Qu'est-ce que l'électrocoagulation ?
L'électrocoagulation (EC) est une technologie émergente dans le traitement de l'eau et des eaux usées. Elle combine les avantages de la coagulation, de la flottation et de l'électrochimie. Il s'agit d'un processus électrochimique qui utilise le courant électrique pour éliminer les polluants en suspension, émulsifiés ou dissous dans l'eau. La technologie de traitement électrochimique des eaux usées a commencé à attirer l'attention parce qu'il s'agit d'une option respectueuse de l'environnement qui peut produire le moins de boues, ne nécessite pas d'additifs chimiques et a la plus petite empreinte, sans affecter la qualité de l'eau après le traitement.
Comment fonctionne l'électrocoagulation ?
- Génération de bulles H2 d'un diamètre de 0,001 à 0,1 µm augmentant le processus de flottation des boues
- Processus électrochimique avec transfert d'électrons
- Electrode + (anode oxydée) et cathode - (réduite)
Avantages du traitement de l'eau par électrocoagulation
Le principal avantage du traitement de l'eau par électrocoagulation par rapport à d'autres technologies telles que la coagulation/floculation chimique CC/CF est que la coagulation/floculation utilise des coagulants/floculants chimiques tels que des sels métalliques ou des polyélectrolytes. Dans l'électrocoagulation, les coagulants sont générés in situ par l'oxydation électrolytique d'un matériau anodique approprié, ce qui réduit considérablement la production de boues.
Par rapport au CC/CF et à d'autres méthodes conventionnelles de traitement de l'eau, un autre avantage majeur du traitement de l'eau par électrocoagulation est qu'il permet de traiter les eaux huileuses, où la présence de courant électrique peut favoriser l'électrocoagulation des gouttelettes d'huile. Avec plusieurs applications, cette technologie peut être utilisée pour les eaux contenant des métaux lourds, le traitement des eaux des tanneries et de l'industrie textile, les eaux usées de l'industrie alimentaire, les eaux usées de l'industrie papetière, les eaux usées des raffineries ou les eaux usées produites par l'industrie pétrolière et gazière.
Avantages du système VentilAQUA par rapport à d'autres installations et technologies d'électrocoagulation possibles
- Le client n'est pas tenu de remplacer les électrodes chez VentilAQUA
- Coût très faible pour les électrodes - tôles d'acier bon marché - possibilité d'utiliser des tôles non conformes ou des tôles de ferraille
- Logistique aisée et électrodes faciles à trouver dans le monde entier
- Faible courant et densité électrique (8 V contre 120 V ; 20 kW contre 120 kW installés) - moins de risques, moins de procédures de sécurité, cycles de vie plus longs
- L'espace entre les électrodes évite les problèmes d'obstruction dus aux boues et aux matériaux oxydés .
- Dispositif de nettoyage intégré pour les électrodes, permettant de les maintenir actifs et d'éviter leur passivation
Traitement de l'eau par électrocoagulation
En tant que pionnier de la technologie des stations compactes de traitement chimique des eaux usées, VentilAQUA a mis au point des unités compactes uniques pour les solutions de traitement physico-chimique des eaux usées, qui se sont révélées être une solution efficace dans toutes les applications à travers le monde.
Les eaux usées industrielles provenant de différentes sources peuvent être facilement traitées ou prétraitées dans un système simple et compact, afin de se conformer aux réglementations relatives aux rejets d'eaux usées ou aux limites de rejets dans l'environnement. En outre, les eaux traitées peuvent être récupérées par le biais de différents processus industriels.
Les avantages écologiques et économiques des systèmes compacts ouvrent de nouvelles possibilités à de nombreux utilisateurs pour traiter leurs eaux usées industrielles, simplement, avec un faible investissement, de manière rentable, dans une structure conviviale, avec un faible encombrement, une faible surface au sol, etc.
