Total des matières en suspension (MES) et turbidité : deux facteurs critiques mais souvent négligés affectant les performances de la désinfection de l'eau par UV

Lors de la sélection et de la spécification des systèmes de désinfection de l'eau par UV, de nombreux acheteurs se concentrent largement sur des paramètres tels que l'intensité des UV, le temps d'exposition et la dose d'UV. Ces facteurs sont en effet les éléments intrinsèques qui déterminent les performances théoriques d’une unité de désinfection UV.
Cependant, dans les-applications réelles de traitement de l'eau,Les matières totales en suspension (MES) et la turbidité sont deux facteurs externes critiques qui affectent considérablement l'efficacité de la désinfection, mais ils sont souvent négligés..

1. Pourquoi le TSS et la turbidité provoquent-ils une atténuation efficace de la dose UV ?

1.1 Qu'est-ce que le TSS et en quoi est-il différent du TDS ?

MES (Total de matières en suspension)fait référence à la quantité totale de particules insolubles en suspension dans l'eau, notamment le sable, les particules de rouille, les débris organiques et les micro-organismes agrégés.
Contrairement aux TDS (Total Dissolved Solids), les TSS n'affectent pas de manière significative le goût, mais ils ont unimpact direct sur les performances du traitement de l’eau.

Dans les systèmes de désinfection de l’eau par UV, les particules en suspension peuvent bloquer et diffuser le rayonnement ultraviolet, réduisant ainsi la dose UVC réelle reçue par les micro-organismes. En conséquence, TSS est unparamètre critique mais souvent sous-estiméqui influence directement l’efficacité de la désinfection.

1.2 Qu'est-ce que la turbidité ?

Turbiditéest une mesure de la clarté de l'eau et reflète le degré auquel les particules en suspension diffusent et absorbent la lumière. Une turbidité plus élevée indique une plus grande concentration de matières en suspension telles que le limon, les colloïdes, la matière organique ou les micro-organismes, ce qui donne une eau visiblement « trouble ».

Dans les systèmes de traitement de l’eau et de désinfection par UV, la turbidité n’est pas seulement une préoccupation visuelle. Ilréduit directement la profondeur de pénétration des UV, réduisant ainsi la dose de désinfection efficace. Pour cette raison, la turbidité est un paramètre clé pour évaluer à la fois la qualité de l’eau et la fiabilité de la désinfection UV.

Différences entre la turbidité et le TSS

1.3 Mécanismes primaires par lesquels les TSS et la turbidité réduisent l'efficacité de la désinfection par UV

• Blindage physique (effet d'ombrage)
Les particules en suspension peuvent protéger les micro-organismes, plaçant les bactéries et les virus dans des régions « ombragées » où le rayonnement UV ne peut pas les atteindre directement. Les micro-organismes cachés derrière ou dans les particules peuvent survivre même lorsque les lampes UV fonctionnent normalement, ce qui réduit l'efficacité de la désinfection.

• Diffusion et absorption des UV
Les matières en suspension, les colloïdes et les particules fines diffusent et absorbent le rayonnement ultraviolet, réduisant ainsi l'énergie UVC qui atteint réellement les micro-organismes.
À mesure que la turbidité augmente et que la taille des particules diminue, la diffusion devient plus importante, la distance de pénétration des UV diminue et l’efficacité globale de la désinfection diminue.

2. Pourquoi l'industrie se-concentre-t-elle à nouveau sur les TSS ?

Ces dernières années, l'industrie du traitement de l'eau a renouvelé son attention surTSS, en particulier dans les eaux industrielles, les eaux municipales récupérées, la transformation des aliments et des boissons et les applications pharmaceutiques. Les normes et directives imposent des exigences de plus en plus strictes auxturbidité (NTU)etMES (mg/L).

L'expérience pratique a montré que de nombreux problèmes de performance de la désinfection UV sontnon causé par une panne de lampe ou une puissance insuffisante, mais par un contrôle inadéquat de la qualité de l'eau en amont. Des niveaux élevés de matières en suspension et de turbidité bloquent et diffusent le rayonnement UV, empêchant ainsi les micro-organismes de recevoir une exposition suffisante.

Dans ce contexte,Le TDS est avant tout un paramètre-orienté vers le consommateur et lié au goût., alors queTSS est un paramètre de sécurité technique. Dans les systèmes de désinfection UV, l’impact du TSS sur l’efficacité de la désinfection est bien supérieur à celui du TDS, mais il a longtemps été sous-estimé.

Un contrôle approprié des MES est donc essentiel pour garantir un fonctionnement efficace et fiable du système et représente une considération de sécurité essentielle dans l'ingénierie moderne du traitement de l'eau.

3. Lors du remplacement d'un équipement, « la conception du système compte plus que le matériel »

Pour les acheteurs, une unité de désinfection de l’eau par UV ne doit pas être considérée comme un équipement autonome, mais comme un système qui interagit étroitement avec les conditions de qualité de l’eau. Ignorer les MES et la turbidité entraîne souvent des coûts cachés à long terme, tels que des dépassements microbiens et une durée de vie réduite des lampes.

Les futurs projets de traitement des eaux doivent adopter une perspective plus globale :

Évaluez l’environnement, pas seulement les spécifications :
En plus des exigences en matière de dose UV, des mesures précises du TSS et de la turbidité doivent être fournies.

Privilégiez la stabilité aux performances optimales :
Les systèmes UV-de haute qualité doivent être conçus avec une redondance suffisante pour gérer les fluctuations de la qualité de l'eau.

4. Quels niveaux de TSS et de turbidité doivent être contrôlés dans les applications pratiques d'ingénierie ?

Dans les systèmes de désinfection de l’eau par UV, il n’existe pas de valeur absolue de MES ou de turbidité qui s’applique universellement à toutes les applications. Les plages de contrôle appropriées dépendent du scénario d’application, du niveau de risque microbien et de la redondance de la conception du système.

Cependant,-la pratique d'ingénierie à long terme a établi des plages de référence largement acceptées qui peuvent servir de conseils importants pour la sélection et la conception du système.

4.1 Plages de contrôle recommandées par application (valeurs de référence techniques)

Les données ci-dessus sont dérivées et référencées des dernièresNormes de qualité de l'eau potable (GB 5749-2022)et leCode de conception du traitement de l'eau de refroidissement par recirculation industrielle (GB/T 50050).