Purification de l'eau - Water purification

Salle de contrôle et schémas de la station d'épuration des eaux du Lac de Bret , Suisse

La purification de l'eau est le processus d'élimination des produits chimiques indésirables, des contaminants biologiques, des solides en suspension et des gaz de l'eau. L'objectif est de produire de l'eau adaptée à des fins spécifiques. La plupart de l'eau est purifiée et désinfectée pour la consommation humaine ( eau potable ), mais la purification de l'eau peut également être effectuée à diverses autres fins, notamment des applications médicales, pharmacologiques, chimiques et industrielles. Les méthodes utilisées comprennent des procédés physiques tels que la filtration , la sédimentation et la distillation ; les processus biologiques tels que les filtres à sable lents ou le charbon biologiquement actif ; les procédés chimiques tels que la floculation et la chloration ; et l'utilisation de rayonnement électromagnétique tel que la lumière ultraviolette .

La purification de l'eau peut réduire la concentration de matières particulaires, y compris les particules en suspension , les parasites , les bactéries , les algues , les virus et les champignons , ainsi que réduire la concentration d'une gamme de matières dissoutes et particulaires.

Les normes de qualité de l' eau potable sont généralement fixées par les gouvernements ou par les normes internationales. Ces normes comprennent généralement des concentrations minimales et maximales de contaminants, selon l'utilisation prévue de l'eau.

L'inspection visuelle ne peut pas déterminer si l'eau répond aux normes de qualité. Des procédures simples telles que l' ébullition ou l'utilisation d'un filtre à charbon actif domestique ne sont pas suffisantes pour traiter tous les contaminants possibles qui peuvent être présents dans l'eau d'une source inconnue. Même l' eau de source naturelle - considérée comme sûre à toutes fins pratiques au 19ème siècle - doit maintenant être testée avant de déterminer quel type de traitement, le cas échéant, est nécessaire. Les analyses chimiques et microbiologiques , bien que coûteuses, sont le seul moyen d'obtenir les informations nécessaires pour décider de la méthode de purification appropriée.

Selon un rapport de 2007 de l' Organisation mondiale de la santé (OMS), 1,1 milliard de personnes n'ont pas accès à un approvisionnement en eau potable amélioré ; 88 % des 4 milliards de cas annuels de maladies diarrhéiques sont attribués à une eau insalubre et à un assainissement et une hygiène inadéquats , tandis que 1,8 million de personnes meurent chaque année de maladies diarrhéiques. L'OMS estime que 94% de ces cas de maladies diarrhéiques sont évitables grâce à des modifications de l'environnement, y compris l'accès à l'eau potable. Des techniques simples pour traiter l'eau à la maison, telles que la chloration, les filtres et la désinfection solaire, et pour la stocker dans des conteneurs sûrs pourraient sauver un grand nombre de vies chaque année. La réduction des décès dus aux maladies d' origine hydrique est un objectif majeur de santé publique dans les pays en développement.

Sources d'eau

  1. Eaux souterraines : L'eau émergeant de certaines eaux souterraines profondes peut être tombée sous forme de pluie il y a plusieurs dizaines, centaines ou milliers d'années. Les couches de sol et de roche filtrent naturellement les eaux souterraines à un degré élevé de clarté et souvent, elles ne nécessitent pas de traitement supplémentaire en plus de l'ajout de chlore ou de chloramines comme désinfectants secondaires. Cette eau peut émerger sous forme de sources, de sources artésiennes ou peut être extraite de forages ou de puits. Les eaux souterraines profondes sont généralement de très haute qualité bactériologique (c'est-à-dire que les bactéries pathogènes ou les protozoaires pathogènes sont généralement absents), mais l'eau peut être riche en solides dissous, en particulier en carbonates et sulfates de calcium et de magnésium . Selon les strates à travers lesquelles l'eau a coulé, d'autres ions peuvent également être présents, notamment le chlorure et le bicarbonate . Il peut être nécessaire de réduire la teneur en fer ou en manganèse de cette eau pour la rendre acceptable pour la consommation, la cuisine et la lessive. Une désinfection primaire peut également être nécessaire. Lorsque la recharge des eaux souterraines est pratiquée (un processus dans lequel l'eau de la rivière est injectée dans un aquifère pour stocker l'eau en période d'abondance afin qu'elle soit disponible en période de sécheresse), les eaux souterraines peuvent nécessiter un traitement supplémentaire en fonction des réglementations nationales et fédérales applicables.
  2. Lacs et réservoirs d' altitude : Généralement situés en amont des systèmes fluviaux, les réservoirs d'altitude sont généralement situés au-dessus de toute habitation humaine et peuvent être entourés d'une zone de protection pour limiter les possibilités de contamination. Les niveaux de bactéries et d'agents pathogènes sont généralement faibles, mais certaines bactéries, protozoaires ou algues seront présents. Là où les hautes terres sont boisées ou tourbeuses, les acides humiques peuvent colorer l'eau. De nombreuses sources d'altitude ont un pH bas qui nécessite un ajustement.
  3. Rivières , canaux et réservoirs de basse terre : Les eaux de surface des basses terres auront une charge bactérienne importante et peuvent également contenir des algues, des solides en suspension et une variété de constituants dissous.
  4. La production d'eau atmosphérique est une nouvelle technologie qui peut fournir une eau potable de haute qualité en extrayant l'eau de l'air en refroidissant l'air et en condensant ainsi la vapeur d'eau.
  5. La récupération des eaux de pluie ou la collecte du brouillard qui collectent l'eau de l'atmosphère peuvent être utilisées en particulier dans les zones avec des saisons sèches importantes et dans les zones qui subissent du brouillard même lorsqu'il y a peu de pluie.
  6. Dessalement de l' eau de mer par distillation ou osmose inverse .
  7. Eaux de surface : Les masses d' eau douce qui sont ouvertes sur l'atmosphère et qui ne sont pas désignées comme eaux souterraines sont appelées eaux de surface.

Traitement

Processus typiques de traitement de l'eau potable

Buts

Les objectifs du traitement sont d'éliminer les constituants indésirables de l'eau et de la rendre potable ou adaptée à un usage spécifique dans l'industrie ou les applications médicales. Des techniques très variées sont disponibles pour éliminer les contaminants tels que les solides fins, les micro-organismes et certaines matières inorganiques et organiques dissoutes, ou les polluants pharmaceutiques persistants dans l'environnement . Le choix de la méthode dépendra de la qualité de l'eau traitée, du coût du processus de traitement et des normes de qualité attendues de l'eau traitée.

