Ingénierie du traitement des eaux usées industrielles

Traitement des eaux usées

 

 

    Le traitement des eaux usées (wastewater treatment methods) consiste à utiliser des méthodes physiques, chimiques et biologiques pour traiter les eaux usées, afin de les purifier, de réduire la pollution, et même de permettre la récupération et la réutilisation des eaux usées, afin d'utiliser pleinement les ressources en eau.

 

 

 

 

 

    Par action physique pour séparer et récupérer les polluants insolubles en suspension (y compris les films d'huile et les gouttelettes d'huile) dans les eaux uséesméthode de traitement des eaux usées, qui peut être divisée en méthode de séparation par gravité, méthode de séparation par centrifugation et méthode de tamisage et de filtration. Les méthodes de traitement basées sur le principe de l'échange de chaleur appartiennent également aux méthodes de traitement physique.

 

 

    Parréaction chimiqueet le transfert de masse pour séparer et éliminer les polluants dissous ou colloïdaux dans les eaux usées, ou pour les transformer en substances inoffensives. Dans le traitement chimique, les unités de traitement basées sur des réactions chimiques provoquées par l'ajout de produits chimiques sont :colloïdalétat, les polluants dissous ou colloïdaux dans les eaux usées, ou les transformer en substances inoffensives. Dans le traitement chimique, les unités de traitement basées sur des réactions chimiques provoquées par l'ajout de produits chimiques sont : la coagulation,coagulationneutralisation, oxydoréduction, etc. ; les unités de traitement basées sur le transfert de masse comprennent : l'extraction,stripage à la vapeurstripage, adsorption, échange d'ions etélectrodialyseetosmose inverseetc. Les deux derniers unités de traitement sont également appeléestechnologie de séparation membranaire. Parmi elles, les unités de traitement qui utilisent le transfert de masse présentent à la fois une action chimique et une action physique associée, elles peuvent donc également être séparées des méthodes de traitement chimique pour devenir une autre catégorie de méthodes de traitement, appelées méthodes physico-chimiques.

   

 

 

    Par le biais dumétabolismedes microorganismes, la méthode de traitement des eaux usées qui transforme les substances organiques dissoutes, colloïdales et finement en suspension dans les eaux usées en substances stables et inoffensives. Selon les microorganismes agissant, la méthode biologique peut être divisée en traitement biologique aérobie etpolluants organiquesen deux types : traitement biologique aérobie ettraitement biologique anaérobiedeux types.Traitement biologique des eaux uséesLa méthode de traitement biologique aérobie est largement utilisée. Traditionnellement, la méthode de traitement biologique aérobie est divisée enprocédé aux boues activéesetprocédé à film biologiquedeux catégories. Le procédé aux boues activées est lui-même une unité de traitement, qui comporte plusieurs modes de fonctionnement. Les équipements de traitement relevant du procédé à film biologique comprennent les filtres biologiques, les disques biologiques,Bassin d'oxydation biologiqueet lit fluidisé biologique, etc.Méthode de lagunage biologiqueégalement appelée méthode de traitement biologique naturel.Méthode de traitement biologique anaérobieégalement appelée méthode de traitement par réduction biologique, principalement utilisée pour traiter les eaux usées organiques à haute concentration et les boues. L'équipement de traitement utilisé est principalement ledigesteur.

