L'électrodialyse (ED) est un procédé qui utilise une membrane semi-perméable et un champ électrique continu pour transporter sélectivement les particules de soluté chargées (comme les ions) d'une solution. Ce procédé de séparation concentre, dilue, affine et purifie les solutions en séparant les solutés chargés de l'eau et des autres composants non chargés. L'électrodialyse est devenue une opération unitaire chimique à grande échelle et joue un rôle important dans les technologies de séparation membranaire. Elle trouve de nombreuses applications dans des secteurs tels que le dessalement chimique, le dessalement d'eau de mer, l'agroalimentaire, l'industrie pharmaceutique et le traitement des eaux usées. Dans certaines régions, elle est devenue la principale méthode de production d'eau potable. Elle offre de nombreux avantages : faible consommation d'énergie, rentabilité importante, prétraitement simple, équipements durables, conception flexible, facilité d'utilisation et de maintenance, procédé propre, faible consommation de produits chimiques, pollution environnementale minimale, longue durée de vie des appareils et taux de récupération d'eau élevés (généralement de 65 % à 80 %).
Les techniques d'électrodialyse courantes comprennent l'électrodéionisation (EDI), l'inversion de l'électrodialyse (EDR), l'électrodialyse avec membranes liquides (EDLM), l'électrodialyse à haute température, l'électrodialyse de type rouleau, l'électrodialyse à membrane bipolaire et d'autres.
L'électrodialyse peut être utilisée pour le traitement de divers types d'eaux usées, notamment celles issues de la galvanoplastie et celles contaminées par des métaux lourds. Elle permet d'extraire les ions métalliques et d'autres substances des eaux usées, favorisant ainsi la récupération et la réutilisation de l'eau et de ressources précieuses tout en réduisant la pollution et les émissions. Des études ont démontré que l'électrodialyse permet de récupérer le cuivre et le zinc, et même d'oxyder le Cr³⁺ en Cr⁶⁺ lors du traitement des solutions de passivation du procédé de production du cuivre. De plus, l'électrodialyse a été combinée à l'échange d'ions pour la récupération des métaux lourds et des acides présents dans les eaux usées de décapage acide, dans des applications industrielles. Des dispositifs d'électrodialyse spécialement conçus, utilisant des résines échangeuses d'anions et de cations comme charges, ont été utilisés pour traiter les eaux usées contenant des métaux lourds, permettant un recyclage en circuit fermé et un rejet zéro. L'électrodialyse peut également être appliquée au traitement des eaux usées alcalines et organiques.
Des recherches menées au Laboratoire national clé de contrôle de la pollution et de réutilisation des ressources en Chine ont porté sur le traitement des eaux usées de lavage alcalin contenant des gaz résiduaires de chloration époxy-propane par électrolyse à membrane échangeuse d'ions. Sous une tension d'électrolyse de 5,0 V et une durée de circulation de 3 heures, le taux d'élimination de la DCO des eaux usées a atteint 78 %, et le taux de récupération de l'alcali 73,55 %, constituant ainsi un prétraitement efficace pour les unités biochimiques suivantes. La technologie d'électrodialyse a également été utilisée par la société Shandong Luhua Petrochemical pour traiter des eaux usées à forte concentration d'acides organiques complexes (de 3 % à 15 %). Cette méthode ne génère ni résidus ni pollution secondaire, et la solution concentrée obtenue, contenant de 20 % à 40 % d'acide, peut être recyclée et traitée, réduisant ainsi la teneur en acide des eaux usées à 0,05 % à 0,3 %. Par ailleurs, la société Sinopec Sichuan Petrochemical a utilisé un dispositif d'électrodialyse spécialisé pour traiter les eaux usées de condensation, atteignant une capacité de traitement maximale de 36 t/h. La teneur en nitrate d'ammonium dans l'eau concentrée a dépassé 20 %, et le taux de récupération a été supérieur à 96 %. L'eau douce traitée présentait une fraction massique d'azote ammoniacal ≤ 40 mg/L, conforme aux normes environnementales.
Date de publication : 7 septembre 2023