Les procédés ci-dessous sont ceux couramment utilisés dans les usines de purification d'eau. Certains ou la plupart peuvent ne pas être utilisés en fonction de l'échelle de l'usine et de la qualité de l'eau brute (source).

Prétraitement

  1. Pompage et confinement – ​​La majorité de l'eau doit être pompée à partir de sa source ou dirigée dans des tuyaux ou des réservoirs de rétention. Pour éviter d'ajouter des contaminants à l'eau, cette infrastructure physique doit être faite de matériaux appropriés et construite de manière à éviter toute contamination accidentelle.
  2. Tamisage ( voir aussi filtre à tamis ) – La première étape de la purification de l'eau de surface consiste à éliminer les gros débris tels que les bâtons, les feuilles, les déchets et autres grosses particules qui peuvent interférer avec les étapes de purification ultérieures. La plupart des eaux souterraines profondes n'ont pas besoin d'être tamisées avant d'autres étapes de purification.
  3. Stockage – L'eau des rivières peut également être stockée dans des réservoirs en bordure de berge pendant des périodes allant de quelques jours à plusieurs mois pour permettre une purification biologique naturelle. Ceci est particulièrement important si le traitement est effectué par des filtres à sable lents . Les réservoirs de stockage fournissent également un tampon contre de courtes périodes de sécheresse ou permettent de maintenir l'approvisionnement en eau lors d' incidents de pollution transitoires dans la rivière source.
  4. Pré-chloration – Dans de nombreuses usines, l'eau entrante était chlorée pour minimiser la croissance d'organismes salissants sur les canalisations et les réservoirs. En raison des effets négatifs potentiels sur la qualité (voir chlore ci-dessous), cela a été en grande partie abandonné.

Ajustement du pH

L'eau pure a un pH proche de 7 (ni alcalin ni acide ). L'eau de mer peut avoir des valeurs de pH comprises entre 7,5 et 8,4 (modérément alcalin). L'eau douce peut avoir des valeurs de pH très variées en fonction de la géologie du bassin versant ou de l' aquifère et de l'influence des apports de contaminants ( pluies acides ). Si l'eau est acide (inférieure à 7), de la chaux , du carbonate de sodium ou de l'hydroxyde de sodium peuvent être ajoutés pour augmenter le pH pendant les processus de purification de l'eau. L'ajout de chaux augmente la concentration en ions calcium, augmentant ainsi la dureté de l'eau. Pour les eaux très acides, les dégazeurs à tirage forcé peuvent être un moyen efficace d'augmenter le pH, en éliminant le dioxyde de carbone dissous de l'eau. Faire l'eau alcaline aide les coagulation et floculation processus de travail efficace et contribue également à réduire le risque de plomb être dissous de tuyaux de plomb et de plomb de soudure dans les raccords de tuyauterie. Une alcalinité suffisante réduit également la corrosivité de l'eau pour les tuyaux en fer. L' acide ( l' acide carbonique , l' acide chlorhydrique ou l' acide sulfurique ) peut être ajouté aux eaux alcalines dans certains cas pour abaisser le pH. L'eau alcaline (pH supérieur à 7,0) ne signifie pas nécessairement que le plomb ou le cuivre du système de plomberie ne seront pas dissous dans l'eau. La capacité de l'eau à précipiter le carbonate de calcium pour protéger les surfaces métalliques et réduire la probabilité de dissolution de métaux toxiques dans l'eau est fonction du pH, de la teneur en minéraux, de la température, de l'alcalinité et de la concentration en calcium.

Coagulation et floculation

L'une des premières étapes de la plupart des procédés de purification d'eau conventionnels est l'ajout de produits chimiques pour aider à l'élimination des particules en suspension dans l'eau. Les particules peuvent être inorganiques comme l' argile et le limon ou organiques comme les algues , les bactéries , les virus , les protozoaires et la matière organique naturelle . Les particules inorganiques et organiques contribuent à la turbidité et à la couleur de l'eau.

L'ajout de coagulants inorganiques tels que le sulfate d'aluminium (ou alun ) ou les sels de fer (III) tels que le chlorure de fer (III) provoquent plusieurs interactions chimiques et physiques simultanées sur et entre les particules. En quelques secondes, les charges négatives sur les particules sont neutralisées par des coagulants inorganiques. En quelques secondes également, des précipités d'hydroxyde métallique des ions fer et aluminium commencent à se former. Ces précipités se combinent en particules plus grosses sous des processus naturels tels que le mouvement brownien et par un mélange induit qui est parfois appelé floculation . Les hydroxydes métalliques amorphes sont appelés "floc". Les gros hydroxydes amorphes d'aluminium et de fer (III) adsorbent et enchevêtrent les particules en suspension et facilitent l'élimination des particules par des processus ultérieurs de sédimentation et de filtration .

Les hydroxydes d'aluminium se forment dans une plage de pH assez étroite, typiquement : 5,5 à environ 7,7. Les hydroxydes de fer (III) peuvent se former sur une plus grande plage de pH, y compris des niveaux de pH inférieurs à ceux qui sont efficaces pour l'alun, généralement : 5,0 à 8,5.

Dans la littérature, il y a beaucoup de débats et de confusion sur l'utilisation des termes coagulation et floculation : où finit la coagulation et où commence la floculation ? Dans les usines de purification de l'eau, il existe généralement un processus d'unité de mélange rapide à haute énergie (temps de rétention en secondes) dans lequel les produits chimiques coagulants sont ajoutés, suivis de bassins de floculation (temps de rétention allant de 15 à 45 minutes) où les apports à faible énergie font tourner de grandes palettes ou d'autres dispositifs de mélange doux pour favoriser la formation de floc. En effet, les processus de coagulation et de floculation se poursuivent une fois les coagulants de sels métalliques ajoutés.

Les polymères organiques ont été développés dans les années 1960 en tant qu'auxiliaires des coagulants et, dans certains cas, en remplacement des coagulants des sels métalliques inorganiques. Les polymères organiques synthétiques sont des composés de poids moléculaire élevé qui portent des charges négatives, positives ou neutres. Lorsque des polymères organiques sont ajoutés à de l'eau avec des particules, les composés de poids moléculaire élevé s'adsorbent sur les surfaces des particules et, par pontage interparticulaire, fusionnent avec d'autres particules pour former des flocs. PolyDADMAC est un polymère organique cationique (chargé positivement) utilisé dans les usines de purification d'eau.

