L’ozonation de l’eau pour éliminer les virus et les bactéries
La contamination de l’eau est un problème de santé mondial, et le besoin d’eau salubre ne cesse de croître en raison des implications pour la santé publique de l’eau insalubre. L’eau contaminée pourrait contenir des bactéries pathogènes, des protozoaires et des virus qui sont impliqués dans plusieurs maladies humaines débilitantes.
La prévalence et la survie des virus d’origine hydrique diffèrent de celles des bactéries et autres micro-organismes d’origine hydrique. De plus, les virus sont responsables de maladies d’origine hydrique plus graves telles que la gastro-entérite, la myocardite et l’encéphalite, entre autres, d’où la nécessité d’une attention particulière à l’inactivation virale. La désinfection est essentielle au traitement de l’eau car elle élimine les agents pathogènes, y compris les virus. Les méthodes et techniques de désinfection couramment utilisées pour l’inactivation virale dans l’eau comprennent la désinfection physique telle que la filtration sur membrane, l’irradiation ultraviolette (UV) et les procédés chimiques conventionnels tels que le chlore, la monochloramine, le dioxyde de chlore et l’ozone, entre autres.
Cependant, la production de sous-produits de désinfection (SPD) qui accompagne les méthodes chimiques de désinfection est un problème très préoccupant en raison de l’augmentation des risques de préjudice pour l’homme, par exemple, le développement d’un cancer de la vessie et des effets indésirables sur la reproduction. . Par conséquent, cette revue examine les approches de désinfection conventionnelles aux côtés des technologies de désinfection émergentes, telles que la désinfection photocatalytique, la cavitation et la désinfection électrochimique. De plus, les mérites, les limites et les valeurs de réduction logarithmique (LRV) des différentes méthodes de désinfection discutées ont été comparées en ce qui concerne l’efficacité de l’élimination des virus.
Usage de l’ozonation
Ozonation
Depuis plus d’un siècle, l’ozone (O 3 ) est utilisé dans le traitement de l’eau potable et l’oxydation chimique. Il est utilisé pour remplacer le chlore pour la désinfection dans certaines parties du monde ( Choudhury et al., 2018 ). L’ozone est un gaz bleuté à forte odeur. C’est un allotrope d’oxygène extrêmement réactif et instable ( Rekhate et Srivastava, 2020 ). C’est l’un des désinfectants les plus puissants disponibles et efficace contre pratiquement toutes sortes d’infections d’origine hydrique ( Wolf et al., 2018). Il est partiellement soluble dans l’eau et interagit avec les particules organiques présentes dans les cellules des bactéries, des virus et des protozoaires. Le développement de la protéine cytoplasmique de l’organisme est inhibé suite à la réaction entre l’ozone et la membrane plasmique de la cellule ( Kumar et al., 2020 ).
Les bactéries, les virus, les protozoaires et les protéines prions ainsi que d’autres agents pathogènes tels que Cryptosporidium , les kystes de Giardia , les oocystes de parvum et Legionella qui sont résistants au chlore sont connus pour être efficacement inactivés par l’ozone ( Von Gunten, 2003 ; Betancourt et Rose, 2004 ; Passos et al., 2014 ; Li et al., 2017 ; Xi et al., 2017 ). Plus précisément, l’efficacité de l’ozone pour l’élimination des virus dans l’eau a été documentée ( Tondera et al., 2015 ; Wolf et al., 2018 ; Wang et al., 2018b), et cela se fait généralement par l’oxydation des acides nucléiques ou la promotion de la coagulation des protéines dans la particule virale ( Tyrrell et al., 1995 ; Gomes et al., 2019b ). Outre l’inactivation des agents pathogènes d’origine hydrique, l’O 3 est utilisé pour contrôler le goût et l’odeur et l’oxydation chimique des contaminants dans l’eau potable ( Chen et al., 2021b ).
Selon l’Environmental Protection Agency ( Agency, 1999 ), l’O 3 à 0,1 
mgl −1 surpasse le chlore à 2,0 mgl −1 en raison de temps de réaction plus rapides en termes de désinfection sans repousse de micro-organismes. L’ozone a été adopté récemment dans le traitement des eaux usées dans le but principal de réduire les micropolluants dans les effluents d’eaux usées secondaires et leur impact sur le milieu aquatique ( Wolf et al., 2018 ). De nombreux systèmes de réutilisation potable intègrent l’ozone comme composant essentiel, pour la pré-oxydation des matières organiques dans l’effluent, la réduction des micropolluants et la désinfection ( Gerrity et al., 2013 ). De plus, en raison de sa capacité à réduire l’encrassement des membranes (Stanford et al., 2011 ), l’ozonation est couramment utilisée pour le prétraitement membranaire ( Cheng et al., 2016 ).
Dans le but d’obtenir une désinfection améliorée à l’aide d’ozone, du charbon biologiquement activé, du chlore libre ou d’autres catalyseurs ont été incorporés à l’ozone. Gomes et al. (2019a) , ont intégré des roches volcaniques comme catalyseurs dans l’ozone, entraînant l’élimination complète des NoV GI, GII et JC Polyomavirus (JCPyV). Cependant, après 150 min, JCPyV reste inactivé. De plus, une augmentation de la quantité d’ozone a entraîné une augmentation de la désinfection de MS2 de 2,1 à 6,8 log lorsque l’ozone, la coagulation et la filtration sur membrane céramique ont été combinées pour l’élimination des virus pour la récupération de l’eau ( Im et al., 2018 ) .
L’ozone peut être utilisé plus efficacement pour l’inactivation virale dans l’eau que les traitements traditionnels de l’eau tels que le traitement mécanique, la chambre de dessablage aérée, les boues activées et les réacteurs ( Wang et al., 2018b ). Cependant, il pourrait y avoir une réduction de l’inactivation avec des changements dans certains paramètres opérationnels, comme une température plus basse ou une augmentation du pH. En termes plus clairs, le taux d’atténuation et la capacité d’oxydation de l’ozone sont affectés par une augmentation du pH et vice versa. De plus, d’autres facteurs qui pourraient réduire l’inactivation des virus dans l’eau à l’aide d’ozone comprennent la présence de particules, de matières organiques et d’ions coexistants ( Cai et al., 2014). Ainsi, le mouvement des molécules d’ozone est renforcé par une augmentation de la température, ce qui entraîne la fixation de particules organiques sur le virus, ce qui protège les virus des molécules d’ozone et affecte l’inactivation. Essentiellement, l’efficacité de la désinfection à l’ozone est réduite lorsqu’une quantité importante d’ozone est consommée en raison de la présence de matières organiques dissoutes ( Chen et al., 2021a ).
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