L'Ozone – Une introduction...

L'ozone est utilisé en Europe depuis plus de 100 ans pour désinfecter les eaux de consommation par les administrations locales, mais également par de nombreuses entreprises, où des quantités de production supérieures à 100 kg/h sont monnaie courante.

Durant cette centaine d'années d'utilisation intensive, jamais l'utilisation de l'ozone n'a causé de décès. Chiffres à comparer avec ceux du chlore...



L'ozone – Un composé sain pour l'environnement !

L'actualité aborde souvent les problèmes de la couche d'ozone et des niveaux élevés de ce composé dans les villes, donnant ainsi souvent le sentiment que l'ozone est nocif pour l'environnement. Il n'en est rien :

Contrairement aux autres désinfectants, celui-ci disparaît sans laisser de trace après son utilisation. En effet, l'ozone est composé d'oxygène pur, et se recompose en dioxygène après utilisation.

De même, lorsque l'ozone désinfecte un composé; ou détruit des bactéries dangereuses ou des polluants, il n'y a en général pas création de sous-produits. Ce n'est pas le cas des autres désinfectants.

FAQ

QU'EST-CE QUE L'OZONE ?

L'ozone est parfois appelé "oxygène activé". Contrairement au dioxygène que nous respirons, l'ozone contient 3 atomes d'oxygène, et celui-ci est le deuxième agent désinfectant le plus efficace.
On l'utilise pour détruire ou désactiver les bactéries, les virus, les odeurs. Il se forme de façon naturelle à la surface de la planète, le plus souvent après les éclairs durant les orages. Il s'agit de cette odeur caractéristique de frais, de propre, que nous sentons après un orage. L'ozone est également produit lors des chutes de pluie.
Cependant, la majorité d'entre nous connaissons l'ozone grâce aux nombreux ouvrages traitant de "la couche d'ozone" qui entoure la Terre, au niveau de la stratosphère. Là, l'ozone est créé par le rayonnement UV issu du soleil et nous protège de celui-ci. Parallèlement, chacun d'entre nous est exposé de façon quotidienne à l'ozone, pendant de courtes périodes de temps, lorsque le trafic au sein de ville est trop important, ou lorsque le temps contraint les gaz industriels à rester au niveau du sol. La combinaison de ces 2 phénomènes peut conduire à des concentrations en ozone 4 à 5 fois supérieures à la normale.
Ces fortes concentrations, si elles restent courtes dans le temps, n'ont pas d'effets défavorables, et l'ozone se décompose en dioxygène assez rapidement.


COMMENT L'OZONE EST-IL UTILISÉ COMME DÉSINFECTANT ?

Bien que l'ozone soit un composé puissant, son cycle de vie est très court. Lorsque celui-ci entre en contact avec des bactéries, virus ou odeurs, ceux-ci sont oxydés par un des 3 atomes d'oxygène qu'il possède. Le seul produit résultant de cette oxydation est... le dioxygène !
Outre cette efficacité redoutable, nous savons également que l'ozone est sain à utiliser. Nos propres expériences (météo, embouteillages, zones industrielles...) nous le montrent chaque jour. Ces expositions n'ont pas d'effets sur la santé humaine, exceptée cette odeur relativement déplaisante d'air "sale". C'est cette odeur déplaisante qui permet de concevoir des moyens de productions sûrs. En effet, l'odorat humain permet de détecter cette odeur à des concentrations résiduelles extrêmement faibles. Par résiduel, il faut comprendre l'excès d'ozone produit qui peut être présent dans une pièce, n'ayant pas été consommé lors du processus de désinfection. Les équipements de production, lorsqu'ils sont bien conçus, ne dépassent pas les normes préconisées par les gouvernements pour une utilisation en toute sécurité. L'ozone, par son odeur, produit son propre moyen de détection, de même que nous pouvons sentir la fumée de cigarette dans un endroit où l'une d'entre elles vient d'être consumée. A partir d'une concentration de 1.5 parties par million, nous ne pouvons rester dans un lieu au delà d'un laps de temps relativement court, de même que lorsque nous rentrons dans une salle remplie de fumée. Cependant, même si la fumée de cigarette à des effets nocifs, il a été prouvé que des expositions à l'ozone à des concentrations si basses n'ont pas d'effets nocifs sur la santé.

COMMENT PRODUIT-ON DE L'OZONE ?

Typiquement, 2 méthodes sont principalement utilisées : la production par Ultra-violets, et la décharge Corona. La plupart des équipements utilisent la décharge Corona, reproduisant le phénomène des éclairs. Les équipements utilisant la technologie UV sont plus rares, car peu fiables, inefficaces, et très onéreux, en comparaison avec les appareils utilisant la décharge Corona.
L'air ambiant, ou des générateurs d'oxygène peuvent utiliser afin de fournir le gaz d'alimentation des générateurs d'ozone. L'utilisation de générateurs d'oxygène permet d'obtenir une concentration en ozone plus élevée, permettant ainsi des rendements plus efficaces lors de la désinfection.


