Découvrir les principaux avantages des polymères naturels dans le traitement de l'eau
De nombreuses industries utilisent des polymères pour le traitement de l'eau. Cependant, les polymères synthétiques conventionnels proviennent souvent de produits pétroliers ou de gaz naturel et peuvent laisser des résidus indésirables. Les polymères naturels vous offrent une alternative plus respectueuse de l'environnement, en particulier ceux produits par modification des polysaccharides. Quels sont les principaux avantages des polymères naturels dans le traitement de l’eau ? Je vais aborder cela avec vous plus en détail et vous montrer comment ils se comparent aux polymères synthétiques.
Ce guide de polymères naturels couvre leur origine, leurs avantages spécifiques et leurs types les plus populaires, vous montrant comment ils fonctionnent dans les processus de traitement de l'eau et des eaux usées. Vous verrez également comment les chercheurs travaillent sur ces nouveaux polymères passionnants pour les projets d'assainissement de l'environnement actuels et futurs dans le domaine du traitement des eaux usées domestiques et industrielles et bien plus encore. Examinons donc les principaux avantages des polymères naturels dans le traitement de l'eau.
Sommaire :
- Polymères naturels et polymères synthétiques pour les applications industrielles
- Une plongée profonde dans le chitosane : le meilleur polymère naturel pour le traitement de l'eau
- Quels types de polymères naturels conviennent le mieux aux processus de traitement de l’eau ?
- Conclusion
Polymères naturels et polymères synthétiques pour les applications industrielles
Les polymères synthétiques proviennent souvent de produits pétrochimiques ou gaz naturel, ce qui en fait une ressource non renouvelable avec un impact négatif sur l'environnement. Mais ils sont largement utilisés dans les applications industrielles comme floculants pour éliminer les matières en suspension lors du traitement des eaux usées et sont même utilisés dans d'autres secteurs industriels, comme l'agroalimentaire, les produits pharmaceutiques, l'exploitation minière et l'industrie pétrolière et gazière.
En revanche, les polymères naturels proviennent généralement de sources végétales ou animales. Cela les rend intrinsèquement plus respectueux de l’environnement que les polymères synthétiques, ce qui constitue un élément clé pour les ingénieurs travaillant dans des applications industrielles.
Selon l'Encyclopedia Britannica, les polymères se trouvent naturellement dans les organismes vivants. La cellulose et l'amidon, ainsi que les protéines et les acides nucléiques, sont tous des exemples de types de polymères naturels. Zeoturb, un floculant bioorganique est dérivé d'un polymère naturel, celui-ci présent dans la vie marine.
Ces polymères offrent aux ingénieurs des options qui minimisent les dommages environnementaux et soutiennent la durabilité. Les biopolymères et les bioplastiques, en particulier, ont récemment suscité beaucoup d’attention et d’intérêt car ils constituent une alternative respectueuse de l’environnement.
Les avantages et les inconvénients des polymères synthétiques
Les polymères synthétiques fonctionnent bien pour aider à la séparation des solides des liquides pendant le traitement de l'eau et des eaux usées. Vous pouvez les appliquer directement à votre processus de traitement des eaux usées pour augmenter l'efficacité de la procédure ou les combiner avec d'autres approches de traitement, telles que la flottation à air dissous et l'électrocoagulation, pour accélérer la floculation et optimiser le traitement.
Cela donne aux gestionnaires d’installations et aux consultants en traitement de l’eau une approche puissante pour soutenir le traitement des eaux usées à grande échelle. Réduire les coûts de gestion des boues et du processus de coagulation lui-même, permettant aux stations d'épuration de rejeter ou de réutiliser de l'eau propre dans d'autres opérations industrielles.
Bien que polymères synthétiques travailler pour atteindre ces objectifs de traitement, ils présentent plusieurs inconvénients.
Un problème important est la toxicité. Pour qu’une opération de traitement de l’eau ou des eaux usées puisse éliminer de manière sûre et responsable les boues séparées dans son installation, elle doit respecter des directives environnementales strictes. Cela signifie que l’installation doit gérer avec soin la composition des boues qu’elle produit. Les floculants polymères synthétiques peuvent augmenter la toxicité des boues, ce qui compromettra leur élimination en toute sécurité et augmentera les coûts d'exploitation, ce qui pourrait nuire aux opérations de l'usine.
Un autre problème critique est le coût. Ils peuvent être assez coûteux, en particulier pour les petites opérations qui recherchent une option de traitement globalement rentable.
