Qu’est-ce que le traitement des eaux usées par ultrasons ?

Avec l’accélération de l’industrialisation et la croissance démographique, le traitement des eaux usées est devenu un problème environnemental mondial. Les méthodes traditionnelles de traitement des eaux usées présentent des problèmes tels qu'une faible efficacité, une consommation d'énergie élevée et un coût de traitement élevé. En tant que méthode émergente de traitement des eaux usées, la technologie de traitement des eaux usées par oxydation ultrasonique présente les avantages d'un rendement élevé, d'une faible consommation d'énergie et d'une protection de l'environnement, et a fait l'objet d'une attention et de recherches généralisées.

Principe:

Basée sur le concept d'amélioration du taux d'utilisation des ressources en eau, la technologie ultrasonique est utilisée dans le traitement des eaux usées pour améliorer le taux d'utilisation des eaux usées. La technologie ultrasonique est utilisée pour réutiliser les eaux usées rejetées par l’industrie et la production. Les ondes ultrasonores sont des ondes élastiques dont la fréquence est généralement supérieure à 16 kHz. Les ondes ultrasoniques sont généralement utilisées pour le nettoyage, l’émulsification et l’utilisation de produits chimiques. À l'heure actuelle, les ondes ultrasonores sont introduites dans de nombreuses industries pour résoudre des problèmes connexes. Par conséquent, le champ d’application de la technologie ultrasonique est très large et présente un grand potentiel de développement. L’utilisation des ultrasons dans le traitement des eaux usées est principalement due à l’avantage de fréquence des ultrasons. Sa fréquence fera subir à la substance liquide des changements qualitatifs après son passage, provoquant ainsi une réaction chimique. Lorsque la fréquence des ultrasons atteint un niveau plus élevé, les molécules constitutives sont séparées dans le demi-cycle lâche du liquide, ce qui facilite l'apparition de noyaux de cavitation. Le noyau de cavitation a une courte période d’apparition, mais l’énergie générée par son explosion est très énorme. Ces énergies comprennent une haute température de 4 000 K, un environnement haute pression de 100 Mpa et le microjet le plus important. La zone où le noyau de cavitation est actif est appelée cavitation ultrasonique. La cavitation ultrasonique entraînera la dissolution des molécules organiques et produira des réactions chimiques telles que des radicaux libres, ce qui est bénéfique à l'évolution du traitement des eaux usées, améliorera l'efficacité du traitement des eaux usées et augmentera le taux d'utilisation des ressources en eau.

Méthodes :

1. Prétraitement ultrasonique : Les eaux usées à traiter sont prétraitées par un dispositif à ultrasons, utilisant principalement l'action mécanique des ultrasons pour briser et disperser les molécules organiques dans les eaux usées, augmenter leur surface et fournir des conditions pour des réactions d'oxydation ultérieures ;

2. Réaction d'oxydation : Les eaux usées prétraitées par ultrasons sont injectées dans le réacteur d'oxydation et la matière organique contenue dans les eaux usées est oxydée et décomposée par l'action chimique des ultrasons en ajoutant de l'oxygène ou des oxydants. Pendant la réaction d'oxydation, la fréquence, la puissance et la durée de traitement des ultrasons peuvent être ajustées selon les besoins pour obtenir le meilleur effet de traitement ;

3. Sédimentation et filtration : Certains sédiments seront générés dans les eaux usées après la réaction d'oxydation, qui pourront être séparés par sédimentation et filtration. Les sédiments peuvent être traités ou éliminés davantage pour réduire l'impact sur l'environnement ;

4. Traitement de désinfection : Les eaux usées traitées sont désinfectées pour tuer les micro-organismes résiduels et garantir que les eaux usées traitées répondent aux normes de rejet.