 

 

 

    Partraitement des eaux usées par procédé de contact-oxydation biologiquetraitement des eaux usées, c'est-à-dire parprocédé de contact-oxydation biologiquedans le réacteur biologique, le matériau de remplissage est chargé, et les eaux usées déjà oxygénéeseaux uséessont immergées dans tout le matériau de remplissage et s'écoulent à travers le matériau de remplissage à un certain débit. Le matériau de remplissage est couvert de biofilm, les eaux usées entrent en contact étroit avec le biofilm, et sous l'action du métabolisme des micro-organismes sur le biofilm, les polluants organiques dans les eaux usées sont éliminés et les eaux usées sont purifiées. Enfin, les eaux usées traitées sont évacuées vers le système de traitement par contact-oxydation biologique pour être mélangées aveceaux usées domestiquespour traitement, puis désinfectées au chlore avant d'être rejetées conformément aux normes. Le procédé de contact-oxydation biologique est un procédé de traitement par biofilm situé entre le procédé à boues activées et le filtre biologique. Sa caractéristique est qu'il est équipé dans le bassin dematériau de remplissagele fond du bassinaérationpour oxygéner les eaux usées et maintenir les eaux usées dans le bassin en état de circulation, afin d'assurer un contact suffisant entre les eaux usées et le matériau de remplissage immergé dans les eaux usées, et d'éviter le défaut de contact inégal entre les eaux usées et le matériau de remplissage dans le bassin de contact-oxydation biologique. Cedispositif d'aérationest appelé aération par soufflage.

 

 

    Selon le degré de traitement, le traitement des eaux usées (principalement les eaux usées domestiques urbaines et certaineseaux usées industrielles) peuvent généralement être divisées en trois niveaux. Le premier niveau de traitement consiste à éliminer les polluants solides en suspension des eaux usées. Pour ce faire, on utilise principalement des méthodes de traitement physique. Généralement, après le premier niveau de traitement, le taux d'élimination des solides en suspension est de 70 % à 80 %, tandis que le taux d'élimination de la demande biochimique en oxygène (DBO) n'est que d'environ 25 % à 40 %. Le degré de purification des eaux usées n'est pas élevé.

Le premier niveau de traitement consiste à éliminer les polluants solides en suspension des eaux usées. Pour ce faire, on utilise principalement des méthodes de traitement physique. Généralement, après le premier niveau de traitement, le taux d'élimination des solides en suspension est de 70 % à 80 %, tandis que le taux d'élimination de la demande biochimique en oxygène (DBO) n'est que d'environ 25 % à 40 %. Le degré de purification des eaux usées n'est pas élevé.

 

    Le deuxième niveau de traitement vise à éliminer considérablement les polluants organiques des eaux usées. En prenant la DBO comme exemple, généralement après le deuxième niveau de traitement, la DBO dans les eaux usées peut être éliminée à 80 % à 90 %. Par exemple, après le traitement des eaux usées urbaines, la teneur en DBO dans l'eau peut être inférieure à 30 mg/L. La plupart des unités de traitement des méthodes de traitement biologique aérobie peuvent répondre à cette exigence.

 

 

La tâche du traitement tertiaire est d'éliminer davantage les polluants qui n'ont pas été éliminés par le traitement secondaire, notamment la matière organique que les micro-organismes ne peuvent pas dégrader, le phosphore, l'azote et les matières inorganiques solubles. Le traitement tertiaire est synonyme de traitement avancé, mais les deux ne sont pas entièrement identiques.Traitement tertiaireest une ou plusieurs unités de traitement supplémentaires ajoutées après le traitement secondaire afin d'éliminer certains polluants spécifiques des eaux usées, tels que le phosphore, l'azote, etc. Le traitement avancé vise souvent la récupération et la réutilisation des eaux usées, et consiste en des unités ou systèmes de traitement ajoutés après le traitement secondaire. Le traitement tertiaire est coûteux et sa gestion est relativement complexe, mais il permet une utilisation complète des ressources en eau. Quelques pays ont construit des stations d'épuration tertiaires.