Application et cibles
- Molécules récalcitrantes et difficiles à éliminer
- Elimination de la couleur
- Détergents/élimination des tensioactifs, décomposition des émulsions
- Amélioration de la réduction de la DCO et de la DBO
- Augmenter la biodégradabilité des effluents difficiles pour améliorer l'efficacité du traitement en aval
- Traitement de première étape ou traitement tertiaire facile à ajouter aux installations existantes
- Normes et exigences nouvelles et futures de l'UE et d'autres autorités concernant les limites de rejet
Unités d'électrocoagulation industrielles
Industrie automobile
L'industrie automobile, aéronautique et métallurgique (voitures, camions, avions, machines lourdes, composants) est confrontée à des exigences environnementales croissantes, notamment en ce qui concerne la DCO, l'élimination des métaux et l'élimination des molécules spéciales. Souvent, les teneurs en métaux résiduels, en hydrocarbures résiduels ou en huiles, ou la teneur en agents tensioactifs constituent un problème que les stations d'épuration chimiques ou biologiques traditionnelles ne peuvent pas traiter et résoudre. Souvent, une bonne station d'épuration efficace ne peut plus se conformer aux nouvelles exigences, qu'elles proviennent des autorités ou même d'objectifs et de stratégies internes. Le plus souvent, les coûts d'exploitation des usines existantes sont extrêmement élevés.
L'introduction de systèmes d'oxydation avancés tels que l'électrocoagulation dans ces opérations est la clé pour résoudre ces problèmes, que ce soit en même temps que de nouvelles stations d'épuration ou simplement en réaménageant ou en modernisant les stations existantes. Les retours sur investissement de ces réaménagements sont souvent très courts. De nombreuses entreprises utilisent des procédures de traitement final ou tertiaire très coûteuses, comme l'adsorption sur charbon actif, pour tenter de résoudre ces problèmes, la plupart du temps sans succès et à un coût très élevé.
Les solutions AOP de VentilAQUA avec électrocoagulation montrent la voie vers l'élimination des métaux, des huiles et des émulsions. Plus de dosage chimique important, plus d'ajout de charbon actif, plus de contrôle du pH à la hausse ou à la baisse.
L'élimination des métaux est facile et rapide avec le traitement de l'eau par électrocoagulation. Les huiles et les émulsions sont également éliminées. Il n'y a plus de dosage chimique important, plus d'ajout de charbon actif important, plus de contrôle du pH à la hausse ou à la baisse.
Paramètres d'entrée :
DCO - 40 000 mg/j
MES - 500 mg/l
Débit - 2000 L/h
Paramètres de sortie :
Réduction de la DCO entre
90 à 97% de réduction de la DCO
Réduction de la DBO entre
89 à 99% de réduction de la DBO
O&G inférieur à 5 ppm
Bore inférieur à 0,3 ppm
Cu inférieur à 0,4 ppm
Pb inférieur à 0,01 ppm
Sn inférieur à 0,01 ppm
Fluor inférieur à 0,01 ppm
Détergents inférieurs à 1 ppm
Industrie chimique et pharmaceutique
Ces dernières années, le nombre, la variété et la composition des composés chimiques synthétiques ont considérablement augmenté. Leur utilisation a influencé tous les aspects de la vie moderne. Les résines phénoliques (résines phénol-formaldéhyde ou bakélite) constituent un groupe de composés chimiques particulièrement répandu. Elles sont réputées pour leur grande stabilité et leur forte toxicité pour l'environnement.
En outre, les propriétés cancérigènes peuvent nuire gravement à la santé humaine. Les industries productrices de résine phénol-formaldéhyde génèrent des eaux usées à forte concentration de matières organiques. Ces eaux usées sont difficiles à traiter par des processus biologiques lorsque le phénol est présent à une concentration élevée. La raison en est qu'il inhibe le fonctionnement normal de la population microbienne.
La clé pour surmonter ces problèmes réside dans le prétraitement oxydatif, tel que l'ajout d'un processus d'électrocoagulation avant un processus biologique. Le traitement de l'eau par électrocoagulation est un processus électrochimique qui élimine les contaminants en suspension, émulsifiés ou dissous dans l'eau à l'aide d'un flux de charge électrique. Il génère un flux de charge direct pour libérer dans le liquide les ions métalliques des anodes sacrificielles qui élimineront les contaminants indésirables.