Avantages :

1. Haute efficacité : les effets mécaniques et chimiques des ultrasons peuvent accélérer le processus d'oxydation et de décomposition des matières organiques dans les eaux usées et améliorer l'efficacité du traitement ;

2. Faible consommation d'énergie : par rapport aux méthodes d'oxydation traditionnelles, les méthodes de traitement des eaux usées par oxydation ultrasonique ont une consommation d'énergie inférieure et économisent de l'énergie ;

3. Protection de l'environnement : Les méthodes de traitement des eaux usées par oxydation ultrasonique ne nécessitent pas l'ajout d'une grande quantité d'agents chimiques, réduisant ainsi la pollution de l'environnement ;

4. Flexibilité : Les méthodes de traitement des eaux usées par oxydation ultrasonique peuvent être ajustées en fonction de différentes caractéristiques des eaux usées et exigences de traitement, et ont une plus grande flexibilité.

Application:

1. Les ondes ultrasoniques et l'ozone sont utilisés ensemble pour le traitement des eaux usées, et la dégradation par ultrasons, la stérilisation et la désinfection royale à l'oxygène agissent ensemble sur les eaux usées ;

2. Les ondes ultrasoniques et le gaz peroxyde sont utilisés ensemble pour le traitement des eaux usées afin d'atteindre l'objectif de dégradation, de stérilisation et de désinfection des plans d'eau pollués ;

3. Les ondes ultrasoniques et la lumière ultraviolette sont utilisées ensemble pour le traitement des eaux usées et la technologie chimique photoacoustique est formée. La capacité de dégradation de la technologie des ondes ultrasoniques et de la lumière ultraviolette est combinée à des effets synergiques et complémentaires pour dégrader les polluants organiques courants que sont le phénol, le tétrahydrocarbure, le trihydrométhane et l'acide trichloroacétique dans les eaux usées, de sorte que les produits de dégradation des quatre substances soient l'eau, le dioxyde de carbone, les acides gras en C1 ou à chaîne courte qui sont facilement biodégradables ;

4. La technologie de traitement par ondes ultrasoniques et par magnétisation est utilisée ensemble pour le traitement des eaux usées. La magnétisation peut non seulement réaliser une séparation solide-liquide pour les eaux usées, mais également dégrader les matières organiques telles que la DCO et la DBO, et peut également décolorer l'eau teinte ;

5. Les ondes ultrasoniques peuvent également être utilisées comme technologie auxiliaire pour le traitement de stérilisation chimique traditionnel. Lors de l'utilisation de méthodes chimiques traditionnelles pour le traitement des eaux usées à grande échelle, l'ajout d'un rayonnement ultrasonique peut réduire considérablement la quantité d'agents chimiques.

En bref, en tant que technologie émergente de traitement des eaux usées, la méthode de traitement des eaux usées par ultrasons présente les avantages d'un rendement élevé, d'une faible consommation d'énergie et de la protection de l'environnement. Grâce aux effets mécaniques et chimiques des ultrasons, la matière organique présente dans les eaux usées peut être efficacement oxydée pour améliorer l'efficacité du traitement. La technologie de traitement des eaux usées par oxydation par ultrasons a de larges perspectives d'application dans les domaines du traitement des eaux usées industrielles et du traitement des eaux usées urbaines, et fournira une nouvelle solution pour résoudre le problème mondial du traitement des eaux usées.

L’ application de la technologie ultrasonique dans le traitement des flux de boues et de déchets peut conduire à divers résultats, tels que :

· Augmentation de la production de biogaz

· Digestion anaérobie améliorée

· Rapport C/N amélioré pour la dénitrification

· Comportement de décantation amélioré grâce au dégazage et à la désintégration des flocs

· Processus de concentration améliorés pour les boues résiduelles

· Capacités améliorées de digestion et de déshydratation

· Dosage réduit du coagulant

· Coûts de traitement réduits grâce à la diminution des boues résiduelles après digestion

· Réduction du besoin en polymères

· Perturbation des bactéries filamenteuses

Conclusion:

La technologie ultrasonique présente une solution prometteuse pour le traitement efficace des boues et des déchets. En exploitant la puissance des ondes ultrasonores, les industries peuvent améliorer leurs pratiques de gestion des déchets, accroître l’efficacité du traitement et contribuer à une approche plus durable de la gestion de l’environnement.