 

Unités de prétraitement. Les procédés de prétraitement des eaux usées urbaines peuvent inclure : le dégrillage grossier (grilles), le dégrillage fin, le broyage, la mesure de débit, le pompage, le dessablage, la pré-aération, la flottation, la floculation et le traitement chimique. Les eaux usées domestiques n'utilisent généralement pas la flottation, la floculation et le traitement chimique. L'utilisation de ces méthodes dépend parfois des eaux usées industrielles contenues dans les eaux usées urbaines. La flottation est utilisée pour éliminer les fines matières en suspension, les graisses et les huiles, soit dans une unité séparée, soit dans un bassin de pré-aération avec dégraissage et parfois dessablage. Si l'industrie pétrolière et les abattoirs disposent d'un prétraitement approprié, la station d'épuration urbaine peut se passer d'une unité de flottation. Les eaux usées urbaines à forte charge peuvent utiliser la floculation avec ou sans ajout de produits chimiques pour améliorer l'efficacité du traitement primaire et éviter la surcharge des procédés de traitement secondaire. Le chlore est parfois ajouté aux eaux usées brutes pour contrôler les odeurs et améliorer les propriétés de décantation des eaux usées. La disposition des unités de prétraitement varie en fonction des caractéristiques des eaux usées brutes, des procédés de traitement ultérieurs et des unités de prétraitement utilisées. Certains principes généraux s'appliquent fréquemment à la disposition des unités. Les grilles sont utilisées pour protéger les pompes et empêcher l'accumulation de solides dans les bassins de décantation ou les canaux de mesure. Les petites stations de traitement placent généralement un canal de mesure Parshall avant les pompes de relevage à vitesse constante. Dans les grandes stations de traitement ou lorsque des pompes à vitesse variable sont utilisées, le canal de mesure peut être placé après les pompes. Dans la plupart des stations de traitement des eaux usées domestiques autonomes, le bassin de décantation est placé après la pompe de relevage, mais lorsque l'on prévoit une charge importante de boues, le bassin de décantation doit être placé avant la pompe. Unités de traitement primaire Le traitement primaire est la décantation. Cependant, ce que l'on appelle communément le traitement primaire comprend les procédés de prétraitement. Toutes les grandes stations d'épuration urbaines utilisent la décantation des eaux usées brutes, qui doit être placée avant les filtres biologiques conventionnels. Il est possible de traiter les eaux usées brutes non décantées par des procédés à boues activées à mélange complet, mais en raison des coûts d'élimination des boues et d'exploitation, ces procédés ne sont utilisés que dans les petites villes.

 

 

    Unité de traitement secondaire. Le traitement secondaire biologique utilise la méthode des boues activées, des filtres biologiques ou des bassins de stabilisation. Dans la conception de nouvelles stations d'épuration, les filtres biologiques à haute charge ont largement remplacé les filtres biologiques à faible charge, et la méthode des boues à mélange complet remplace la méthode conventionnelle des boues activées. Les bassins de stabilisation sont généralement limités à l'utilisation dans les petites villes.

 

 

    En ce qui concerne les grandes usines de traitement, la biofiltration à charge élevée et les boues activées à mélange complet sont les deux méthodes les plus courantes actuellement utilisées pour le traitement secondaire. L'avantage des filtres biologiques est leur facilité d'exploitation et leur capacité à accepter des charges fluctuantes et des surcharges sans provoquer de défaillance complète. La méthode des boues activées à mélange complet peut supporter des charges fluctuantes mais échoue en cas de surcharge à long terme. Par exemple, lorsque la charge BOD d'un filtre biologique passe de la charge de conception de 45 lb/1000 pi³/jour (R=1) à 90 lb/1000 pi³/jour (R=2), l'efficacité diminue de 77 % à 70 % (voir Figure 11-32). Une unité de boues activées soumise à une surcharge du même ordre échouera en raison du gonflement des boues et de la perte de solides de boues activées dans l'effluent. L'efficacité de l'élimination de la DBO passe de 90 % à moins de 50 %. L'avantage de la méthode des boues activées à mélange complet est une efficacité élevée d'élimination de la DBO, la capacité de traiter des eaux usées à forte concentration et l'adaptabilité aux futures transitions vers un traitement avancé. Pour le traitement secondaire d'eaux usées concentrées avec une DBO précipitable de 300 mg/L, le traitement secondaire par boues activées peut éliminer au moins 90 % de la DBO, avec une DBO sortante égale ou inférieure à 30 mg/L. Un filtre biologique à charge élevée à un seul étage ne peut éliminer que 77 % ou moins de la DBO, ce qui donne une DBO sortante d'environ 70 mg/L. Pour que l'efficacité d'élimination de la DBO soit comparable à celle de la méthode des boues activées, deux étages de filtration sont nécessaires.

