Dans de nombreuses applications de traitement de l'eau et des eaux usées, il existe un certain nombre de polluants qu'il est difficile de réduire par des moyens physiques, chimiques ou biologiques. Ces dernières années, les médicaments pharmaceutiques dans l'eau de boisson et les milieux aquatiques ont suscité une préoccupation croissante. Les pesticides se prennent dans les eaux de ruissellement provenant des fermes et s’approvisionnent en eau douce. Les produits de soins personnels sont généralement entraînés dans les systèmes auxquels ils sont liés. Le lixiviat de décharge est un cocktail toxique de composés pouvant s'infiltrer dans les eaux souterraines. Ces contaminants entrent dans la catégorie des micropolluants, car ils sont si petits. Leur seule taille en fait partie, raison pour laquelle ils sont si difficiles à éliminer de l’eau et des eaux usées par certains moyens. Une élimination plus efficace nécessite un processus d’oxydation plus puissant, ce processus est appelé procédé d'oxydation avancé (AOP).

Ce processus crée de puissants agents oxydants sous forme d’hydroxyde (OH^-), mais plus spécifiquement, sa variante neutre est le radical hydroxyle (-OH). Son potentiel d'oxydation est le double de celui du chlore, un désinfectant couramment utilisé. Les radicaux hydroxyles sont les forces motrices de nombreux processus d'oxydation avancés. Ozone (O₃), peroxyde d'hydrogène (H₂O₂), et la lumière ultraviolette (UV) sont souvent utilisées dans diverses combinaisons pour produire du ⦁OH en quantité suffisante pour dégrader les polluants organiques (et certains inorganiques). Ce processus peut réduire ces concentrations de polluants, potentiellement de centaines de parties par million (ppm) à quelques parties par milliard (ppb).

Ces radicaux sont non sélectifs et attaquent donc presque tous les matériaux organiques. Une fois que ces contaminants ont été décomposés une fois par le radical ⦁OH, ils forment des intermédiaires. Ces intermédiaires eux-mêmes réagissent avec les oxydants et se minéralisent en composés stables.

L'oxydation avancée existe depuis plusieurs années. Par conséquent, ce processus a plus que prouvé son utilité, cependant, il fait toujours l'objet de recherches et est optimisé en conséquence.

Un processus de traitement puissant comme le procédé d'oxydation avancé a de nombreux avantages, mais il a aussi sa part d'inconvénients.

Voici quelques-uns des avantages et des inconvénients de ce processus particulier:

Avantages

• Taux de réaction rapide

La molécule OH a certaines des vitesses de réaction les plus rapides de tous les oxydants utilisés pour traiter l'eau et les eaux usées en raison de ses potentiels d'oxydation élevés et de leur nature non sélective. Ces réactions rapides entraînent des temps de rétention bien inférieurs à ceux des autres procédés de traitement conventionnels.

• Petite empreinte

En raison du pouvoir d'oxydation du radical ⦁OH, les unités de traitement d'oxydation avancées ne nécessitent pas beaucoup de terrain pour traiter le débit nécessaire pour le système.

• Théoriquement, n'introduisez pas de nouvelles substances dangereuses dans l'eau

L'un des problèmes de la désinfection au chlore est les sous-produits hautement toxiques (DPB) qui peuvent résulter après le traitement. Pour éviter ces sous-produits, une étape supplémentaire de déchloration est souvent nécessaire avant que quoi que ce soit d'autre puisse être accompli avec l'eau traitée. La molécule ⦁OH peut se combiner pour créer de l'eau. Les plus gros problèmes seraient la formation de bromate et l'excès de peroxyde, mais ceux-ci peuvent être traités dans un système de processus d'oxydation avancé bien conçu.

• Minéralisation de matières organiques

L'AOP peut convertir les matières organiques contenues dans l'eau en composés inorganiques stables tels que l'eau, le dioxyde de carbone et les sels.

• Peut traiter presque toutes les matières organiques et peut éliminer certains métaux lourds

La nature hautement réactive de ⦁OH signifie que ces molécules attaqueront presque toutes les matières organiques sans discrimination, et pourront donc éliminer de nombreux contaminants différents dans une cuve de réacteur, y compris la réduction de quelques métaux lourds.

• Peut travailler pour la désinfection

En particulier lorsqu’ils sont utilisés avec une désinfection UV, le pouvoir oxydant des systèmes AOP les rend capables de servir d’étape de désinfection pour tous les agents pathogènes pouvant être présents dans l’eau.

• Pas de production de boue contrairement aux processus chimiques ou biologiques

Un processus d'oxydation avancé ne traite pas l'eau et les eaux usées en transférant les polluants dans une autre phase. D'autres processus de traitement créent des solides, tels que des boues, qui doivent être filtrés et traités séparément.

• Ne concentre pas les déchets pour un traitement ultérieur

Les solutions de traitement telles que les membranes entraînent une augmentation des concentrations de contaminants, car elles ne font que séparer l’eau propre des composés polluants. Pendant ce temps, l'AOP réagit directement avec les polluants et les réduit en composés inoffensifs. Ce processus diminue donc leurs concentrations dans les effluents.

Inconvénients

• Coûts d'investissement et de fonctionnement / de maintenance relativement élevés

Peut-être que le plus gros inconvénient du processus AOP est son coût. Les plus importants sont les coûts d’exploitation et de maintenance liés à l’énergie requise et aux réactifs chimiques nécessaires au fonctionnement du système.

• Chimie complexe adaptée à des contaminants spécifiques

Les processus d'oxydation avancés ont plusieurs variantes. Ces variantes doivent être soigneusement sélectionnées pour traiter efficacement l’eau / les eaux usées en question. Ce processus est également un processus dépendant de la posologie, de sorte que les quantités appropriées de molécules -OH sont formées pour atteindre le niveau de traitement souhaité. Une telle chimie complexe nécessitera probablement des ingénieurs hautement qualifiés pour concevoir le système correctement.

• L'élimination du peroxyde résiduel peut devoir être envisagée

Les systèmes de traitement d'oxydation avancés utilisant du peroxyde d'hydrogène doivent être soigneusement contrôlés₂O₂ car il peut avoir des effets négatifs potentiels sur les étapes ultérieures du traitement. Ce peroxyde d'hydrogène résiduel peut être nocif pour l'homme. Cependant, une conception soignée du système peut éviter les résidus excessifs de H2O2 et les conséquences associées.

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