En quoi les polymères naturels constituent-ils un choix plus durable ?
L'utilisation de polymères naturels dans le traitement de l'eau offre plus qu'un avantage en termes de minimisation des problèmes de toxicité et d'offre d'une option respectueuse de l'environnement. Naturel polymères de traitement de l'eau présentent un autre avantage clé : un approvisionnement en matériaux durables, souvent via des matériaux facilement renouvelables. Cela évite également d’utiliser des produits chimiques qui pourraient finir par contaminer l’environnement.
Lors d'un examen des candidatures, de Journal des sciences et de l'ingénierie pétrolières en 2018, des scientifiques ont noté : « Dans les opérations de l'industrie pétrolière et gazière, du tartre peut se développer au sein des équipements de production pétrolière, à la fois en surface et sous terre, ce qui peut entraîner des « dommages à la formation, une perte de production, des réductions de pression et une défaillance prématurée des équipements de fond de trou ». '. « Pour remédier à ces problèmes, de nombreuses recherches sont menées sur les applications respectueuses de l'environnement des polymères et des biocides.
Des biopolymères tels que « la gomme guar, la gomme xanthane, l'amidon, les dérivés de cellulose, les polyacides aminés et la chitine » sont envisagés pour une utilisation à grande échelle, ainsi que « l'alginate de sodium, la carboxyméthylcellulose de sodium et l'acide polyaspartique » (Shunxiang et al. .). Les applications potentielles s’étendent cependant au-delà des eaux usées industrielles. Ces mêmes matériaux sont désormais appliqués à la biomédecine et à l'administration de médicaments, entre autres applications (Baranwal et al.).
Une plongée profonde dans Zeoturb : le meilleur polymère naturel de traitement de l’eau
L'un des polymères naturels les plus utilisés dans le processus de traitement des eaux usées est le Zeoturb, dérivé d'un biopolymère floculant cationique naturel provenant de la vie marine. Ce polymère naturel spécifique est issu de la vie marine renouvelable. Cela nous donne une ressource facilement renouvelable à partir de sources de matériaux durables pour des applications environnementales.
Pourquoi Zeoturb est-il un agent de traitement si puissant ?
Un grand intérêt scientifique et commercial s'est développé autour de ce matériau unique et durable, et des recherches sont également en cours sur les nombreux avantages clés des polymères naturels dans les processus de traitement de l'eau. Par exemple, les polymères naturels comme Zeoturb sont particulièrement efficaces pour aider à l’élimination des matières organiques et des métaux traces. \
En tant que consultant en environnement, gestionnaire d'installations ou ingénieur en développement durable, vous souhaitez bénéficier de cet avantage, car les flux de traitement des eaux et des eaux usées industrielles et civiles contiennent souvent des matières organiques provenant de déchets végétaux ou de sources animales.
En effet, ces propriétés chimiques spécifiques lui permettent d’améliorer la coagulation des particules et de neutraliser les matières en suspension. C'est aussi en cours d'évaluation comme méthode de remédiation la pollution plastique, comme alternative au rejet des plastiques indésirables dans les décharges.
L’un des principaux attributs de ce matériau réside dans ses chaînes moléculaires chargées positivement. Lorsqu'elle est appliquée à des eaux usées contenant une grande quantité de composés et de matériaux organiques, la charge opposée amène ces solides à être attirés vers ce polymère naturel et à s'agglutiner. Cela forme le flocage familier, qui se dépose hors suspension plus rapidement et plus efficacement que sans traitement.
La structure naturelle du polymère contribue également à accélérer le traitement, car la structure à longue chaîne peut envelopper efficacement les solides en suspension dans l'eau et les eaux usées, les encapsuler et s'y lier afin de former des flocs bien définis. Une fois liées et enveloppées par la structure polymère, ces particules perdent leur charge et floculent les unes avec les autres en amas plus gros.
Quels types de polymères naturels conviennent le mieux aux processus de traitement de l’eau ?
Les polymères naturels sont de plus en plus utilisés dans les procédés de traitement de l’eau en raison de leur biodégradabilité, de leur faible toxicité et de leur efficacité. Voici quelques-uns des meilleurs polymères naturels pour le traitement de l’eau :
Zeoturb: Dérivé d'un sous-produit de la vie marine, Zeoturb est un polymère bio-organique durable produit utilisé dans les processus de coagulation et de floculation. Il peut réduire/éliminer les traces de métaux lourds, de colorants, d'algues, de matières en suspension et de polluants organiques.