Sédimentation

Les eaux sortant du bassin de floculation peuvent pénétrer dans le bassin de sédimentation , également appelé clarificateur ou bassin de décantation. C'est un grand réservoir avec de faibles vitesses d'eau, permettant aux flocs de se déposer au fond. Le bassin de sédimentation est idéalement situé à proximité du bassin de floculation afin que le transit entre les deux processus ne permette pas le tassement ou la rupture des flocs. Les bassins de sédimentation peuvent être rectangulaires, où l'eau s'écoule d'un bout à l'autre, ou circulaires où l'écoulement va du centre vers l'extérieur. L'écoulement du bassin de sédimentation se fait généralement au-dessus d'un déversoir, de sorte que seule une mince couche supérieure d'eau, la plus éloignée des boues, s'échappe.

En 1904, Allen Hazen a montré que l'efficacité d'un processus de sédimentation était fonction de la vitesse de sédimentation des particules, du débit à travers le réservoir et de la surface du réservoir. Les réservoirs de sédimentation sont généralement conçus dans une plage de débits de débordement de 0,5 à 1,0 gallon par minute par pied carré (ou 1,25 à 2,5 litres par mètre carré par heure). En général, l'efficacité du bassin de sédimentation n'est pas fonction du temps de rétention ou de la profondeur du bassin. Cependant, la profondeur du bassin doit être suffisante pour que les courants d'eau ne perturbent pas les boues et que les interactions avec les particules déposées soient favorisées. À mesure que les concentrations de particules dans l'eau décantée augmentent près de la surface des boues au fond du réservoir, les vitesses de décantation peuvent augmenter en raison des collisions et de l'agglomération des particules. Les temps de rétention typiques pour la sédimentation varient de 1,5 à 4 heures et les profondeurs du bassin varient de 10 à 15 pieds (3 à 4,5 mètres).

Des plaques ou des tubes plats inclinés peuvent être ajoutés aux bassins de sédimentation traditionnels pour améliorer les performances d'élimination des particules. Les plaques et les tubes inclinés augmentent considérablement la surface disponible pour les particules à éliminer de concert avec la théorie originale de Hazen. La superficie du sol occupée par un bassin de sédimentation avec des plaques ou des tubes inclinés peut être beaucoup plus petite qu'un bassin de sédimentation conventionnel.

Stockage et évacuation des boues

Au fur et à mesure que les particules se déposent au fond d'un bassin de décantation, une couche de boue se forme sur le fond du bassin qui doit être retirée et traitée. La quantité de boues générées est importante, souvent de 3 à 5 % du volume total d'eau à traiter. Le coût du traitement et de l'élimination des boues peut avoir un impact sur le coût d'exploitation d'une station d'épuration. Le bassin de décantation peut être équipé de dispositifs de nettoyage mécaniques qui nettoient en permanence son fond, ou le bassin peut être périodiquement mis hors service et nettoyé manuellement.

Clarificateurs à couverture floc

Une sous-catégorie de sédimentation est l'élimination des particules par piégeage dans une couche de floc en suspension lorsque l'eau est forcée vers le haut. Le principal avantage des clarificateurs à couverture floc est qu'ils occupent une empreinte plus petite que la sédimentation conventionnelle. Les inconvénients sont que l'efficacité d'élimination des particules peut être très variable en fonction des changements dans la qualité de l'eau entrante et du débit d'eau entrante.

Flottation à air dissous

Lorsque les particules à éliminer ne se déposent pas facilement de la solution, la flottation à air dissous (DAF) est souvent utilisée. Après les processus de coagulation et de floculation, l'eau s'écoule vers les réservoirs DAF où les diffuseurs d'air au fond du réservoir créent de fines bulles qui se fixent au floc, ce qui donne une masse flottante de floc concentré. La couverture de flocs flottants est retirée de la surface et l'eau clarifiée est retirée du fond du réservoir DAF. Les approvisionnements en eau qui sont particulièrement vulnérables aux proliférations d'algues unicellulaires et les approvisionnements à faible turbidité et à haute couleur utilisent souvent le DAF.

Filtration

Après avoir séparé la plupart des flocs, l'eau est filtrée comme étape finale pour éliminer les particules en suspension restantes et les flocs non décantés.

Filtres à sable rapides

Vue en coupe d'un filtre à sable rapide typique

Le type de filtre le plus courant est un filtre à sable rapide . L'eau se déplace verticalement à travers le sable qui a souvent une couche de charbon actif ou de charbon anthracite au-dessus du sable. La couche supérieure élimine les composés organiques, qui contribuent au goût et à l'odeur. L'espace entre les particules de sable est plus grand que les plus petites particules en suspension, une simple filtration ne suffit donc pas. La plupart des particules traversent les couches superficielles mais sont piégées dans les espaces poreux ou adhèrent aux particules de sable. Une filtration efficace s'étend jusqu'à la profondeur du filtre. Cette propriété du filtre est la clé de son fonctionnement : si la couche supérieure de sable bloquait toutes les particules, le filtre se colmaterait rapidement.

Pour nettoyer le filtre, l' eau passe rapidement vers le haut à travers le filtre, en face de la direction normale (appelée de rinçage ou de lavage à contre- courant ) pour éliminer les particules enrobées ou non désirées. Avant cette étape, de l'air comprimé peut être soufflé à travers le fond du filtre pour briser le média filtrant compacté afin de faciliter le processus de lavage à contre-courant ; c'est ce qu'on appelle le décapage à l'air . Cette eau contaminée peut être évacuée avec les boues du bassin de décantation, ou elle peut être recyclée en se mélangeant à l'eau brute entrant dans l'usine bien que cela soit souvent considéré comme une mauvaise pratique car elle réintroduit une concentration élevée de bactéries dans le eau naturelle.

Certaines usines de traitement de l'eau utilisent des filtres à pression. Ceux-ci fonctionnent sur le même principe que les filtres gravitaires rapides, à la différence que le média filtrant est enfermé dans un récipient en acier et que l'eau y est forcée sous pression.

Avantages :

  • Filtre les particules beaucoup plus petites que les filtres à papier et à sable ne peuvent le faire.
  • Filtre pratiquement toutes les particules plus grosses que leurs tailles de pores spécifiées.
  • Ils sont assez minces et les liquides les traversent donc assez rapidement.
  • Ils sont raisonnablement solides et peuvent donc résister à des différences de pression entre eux, généralement de 2 à 5 atmosphères.
  • Ils peuvent être nettoyés (rincés à contre-courant) et réutilisés.

