Ozone et Escherichia coli : quelle efficacité contre E. coli ?
Qu’est-ce qu’Escherichia coli ?
Escherichia coli est une bactérie naturellement présente dans l’intestin des humains et de nombreux animaux. La majorité des souches sont sans danger, mais certaines peuvent provoquer des infections gastro-intestinales parfois importantes.
Dans le domaine de l’eau, la présence d’E. coli constitue surtout un indicateur de contamination fécale. Cette bactérie est donc couramment recherchée dans :
- les eaux destinées à la consommation ;
- les eaux de process ;
- les installations agroalimentaires ;
- les eaux de lavage ;
- les circuits industriels ;
- certaines eaux recyclées ou réutilisées.
Comment l’ozone agit-il sur Escherichia coli ?
L’ozone, de formule O3, est un oxydant particulièrement puissant. Lorsqu’il entre en contact avec une bactérie comme E. coli, il peut réagir avec plusieurs constituants biologiques.
L’ozone peut notamment oxyder :
- les constituants de la membrane cellulaire ;
- certaines protéines ;
- des enzymes indispensables au fonctionnement bactérien ;
- des groupements soufrés et certains acides aminés ;
- différents constituants intracellulaires.
Cette attaque multiple peut entraîner une perte d’intégrité de la membrane, une perturbation des fonctions cellulaires puis l’inactivation de la bactérie.
L’ozone dissous dans l’eau contre E. coli
Pour les applications hydrauliques, l’ozone est généralement produit sur site puis injecté dans l’eau à l’aide d’un système de transfert gaz/liquide.
Selon les installations, ce transfert peut être réalisé au moyen :
- d’un injecteur Venturi ;
- d’un mélangeur statique ;
- d’un diffuseur adapté ;
- d’une boucle de recirculation ;
- d’une cuve de contact.
Une fois dissous dans l’eau, l’ozone peut entrer directement en contact avec les micro-organismes présents.
La notion de CT
L’efficacité microbiologique dépend notamment du produit :
CT = concentration d’ozone × temps de contact
Il ne suffit donc pas de connaître la production nominale d’un générateur d’ozone.
Il faut également connaître la concentration réellement dissoute dans l’eau et le temps pendant lequel cette concentration est maintenue.
Quels paramètres influencent l’efficacité de l’ozone sur E. coli ?
Plusieurs paramètres influencent directement les performances d’une installation d’ozonation.
1. Concentration d’ozone dissous
Plus la concentration réellement disponible est élevée, plus la vitesse d’inactivation peut augmenter, dans les limites du procédé considéré.
2. Temps de contact
Une concentration importante pendant un temps trop court peut être moins efficace qu’une exposition correctement dimensionnée.
3. Matière organique
L’ozone ne réagit pas uniquement avec les bactéries.
Il peut également être consommé par les composés organiques présents dans l’eau.
Une eau fortement chargée peut donc nécessiter une dose d’ozone plus importante ou un prétraitement.
4. Température
La température influence la solubilité et la vitesse de décomposition de l’ozone.
Une eau froide favorise généralement davantage la stabilité de l’ozone dissous.
5. pH
Le pH influence les mécanismes d’oxydation de l’ozone et la formation éventuelle d’espèces radicalaires.
6. Turbidité et matières en suspension
Les particules peuvent protéger certains micro-organismes et consommer une partie de l’ozone disponible.
E. coli dans un biofilm : un traitement plus complexe
Une bactérie libre dans l’eau est généralement plus facilement accessible à l’ozone qu’une bactérie intégrée dans un biofilm. Un biofilm est constitué de micro-organismes incorporés dans une matrice extracellulaire pouvant protéger les cellules situées dans les couches profondes.
Dans ce cas, une stratégie de traitement peut nécessiter :
- une circulation continue ou répétée d’eau ozonée ;
- un temps de traitement plus long ;
- une concentration suffisante en ozone résiduel ;
- un nettoyage hydraulique ou mécanique complémentaire ;
- une surveillance microbiologique du réseau.
L’ozone peut contribuer à oxyder la matrice du biofilm et à réduire les bactéries qui y sont présentes, mais une installation fortement encrassée ne doit pas être assimilée à une simple eau contenant des bactéries libres.
Dans quels secteurs l’ozone peut-il être utilisé contre E. coli ?
L’ozonation peut présenter un intérêt dans de nombreuses applications industrielles et environnementales.
- Traitement de l’eau : réduction de la contamination microbiologique.
- Agroalimentaire : eaux de lavage et de process.
- Fruits et légumes : traitement des eaux de lavage.
- Aquaculture : amélioration de la qualité microbiologique de l’eau.
- Circuits industriels : réduction des contaminations bactériennes.
- Cuves et canalisations : traitement par circulation d’eau ozonée.
- Eaux usées : traitement tertiaire et désinfection avant certaines réutilisations.
Quels sont les avantages de l’ozonation ?
L’ozone présente plusieurs caractéristiques intéressantes lorsqu’il est correctement intégré dans un procédé.
- fort pouvoir oxydant ;
- action rapide sur de nombreux micro-organismes ;
- production sur site ;
- absence de stockage de grandes quantités de désinfectant ;
- décomposition naturelle après réaction ;
- possibilité d’automatiser la production et le contrôle du procédé.
Quelles sont les limites à prendre en compte ?
L’ozone n’est pas une solution universelle indépendante des conditions de traitement.
Il faut notamment considérer :
- la demande en ozone de l’eau ;
- la qualité du transfert gaz/liquide ;
- la compatibilité des matériaux ;
- le contrôle du résiduel d’ozone ;
- la destruction éventuelle de l’ozone résiduel ;
- la sécurité des opérateurs.
Conclusion : l’ozone est-il efficace contre E. coli ?
Escherichia coli constitue l’une des bactéries les plus sensibles à l’ozonation.
Dans une eau correctement caractérisée et avec une installation convenablement dimensionnée, l’ozone peut permettre une réduction microbiologique importante.
La performance réelle dépend néanmoins toujours de la concentration d’ozone effectivement dissoute, du temps de contact, de la température, de la charge organique et de la configuration hydraulique.
Questions fréquentes sur l’ozone et E. coli
L’ozone tue-t-il E. coli ?
Une exposition suffisante à l’ozone peut inactiver E. coli. Le niveau de réduction obtenu dépend de la concentration réellement disponible et du temps de contact.
L’eau ozonée est-elle efficace contre E. coli ?
Oui. E. coli est particulièrement sensible à l’ozone dissous lorsque les paramètres du traitement sont correctement maîtrisés.
L’ozone peut-il agir sur E. coli dans un biofilm ?
Oui, mais les biofilms sont généralement plus difficiles à traiter que les bactéries présentes librement dans l’eau. Une circulation prolongée ou répétée peut être nécessaire.
L’ozone laisse-t-il un résidu dans l’eau ?
L’ozone est instable et se décompose progressivement. Il ne possède donc pas le même caractère rémanent que certains autres désinfectants.
Étudier une solution d’ozonation
Le dimensionnement d’une installation d’ozonation dépend notamment du débit d’eau, de sa qualité physico-chimique, de la contamination microbiologique recherchée, du temps de contact disponible et du niveau de traitement souhaité.
OXYTRADING accompagne les professionnels dans l’étude et la mise en œuvre de solutions de production et d’injection d’ozone adaptées aux applications de traitement de l’eau et de désinfection.
