1. Mécanisme de désinfection à l’hypochlorite de sodium
L'hypochlorite de sodium est un désinfectant contenant du chlore-très efficace. Son effet désinfectant comprend principalement l’action de l’acide hypochloreux, l’action de l’oxygène naissant et la chloration. L'oxydation de l'acide hypochloreux est le principal mécanisme bactéricide des désinfectants contenant du chlore-.
Les désinfectants contenant du chlore-forment de l'acide hypochloreux dans l'eau, qui agit sur les protéines bactériennes. L'acide hypochloreux peut non seulement interagir avec la paroi cellulaire, mais aussi, en raison de sa petite taille moléculaire et de son manque de charge, il peut pénétrer dans les cellules pour provoquer une oxydation ou détruire la phosphate déshydrogénase, entraînant la mort cellulaire.
Il convient de mentionner que, bien que les désinfectants au chlore soient largement utilisés dans l’industrie, de nombreuses usines de traitement de l’eau réduisent progressivement leur utilisation de chlore liquide en raison des risques importants pour la sécurité associés à sa production, son stockage, son transport et son utilisation.
En revanche, la désinfection à l’hypochlorite de sodium présente les avantages d’une sécurité élevée et d’un équipement de dosage simple. L’utilisation de l’hypochlorite de sodium pour remplacer la désinfection au chlore liquide est devenue une tendance irréversible.
2. Comparaison des procédés de dosage d’hypochlorite de sodium
Actuellement, la désinfection à l'hypochlorite de sodium peut être réalisée de deux manières : l'une consiste à utiliser un générateur d'hypochlorite de sodium pour produire une solution d'hypochlorite de sodium en ligne ; l'autre consiste à utiliser une solution d'hypochlorite de sodium pré-préparée.
Quelle que soit la méthode/système de dosage utilisé, chacun a ses avantages et ses inconvénients. L’effet désinfectant et le coût par tonne d’eau traitée par les deux méthodes ne sont pas significativement différents.
Par conséquent, dans les zones disposant d'un approvisionnement suffisant en produits chimiques pré-préparés (avec trois fournisseurs ou plus répondant aux exigences), il est recommandé d'utiliser une solution d'hypochlorite de sodium pré-préparée achetée. Cette méthode présente des coûts d'exploitation et de maintenance relativement inférieurs, des cycles de commande et de construction d'équipements plus courts et aucune exigence particulière en matière d'exploitation et de maintenance de routine.
Pour les-usines de traitement d'eau à petite échelle, en particulier dans les zones où l'approvisionnement et le transport sont difficiles, il est recommandé d'utiliser un générateur d'hypochlorite de sodium pour préparer et ajouter la solution sur-site. Cela évite le risque d'un mauvais effet de désinfection dû à la dégradation du produit chimique lors du stockage à long terme.
3. Dosage de l'hypochlorite de sodium
La quantité de chlore ajoutée lors de la désinfection varie en fonction de la qualité de l'eau brute et des exigences de désinfection. Pour obtenir des effets de désinfection fiables et durables-, le dosage doit répondre à deux exigences :
1) Le « besoin en chlore » consommé pour tuer les bactéries afin d'atteindre les objectifs de désinfection spécifiés et d'oxyder la matière organique.
2) Le « chlore résiduel » nécessaire pour inhiber la repousse des bactéries résiduelles dans l'eau. Les réglementations sur le chlore résiduel fournissent également une méthode simple pour déterminer le dosage et juger de l'effet désinfectant.
4. Facteurs affectant l'hypochlorite de sodium
1) L'effet du dosage d'hypochlorite de sodium sur l'efficacité de l'inactivation
En ajoutant différentes quantités d'hypochlorite de sodium à 1 L d'échantillon d'eau et en réagissant pendant 30 minutes, la concentration a été comptée à l'aide de la méthode de filtration sur membrane. Les résultats ont montré que :
La désinfection à l'hypochlorite de sodium a un très bon effet d'inactivation. À une dose d’hypochlorite de sodium de 2,5 mg/L, une inactivation de 100 % a été obtenue. Pour répondre à des exigences similaires à celles du GB18920-2002, la dose optimale d'hypochlorite de sodium peut être considérée comme étant de 2,5 à 3,0 mg/L.
2) Effet du pH sur la désinfection à l'hypochlorite de sodium
À une dose d'hypochlorite de sodium de 0,5 mg/L, le taux d'inactivation logarithmique de la désinfection à l'hypochlorite de sodium a diminué de 2,03 à 0,27 avec l'augmentation du pH, montrant une tendance à la baisse.
Cela conduit à la conclusion que le rapport ClO- à l'acide hypochloreux dans l'eau est principalement contrôlé par le pH. À un pH plus bas, la proportion d’acide hypochloreux est plus élevée, ce qui se traduit par une capacité bactéricide plus forte.
3) Effet de la concentration d’azote ammoniacal sur l’efficacité de l’inactivation
L'azote ammoniacal réagit rapidement avec l'hypochlorite de sodium, le consommant et générant de la monochloramine et de la dichloramine. Lorsque la chloramine est présente dans l'eau, l'effet désinfectant est relativement lent, affectant directement le dosage d'hypochlorite de sodium et l'efficacité d'inactivation.
Des études connexes ont montré que lorsque les niveaux d'azote ammoniacal sont de 1, 3, 5, 8, 10 et 15 mg/L, l'effet de différentes quantités d'hypochlorite de sodium ajoutées pendant 30 minutes sur l'effet d'inactivation est le suivant :
Lorsque l'azote ammoniacal est inférieur ou égal à 15 mg/L et que la dose d'hypochlorite de sodium est inférieure ou égale à 6,0 mg/L, l'effet d'inactivation de la désinfection à l'hypochlorite de sodium se détériore avec l'augmentation du niveau d'azote ammoniacal ; lorsque l’azote ammoniacal est de 8 mg/L, les bactéries sont complètement inactivées avec une dose d’hypochlorite de sodium de 5,0 mg/L.