.

Une séquence typique est la suivante :

réservoir de stockage → surpresseur ou pompe à pression → filtration des sédiments → autre traitement requis → réacteur UV → ligne de distribution hygiénique courte

La Cooperative Extension de l'Université de l'Arizona recommande un système de traitement des eaux de pluie composé d'une filtration des particules, d'un charbon actif et d'une désinfection par UV placé après le réservoir sous pression ou une pompe à la demande-.

Le réacteur UV doit être dimensionné pour ledébit de sortie instantané maximum, et non la demande quotidienne moyenne ou la vitesse à laquelle le réservoir se remplit. Lorsqu'une pompe de surpression démarre, le réacteur UV peut connaître un débit à court terme-beaucoup plus élevé que la moyenne quotidienne. Étant donné que la dose d'UV dépend en partie du temps de séjour, le dépassement du débit maximum validé peut réduire la dose.

Option 3 : UV avant et après le réservoir

L'UV à deux étapes-peut être justifiée dans les cas suivants :

• le réservoir stocke le perméat RO ou l'eau de traitement de haute-pure ;
• les spécifications microbiologiques sont strictes ;
• le réservoir a des temps de séjour longs ou des températures élevées ;
• l'eau entrante crée une charge biologique élevée ;
• un processus alimentaire, de boisson, pharmaceutique ou de laboratoire nécessite une barrière supplémentaire
• le fonctionnement continu et la redondance sont plus importants que le coût minimum en capital.

La première étape UV réduit la charge viable entrant dans le stockage. La deuxième étape traite l’eau sortant du réservoir. Une boucle UV de recirculation peut également aider à contrôler l’état microbien de l’eau stockée, mais son efficacité dépend de la circulation vérifiée, du mélange dans la cuve, du renouvellement et de la conception sanitaire. Il ne faut pas supposer qu’une boucle de recirculation expose de manière égale toutes les parties d’un réservoir mal mélangé.

Recommandation finale

Pour la plupart des systèmes d'eau potable-, la solution préférée consiste à installer le stérilisateur d'eau UV final après le réservoir de stockage et la dernière étape de filtration. Cela positionne la barrière microbienne plus près du point d’utilisation et permet au système de traiter la contamination ou la repousse pouvant survenir pendant le stockage.

Les UV avant-réservoir restent utiles comme contrôle supplémentaire, tandis que les UV à deux-étages peuvent convenir à des applications de haute-pureté ou sensibles sur le plan microbiologique. Cependant, la position d'installation à elle seule ne garantit pas une désinfection efficace. Le débit de pointe, l'UVT, la turbidité, la dose UV cible, l'hygiène du réservoir et les conditions de la tuyauterie en aval doivent également être pris en compte lors de la conception du système.

La règle pratique est simple : si l’eau peut subir des modifications microbiologiques après son passage dans le réacteur UV, installez une barrière de désinfection finale validée plus près du point d’utilisation.