Contrairement à la stérilisation chimique qui permet parfois aux bactéries de développer des résistances, l'irradiation aux ultraviolets agit directement sur la structure génétique au niveau de l'ADN.

Une lampe germicide qui émet un rayonnement ultraviolet à 254 nm fonctionne très près de la longueur d'onde optimale pour une absorption maximale par les acides nucléiques. La destruction du génome par rayonnement inactive les bactéries et les virus, empêchant leur prolifération. Les micro-organismes diffèrent dans leur sensibilité à la lumière UV. Cette variation peut être due à la structure de la paroi cellulaire, son épaisseur et sa composition ; la présence de protéines qui absorbent les UV ou des différences dans la structure des acides nucléiques eux-mêmes. Les maladies d'origine hydrique peuvent être causées par une grande variété de micro-organismes pathogènes.

La désinfection de l'eau aux UV doit assurer une dose minimale pour couvrir cette grande variation de sensibilité. Une réduction de 99,9 % d'E. coli nécessite une dose de 7 000 microwatts/cm2, tandis qu'une réduction similaire des kystes de protozoaires nécessite une dose d'environ 105 000 microwatts/cm2.

La dose UV est définie comme le produit de l'intensité du rayonnement multipliée par le temps de contact et correspond à la quantité d'énergie UV par unité de surface dans l'unité de temps, mesurée en microwatts par centimètre carré par seconde. Les courbes de survie démontrent la sensibilité d'un organisme spécifique à différentes doses d'UV.

Facteurs pour une débactérisation efficace de l'eau

La dose efficace d'UV est réduite par l'absorption du rayonnement lors de son passage dans l'eau.

La transmittance est définie comme le pourcentage d'énergie UV qui traversera 1 centimètre d'eau.

Le comité de désinfection UV de la Fondation nationale pour la sauvegarde de la santé publique (NSF-USA) a suggéré que l'eau potable devrait avoir une transmission UV supérieure à 75 %, à une longueur d'onde de 254 nm.

Des prétraitements appropriés de l'eau à stériliser peuvent être utilisés pour atteindre le niveau de transmission requis.

La qualité de l'eau affecte l'efficacité de tout type de désinfection, y compris les UV. Les trois facteurs majeurs qui influencent la transmission UV sont : les solides en suspension, la transmittance et l'absorption due au tube de quartz.

Tous ces facteurs réduisent l'intensité de l'énergie qui atteint les micro-organismes. Les solides en suspension créent des ombres dans lesquelles le rayonnement est fortement réduit. Ceci peut être surmonté en concevant le réacteur de manière à créer des modèles d'écoulement turbulents qui font sortir les micro-organismes de l'ombre.

Ceux qui sont à l'intérieur des particules ne peuvent cependant pas être atteints sans une intensité adéquate pour pénétrer les particules elles-mêmes, donc une pré-filtration est normalement nécessaire. L'absorption de la lumière UV par diverses molécules solubles réduit la quantité d'énergie qui peut être utilisée pour pénétrer à travers la couche d'eau afin d'atteindre les acides nucléiques. Les acides humiques, les acides tanniques et le fer, que l'on trouve couramment dans l'eau potable, sont des exemples de composés absorbants. Le calcium et le magnésium (dureté), le manganèse et le fer aux teneurs actuelles de l'eau potable n'influencent pas le processus de désinfection UV, mais au bout d'un certain temps ces éléments peuvent précipiter sur le quartz protecteur et réduire l'intensité rayonnée. .

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Technologie de qualité pour le processus de stérilisation UV

Ces interférences possibles peuvent et doivent être résolues à l'aide de technologies éprouvées. Les fabricants de stérilisateurs à rayons ultraviolets proposent différents systèmes dimensionnés pour des débits allant de quelques litres à plusieurs centaines de mètres cubes/h. Alors que pour les grandes usines le marché propose majoritairement des systèmes de bonne conception technologique, une grande attention doit être portée au choix des petits stérilisateurs, qui sont souvent proposés par de petites entreprises sans aucun bagage technologique.

Il est également intuitif que les petits systèmes, ne bénéficiant pas de la présence continue de personnel spécialisé, sont particulièrement aptes à devenir une source de problèmes.

Les éléments clés de tous les systèmes UV sont la combinaison de la lampe et du ballast, le manchon en quartz pour protéger la lampe et une chambre de désinfection, correctement conçue en fonction de la plage de temps d'irradiation et de la puissance de la lampe. < /