Technologie de traitement des eaux usées à l'ozone et son application à la désodorisation, à la décoloration et à la réduction de la DCO
Depuis son introduction en 1905, la technologie de traitement des eaux usées à l'ozone (O3) est devenue une méthode de traitement de l'eau très prisée grâce aux progrès technologiques constants et à la réduction progressive des coûts. Forte de ses avantages techniques et économiques considérables, cette technologie a été largement adoptée dans le monde entier, donnant lieu à de nombreux résultats de recherche et applications techniques remarquables. Nous examinerons ensuite le rôle clé de l'ozone dans la désodorisation, la décoloration et la réduction de la demande chimique en oxygène (DCO) dans le traitement des eaux usées.
Application de l'ozone pour la réduction des excès de boues
En tant que méthode importante de traitement des eaux usées, le procédé à boues activées a joué un rôle important dans l'augmentation de la capacité quotidienne de traitement des eaux usées et est devenu une technologie de traitement des eaux usées largement utilisée au niveau national et international. Cependant, avec son adoption généralisée, le problème des excès de boues générées lors du traitement des eaux usées est devenu de plus en plus important, et les coûts de traitement des boues sont devenus une composante croissante des coûts globaux de traitement des eaux usées. Pour relever ce défi, la technologie de l'ozone a été largement utilisée dans le prétraitement et la réduction des boues excédentaires, obtenant des résultats techniques relativement avancés.
Application de l'ozone dans le traitement des eaux usées
Le procédé à boues activées joue un rôle essentiel dans le traitement des eaux usées. Sa remarquable capacité de traitement en a fait une technologie largement utilisée dans le monde entier. Cependant, avec son adoption généralisée, le problème des excès de boues est progressivement apparu, et les coûts de traitement des boues n'ont cessé d'augmenter par rapport au coût total du traitement des eaux usées. Pour relever ce défi, la technologie de l'ozone a été largement utilisée pour le prétraitement et la réduction des excès de boues, obtenant des résultats significatifs.
Les boues traitées à l'ozone entrent dans le bassin d'aération avec les eaux usées cibles. Grâce à la digestion microbienne, une partie des boues est convertie en dioxyde de carbone. Ce procédé de prétraitement à l'ozone réduit considérablement la quantité de boues excédentaires. Cependant, il est important de noter que le traitement à l'ozone nécessite un générateur d'ozone, relativement énergivore. Par conséquent, le développement de générateurs d'ozone à haut rendement et l'amélioration de son utilisation sont essentiels pour réduire les coûts de traitement des eaux usées. Ces dernières années, Sankang Company a progressé dans le développement de générateurs d'ozone à haut rendement. En améliorant le procédé de traitement à l'ozone, l'entreprise est passée d'un traitement continu à faible concentration des boues à un traitement intermittent à haute concentration. En utilisant des eaux usées réelles comme témoin, elle a constaté que la méthode améliorée de traitement des boues à l'ozone ne nécessite qu'un quart de la quantité d'ozone utilisée comme matière première, tout en obtenant des résultats de traitement supérieurs. Cette avancée ouvre de nouvelles perspectives pour réduire le coût de la technologie de réduction des boues à l'ozone.
De plus, les substances odorantes générées lors du traitement des eaux usées sont principalement composées de carbone, d'azote et de soufre, notamment de composés inorganiques comme l'ammoniac, le phosphore et le sulfure d'hydrogène, ainsi que de composés organiques comme les acides gras de faible poids moléculaire, les amines et les aldéhydes. Dans ma station d'épuration, les eaux usées domestiques contenant 80 % d'effluents présentent une teneur élevée en matières organiques et une teneur relativement faible en matières inorganiques. Ces substances odorantes peuvent être oxydées et éliminées par l'ozone, ce qui optimise encore l'efficacité du traitement des eaux usées.
Les substances odorantes sont principalement des composés organiques tels que les acides gras de faible poids moléculaire, les amines, les aldéhydes, les cétones et les éthers. Ces substances contiennent des groupes réactifs sensibles aux réactions chimiques, notamment à l'oxydation. Les fortes propriétés oxydantes de l'ozone permettent d'oxyder efficacement ces groupes réactifs, éliminant ainsi les odeurs et permettant une désodorisation.
L'ozone contribue également à prévenir la réapparition des odeurs. Le gaz produit par le générateur d'ozone étant riche en oxygène ou en air, les substances odorantes ont tendance à dégager des odeurs désagréables dans un environnement pauvre en oxygène. Le traitement à l'ozone élimine non seulement les odeurs pendant le processus d'oxydation, mais crée également un environnement riche en oxygène, prévenant ainsi efficacement leur réapparition. Ceci est essentiel pour améliorer l'environnement de traitement des stations d'épuration municipales.
L'ozone a également une fonction décolorante. Avec l'attention croissante portée à l'environnement d'origine de l'eau du robinet et la réutilisation des eaux usées traitées secondairement, la décoloration de ces eaux a fait l'objet d'une attention accrue. Pour les problèmes de couleur et d'odeur causés par les substances humiques, le traitement à l'ozone peut réduire significativement la couleur de l'eau à moins de 1 degré, respectant, voire dépassant, les normes générales de qualité de l'eau.
Généralement, la coloration de l'eau du robinet est principalement due à des concentrations excessives de métaux tels que le fer et le manganèse. Lorsque ces métaux sont présents sous forme libre, les méthodes de traitement conventionnelles permettent de les éliminer efficacement. Cependant, lorsque l'eau brute contient des substances humiques, des sels de chrome peuvent parfois se former, rendant les méthodes de traitement conventionnelles inadaptées. L'introduction du traitement à l'ozone est donc cruciale pour résoudre ce problème.
Explorons ensuite le mécanisme de décoloration de l'ozone. Avec le développement rapide de la biologie moléculaire, la microécologie a étendu la perspective écologique à l'échelle moléculaire.
En fait, les protéines et les molécules d'acide nucléique sont toutes deux de la matière organique, composée d'éléments tels que le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote et le phosphore ou le soufre (C, N, O, N, P ou S). De plus, les capsides virales sont composées de nombreuses sous-unités protéiques, ou capsides. Ces capsides sont liées par des liaisons non covalentes, formant une structure symétrique et enroulée. Les protéines sont composées de multiples chaînes, tandis que les acides nucléiques sont composés de chaînes de nucléotides interconnectées.
