Applications des capteurs de gaz dans la surveillance et la maintenance de la qualité de l'eau

Résumé L'expansion industrielle et démographique des dernières décennies a contribué de manière significative à la dégradation de la qualité de l'eau. Certains gaz émanant des stations d'épuration sont toxiques et inflammables, et doivent être identifiés, comme le sulfure d'hydrogène, le dioxyde de carbone, le méthane et le monoxyde de carbone. Des systèmes de surveillance de la qualité de l'eau doivent être développés pour répondre aux exigences légales, environnementales et sociales. La surveillance de la qualité de l'eau est difficile en raison de la variabilité, de la nature et des faibles concentrations des contaminants à détecter. Le gaz émanant de ces procédés de traitement joue un rôle essentiel dans le traitement, la surveillance et le contrôle de l'eau. Les capteurs de gaz peuvent être utilisés comme dispositif de sécurité dans le processus de purification de l'eau. Les capteurs de gaz reçoivent des signaux d'entrée de stimuli chimiques, physiques et biologiques et les convertissent en signaux électriques. Les capteurs de gaz peuvent être installés dans différents procédés de traitement des eaux usées. Dans cette revue, nous présentons les avancées de pointe, les développements marquants et les avancées technologiques qui ont conduit au développement de capteurs de gaz pour l'évaluation de la qualité de l'eau. Le rôle des capteurs de gaz dans le maintien et la surveillance de la qualité de l'eau est abordé, et les différents analytes, leurs technologies de détection et leurs matériaux de détection sont résumés, soulignant leurs avantages et inconvénients. Enfin, un résumé et des perspectives d'avenir pour les capteurs de gaz dans le maintien et la surveillance de la qualité de l'eau sont fournis.

Mots clés Capteur de gaz/Qualité de l'eau/Traitement de l'eau/Eaux usées/Demande chimique en oxygène/Demande biologique en oxygène

Introduction
L'un des problèmes environnementaux les plus importants auxquels l'humanité est confrontée est la pollution mondiale croissante des ressources en eau par des milliers de composés naturels et industriels. Ce phénomène s'est aggravé ces dernières décennies en raison de la mondialisation, de l'industrialisation et de la croissance démographique soudaine. Environ 3,4 milliards de personnes n'ont pas accès à l'eau potable, ce qui est corrélé à plus de 35 % des décès dans les pays en développement [1]. Le terme « eaux usées » désigne l'eau contenant des déchets humains, ménagers et animaux, des graisses, du savon et des produits chimiques. Le terme « capteur » dérive de « sentio », le mot latin qui signifie perception ou observation. Un capteur est un appareil utilisé pour détecter l'analyte d'intérêt et réagit à la présence d'un contaminant ou d'un analyte dans l'environnement. Au fil des ans, les méthodes de détection de la qualité de l'eau ont été perfectionnées pour identifier les bactéries, les produits chimiques organiques et inorganiques, ainsi que d'autres paramètres (p. ex., pH, dureté (Ca et Mg dissous) et turbidité). Les capteurs sont utilisés pour maintenir et surveiller la qualité de l'eau et protéger les usagers. Ils peuvent être placés à des endroits appropriés, au centre, à l'intérieur ou même au point d'utilisation d'une station de traitement des eaux. La qualité de l'eau peut être surveillée en ligne ou hors ligne à l'aide de capteurs. De nos jours, la surveillance en ligne de l'eau est privilégiée en raison de la réactivité de ce type de systèmes. Il existe un manque de capteurs appropriés permettant une surveillance en temps réel appropriée pour la maintenance et le suivi de la qualité de l'eau. L'une des techniques de traitement de l'eau les plus utilisées est le réacteur séquentiel discontinu. Il s'agit d'un système à boues activées utilisé pour enrichir les boues en organismes accumulant les phosphates. La plupart des réacteurs fonctionnent selon des étapes hors ligne, ce qui signifie que l'échantillonnage des données est peu fréquent et que les résultats sont différés. constitue un obstacle à la bonne gestion des systèmes et rend