Polymères à base d'amidon: L'amidon peut être modifié pour créer des floculants efficaces. Ces polymères sont biodégradables et peuvent provenir de diverses plantes, ce qui les rend durables.
Alginate: Extrait de souches spécifiques d'algues, l'alginate possède d'excellentes propriétés gélifiantes. Il est utilisé dans le traitement de l’eau pour sa capacité à réduire les traces de métaux lourds et autres contaminants.
Gomme de guar: Provenant de fèves de guar, la gomme de guar est utilisée comme floculant en raison de sa viscosité élevée et de sa capacité à former des gels. Il est efficace pour éliminer la turbidité et autres particules en suspension et améliore la déshydratation des boues.
Gomme de xanthane: Produite par la fermentation du glucose ou du saccharose par la bactérie Xanthomonas campestris, la gomme xanthane est utilisée comme épaississant et floculant. Il contribue à l'élimination des matières en suspension et améliore également la déshydratation des boues.
Dérivés cellulosiques: La cellulose modifiée, telle que la carboxyméthylcellulose (CMC) et l'hydroxyéthylcellulose (HEC), est utilisée pour sa capacité à se lier aux contaminants et à faciliter leur élimination de l'eau.
de pectine: Présente de manière durable dans les parois cellulaires des fruits, la pectine est efficace pour coaguler et floculer les contaminants, ce qui la rend utile dans les processus de purification de l'eau.
Ces polymères naturels sont sélectionnés en fonction de leur disponibilité, de leur rentabilité et de leurs propriétés spécifiques qui les rendent adaptés à différentes applications de traitement de l'eau.
Les polymères organiques indiqués améliorent la qualité de l'eau et éliminent les solides présents dans les processus de traitement de l'eau et des eaux usées.
Table Zeoturb : avantages et modifications
Le tableau des biopolymères Zeoturb suivant met en évidence certaines variantes populaires ainsi que les principaux avantages de ces polymères naturels dans le traitement de l'eau.
Pour faciliter la navigation dans les informations, nous avons divisé chaque application chimique en quatre grandes catégories : métaux lourds, minéraux, composés organiques et polluants divers, ainsi que des techniques d'optimisation.
Il est important de se rappeler que l'utilisation de la floculation de biopolymères naturels n'est qu'une stratégie de traitement possible et n'est utilisée que pour faciliter l'élimination des contaminants.
Ces biopolymères travaillent en synergie pour accélérer et soutenir un plan complet de traitement des eaux usées. Pour obtenir une élimination optimale, vous devez consulter une entreprise de traitement, effectuer les tests appropriés et utiliser des stratégies supplémentaires d'optimisation des processus de traitement des eaux usées.
| Polluants éliminés | Modification ou amélioration chimique | Demande de traitement ou bénéfice |
|---|---|---|
| Cadmium (Cd(II)) | Haut degré de substitution | Traitement des eaux usées produites par l’industrie minière et lourde. |
| Plomb (Pb (II)), cuivre (Cu(II)) et zinc (Zn(II)) | Ajout de groupes carboxyméthyles. | Traite la pollution par les métaux lourds présente dans les mines et l'industrie lourde processus de traitement eaux. |
| Uranium (U) | Ajouts de chaînes latérales hydroxylées. | Traitement de la pollution aux métaux lourds présente dans l’énergie nucléaire processus de traitement eaux et celles associées aux projets d’extraction minière. |
| Mercure (Hg (II)) | Ajouts de chaînes latérales hydroxylées. | Traitement de la contamination par les métaux lourds provenant des opérations d'extraction d'or et des établissements de soins dentaires, bien que certains établissements dentaires préfèrent une technique d'amalgamation au mercure pour les obturations dentaires, et les dentistes ont été encouragés à utiliser une alternative (Agence américaine de protection de l'environnement). |
| Nitrates et phosphates | Zeoturb sans amélioration | Réduit l’excès d’engrais en agriculture processus de traitement. Réduit la charge d'azote dans les eaux usées municipales provenant des eaux usées et des déchets humains. |
| Colorants | Ajouter des chaînes latérales d’éthylèneamine (EA) | Aide à réduire la contamination des couleurs dans traitement à base de plantes eau de prise. Réduit le besoin de dosage excessif de chlore. |
| PFAS (« Forever Chemicals »), micro et nanoplastiques | Zeoturb sans amélioration | Atténue la contamination par les substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS) et soutient les efforts de nettoyage de la pollution plastique dans les cours d'eau, processus de traitement, le sol et les sites d'enfouissement. |
FAQ sur les principaux avantages des polymères naturels dans le traitement de l'eau
Pourquoi les polymères sont-ils importants dans le traitement de l’eau ?
