Avec la poursuite de l’explosion démographique et l’augmentation de l’industrialisation, les besoins en eau devraient augmenter de 400 % d’ici la fin de 2050. Le besoin pressant de rendre les eaux usées traitées réutilisables à des fins industrielles et domestiques a continué d’alimenter le besoin de systèmes plus efficaces et plus efficaces. méthodes de traitement respectueuses de l’environnement.
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La plupart des méthodes conventionnelles de traitement des eaux usées, telles que la floculation et la coagulation, utilisent des produits chimiques tels que le chlorure d’aluminium et les polyélectrolytes. Cette approche de traitement physico-chimique génère une énorme quantité de boues qui constitue une nuisance environnementale. En outre, la plupart des pays développés et en développement ont des réglementations strictes sur la gestion des effluents industriels et domestiques.
Des progrès significatifs ont été réalisés au fil des ans, comme cela a été rapporté dans de nombreuses études. La précipitation chimique, la nanofiltration, le mécanisme de traitement des algues, l’osmose inverse, l’échange d’ions, l’ultrafiltration et les méthodes de biosorption font partie des méthodes de traitement des eaux usées les plus récentes qui ont été utilisées récemment. Dans les sections suivantes, nous allons explorer certaines de ces tendances émergentes.
Progrès récents dans les méthodes modernes de traitement des eaux usées
Au cours des dernières années, plusieurs études ont examiné les mécanismes de traitement des eaux usées, et de nombreuses méthodes ont été utilisées avec succès à l’échelle industrielle pour décontaminer les effluents. En 2018, le Journal of Water a fait le point sur les méthodes actuelles développées pour le traitement des eaux usées. L’étude portait principalement sur les opérations de traitement membranaire et a révélé que les odeurs nauséabondes constituaient le défi majeur du traitement membranaire des eaux usées.
Dans une autre étude publiée dans le Journal of Environmental Technology Reviews, les auteurs ont exploré la possibilité d’un traitement des eaux usées à l’aide de piles à combustible microbiennes (MFC). Cette méthode présente l’avantage unique d’utiliser des micro-organismes dans les eaux usées pour générer de l’énergie afin de piloter des processus industriels et, dans le même ordre d’idées, de décontaminer les eaux usées. Dans cette méthode, les substances organiques sont oxydées par les micro-organismes dans les eaux usées. Cela provoque le flux d’électrons, qui génère de l’énergie électrique. Parmi tous les substrats utilisés pour alimenter la production d’électricité des MFC, les eaux usées se sont avérées les plus durables, en raison de leur constituant organique correct et de leur faible coût.
Divers types de bactéries exoélectrogènes dans les eaux usées peuvent oxyder la matière organique et transférer des électrons à l’anode de la pile à combustible sans médiateurs. Lors de l’oxydation de la matière organique, les micro-organismes sont réduits et peuvent ensuite être éliminés par d’autres procédés de filtration.
Dans une étude publiée dans l’International Journal of Engineering Research and Technology en 2021, les auteurs ont passé en revue de nombreuses avancées dans le traitement des eaux usées. Ces études ont porté sur la nanofiltration, les mécanismes de traitement des algues et les méthodes de biosorption. La méthode de nanofiltration est un procédé de filtration membranaire. Le principe de base impliqué dans cette méthode est l’exploitation de la capacité des agents de liaison à provoquer la formation de complexes cationiques de métaux lourds. Les complexes formés sont un produit des métaux lourds et des particules coagulées dans les eaux usées. La formation de liaison augmente le poids moléculaire; par conséquent, la taille des contaminants devient plus grande que le pore de la membrane utilisée pour la séparation.
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Le principal avantage de la technique de nanofiltration comprend un faible besoin en énergie, une sélectivité de séparation élevée et une cinétique de réaction rapide. Ces avantages, associés à la souplesse de préparation et à la variété des matières premières pouvant être utilisées pour la nanofiltration, devraient accroître son utilisation pour le traitement des eaux usées à l’avenir.
Le mécanisme de traitement des algues a été largement utilisé au cours des cinq dernières décennies. Il est basé sur le principe que les micro-organismes peuvent éliminer les substances toxiques telles que le zinc, le sélénium et l’arsenic dans un environnement aquatique. Ils y parviennent en se nourrissant voracement et en accumulant ces matériaux à l’intérieur d’eux. De nombreuses algues, telles que Spirogyra, peuvent accumuler des matières radioactives.
Ainsi, ils peuvent être efficacement utilisés pour traiter les effluents de divers procédés industriels. Le principal avantage du traitement des eaux usées par les algues est sa nature respectueuse de l’environnement. Ce type de nettoyage à l’eau est organique et la méthode de nettoyage à l’eau la plus compatible avec l’environnement étant donné qu’il n’introduit aucun corps étranger dans l’environnement. C’est aussi un moyen très efficace de nourrir les micro-organismes pour assurer leur survie continue et leur contribution à la durabilité de l’écosystème. La méthode a également l’avantage d’être très peu coûteuse à exécuter avec des matières premières abondantes.
La biosorption est un processus physico-chimique qui se produit naturellement dans certaines biomasses, lui permettant de se concentrer passivement et de lier les contaminants des eaux usées à sa structure cellulaire. Dans cette méthode, les matériaux biologiques accumulent les métaux lourds des eaux usées par une voie d’absorption à médiation métabolique. L’un des avantages significatifs de cette méthode est qu’elle ne nécessite pas d’apport d’énergie. Cependant, le nombre de contaminants qu’un solvant peut éliminer dépend de l’équilibre cinétique et de la composition de la surface du sorbant cellulaire lorsque les contaminants sont adsorbés sur la structure cellulaire.
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Référence et lectures complémentaires
Anastosios, ZI, Ioannis, AK, (2019). Progrès récents dans le traitement de l’eau et des eaux usées, en mettant l’accent sur les opérations de traitement par membrane. Le Journal de l’eau, volume 11, numéro 45. https://www.mdpi.com/2073-4441/11/1/45
Marzieh, A., Mehrdad, F., Azam, J., David, B. (2015). Facteurs efficaces sur la performance des piles à combustible microbiennes dans le traitement des eaux usées – une revue. Journal des revues de technologie environnementale. CP : 2162 – 2523. https://dx.doi.org/10.1080/09593330.2015.1077896
Jayalekshmi, SJ, Minnu, B., Jithin, S., Muhammad, A. (2021). Technologies de traitement des eaux usées : un examen. Journal international de la recherche et de la technologie en ingénierie (2021). Volume 9, Numéro 9. PP : 2278 – 2281.
En ligneMathuriya A., S. (2013). Sélection d’inoculum pour améliorer les performances d’une pile à combustible microbienne pour la production d’électricité pendant le traitement des eaux usées. Journal de technologie environnementale. Volume 34. PP : 1957 – 1964. https://www.researchgate.net/publication/259385211_Inoculum_selection_to_enhance_performance_of_a_microbial_fuel_cell_for_electricity_generation_during_wastewater_treatment
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