 

 

Traitement des boues. La décantation primaire et la floculation biologique secondaire concentrent la matière organique des eaux usées en boues dont le volume est bien inférieur au volume des eaux usées traitées. Cependant, l'élimination des boues usées accumulées constitue un facteur économique majeur dans le traitement des eaux usées. L'investissement initial dans les équipements de traitement des boues représente environ un tiers de l'investissement de l'usine de traitement. Processus d'extraction, de stockage et de concentration des boues usées à partir du décanteur. Les solides décantés clarifiés à partir de l'effluent du filtre biologique, ou les boues activées excédentaires, sont souvent renvoyés à la tête de l'usine de traitement pour être éliminés avec les boues primaires. Les boues brutes peuvent être stockées au fond du décanteur primaire en attendant le traitement ou pompées vers un réservoir de stockage. Les boues pompées peuvent être concentrées dans un décanteur, généralement une unité gravitaire, avant le traitement des boues. Les boues activées excédentaires sont mélangées avec les boues primaires retirées. Dans la disposition du système, un réservoir de stockage est généralement utilisé conjointement avec un décanteur de boues. Les boues activées excédentaires peuvent être concentrées séparément ou par le biais d'une concentration de boues mélangées avant le traitement.

Diverses méthodes de traitement et d'élimination des boues brutes. Les méthodes courantes de traitement des boues sont la digestion anaérobie et la filtration sous vide, souvent complétées par la centrifugation et l'incinération humide. Les méthodes d'élimination conventionnelles comprennent la mise en décharge, l'incinération, la fabrication d'amendements du sol et le rejet en mer. Dans les villes côtières, le rejet en mer est souvent le plus économique, tandis que la mise en décharge est couramment utilisée lorsqu'il y a de la place. Bien que l'incinération soit plus coûteuse, elle est souvent la seule méthode d'élimination viable dans les zones urbaines.

 

 

Une usine de traitement urbaine doit examiner attentivement tous les procédés d'élimination des boues possibles. La méthode la mieux choisie doit être la plus économique et tenir compte des conditions environnementales. Des facteurs tels que le transport des boues traitées à travers les zones résidentielles, l'utilisation future des sites de mise en décharge, la pollution des eaux souterraines, la pollution de l'air, d'autres dangers potentiels pour la santé publique et les problèmes paysagers doivent être pris en compte.

Élimination du phosphore et de l'azote. Au cours des dernières années, de nombreuses recherches ont été menées sur les méthodes viables d'élimination du phosphore dans les usines de traitement des eaux usées. Des recherches ont également été menées sur le développement de méthodes d'élimination de l'azote et de récupération complète de l'eau. Plusieurs usines pilotes et usines de production à petite échelle pour l'élimination du phosphore sont en fonctionnement, mais l'expérience est encore limitée en tant que précédent pour la conception d'équipements à grande échelle. Bien que les normes de qualité de l'eau spécifient des limites pour le phosphore et l'azote, l'application à grande échelle des méthodes d'élimination des nutriments est encore une affaire future.

