Des chercheurs découvrent une nouvelle technique de surveillance de l'eau
Une nouvelle méthode permet de contrôler simultanément les amas et l'intensité du mélange en une seule étape
L'eau est une ressource vitale, et l'eau propre est une nécessité. Des chercheurs de la Texas A&M University ont mis au point une nouvelle technique pour surveiller en temps réel l'un des processus clés de la purification de l'eau.
Les chercheurs ont utilisé un laser vert sur un bocal rempli d'eau pour montrer comment l'eau se déplace et comment les contaminants s'agglutinent.
Dr. Kuang-An Chang, Texas A&M Engineering
L'eau brute contient des agents pathogènes microscopiques qui sont trop petits pour être éliminés facilement lors du traitement de l'eau et des eaux usées. Des produits chimiques sont ajoutés pour former de gros amas appelés flocs, qui sont facilement filtrés. La floculation est le processus utilisé dans le traitement de l'eau pour éliminer les particules en suspension dans l'eau.
"Il faut ajouter des produits chimiques coagulants pour purifier l'eau potable et éliminer la turbidité (trouble) et les microbes qui sont trop petits pour être visibles à l'œil nu", a déclaré le Dr Kuang-An Chang, professeur au département Zachry de génie civil et environnemental de Texas A&M.
Mais il est crucial de bien mélanger l'eau et les produits chimiques pour que les agents pathogènes s'agglutinent correctement. Si le mélange est faible, les agrégats ne se forment pas. Si le mélange est trop intense, des amas se forment mais se désagrègent rapidement.
La nouvelle méthode permet de contrôler simultanément la taille et la forme des agrégats et l'intensité du mélange en une seule étape et en temps réel, ce qui permet d'obtenir des mesures plus précises. L'intérêt de cette recherche réside dans le fait que le mélange est l'un des processus les plus consommateurs d'énergie lors de la purification de l'eau et des eaux usées.
Les résultats de cette étude ont récemment été publiés dans la revue ACS ES&T Engineering et figurent sur la couverture de son numéro de février.
"Nous avons mis au point une toute nouvelle technique pour surveiller le mélange de manière non intrusive afin de pouvoir le contrôler avec précision, quantifier les hétérogénéités au sein du réacteur et potentiellement l'optimiser pour créer des flocs présentant les caractéristiques souhaitées tout en minimisant la consommation d'énergie", a-t-il déclaré.
Cette technique inédite peut être utilisée pour améliorer la floculation, c'est-à-dire réussir à éliminer les contaminants en faisant croître des amas suffisamment gros tout en minimisant l'énergie utilisée.
"Toutes les recherches précédentes ont procédé en deux étapes", a déclaré Chang. "Dans l'ancienne approche, on ajoutait d'abord des particules artificielles de caractéristiques connues pour contrôler le mélange. Ensuite, une deuxième expérience était réalisée avec des paramètres "identiques" et les amas réels étaient contrôlés.
"Nous avons essentiellement réduit de moitié la charge de travail et amélioré la précision, car il y a toujours des différences statistiques chaque fois que vous faites deux expériences."
Ce projet interdisciplinaire est le fruit d'une collaboration entre M. Chang, qui s'intéresse à la dynamique des fluides, et M. Shankar Chellam, professeur de génie civil et environnemental et titulaire de la chaire A.P. et Florence Wiley III, qui s'intéresse au traitement des eaux et des eaux usées.
Trois étudiants diplômés ont effectué le travail expérimental et l'analyse numérique associée : Kaleisha Miller, Kyungho Kim et Wei-Liang Chuang, qui est maintenant professeur adjoint à l'Université nationale Sun Yat-sen de Taïwan.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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