Les polymères aident à séparer les solides des composants liquides des eaux usées industrielles et domestiques, ce qui rend le traitement beaucoup plus facile, plus sûr, plus durable et plus rentable. Il aide à rassembler ces minuscules solides, souvent invisibles à l’œil nu, en amas plus gros, ou flocs, grâce à une réaction chimique qui modifie la charge.
Pour y parvenir le plus efficacement possible, les spécialistes du traitement de l'eau peuvent combiner des floculants polymères avec un coagulant qui rassemble ces flocs en une masse de boues plus dense, selon les besoins.
Quels sont les avantages des polymères naturels ?
Le principal avantage est un impact moindre sur l’environnement : les polymères naturels proviennent de sources de matériaux renouvelables et durables comme les plantes ou les déchets animaux (Jensen). Ils ne proviennent pas de produits pétroliers ou gaziers comme les polymères synthétiques conventionnels.
Ils n’ont donc pas le bagage environnemental de la pétrochimie. Une autre chose importante à considérer : même si les polymères synthétiques finissent par se décomposer dans le sol ou dans les installations de traitement de l’eau, cela prend beaucoup plus de temps que leurs homologues plus naturels. De plus, les résidus potentiellement dangereux des polymères synthétiques peuvent nuire à l’environnement.
Pourquoi les polymères naturels sont-ils meilleurs que les polymères synthétiques ?
La principale différence est la durabilité (Hagemann), car ils se décomposent ou se dégradent beaucoup plus rapidement. Les produits de décomposition sont beaucoup moins dangereux pour la qualité de l’eau et plus sains pour les organismes qui pourraient entrer en contact avec eux. Pour les exploitants d’installations ou les gestionnaires d’usines utilisant des polymères naturels pour le traitement de l’eau, cela peut également réduire les niveaux de toxicité. Ces niveaux de toxicité sont ceux que les régulateurs utilisent lors de l’évaluation des limites des permis de rejet d’eaux usées – ce qui facilite le respect des limites du processus de traitement, améliore le succès global et réduit les risques réglementaires d’amendes.
Quel est l’avantage d’utiliser des polymères issus d’aliments naturels ?
D'origine naturelle les polymères sont originaires de de sources animales ou végétales et comprennent la lignine, certains polysaccharides, les tanins et les alginates. Ainsi, vous pouvez souvent éviter de les générer par un processus industriel et vous les procurer uniquement auprès d’entreprises recherchant une élimination rentable de ce qui pourrait autrement être considéré comme des déchets industriels.
Ce qui rend l'utilisation d'applications de polymères naturels si innovante pour les fabricants industriels, les professionnels du développement durable, les ingénieurs-conseils et les experts en environnement, c'est qu'elle réduit les déchets tout en améliorant diverses autres opérations du processus de traitement. Cet attribut de réduction des déchets a également de grandes implications pour la gestion des décharges – quelque chose que la plupart des gens ne considèrent tout simplement pas (Malik). Ce type de bioremédiation offre un énorme avantage à tout le monde.
Conclusion
De nombreuses personnes cherchent à s’éloigner des polymères. Ils sont en partie influencés par les campagnes de peur des grands médias et de l’industrie cinématographique qui ont généré un récit public rempli de désastres, de mensonges nocifs et blessants sur ces produits chimiques polyvalents, donnant aux individus, aux hommes d’affaires et même aux décideurs politiques une perspective erronée.
Incorporer polymères naturels dans vos processus de traitement de l’eau améliore non seulement l’efficacité, mais réduit également considérablement l’impact environnemental. Contrairement aux polymères synthétiques conventionnels dérivés de produits pétroliers, les polymères naturels offrent une alternative durable et écologique. Ils sont biodégradables, moins toxiques et proviennent souvent de matériaux renouvelables, ce qui les rend idéaux pour diverses applications industrielles.
Genesis Water Technologies est à l'avant-garde de l'utilisation de ces polymères naturels innovants pour révolutionner le traitement de l'eau et des eaux usées. Notre expertise en solutions durables garantit que vos opérations sont à la fois efficaces et respectueuses de l’environnement.
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