À mesure que la recherche progresse, la technologie de traitement des eaux usées industrielles par microélectrolyse fer-carbone gagne en maturité. Cette technologie s'impose de plus en plus dans le traitement des eaux usées industrielles récalcitrantes et trouve de nombreuses applications dans la pratique de l'ingénierie.
Le principe de la microélectrolyse est relativement simple : il exploite la corrosion des métaux pour créer des cellules électrochimiques destinées au traitement des eaux usées. Cette méthode utilise des déchets de fer comme matières premières, ne nécessitant aucune consommation d’électricité et illustrant ainsi le concept de « traitement des déchets par les déchets ». Plus précisément, dans la colonne électrolytique interne du procédé de microélectrolyse, des matériaux tels que des déchets de fer et du charbon actif sont souvent utilisés comme charges. Par des réactions chimiques, des ions Fe²⁺ fortement réducteurs sont générés, capables de réduire certains composés des eaux usées possédant des propriétés oxydantes.
De plus, l'hydroxyde de fer (Fe(OH)₂) peut être utilisé pour la coagulation dans le traitement de l'eau, et le charbon actif possède des propriétés d'adsorption, éliminant efficacement les composés organiques et les micro-organismes. Ainsi, la microélectrolyse repose sur la génération d'un faible courant électrique à travers une cellule électrochimique fer-carbone, stimulant la croissance et le métabolisme des micro-organismes. Le principal avantage de cette méthode de traitement de l'eau par électrolyse interne est qu'elle ne consomme pas d'énergie et permet d'éliminer simultanément divers polluants et la coloration des eaux usées, tout en améliorant la biodégradabilité des substances récalcitrantes. La technologie de traitement de l'eau par microélectrolyse est généralement utilisée comme prétraitement ou méthode complémentaire, en association avec d'autres techniques de traitement, afin d'améliorer la traitabilité et la biodégradabilité des eaux usées. Cependant, elle présente également des inconvénients, notamment une cinétique de réaction relativement lente, le risque d'obstruction du réacteur et les difficultés rencontrées lors du traitement d'eaux usées fortement concentrées.
Initialement, la technologie de microélectrolyse fer-carbone a été appliquée au traitement des eaux usées de teinture et d'impression, avec des résultats positifs. Par la suite, des recherches et des applications approfondies ont été menées pour le traitement des eaux usées riches en matières organiques issues des industries papetière, pharmaceutique, de cokéfaction, des eaux usées organiques à forte salinité, de la galvanoplastie, de la pétrochimie, des eaux usées contenant des pesticides, ainsi que des eaux usées contenant de l'arsenic et du cyanure. Dans le traitement des eaux usées organiques, la microélectrolyse permet non seulement d'éliminer les composés organiques, mais aussi de réduire la DCO et d'améliorer la biodégradabilité. Elle facilite l'élimination des groupements oxydants des composés organiques par adsorption, coagulation, chélation et électrodéposition, créant ainsi des conditions favorables aux étapes de traitement ultérieures.
En pratique, la microélectrolyse fer-carbone présente des avantages significatifs et des perspectives prometteuses. Toutefois, des problèmes tels que l'encrassement et la régulation du pH limitent le développement de ce procédé. Les spécialistes de l'environnement doivent poursuivre les recherches afin de créer des conditions plus favorables à l'application de cette technologie au traitement des eaux usées industrielles à grande échelle.
Date de publication : 7 septembre 2023