QUELLE EST LA DURÉE DE VIE DE L'OZONE ?

Aussitôt que de l'ozone est formé dans un générateur et dispersé dans une pièce, une partie de celui-ci se dégrade en oxygène. Plusieurs phénomènes sont à l'origine de ce processus, parmi lesquels la dégradation naturelle, due a l'instabilité chimique du composé. La présence de parois, murs, tapis,... accélère ce procédé. Les réactions d'oxydation avec les odeurs créent également des composés dégradant l'ozone. La désinfection (bactéries, virus, etc.) par oxydation consommera également l'ozone contenu dans la pièce.
De plus, l'ozone possède un temps de demi-vie maximum d'une demi-heure. Ce temps de demi-vie signifie qu'après 1/2 heure, la moitié de l'ozone résiduel contenu dans une pièce aura été dégradé. La dégradation suit alors une progression géométrique du type 16;8;4;2;1. En pratique, le temps de demi-vie est inférieur à 30 minutes, à cause de la présence de bactéries et autres contaminants dans l'air. L'ozone est donc un composé très puissant, mais de durée de vie courte... il fait son travail et disparaît.

QUELLE EST LA BONNE DOSE D'OZONE
A UTILISER?

Il est clair que le niveau optimum est atteint lorsque tout l'ozone produit est consommé.. cela dit, un dosage aussi précis est difficile à obtenir, car il est ici question d'équilibre. En début de process, on fixe souvent un débit de sortie important, afin d'éliminer par exemple une mauvaise odeur le plus rapidement possible. Une fois le résultat obtenu, un débit moins important est nécessaire, c'est alors que se forme de l'ozone résiduel. Si la machine n'est alors pas éteinte, ce niveau ne cessera d'augmenter.
Dans tous les cas, si une odeur persiste, que la quantité d'ozone produite est supérieure à celle nécessaire, il suffit simplement de baisser le niveau de sortie. Dans la plupart des cas, les fournisseurs assurent un résultat à la hauteur des attentes des clients. Cela dit, les fournisseurs les plus consciencieux, après avoir installé un équipement générateur d'ozone, retourneront sur le site 24h plus tard, afin de s'assurer que la concentration d'ozone résiduel n'est pas trop élevée. Ils s'assureront également que l'utilisateur sait quand et comment régler sa machine.


L'OZONE EST-IL DANGEREUX ?
Y'A-T-IL DES EFFETS A LONG TERME ?

L'ozone est désormais un élément bien connu, puisque découvert il y a plus d'un siècle. De nombreux organismes de régulation, en particulier l'OSHA (Occupational Safety and Health Agency) aux États-Unis, ont déclaré que le seuil maximal d'exposition s'élevait à 0.08 ppm. il s'agit du seuil maximal pour une exposition pendant 8h par jours, 5 jours par semaine.
Ce type de concentration se rencontre dans l'industrie, en particulier pour les applications utilisant la soudure à l'arc. Les effets de ce type d'exposition vont du simple mal de tête, mal de gorge, à une irritation du nez ou des yeux, tout comme, une fois de plus, ce que l'on peut ressentir lorsque l'on est bloqué dans un embouteillage. Les destructeurs d'ozone sont souvent mis en parallèle avec de gros générateurs.


COMMENT MESURER LA PRESENCE D'OZONE ?

Il existe de nombreuses méthodes mécaniques, la plus courante et efficace étant l'utilisation d'un tube Draeger. L'ozone résiduel est détecté par l'homme à partir de concentrations de l'ordre de 0.01-0.03 ppm, soit bien en dessous des seuils préconisés pour des expositions prolongées. Comme indiqué précédemment, il s'agit alors de l'ozone non utilisé pour lutter contre une contamination. L'ozone peut également facilement être mesuré par sonde.

La qualité de l'eau peut être éminemment améliorée et les coûts peuvent être moindre lorsque de l'ozone est appliquée pour le traitement de l'eau de piscine.

Les polluants de l'eau de piscine

La pollution des eaux de piscine est principalement causée par les nageurs. Ceci entraîne une pollution très dynamique qui dépend du nombre et du type de baigneurs. Les polluants de piscine peuvent être divisés en trois groupes: les microorganismes, les polluants non-dissous et les polluants dissous.

Chaque baigneur porte un grand nombre de microorganismes, tels que des bactéries, des champignons et des virus. Beaucoup de ces microorganismes peuvent être pathogènes et entraîner des maladies.
Les polluants non-dissous sont principalement constitués de particules flottantes visibles telles que les cheveux, et les squames, mais également des particules colloïdales, telles que les tissus de la peau et les restes de savon.

Les polluants dissous peuvent être composés de l'urine, la sueur, des fluides des yeux et de la salive. La sueur et l'urine contiennent de l'eau, mais également de l'ammoniac, de l'urée, de la créatine et des acides aminés. Ces substances sont dissoutes dans l'eau, elles ne peuvent être toxiques pour les baigneurs. Cependant, lorsque ces composants réagissent avec le chlore dans l'eau de piscine, une oxydation incomplète peut entraîner la formation de chloramines. Ceci cause la fameuse odeur de chlore, qui irrite les yeux et le système respiratoire. Dans certains cas, des composants stables peuvent être formés, qui peuvent seulement être éliminés de l'eau de piscine par un rafraîchissement de l'eau.