Filtres à sable lents

Filtration lente "artificielle" (une variante de la filtration en berge ) dans le sol à la station d'épuration de Káraný, République tchèque
Un profil de couches de gravier, de sable et de sable fin utilisé dans une usine de filtration lente à sable.

Les filtres à sable lents peuvent être utilisés là où il y a suffisamment de terrain et d'espace, car l'eau s'écoule très lentement à travers les filtres. Ces filtres reposent sur des procédés de traitement biologique pour leur action plutôt que sur une filtration physique. Ils sont soigneusement construits en utilisant des couches de sable graduées, le sable le plus grossier, ainsi que du gravier, en bas et le sable le plus fin en haut. Des drains à la base évacuent l'eau traitée pour la désinfection. La filtration dépend du développement d'une fine couche biologique, appelée couche zoogléale ou Schmutzdecke , à la surface du filtre. Un filtre à sable lent efficace peut rester en service pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois, si le prétraitement est bien conçu, et produit de l'eau avec un niveau de nutriments disponibles très bas que les méthodes physiques de traitement atteignent rarement. De très faibles niveaux de nutriments permettent à l'eau d'être acheminée en toute sécurité dans les systèmes de distribution avec de très faibles niveaux de désinfectant, réduisant ainsi l'irritation des consommateurs face aux niveaux offensants de chlore et de sous-produits du chlore. Les filtres à sable lents ne sont pas lavés à contre-courant ; ils sont maintenus en grattant la couche supérieure de sable lorsque l'écoulement est finalement obstrué par la croissance biologique.

Une forme spécifique "à grande échelle" de filtre à sable lent est le processus de filtration sur berge , dans lequel les sédiments naturels d'une berge sont utilisés pour fournir une première étape de filtration des contaminants. Bien qu'elle ne soit généralement pas assez propre pour être utilisée directement pour l'eau potable, l'eau provenant des puits d'extraction associés est beaucoup moins problématique que l'eau de rivière prélevée directement de la rivière.

Filtration membranaire

Les filtres à membrane sont largement utilisés pour filtrer à la fois l' eau potable et les eaux usées . Pour l'eau potable, les filtres à membrane peuvent éliminer pratiquement toutes les particules supérieures à 0,2 m, y compris Giardia et Cryptosporidium . Les filtres membranaires sont une forme efficace de traitement tertiaire lorsque l'on souhaite réutiliser l'eau pour l'industrie, pour des usages domestiques limités, ou avant de rejeter l'eau dans une rivière utilisée par les villes plus en aval. Ils sont largement utilisés dans l'industrie, notamment pour la préparation de boissons (dont l'eau en bouteille ). Cependant, aucune filtration ne peut éliminer les substances qui sont effectivement dissoutes dans l'eau telles que les phosphates , les nitrates et les ions de métaux lourds.

Élimination des ions et autres substances dissoutes

Les membranes d' ultrafiltration utilisent des membranes polymères avec des pores microscopiques formés chimiquement qui peuvent être utilisées pour filtrer les substances dissoutes en évitant l'utilisation de coagulants. Le type de média membranaire détermine la pression nécessaire pour faire passer l'eau et la taille des micro-organismes pouvant être filtrés.

Échange d'ions : Les systèmes d'échange d' ions utilisent des colonnes remplies de résine échangeuse d'ions ou de zéolite pour remplacer les ions indésirables. Le cas le plus courant est l'adoucissement de l'eau consistant en l'élimination des ions Ca 2+ et Mg 2+ en les remplaçant par des ions Na + ou K + bénins (compatibles avec le savon) . Les résines échangeuses d'ions sont également utilisées pour éliminer les ions toxiques tels que le nitrite , le plomb , le mercure , l' arsenic et bien d'autres.

Adoucissement par précipitation : L'eau riche en dureté ( ions calcium et magnésium ) est traitée avec de la chaux ( oxyde de calcium ) et/ou de la soude ( carbonate de sodium ) pour précipiter le carbonate de calcium de la solution en utilisant l' effet des ions communs .

Électrodéionisation : L'eau passe entre une électrode positive et une électrode négative. Les membranes échangeuses d'ions permettent uniquement aux ions positifs de migrer de l'eau traitée vers l'électrode négative et uniquement aux ions négatifs vers l'électrode positive. De l'eau déminéralisée de haute pureté est produite en continu, similaire au traitement d'échange d'ions. L'élimination complète des ions de l'eau est possible si les bonnes conditions sont réunies. L'eau est normalement prétraitée avec une unité d' osmose inverse pour éliminer les contaminants organiques non ioniques et avec des membranes de transfert de gaz pour éliminer le dioxyde de carbone . Une récupération d'eau de 99% est possible si le flux de concentré est alimenté à l'entrée RO.

Désinfection

Pompes utilisées pour ajouter les quantités requises de produits chimiques à l'eau claire d'une usine de purification d'eau avant la distribution. De gauche à droite : l'hypochlorite de sodium pour la désinfection, l'orthophosphate de zinc comme inhibiteur de corrosion, l'hydroxyde de sodium pour l'ajustement du pH et le fluorure pour la prévention de la carie dentaire.

La désinfection s'effectue à la fois en filtrant les micro-organismes nocifs et en ajoutant des produits chimiques désinfectants. L'eau est désinfectée pour tuer tous les agents pathogènes qui passent à travers les filtres et pour fournir une dose résiduelle de désinfectant pour tuer ou inactiver les micro-organismes potentiellement nocifs dans les systèmes de stockage et de distribution. Les agents pathogènes possibles comprennent les virus , les bactéries , y compris Salmonella , le choléra , Campylobacter et Shigella , et les protozoaires , y compris Giardia lamblia et d' autres cryptosporidies . Après l'introduction de tout agent désinfectant chimique, l'eau est généralement conservée dans un stockage temporaire - souvent appelé réservoir de contact ou puits clair - pour permettre à l'action de désinfection de se terminer.

Désinfection au chlore

La méthode de désinfection la plus courante implique une certaine forme de chlore ou de ses composés tels que la chloramine ou le dioxyde de chlore . Le chlore est un oxydant puissant qui tue rapidement de nombreux micro-organismes nocifs. Le chlore étant un gaz toxique, il existe un risque de rejet associé à son utilisation. Ce problème est évité par l'utilisation d' hypochlorite de sodium , qui est une solution relativement peu coûteuse utilisée dans l'eau de Javel domestique qui libère du chlore libre lorsqu'elle est dissoute dans l'eau. Des solutions de chlore peuvent être générées sur place en électrolysant des solutions de sel commun. Une forme solide, l'hypochlorite de calcium , libère du chlore au contact de l'eau. Cependant, la manipulation du solide nécessite un contact humain plus routinier via l'ouverture des sacs et le versement que l'utilisation de bouteilles de gaz ou d'eau de Javel, qui sont plus facilement automatisées. La génération d'hypochlorite de sodium liquide est peu coûteuse et également plus sûre que l'utilisation de chlore gazeux ou solide. Des niveaux de chlore allant jusqu'à 4 milligrammes par litre (4 parties par million) sont considérés comme sûrs dans l'eau potable.