Taille de la ville. Pour les petites villes, la gestion, le contrôle et l'élimination des boues jouent un rôle prédominant dans le choix du procédé de traitement des eaux usées. Les méthodes qui n'impliquent pas d'élimination des boues (bassins de stabilisation) ou qui nécessitent seulement un pompage occasionnel des boues (aération prolongée) sont supérieures pour les petits villages et les zones rurales. Les villes plus grandes adoptent souvent des systèmes nécessitant plus de contrôle et d'entretien, tels que les usines de traitement par contact stabilisé et par fosses d'oxydation. Types d'usines de traitement des eaux usées courantes construites par des villes de différentes tailles. De nombreux systèmes de traitement existants ne sont plus utilisés, tels que les fosses septiques et d'autres types choisis en fonction des conditions locales uniques.

 

 

La série d'unités de traitement dans une station d'épuration à filtre biologique comprend : un bassin de décantation à fond de cuve avec une fosse de lavage indépendante, un décanteur primaire, un filtre biologique, un décanteur final avec un retour par gravité vers la conduite de circulation du puisard d'eaux usées brutes, un bassin de digestion anaérobie à un étage pour le traitement des boues et des lits de séchage. Les eaux usées retournant au puisard d'eaux usées brutes comprennent : le débit de la fosse de lavage, les boues de retour du décanteur final, les eaux de drainage du site de séchage et le liquide clarifié du bassin de digestion. La station de traitement peut être équipée d'un déversoir d'orage à l'entrée du regard ou après le filtre biologique.

La série d'unités de traitement d'une station à boues activées comprend : une grille à nettoyage mécanique et un broyeur qui renvoie les solides déchiquetés aux eaux usées brutes, des pompes de relevage à vitesse constante et variable avec des groupes électrogènes de secours, un canal de mesure de Parshall, un bassin d'aération à décantation de type clarificateur avec un séparateur de lavage indépendant, un décanteur primaire, des bassins de traitement secondaire à boues activées à mélange complet et une conduite de retour par gravité des boues excédentaires vers le puisard, des filtres sous vide pour les boues brutes sortant du bassin de stockage des boues et un site d'enfouissement pour les gâteaux de filtration. Le filtrat du filtre sous vide est renvoyé au puisard. En raison de la profondeur d'enfouissement des conduites d'eaux usées, les eaux usées brutes ne peuvent pas être déviées par gravité avant le puisard. Deux groupes électrogènes de secours sont prévus pour les deux pompes de relevage, qui peuvent fonctionner en cas de panne de courant. Des conduites de dérivation sont prévues après la station de pompage et après le décanteur primaire.

Adopter une approche raisonnableprocédé de traitement de l'eau, combiné à un traitement en profondeur de l'eau, l'eau traitée peut atteindre les normes d'utilisation de la récupération d'eau de GB5084-1992, CE61-94, etc., et peut être utilisée en continu pendant une longue période, économisant ainsi une grande quantité de ressources en eau.

Agents couramment utilisés

(1) Floculant : parfois appelé coagulant, il peut être utilisé comme moyen de renforcer la séparation solide-liquide, utilisé dans les étapes de traitement telles que le décanteur primaire, le décanteur secondaire, le flottateur et le traitement tertiaire ou le traitement en profondeur.

(2) Co-coagulant : aide le floculant à agir et renforce l'effet de coagulation.

(3) Conditionneur : également appelé agent de déshydratation, utilisé pour le conditionnement des boues excédentaires avant la déshydratation, ses types comprennent certains des floculants et co-coagulants mentionnés ci-dessus.

(4) Agent de rupture d'émulsion : parfois appelé agent de déstabilisation, principalement utilisé pour le prétraitement des eaux usées contenant de l'huile émulsifiée avant la flottation par air, ses types comprennent certains des floculants et co-coagulants mentionnés ci-dessus.

(5) Antimoousse : Principalement utilisé pour éliminer la grande quantité de mousse générée pendant les processus d'aération ou d'agitation.

(6) Ajusteur de pH : Utilisé pour ajuster le pH des eaux usées acides et alcalines à un niveau neutre.

(7) Agent d'oxydoréduction : Utilisé pour le traitement des eaux usées industrielles contenant des substances oxydantes ou réductrices.

