L'électrodialyse (ED) est un procédé qui utilise une membrane semi-perméable et un champ électrique continu pour transporter sélectivement les particules de solutés chargés (comme les ions) d'une solution. Ce procédé de séparation concentre, dilue, raffine et purifie les solutions en éloignant les solutés chargés de l'eau et des autres composants non chargés. L'électrodialyse est devenue une unité chimique à grande échelle et joue un rôle important dans la technologie de séparation membranaire. Elle trouve de nombreuses applications dans des secteurs tels que le dessalement chimique, le dessalement de l'eau de mer, l'industrie agroalimentaire et pharmaceutique, ainsi que le traitement des eaux usées. Dans certaines régions, elle est devenue la principale méthode de production d'eau potable. Elle offre des avantages tels qu'une faible consommation d'énergie, des avantages économiques importants, un prétraitement simple, des équipements durables, une conception flexible du système, une exploitation et une maintenance aisées, un procédé propre, une faible consommation de produits chimiques, une pollution environnementale minimale, une longue durée de vie des appareils et des taux de récupération d'eau élevés (généralement compris entre 65 et 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 à 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 autres substances des eaux usées, permettant ainsi la récupération et la réutilisation de l'eau et de ressources précieuses, tout en réduisant la pollution et les émissions. Des études ont montré que l'électrodialyse permet de récupérer le cuivre, le zinc et même d'oxyder le Cr3+ en Cr6+ lors du traitement des solutions de passivation dans le processus 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 des 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 l'absence de rejet. L'électrodialyse peut également être utilisée pour traiter les eaux usées alcalines et organiques.
Des recherches menées au Laboratoire national de contrôle de la pollution et de réutilisation des ressources en Chine ont étudié le traitement des eaux usées de lavage alcalin contenant des gaz résiduaires de chloration de l'époxypropane par électrolyse à membrane échangeuse d'ions. Avec une tension d'électrolyse de 5,0 V et un temps de circulation de 3 heures, le taux d'élimination de la DCO des eaux usées a atteint 78 % et le taux de récupération des alcalins a atteint 73,55 %, constituant un prétraitement efficace pour les unités biochimiques ultérieures. La technologie d'électrodialyse a également été utilisée par la Shandong Luhua Petrochemical Company pour traiter les eaux usées à forte concentration d'acides organiques complexes, avec des concentrations allant de 3 % à 15 %. Cette méthode ne produit aucun résidu ni pollution secondaire, et la solution concentrée obtenue contient 20 % à 40 % d'acide, recyclable et traitable, réduisant ainsi la teneur en acide des eaux usées à 0,05 % à 0,3 %. De plus, Sinopec Sichuan Petrochemical Company a utilisé un dispositif d'électrodialyse spécialisé pour traiter les eaux usées de condensation, atteignant une capacité de traitement maximale de 36 t/h, avec une teneur en nitrate d'ammonium dans l'eau concentrée dépassant 20 % et un taux de récupération de plus de 96 %. L'eau douce traitée présentait une fraction massique d'azote ammoniacal ≤ 40 mg/L, conforme aux normes environnementales.
Date de publication : 07/09/2023