Toutes les formes de chlore sont largement utilisées, malgré leurs inconvénients respectifs. Un inconvénient est que le chlore de n'importe quelle source réagit avec les composés organiques naturels dans l'eau pour former des sous-produits chimiques potentiellement nocifs. Ces sous-produits, les trihalométhanes (THM) et les acides haloacétiques (AHA), sont tous deux cancérigènes en grande quantité et sont réglementés par l' Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis et le Drinking Water Inspectorate au Royaume-Uni. La formation de THM et d'acides haloacétiques peut être minimisée par l'élimination efficace d'autant de matières organiques de l'eau que possible avant l'ajout de chlore. Bien que le chlore soit efficace pour tuer les bactéries, il a une efficacité limitée contre les protozoaires pathogènes qui forment des kystes dans l'eau tels que Giardia lamblia et Cryptosporidium .

Désinfection au dioxyde de chlore

Le dioxyde de chlore est un désinfectant à action plus rapide que le chlore élémentaire. Il est relativement rarement utilisé car, dans certaines circonstances, il peut créer des quantités excessives de chlorite , qui est un sous-produit réglementé à de faibles niveaux admissibles aux États-Unis. Le dioxyde de chlore peut être fourni sous forme de solution aqueuse et ajouté à l'eau pour éviter les problèmes de manipulation du gaz ; les accumulations de dioxyde de chlore gazeux peuvent exploser spontanément.

Chloramination

L'utilisation de la chloramine est de plus en plus courante comme désinfectant. Bien que la chloramine ne soit pas un oxydant aussi puissant, elle fournit un résidu plus durable que le chlore libre en raison de son potentiel redox inférieur à celui du chlore libre. Il ne forme pas non plus facilement des THM ou des acides haloacétiques ( sous-produits de désinfection ).

Il est possible de convertir le chlore en chloramine en ajoutant de l' ammoniac à l'eau après avoir ajouté du chlore. Le chlore et l'ammoniac réagissent pour former de la chloramine. Les systèmes de distribution d'eau désinfectés avec des chloramines peuvent subir une nitrification , car l'ammoniac est un nutriment pour la croissance bactérienne, les nitrates étant générés comme sous-produit.

Désinfection à l'ozone

L'ozone est une molécule instable qui cède facilement un atome d'oxygène, fournissant un puissant agent oxydant qui est toxique pour la plupart des organismes d'origine hydrique. C'est un désinfectant à large spectre très puissant qui est largement utilisé en Europe et dans quelques municipalités aux États-Unis et au Canada. La désinfection à l'ozone, ou ozonation, est une méthode efficace pour inactiver les protozoaires nuisibles qui forment des kystes. Il fonctionne également bien contre presque tous les autres agents pathogènes. L'ozone est produit en faisant passer de l'oxygène à travers une lumière ultraviolette ou une décharge électrique "froide". Pour utiliser l'ozone comme désinfectant, il doit être créé sur place et ajouté à l'eau par contact de bulles. Certains des avantages de l'ozone incluent la production de moins de sous-produits dangereux et l'absence de problèmes de goût et d'odeur (par rapport à la chloration ). Aucun ozone résiduel n'est laissé dans l'eau. En l'absence de désinfectant résiduel dans l'eau, du chlore ou de la chloramine peuvent être ajoutés dans tout un système de distribution pour éliminer tout agent pathogène potentiel dans la tuyauterie de distribution.

L'ozone est utilisé dans les usines d'eau potable depuis 1906 où la première usine d'ozonation industrielle a été construite à Nice , en France. La Food and Drug Administration des États-Unis a accepté l'ozone comme étant sans danger; et il est appliqué comme agent antimicrobiologique pour le traitement, le stockage et la transformation des aliments. Cependant, bien que moins de sous-produits soient formés par l'ozonation, il a été découvert que l'ozone réagit avec les ions bromure dans l'eau pour produire des concentrations du bromate suspecté d'être cancérigène . Le bromure peut être trouvé dans les réserves d'eau douce à des concentrations suffisantes pour produire (après ozonation) plus de 10 parties par milliard (ppb) de bromate - le niveau de contaminant maximum établi par l'USEPA. La désinfection à l'ozone est également énergivore.

Désinfection ultraviolette

La lumière ultraviolette (UV) est très efficace pour inactiver les kystes, dans l'eau à faible turbidité. L'efficacité de désinfection de la lumière UV diminue à mesure que la turbidité augmente, en raison de l' absorption , de la diffusion et de l'ombrage causés par les solides en suspension. Le principal inconvénient de l'utilisation du rayonnement UV est que, comme le traitement à l'ozone, il ne laisse aucun résidu de désinfectant dans l'eau ; par conséquent, il est parfois nécessaire d'ajouter un désinfectant résiduel après le processus de désinfection primaire. Cela se fait souvent par l'ajout de chloramines, discutées ci-dessus en tant que désinfectant primaire. Lorsqu'elles sont utilisées de cette manière, les chloramines fournissent un désinfectant résiduel efficace avec très peu d'effets négatifs de la chloration.

Plus de 2 millions de personnes dans 28 pays en développement utilisent la désinfection solaire pour le traitement quotidien de l'eau potable.

Rayonnement ionisant

Comme les UV, les rayonnements ionisants (rayons X, rayons gamma et faisceaux d'électrons) ont été utilisés pour stériliser l'eau.

Bromation et iodation

Le brome et l' iode peuvent également être utilisés comme désinfectants. Cependant, le chlore dans l'eau est plus de trois fois plus efficace comme désinfectant contre Escherichia coli qu'une concentration équivalente de brome , et plus de six fois plus efficace qu'une concentration équivalente d' iode . L'iode est couramment utilisé pour la purification de l'eau portable , et le brome est courant comme désinfectant de piscine .

Purification d'eau portable

Des dispositifs et des méthodes portables de purification de l'eau sont disponibles pour la désinfection et le traitement en cas d'urgence ou dans des endroits éloignés. La désinfection est l'objectif principal, car les considérations esthétiques telles que le goût, l'odeur, l'apparence et les traces de contamination chimique n'affectent pas la sécurité à court terme de l'eau potable.