(8) Désinfectant : Utilisé pour la désinfection avant le rejet ou la réutilisation des eaux usées après traitement.

[Aperçu technique]

    La technologie de micro-électrolyse est un procédé idéal pour le traitement des eaux usées organiques à haute concentration. Ce procédé, utilisé pour le traitement des eaux usées à haute teneur en sel, difficiles à dégrader et à forte couleur, permet non seulement de réduire considérablement la DCO et la couleur, mais aussi d'améliorer considérablement la biodégradabilité des eaux usées. La technologie consiste à traiter les eaux usées en utilisant l'effet de "pile primaire" généré par le matériau de remplissage de micro-électrolyse dans l'équipement de micro-électrolyse, sans alimentation électrique. Une fois l'eau introduite, d'innombrables "différences de potentiel de 1,2 V sont formées dans l'équipement.Pile primaire". La "pile primaire" utilise les eaux usées commeélectrolyte, pardéchargeformation de courant pour l'oxydation et la réduction électrolytiques des eaux usées, afin de dégrader les polluants organiques. Les nouveaux écologiques [?OH], [H], [O], Fe2+, Fe3+, etc. générés pendant le processus de traitement peuvent réagir d'oxydoréduction avec de nombreux composants des eaux usées, par exemple, ils peuvent détruire les groupes chromophores des substances colorées dans les eaux usées colorées ouGroupe chromophore, voire une rupture de chaîne, pour obtenir un effet de dégradation et de décoloration ; le Fe2+ généré est oxydé davantage en Fe3+, dont les hydrates présentent une forte activité d'adsorption-floculation, en particulier après ajout d'alcali pour ajuster le pH et générerhydroxyde ferreuxetfloculant d'hydroxyde de fer, dont la capacité de floculation est bien supérieure à celle des agents générauxhydrolysedu floculant d'hydroxyde de fer obtenu, qui peut floculer en grande quantité les particules minuscules, les particules métalliques et les macromolécules organiques dispersées dans l'eau. Son principe de fonctionnement repose sur l'action combinée del'électrochimie, l'oxydo-réduction, la physique etla floculation-sédimentation. Ce procédé présente des avantages tels qu'un large éventail d'applications, un bon effet de traitement, un faible coût, un temps de traitement court, une maintenance opérationnelle facile et une faible consommation d'électricité. Il peut être largement utilisé dans le prétraitement et le traitement approfondi des eaux usées industrielles.

 

 

[Caractéristiques techniques]

1) Vitesse de réaction rapide, les eaux usées industrielles nécessitent généralement de trente minutes à quelques heures ;

2) Large éventail de polluants organiques ciblés, par exemple : une bonne efficacité de dégradation pour les substances organiques difficiles à dégrader contenant des structures azoïques, des doubles liaisons carbone, des groupes nitro, des groupes halogène, etc. ;

⑶ Processus simple, longue durée de vie, faible coût d'investissement, fonctionnement et maintenance pratiques, faible coût d'exploitation, effet de traitement stable. Seule une petite quantité de matériau de micro-électrolyse est consommée pendant le processus de traitement. Le matériau n'a besoin d'être ajouté que périodiquement sans remplacement, et peut être ajouté directement lors de l'ajout.

⑷ Après le traitement par micro-électrolyse des eaux usées, du fer ferreux ou des ions fer natifs se forment dans l'eau, ce qui a un meilleur effet de coagulation que les coagulants ordinaires. Il n'est pas nécessaire d'ajouter d'autres coagulants tels que des sels de fer. Le taux d'élimination du COD est élevé et il ne cause pas de pollution secondaire à l'eau.

⑸ Il a un bon effet de coagulation, un taux d'élimination élevé de la couleur et du COD. Dans la même quantité, il peut améliorer considérablement la biodégradabilité des eaux usées.