Ces technologies combinées ont permis l'élimination totale du formaldéhyde et, par conséquent, de la DCO et de la DBO avec une élimination de 99 %. Grâce à ces résultats, les coûts d'exploitation ont considérablement diminué, car toutes les eaux usées étaient acheminées vers une société de gestion des déchets dangereux qui facturait le transport et le traitement des effluents. De tels avantages en termes de coûts d'exploitation et de construction auront un impact considérable sur l'équilibre économique du projet, en termes globaux.
Inlet parameters:
COD – 200.000 mg/L
Formaldehyde – 120.000 mg/L
Outlet parameters:
COD – 1000 mg/L
Formaldehyde – <120 mg/L
Industrie alimentaire
Les exigences quotidiennes des sociétés occidentales ont profondément modifié les habitudes alimentaires des populations. La nécessité de consacrer peu de temps aux repas quotidiens a entraîné une modification de la demande de repas précuits, ce qui a permis à cette industrie de se développer de manière significative. D'autre part, ce changement a un impact sur l'environnement, car les eaux résultant de ce regroupement d'activités industrielles sont déversées dans les réseaux d'égouts des villes avec un taux élevé de polluants, causant ainsi un stress supplémentaire aux cours d'eau déjà surchargés. Les rejets de quantités élevées de graisses, de charges organiques, de solides en suspension et d'autres polluants affecteront les stations d'épuration en aval, sans compter qu'ils ne respectent pas la majorité des limites de rejet pour les eaux usées fixées par les autorités locales.
En remplaçant les bacs à graisse standard par des unités de traitement chimique à oxydation avancée et des dispositifs de flottation (DAF), nous avons réussi à effectuer un traitement chimique approprié des eaux usées, à éliminer tous les solides, les graisses et les matières grasses, à éviter les mauvaises odeurs et à réduire considérablement les charges organiques, ce qui a permis à ces eaux d'être rejetées dans les égouts, en respectant les limites de rejet et en réduisant considérablement les redevances de rejet.
VentilAQUA a apporté à ce processus une technologie d'oxydation avancée, utilisant l'électricité, appelée électrocoagulation et électro-oxydation, qui permet une élimination plus intense et plus efficace de la matière organique sans produits chimiques, parvenant à réduire la contamination à des niveaux très bas. L'électrocoagulation contient également une fonction spéciale qui permet au système de s'adapter automatiquement aux variations de charge et de maximiser les fonctions d'automatisation du système.
Les résultats ont été une conformité totale avec les réglementations environnementales, la réduction des déchets qui en résultent et un niveau élevé d'automatisation du système, ce qui a permis de réduire le travail opérationnel.
Résultats des données:
90% de réduction de la DCO
Réduction de 99 % des MES
90 % de réduction des émissions de gaz à effet de serre
Centres commerciaux et cuisines industrielles
L'une des sources les plus critiques de problèmes environnementaux dans un centre commercial est l'aire de restauration, avec ses eaux usées graisseuses. D'après une longue expérience et une enquête, la majorité des centres commerciaux ont de sérieux problèmes de conformité avec les eaux provenant des bacs à graisse.
Les bacs à graisse sont conçus pour retenir les eaux usées pendant un certain temps, ce qui génère de mauvaises odeurs et augmente les charges organiques qui affecteront la station d'épuration en aval, sans compter qu'ils ne respectent pas la majorité des limites de rejet pour les eaux usées fixées par les autorités locales.
En remplaçant les séparateurs de graisse standard ou plus sophistiqués (bien qu'avec des performances limitées) par des unités de traitement chimique, avec des dispositifs de flottation (DAF), nous parvenons à effectuer un traitement chimique approprié des eaux usées, à éliminer tous les solides, les graisses et les matières grasses, à éviter les mauvaises odeurs, tout en réduisant radicalement les charges organiques, à préparer ces eaux pour une désinfection et une filtration finales qui leur permettront d'être réintroduites dans une ligne d'alimentation interne pour les eaux de rinçage et l'irrigation.