Options de traitement supplémentaires

  1. Fluoration de l'eau : dans de nombreuses régions, du fluor est ajouté à l'eau dans le but de prévenir la carie dentaire . Le fluorure est généralement ajouté après le processus de désinfection. Aux États-Unis, la fluoration est généralement réalisée par l'ajout d' acide hexafluorosilicique , qui se décompose dans l'eau, produisant des ions fluorure.
  2. Conditionnement de l'eau : Il s'agit d'une méthode permettant de réduire les effets de l'eau dure. Dans les systèmes d'eau soumis à une dureté de chauffage, des sels peuvent se déposer car la décomposition des ions bicarbonate crée des ions carbonate qui précipitent hors de la solution. L'eau avec des concentrations élevées de sels de dureté peut être traitée avec du carbonate de sodium (carbonate de sodium) qui précipite les sels en excès, par effet d'ions communs , produisant du carbonate de calcium de très haute pureté. Le carbonate de calcium précipité est traditionnellement vendu aux fabricants de dentifrice . Plusieurs autres méthodes de traitement de l'eau industrielle et résidentielle sont revendiquées (sans acceptation scientifique générale) pour inclure l'utilisation de champs magnétiques et/ou électriques réduisant les effets de l'eau dure.
  3. La solubilité du plomb réduction: Dans les régions où les eaux naturellement acides de faible conductivité ( par exemple de précipitations en surface dans les montagnes de plateau de ignées roches), l'eau peut être capable de dissoudre le plomb à partir de tous les tuyaux de plomb que l'on opère en l'addition de petites quantités de. Phosphate ion et augmenter légèrement le pH contribuent tous deux à réduire considérablement la solvabilité du plomb en créant des sels de plomb insolubles sur les surfaces intérieures des tuyaux.
  4. Élimination du radium : Certaines sources d'eau souterraine contiennent du radium , un élément chimique radioactif. Les sources typiques comprennent de nombreuses sources d'eau souterraine au nord de la rivière Illinois dans l' Illinois , aux États-Unis d'Amérique. Le radium peut être éliminé par échange d'ions ou par conditionnement d'eau. Le reflux ou les boues qui sont produits sont cependant des déchets faiblement radioactifs .
  5. Élimination du fluorure : Bien que le fluorure soit ajouté à l'eau dans de nombreuses régions, certaines régions du monde ont des niveaux excessifs de fluorure naturel dans l'eau de source. Des niveaux excessifs peuvent être toxiques ou provoquer des effets cosmétiques indésirables tels que la coloration des dents. Les méthodes de réduction des niveaux de fluorure se font par traitement avec de l' alumine activée et des médias filtrants de charbon osseux .

Autres techniques de purification de l'eau

D'autres méthodes populaires pour purifier l'eau, en particulier pour les approvisionnements privés locaux, sont énumérées ci-dessous. Dans certains pays, certaines de ces méthodes sont utilisées pour l'approvisionnement municipal à grande échelle. La distillation ( dessalement de l' eau de mer ) et l'osmose inverse sont particulièrement importantes .

Thermique

Amener l'eau à son point d'ébullition (environ 100 °C ou 212 F au niveau de la mer), est le moyen le plus ancien et le plus efficace car il élimine la plupart des microbes causant des maladies intestinales , mais il ne peut pas éliminer les toxines chimiques ou les impuretés. Pour la santé humaine, la stérilisation complète de l'eau n'est pas requise, car les microbes résistants à la chaleur n'affectent pas les intestins. Le conseil traditionnel de faire bouillir de l'eau pendant dix minutes est principalement pour une sécurité supplémentaire, car les microbes commencent à expirer à des températures supérieures à 60 °C (140 °F). Bien que le point d'ébullition diminue avec l'augmentation de l'altitude, il n'est pas suffisant pour affecter la désinfection. Dans les zones où l'eau est « dure » (c'est-à-dire qu'elle contient d'importants sels de calcium dissous), l'ébullition décompose les ions bicarbonate , entraînant une précipitation partielle sous forme de carbonate de calcium . C'est la « fourrure » qui s'accumule sur les éléments de la bouilloire, etc., dans les zones d'eau dure. À l'exception du calcium, l'ébullition n'élimine pas les solutés dont le point d'ébullition est plus élevé que l'eau et augmente en fait leur concentration (en raison de la perte d'eau sous forme de vapeur). L'ébullition ne laisse pas de résidu de désinfectant dans l'eau. Par conséquent, l'eau qui est bouillie puis stockée pendant un certain temps peut acquérir de nouveaux agents pathogènes.

Adsorption

Le charbon actif granulaire est une forme de charbon actif à grande surface spécifique. Il adsorbe de nombreux composés dont de nombreux composés toxiques. L'eau passant à travers le charbon actif est couramment utilisée dans les régions municipales avec une contamination organique, un goût ou des odeurs. De nombreux filtres à eau domestiques et aquariums utilisent des filtres à charbon actif pour purifier l'eau. Les filtres ménagers pour l'eau potable contiennent parfois de l' argent sous forme de nanoparticule d'argent métallique . Si l'eau est retenue dans le bloc de carbone pendant de longues périodes, des micro-organismes peuvent se développer à l'intérieur, ce qui entraîne un encrassement et une contamination. Les nanoparticules d'argent sont un excellent matériau antibactérien et peuvent décomposer les composés halo-organiques toxiques tels que les pesticides en produits organiques non toxiques. L'eau filtrée doit être utilisée peu de temps après avoir été filtrée, car la faible quantité de microbes restants peut proliférer avec le temps. En général, ces filtres domestiques éliminent plus de 90 % du chlore dans un verre d'eau traitée. Ces filtres doivent être remplacés périodiquement, sinon la teneur en bactéries de l'eau peut augmenter en raison de la croissance de bactéries dans l'unité de filtration.

Distillation

La distillation consiste à faire bouillir de l'eau pour produire de la vapeur d' eau . La vapeur entre en contact avec une surface froide où elle se condense sous forme liquide. Comme les solutés ne sont normalement pas vaporisés, ils restent dans la solution bouillante. Même la distillation ne purifie pas complètement l'eau, en raison des contaminants ayant des points d'ébullition similaires et des gouttelettes de liquide non vaporisé transportées avec la vapeur. Cependant, de l'eau pure à 99,9 % peut être obtenue par distillation.