⑹ Cette méthode peut atteindre l'effet d'élimination du phosphore par précipitation chimique et peut également éliminer les métaux lourds par réduction.

⑺ Pour les projets de traitement des eaux usées organiques à haute concentration déjà construits mais non conformes aux normes, cette technologie peut être utilisée comme prétraitement des eaux usées des projets existants pour garantir que les eaux usées traitées sont conformes aux normes et rejetées de manière stable. Une partie des eaux usées à concentration plus élevée dans les eaux usées de production peut également être détournée séparément pourmicro-électrolysetraitement.

⑻ Chaque unité de cette technologie peut être utilisée comme méthode de traitement indépendante ou comme procédé de prétraitement pour le traitement biologique, ce qui est propice à la sédimentation des boues et à la formation de biofilms.

【Types d'eaux usées applicables】

⑴. Eaux usées de teinture, chimiques, pharmaceutiques ; eaux usées de cokéfaction, de pétrole ; ------ La valeur BOD/COD des eaux usées traitées ci-dessus est considérablement augmentée.

⑵. Eaux usées de teinture et de finition ; eaux usées de tannerie ; eaux usées de papeterie, eaux usées de transformation du bois ;

------ Excellente application pour la décoloration, et élimination efficace du COD et de l'azote ammoniacal.

⑶. Eaux usées de galvanoplastie ; eaux usées d'imprimerie ; eaux usées minières ; autres eaux usées contenant des métaux lourds ;

------ Les métaux lourds peuvent être éliminés de ces eaux usées.

⑷. Eaux usées agricoles organophosphorées ; eaux usées organochlorées agricoles ;

------ Améliore considérablement la biodégradabilité des eaux usées ci-dessus, et peut éliminer le phosphore et les sulfures.

Nouveau matériau

【Aperçu technique】

Il est produit par un catalyseur composite à base de métaux multiples et une technologie d'activation microporeuse à haute température. Il s'agit d'un nouveau type de matériau de remplissage micro-électrolytique sans blocage à injection. Il agit sur les eaux usées, peut éliminer efficacement le COD, réduire la couleur, améliorer la biodégradabilité, le traitement est stable et durable, et peut éviter les phénomènes de passivation et de blocage du matériau de remplissage pendant le fonctionnement. Ce matériau de remplissage estmicro-électrolyseune garantie importante de l'action continue de la réaction, apportant une nouvelle vitalité au traitement actuel des eaux usées chimiques.

【Réaction de la pile galvanique fer-carbone】

 

 

Anode : Fe - 2e →Fe2+ E（Fe / Fe2+）=0.44V

Cathode : 2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2）=0.00V

En présence d'oxygène, la réaction cathodique est la suivante :

O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2）=1.23V

O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E（O2/OH﹣）=0.41V

 

    Les principales sources de zinc dans les eaux usées de l'industrie du placage et du traitement des métaux sont les eaux de rinçage du placage ou du décapage. Les polluants sont ensuite transférés dans les eaux de rinçage par le processus de rinçage des métaux. Le processus de décapage consiste à immerger d'abord le métal (zinc ou cuivre) dans un acide fort pour éliminer les oxydes de surface, puis à le plonger dans un agent de brillance contenant de l'acide chromique fort pour le polissage. Ces eaux usées contiennent une grande quantité d'acide chlorhydrique, d'ions de métaux lourds tels que le zinc et le cuivre, ainsi que des agents de brillance organiques. Elles sont très toxiques, certaines contenant même des substances hautement toxiques cancérigènes, tératogènes et mutagènes, ce qui représente un danger extrême pour l'homme. Par conséquent, les eaux usées de placage doivent être soigneusement récupérées et traitées pour éliminer ou réduire leur pollution environnementale. L'équipement de traitement des eaux usées mixtes de placage se compose d'une fosse de régulation, d'une boîte d'ajout de produits chimiques, d'une fosse de réduction, d'une fosse de réaction de neutralisation, d'une fosse de régulation du pH, d'une fosse de floculation, d'une fosse de décantation à tubes inclinés, d'une presse à filtre à chambre, d'une fosse d'eau claire, d'une réaction de flottation par air et d'un filtre à charbon actif. Le traitement des eaux usées de placage utilise un procédé de traitement par électrolyse interne à base de tournures de fer. Cette technologie utilise principalement des tournures de fer industriel activées pour purifier les eaux usées. Lorsque les eaux usées entrent en contact avec le matériau de remplissage, des réactions électrochimiques, chimiques et physiques se produisent, y compris des effets combinés tels que la catalyse, l'oxydation, la réduction, le déplacement, la co-précipitation, la floculation et l'adsorption, éliminant ainsi divers ions métalliques des eaux usées et purifiant ainsi les eaux usées.