Parties essentielles des systèmes de traitement de l'eau

Généralement, les systèmes de traitement de l'eau pour la piscine se composent d'une filtration, d'une oxydation, d'une désinfection et d'un rafraîchissement.

Les polluants brutes, tels que les cheveux peuvent être éliminés par des filtres. Les plus petits, les particules non-dissoutes sont éliminées par un filtre à sable. Pour améliorer ce système d'élimination, une coagulation peut être appliquée. Ceci rend plus facile l'élimination des plus petites particules. Les particules dissoutes sont éliminées par oxydation par le désinfectant.

Le désinfectant désactive également les microorganismes. Les substances qui ne peuvent pas être décomposées doivent être éliminées par un rafraîchissement de l'eau.



Technique de traitement additionnel de l'eau: ozone

Grâce à sa forte capacité d'oxydation et au mécanisme de désinfection, l'ozone est très adapté au traitement de l'eau de piscine. des mesures de sécurité rendent l'ozone seulement permis en tant que mesure supplémentaire.

Application de l'ozone pour la filtration; augmentation de l'efficacité
de la filtration et la coagulation

Afin d'être capable d'utiliser le mécanisme de l'ozone de manière optimale, l'ozone est injecté dans le filtre, avant l'addition d'un coagulant (figure 1). Après filtration, un produit chloré est ajouté pour rester sous forme de concentration résiduel dans le système.
La quantité de chlore qui est ajouté sera moindre lorsqu'il est combiné avec l'ozone.

Avantages : Augmente l'efficacité du filtre


En traitant l'eau avec l'ozone, le taux de biodégradation de la matière organique naturelle (NOM) augmente. Ceci signifie que les grosses molécules sont réduites en plus petites qui peuvent être décomposées par un filtre plus facilement.

La matière organique provoquera une augmentation du développement bactériale dans le système, puisque c'est un nutriment des bactéries. Le développement de bactéries dans le système de distribution est un effet indésirable. Ceci peut être tourné vers un aspect positif en injectant l'ozone dans un filtre à sable.
Une recherche a montré qu'une pré-ozonation peut augmenter l'efficacité du filtre. L'ozone augmente la biodégradabilité des matériaux et des microorganismes, mais augmente également la concentration d'oxygène dans le filtre. L'élimination de Carbone Organique Total (COT) peut être augmenté de 35% dans un filtre à sable lorsque de l'ozone est ajouté.

La quantité de matière organique diminue, entraînant une diminution du développement de bactéries dans le système. La figure 2 montre la distinction entre l'élimination des algues dans un filtre à sable (zandfilter) avec et sans application d'ozone.
 

Augmentation de l'efficacité du coagulant

Dans un filtre, un coagulant est généralement ajouté pour empêcher un colmatage et augmenter la capacité de filtration. Un avantage supplémentaire de l'addition d'ozone aux systèmes de filtration est que l'activité du coagulant est augmentée. L'ozone lui-même peut agir comme coagulant.

Une recherche a montré qu'une pré-ozonation peut augmenter l'adsorption de la matière organique par les coagulants, tels que: aluminium activé, l'hydroxyde d'aluminium, le polychlorure d'aluminium et le carbonate de calcium. Une possible explication de ceci est que la matière organique devient plus polaire avec l'ozonation.
La figure 3 illustre l'effet de diverses concentrations d'ozone sur l'élimination de la turbidité par les coagulants, tels que le polychlorure d'aluminium.



Avantages de l'application d'ozone

La qualité de l'eau de piscine peut être suffisamment augmentée par ozonation. Elle garanti également l'aspect salubre de l'eau de piscine. Une récente recherche a montré que les systèmes immunitaires des enfants peuvent être affectés par la baignade dans des piscines chlorées. Les risques sur la santé sont aussi augmentés pour les baigneurs qui s'entraînent deux fois par jour.
Bien que se procurer un système à l'ozone permet de réaliser des économies à moyen, voire à court terme.

Les principaux avantages de l'ozonisation:

- Diminution de l'utilisation de chlore
- Amélioration des capacités de filtration et de coagulation. Ceci conduit à la réduction de l'utilisation de coagulants et moins de rinçages du filtre sont requis
- La consommation d'eau peut diminuée grâce à l'amélioration de la qualité d'eau
- L'ozone oxyde la matière organique et inorganique de l'eau sans la formation de sous-produits indésirables, tels que les chloramines (qui causent l'odeur de chlore)
- Les odeurs de chlore peuvent être totalement éliminées par l'application d'ozone
- L'ozone est un oxydant et un désinfectant plus puissant que le chlore. Certains organismes pathogènes résistants au chlore (voir désinfection de l'ozone: microorganismes résistants) ne peuvent se multiplier dans une eau traitée à l'ozone.

Source : LENNTECH

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