VentilAQUA a apporté à ce processus une technologie d'oxydation avancée, utilisant l'électricité, appelée électrocoagulation et électro-oxydation, qui permet une élimination plus intense et plus efficace de la matière organique sans produits chimiques, parvenant à réduire la contamination à des niveaux très bas et permettant d'utiliser des filtres multimédias communs avec une durée de vie plus longue et de réutiliser ces eaux.
Moins d'un an de retour sur investissement pour la réduction de la consommation d'eau, environ 90 % des eaux usées des aires de restauration sont récupérées pour alimenter les toilettes, ce qui réduit considérablement la consommation d'eau. Élimination des opérations complexes d'enlèvement et de transport par camion des déchets liquides et des graisses, qui sont très chargés et dont le coût est par conséquent extrêmement élevé.
Résultats des données:
90% de réduction de la DBO
Réduction de 50 % sur les eaux de rinçage
ROI inférieur à 1 an
Industrie de la teinture des textiles
Les teintureries textiles sont confrontées à des défis majeurs dans le monde entier. Connues pour être de grandes consommatrices d'eau, les usines textiles doivent s'adapter à ces nouvelles demandes et exigences des autorités et de la société, qui n'acceptent plus d'avoir à gérer leurs empreintes environnementales. Ainsi, la modification des usines existantes ou la construction de nouvelles usines sont les mesures les plus urgentes à prendre. Mais dans les deux cas, il faut veiller à choisir les bonnes solutions pour atteindre les bons objectifs, qu'il s'agisse d'un simple rejet dans les réseaux d'égouts municipaux ou d'une mise en conformité avec les exigences les plus strictes telles que le ZLD (Zéro rejet liquide), de plus en plus populaire dans les grands pays producteurs de textile. Dans toutes ces alternatives, de nouvelles technologies doivent être introduites, car l'approche traditionnelle n'est plus compatible avec ces demandes et exigences.
Même si de nombreuses usines utilisent des systèmes de traitement chimique et biologique de l'eau, les problèmes de conformité, la difficulté de réutiliser l'eau traitée et les coûts d'exploitation sont toujours d'actualité. La clé pour surmonter ces problèmes réside donc dans le prétraitement oxydatif, qui consiste par exemple à ajouter un processus d'électrocoagulation à un processus biologique. En fait, cette technologie implique un puissant processus d'oxydation qui élimine les détergents et les tensioactifs, résout les problèmes de demande chimique en oxygène (DCO), élimine la couleur, diminue la salinité et prépare les effluents pour les usines de récupération et de réutilisation.
L'électrocoagulation est vraiment l'avenir du traitement de l'eau dans l'industrie textile, en particulier pour les usines qui présentent des niveaux de salinité élevés, des volumes d'eau rejetée importants, des coûts d'exploitation alarmants et des indicateurs d'efficacité faibles.
Ces technologies combinées ont permis l'élimination totale de la couleur, des surfactants et, par conséquent, de la DCO et de la DBO. A la fin de la journée, une eau propre et claire sort des installations de notre client, à un débit de 6 m3/h. Les coûts d'exploitation et la production de boues sont également réduits. Une efficacité qui surpasse largement celle d'un procédé chimique standard.
Données
Élimination totale des solides
Élimination totale de la couleur
Tensoactifs inférieurs à 2ppm
DCO finale inférieure à 120 ppm
Processus d'électrocoagulation - Démonstration en laboratoire
Cette vidéo est une courte démonstration d'un processus de traitement de l'eau par électrocoagulation. Elle contient un véritable effluent industriel, chargé de colorants, de détergents et d'huiles. Vous observerez une réaction très rapide, sans ajout de produits chimiques, à l'exception d'une minuscule goutte de floculant anionique pour augmenter la taille des boues en vue de la séparation solide/eau. Courant très faible, temps de contact très court. Vous obtiendrez une eau claire et sans turbidité, avec des boues faciles à séparer.