La distillation membranaire par contact direct (DCMD) fait passer de l'eau de mer chauffée le long de la surface d'une membrane polymère hydrophobe . L'eau évaporée passe du côté chaud à travers les pores de la membrane formant un flux d'eau pure froide de l'autre côté. La différence de pression de vapeur entre le côté chaud et le côté froid aide à faire passer les molécules d'eau.

Osmose inverse

L'osmose inverse implique une pression mécanique appliquée pour forcer l'eau à travers une membrane semi-perméable . Les contaminants sont laissés de l'autre côté de la membrane. L'osmose inverse est théoriquement la méthode la plus complète de purification d'eau à grande échelle disponible, bien que des membranes semi-perméables parfaites soient difficiles à créer. À moins que les membranes ne soient bien entretenues, les algues et autres formes de vie peuvent coloniser les membranes.

Cristallisation

Le dioxyde de carbone ou un autre gaz de faible poids moléculaire peut être mélangé à de l'eau contaminée à haute pression et à basse température pour former de manière exothermique des cristaux d'hydrate de gaz. L'hydrate peut être séparé par centrifugation ou sédimentation. L'eau peut être libérée des cristaux d'hydrate par chauffage.

Oxydation in situ

L' oxydation chimique in situ (ISCO) est un procédé d'oxydation avancé. Il est utilisé pour l' assainissement des sols et/ou des eaux souterraines afin de réduire les concentrations de contaminants ciblés. ISCO est accompli en injectant ou en introduisant autrement des oxydants dans le milieu contaminé (sol ou eaux souterraines) pour détruire les contaminants. Il peut être utilisé pour assainir une variété de composés organiques, y compris certains qui résistent à la dégradation naturelle

Bioremédiation

La biorestauration utilise des micro-organismes pour éliminer les déchets d'une zone contaminée. Depuis 1991, la biorestauration est une tactique suggérée pour éliminer les impuretés telles que les alcanes, les perchlorates et les métaux. La bioremédiation a connu du succès car les perchlorates sont très solubles, ce qui les rend difficiles à éliminer. Des exemples d'applications de la souche CKB de Dechloromonas agitata comprennent des études sur le terrain menées dans le Maryland et le sud-ouest des États-Unis.

Peroxyde d'hydrogène

Peroxyde d'hydrogène ( H
2
O
2
) est un désinfectant courant qui peut purifier l'eau. Il est généralement produit dans des usines chimiques et transporté vers l'eau contaminée. Une approche alternative utilise un catalyseur d'or-palladium pour synthétiser H
2
O
2
à partir d'atomes d'hydrogène et d'oxygène ambiants sur le site d'utilisation. Ce dernier a été signalé comme étant plus rapide et 10 7 fois plus puissant pour tuer Escherichia coli que le H commercial
2
O
2
, et plus de 10 8 fois plus efficace que le chlore La réaction catalytique produit également des espèces réactives de l'oxygène (ROS) qui se lient et dégradent d'autres composés.

Sécurité et controverses

La truite arc-en-ciel ( Oncorhynchus mykiss ) est souvent utilisée dans les stations d'épuration pour détecter la pollution aiguë de l'eau

En avril 2007, l'approvisionnement en eau de Spencer, Massachusetts aux États-Unis d'Amérique, a été contaminé par un excès d'hydroxyde de sodium (lessive) lorsque son équipement de traitement a mal fonctionné.

De nombreuses municipalités sont passées du chlore libre à la chloramine comme agent de désinfection. Cependant, la chloramine semble être un agent corrosif dans certains réseaux d'aqueduc. La chloramine peut dissoudre le film « protecteur » à l'intérieur des conduites de service plus anciennes, entraînant la lixiviation du plomb dans les robinets résidentiels. Cela peut entraîner une exposition nocive, y compris des niveaux élevés de plomb dans le sang . Le plomb est une neurotoxine connue .

Eau déminéralisée

La distillation élimine tous les minéraux de l'eau, et les méthodes membranaires d'osmose inverse et de nanofiltration éliminent la plupart des minéraux. Il en résulte une eau déminéralisée qui n'est pas considérée comme une eau potable idéale . L'Organisation mondiale de la santé a étudié les effets sur la santé de l'eau déminéralisée depuis 1980. Des expériences chez l'homme ont montré que l'eau déminéralisée augmentait la diurèse et l'élimination des électrolytes , avec une diminution de la concentration sanguine de potassium sérique . Le magnésium , le calcium et d'autres minéraux contenus dans l'eau peuvent aider à protéger contre les carences nutritionnelles. L'eau déminéralisée peut également augmenter le risque de métaux toxiques car elle lixivie plus facilement les matériaux des canalisations comme le plomb et le cadmium, ce qui est empêché par les minéraux dissous comme le calcium et le magnésium. L'eau à faible teneur en minéraux a été impliquée dans des cas spécifiques d'empoisonnement au plomb chez les nourrissons, lorsque le plomb des tuyaux s'est infiltré à des taux particulièrement élevés dans l'eau. Les recommandations pour le magnésium ont été fixées à un minimum de 10  mg / L avec un optimum de 20 à 30 mg/L ; pour le calcium un minimum de 20 mg/L et un optimum de 40 à 80 mg/L, et une dureté totale de l' eau (en ajoutant le magnésium et le calcium) de 2 à 4  mmol /L. À une dureté de l'eau supérieure à 5 mmol/L, une incidence plus élevée de calculs biliaires, de calculs rénaux, de calculs urinaires, d'arthrose et d'arthropathies a été observée. De plus, les processus de dessalement peuvent augmenter le risque de contamination bactérienne.

Les fabricants de distillateurs d'eau domestiques prétendent le contraire : les minéraux contenus dans l'eau sont à l'origine de nombreuses maladies et la plupart des minéraux bénéfiques proviennent des aliments et non de l'eau.

Histoire

Dessin d'un appareil pour étudier l'analyse chimique des eaux minérales dans un livre de 1799.

Les premières expériences de filtration de l'eau datent du XVIIe siècle. Sir Francis Bacon a tenté de dessaler l'eau de mer en faisant passer le flux à travers un filtre à sable . Bien que son expérience n'ait pas réussi, elle a marqué le début d'un nouvel intérêt pour le domaine. Les pères de la microscopie , Antonie van Leeuwenhoek et Robert Hooke , ont utilisé le microscope nouvellement inventé pour observer pour la première fois de petites particules matérielles en suspension dans l'eau, jetant ainsi les bases d'une compréhension future des agents pathogènes d'origine hydrique.

Filtre à sable

Carte originale de John Snow montrant les grappes de cas de choléra lors de l' épidémie de Londres de 1854 .