 

 

 

    Les eaux usées contenant des métaux lourds proviennent principalement des eaux usées rejetées par les mines, les fonderies, les usines d'électrolyse, de galvanoplastie, de pesticides, de produits pharmaceutiques, de peintures, de pigments, etc. Si les eaux usées contenant des métaux lourds ne sont pas traitées, elles pollueront gravement l'environnement. Dans le traitement des eaux usées,métaux lourdsvarient en type, en teneur et en forme de présence selon les différentes entreprises de production. En plus des métaux lourds, le traitement des eaux usées est très important. Comme les métaux lourds ne peuvent pas être décomposés ou détruits, ils ne peuvent être que déplacés et leurs formes physiques et chimiques modifiées pour atteindre l'objectif d'élimination des métaux lourds. Par exemple, lors du traitement des eaux usées, aprèsPrécipitation chimiqueAprès traitement, les métaux lourds dans les eaux usées passent de la forme d'ions dissous à des composés insolubles qui précipitent, passant de l'eau aux boues ; après traitement par échange d'ions, les ions de métaux lourds dans les eaux usées sont transférés surrésine échangeuse d'ionset, après régénération, sont transférés de la résine échangeuse d'ions vers le liquide de régénération. Par conséquent, le principe de traitement des eaux usées pour éliminer les métaux lourds est le suivant :

Principe un de l'élimination des métaux lourds : le plus fondamental est de réformer les procédés de production, en n'utilisant pas ou peu de métaux lourds hautement toxiques ;

Principe deux de l'élimination des métaux lourds : adopter des flux de processus raisonnables, une gestion et une exploitation scientifiques pour réduire la quantité de métaux lourds utilisés et la quantité perdue dans les eaux usées, et minimiser autant que possible le volume des eaux usées rejetées. Le traitement des eaux usées contenant des métaux lourds doit être effectué sur place, au point de production, sans être mélangé à d'autres eaux usées, afin de ne pas compliquer le traitement. Il ne faut en aucun cas les rejeter directement dans les égouts urbains sans traitement d'élimination des métaux lourdségoutsafin d'éviter d'étendre la pollution par les métaux lourds.

Les méthodes de traitement des eaux usées pour éliminer les métaux lourds peuvent généralement être divisées en deux catégories :

Méthode un d'élimination des métaux lourds : transformer les métaux lourds dissous dans les eaux usées en composés insolublesComposés métalliquesou éléments, éliminés des eaux usées par précipitation et flottation. Les méthodes applicables comprennent la neutralisation et la précipitation, la précipitation par les sulfures, la séparation par flottation, la précipitation (ou flottation) électrolytique, l'électrolyse membranaire, etc.

Méthode deux pour l'élimination des métaux lourds : consiste à concentrer et à séparer les métaux lourds dans les eaux usées sans modifier leur état chimique. Les méthodes applicables comprennentl'osmose inverse, l'électrodialyse, l'évaporation et l'échange d'ions. Ces méthodes de traitement des eaux usées doivent être utilisées seules ou en combinaison en fonction de la qualité et de la quantité des eaux usées.