La première utilisation documentée de filtres à sable pour purifier l'approvisionnement en eau remonte à 1804, lorsque le propriétaire d'un blanchisseur à Paisley, en Écosse , John Gibb, installa un filtre expérimental, vendant son surplus non désiré au public. Cette méthode a été affinée au cours des deux décennies suivantes par des ingénieurs travaillant pour des compagnies d'eau privées, et elle a abouti à la première alimentation en eau publique traitée au monde, installée par l'ingénieur James Simpson pour la Chelsea Waterworks Company à Londres en 1829. Cette installation fournissait des filtres l'eau pour chaque résident de la région, et la conception du réseau a été largement copiée dans tout le Royaume-Uni au cours des décennies qui ont suivi.

La pratique du traitement de l'eau est rapidement devenue courante et courante, et les vertus du système ont été clairement mises en évidence après les enquêtes du médecin John Snow lors de l' épidémie de choléra de Broad Street en 1854 . Snow était sceptique quant à la théorie des miasmes alors dominante qui affirmait que les maladies étaient causées par des « mauvais airs » nocifs. Bien que la théorie des germes de la maladie n'ait pas encore été développée, les observations de Snow l'amenèrent à écarter la théorie dominante. Son essai de 1855 sur le mode de communication du choléra a démontré de façon concluante le rôle de l'approvisionnement en eau dans la propagation de l'épidémie de choléra à Soho , avec l'utilisation d'une carte de distribution de points et de preuves statistiques pour illustrer le lien entre la qualité de la source d'eau et le choléra. cas. Ses données ont convaincu le conseil local de désactiver la pompe à eau, ce qui a rapidement mis fin à l'épidémie.

Le Metropolis Water Act a introduit pour la première fois la réglementation des sociétés de distribution d'eau à Londres , y compris des normes minimales de qualité de l'eau. La loi « prévoyait de garantir l'approvisionnement de la métropole en eau pure et saine », et exigeait que toute l'eau soit « effectivement filtrée » à partir du 31 décembre 1855. Elle a été suivie d'une législation pour l'inspection obligatoire de la qualité de l'eau, y compris analyses chimiques, en 1858. Cette législation a créé un précédent mondial pour des interventions de santé publique similaires à travers l' Europe . La Commission métropolitaine des égouts a été formée en même temps, la filtration de l'eau a été adoptée dans tout le pays et de nouvelles prises d'eau sur la Tamise ont été établies au-dessus de l' écluse de Teddington . Les filtres à pression automatiques, où l'eau est forcée sous pression à travers le système de filtration, ont été innovés en 1899 en Angleterre.

Chloration de l'eau

John Snow a été le premier à utiliser avec succès du chlore pour désinfecter l'approvisionnement en eau de Soho, ce qui avait contribué à la propagation de l'épidémie de choléra. William Soper a également utilisé de la chaux chlorée pour traiter les eaux usées produites par les patients atteints de typhoïde en 1879.

Dans un article publié en 1894, Moritz Traube a formellement proposé l'ajout de chlorure de chaux ( hypochlorite de calcium ) à l'eau pour la rendre « sans germe ». Deux autres enquêteurs ont confirmé les conclusions de Traube et ont publié leurs articles en 1895. Les premières tentatives de mise en œuvre de la chloration de l'eau dans une usine de traitement de l'eau ont été faites en 1893 à Hambourg , en Allemagne et en 1897, la ville de Maidstone , en Angleterre, a été la première à disposer de l'intégralité de son approvisionnement en eau. traité au chlore.

La chloration permanente de l'eau a commencé en 1905, lorsqu'un filtre à sable lent défectueux et un approvisionnement en eau contaminée ont entraîné une grave épidémie de fièvre typhoïde à Lincoln, en Angleterre . Le Dr Alexander Cruickshank Houston a utilisé la chloration de l'eau pour endiguer l'épidémie. Son installation alimente l'eau traitée en solution concentrée de chlorure de chaux. La chloration de l'approvisionnement en eau a permis d'arrêter l'épidémie et par mesure de précaution, la chloration a été poursuivie jusqu'en 1911 lorsqu'un nouvel approvisionnement en eau a été institué.

Chlorateur à commande manuelle pour la liquéfaction du chlore pour la purification de l'eau, début du 20e siècle. De la chloration de l'eau par Joseph Race, 1918.

La première utilisation continue de chlore aux États-Unis pour la désinfection a eu lieu en 1908 au réservoir Boonton (sur la rivière Rockaway ), qui servait d'approvisionnement à Jersey City, New Jersey . La chloration a été réalisée par des ajouts contrôlés de solutions diluées de chlorure de chaux ( hypochlorite de calcium ) à des doses de 0,2 à 0,35 ppm. Le processus de traitement a été conçu par le Dr John L. Leal et l'usine de chloration a été conçue par George Warren Fuller. Au cours des années suivantes, la désinfection au chlore à l'aide de chlorure de chaux s'est rapidement installée dans les réseaux d'eau potable du monde entier.

La technique de purification de l'eau potable à l'aide de chlore gazeux liquéfié comprimé a été mise au point par un officier britannique du service médical indien , Vincent B. Nesfield, en 1903. Selon son propre récit :

Il m'est venu à l'esprit que le chlore gazeux pourrait être jugé satisfaisant... si des moyens appropriés pouvaient être trouvés pour l'utiliser... La prochaine question importante était de savoir comment rendre le gaz portable. Ceci pourrait être accompli de deux manières : En le liquéfiant, et en le stockant dans des récipients en fer plombés, ayant un jet avec un canal capillaire très fin, et munis d'un robinet ou d'un bouchon à vis. Le robinet est ouvert et le cylindre placé dans la quantité d'eau requise. Le chlore jaillit et en dix à quinze minutes, l'eau est absolument sans danger. Cette méthode serait utile à grande échelle, comme pour les charrettes à eau de service.

Le major de l'armée américaine Carl Rogers Darnall , professeur de chimie à l' école de médecine de l' armée , en fit la première démonstration pratique en 1910. Peu de temps après, le major William JL Lyster du département médical de l' armée utilisa une solution d' hypochlorite de calcium dans un sac en lin pour traiter l'eau. Pendant de nombreuses décennies, la méthode de Lyster est restée la norme pour les forces terrestres américaines sur le terrain et dans les camps, mise en œuvre sous la forme du célèbre Lyster Bag (également orthographié Lister Bag). Ce travail est devenu la base des systèmes actuels de purification de l' eau municipale .

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes