L'eau du robinet bouillie dégage toujours une odeur de désinfectant indescriptible, tandis que la nouvelle cartouche filtrante de votre purificateur d'eau commence à émettre des odeurs étranges au bout de trois mois seulement. Parfois, des odeurs chimiques s'échappent des rivières en été, et les reportages révèlent fréquemment une contamination organique et la détection d'antibiotiques dans les sources d'eau. Ces incidents vous font hésiter lorsque vous tenez un verre d'eau : combien d'« ennemis » invisibles se cachent dans l'eau que nous buvons et utilisons chaque jour ? Vous ne savez peut-être pas que les processus conventionnels de traitement de l'eau du robinet (coagulation, sédimentation, filtration et désinfection au chlore) peuvent traiter la plupart des sédiments, des bactéries et des polluants courants. Mais lorsqu’il s’agit de « molécules tenaces » comme les résidus de pesticides, les antibiotiques, les perturbateurs endocriniens et les sous-produits de désinfection, ces méthodes vieilles d’un siècle ne suffisent pas. Une désinfection régulière au chlore peut tuer les bactéries, mais lutte contre ces composés organiques à petites molécules chimiquement stables, dont certains réagissent même avec le chlore pour former des sous-produits plus toxiques. L’ébullition élimine uniquement les micro-organismes et est largement inefficace contre les polluants chimiques. Bien que votre membrane d’osmose inverse RO puisse les filtrer, le coût élevé des cartouches, les taux élevés d’eaux usées et la perte de minéraux bénéfiques dans l’eau la rendent peu pratique. Sans oublier que les stations d’épuration urbaines et les installations de traitement des eaux usées industrielles traitent quotidiennement des dizaines de milliers de tonnes d’eau : peut-on vraiment compter uniquement sur des membranes d’osmose inverse ? **Publicité** Postgraduate en cours d'emploi (2026) Nouvelle vue sur l'éducation aux connaissances Après des décennies de recherche, les scientifiques de l'environnement ont finalement découvert une arme de pointe contre ces « toxines persistantes » : la technologie catalytique de l'ozone. Aujourd’hui, nous allons détailler cette solution environnementale apparemment de haute technologie dans un langage simple. **1. Rencontrez l'acteur vedette : L'ozone : plus qu'une simple odeur d'armoire de désinfection** Lorsque vous entendez « ozone », pensez-vous immédiatement aux alertes estivales de pollution par l'ozone ou à l'odeur métallique particulière de votre armoire de désinfection ? Ce gaz « notoire » est en réalité un véritable « moteur de désinfection et d’oxydation » dans le traitement de l’eau. **1.1 Qu'est-ce que l'ozone exactement ?** L'ozone a la formule chimique O₃ : essentiellement un seul atome d'oxygène supplémentaire par rapport à l'O₂ que nous respirons. Ne sous-estimez pas cet atome supplémentaire ; il rend l'ozone exceptionnellement réactif : sujet à la décomposition à température ambiante et « attaquant » activement de nombreux composés organiques, avec un pouvoir d'oxydation deux fois supérieur à celui du chlore. Dès le début du XXe siècle, les villes européennes ont commencé à utiliser l’ozone pour désinfecter l’eau du robinet. Il tue les bactéries des dizaines de fois plus rapidement que le chlore, évite l’odeur désagréable du chlore et cible efficacement les microbes résistants au chlore comme le cryptosporidium et le giardia. Mais alors que les scientifiques continuaient à l'utiliser, ils ont découvert un « bug » dans l'ozone.
• Le premier problème est celui de la « sélectivité » : l'oxydation de l'ozone est sélective. Lorsqu’il est en contact avec des phénols, des pesticides, des antibiotiques et d’autres composés organiques structurellement stables, il s’oxyde lentement ou ne peut décomposer que les grosses molécules en molécules plus petites, sans les convertir complètement en dioxyde de carbone et en eau. Ces produits intermédiaires peuvent même être plus toxiques que les polluants d'origine. • Le deuxième problème est celui des « déchets » : l'ozone est très instable dans l'eau et se décompose en oxygène en quelques minutes à température ambiante. Une grande partie s'échappe avant de réagir avec les polluants, ce qui nécessite plusieurs grammes d'ozone pour traiter une tonne d'eau, ce qui fait grimper les coûts d'électricité et entraîne des dépenses de traitement alarmantes. À ce stade, quelqu’un pourrait se demander : pourrions-nous donner à l’ozone une « aide » pour le faire réagir plus rapidement, de manière plus approfondie et sans gaspillage ? Cette aide est le catalyseur. 1.2 Augmentation de l’ozone : qu’est-ce que la technologie avancée d’oxydation ? Ici, nous devons expliquer un concept clé des sciences de l’environnement : la technologie avancée d’oxydation. En termes simples, les techniques d'oxydation conventionnelles (telles que la chloration ou l'injection d'ozone) s'appuient sur l'oxydant lui-même pour traiter les polluants, tandis que le cœur de la technologie d'oxydation avancée consiste à générer un « super oxydant » appelé radicaux hydroxyles (·OH) par diverses méthodes. Quelle est la puissance des radicaux hydroxyles ? Leur capacité d’oxydation est deux fois plus forte que celle de l’ozone, ce qui les rend quasiment « non sélectifs ». Ils peuvent directement décomposer les composés organiques de n'importe quelle structure en dioxyde de carbone et en eau, avec des vitesses de réaction jusqu'à 10⁶ à 10⁹ fois plus rapides que l'ozone, ne laissant aucune chance à la formation de produits intermédiaires. La technologie catalytique de l'ozone dont nous discutons aujourd'hui est l'une des applications les plus prometteuses de la technologie avancée d'oxydation : elle utilise des catalyseurs pour accélérer et améliorer la décomposition de l'ozone en radicaux hydroxyles tout en concentrant les polluants pour des réactions plus efficaces. C'est comme donner à l'ozone une « aide à la visée » et une « augmentation des dégâts », comblant parfaitement toutes les lacunes de l'oxydation conventionnelle de l'ozone. II. La « querelle d'école » de la technologie de l'ozone catalytique : homogène ou hétérogène Basée sur la forme des catalyseurs, la technologie de l'ozone catalytique est actuellement divisée en deux « écoles » : l'ozonation catalytique homogène et l'ozonation catalytique hétérogène. La différence entre ces écoles se résume à savoir si le catalyseur peut être séparé de l'eau. 2.1 Catalyse homogène : origines précoces, capacités fortes, mais défauts fatals « Homogène » signifie que le catalyseur et l'eau sont dans la même phase, généralement obtenu en ajoutant des ions métalliques solubles (par exemple, des ions fer ou manganèse) à l'eau. Ces ions se dissolvent uniformément, assurant un contact total avec l'ozone et les polluants, ce qui entraîne une activité catalytique exceptionnellement élevée et des mécanismes de réaction bien définis. Cela rend la recherche et le développement particulièrement pratiques pour les scientifiques. Cependant, les inconvénients de cette technologie sont trop fatals : • Le catalyseur est mélangé à l'eau et ne peut être récupéré après la réaction, le rendant inutilisable une fois parti. Traiter une tonne d’eau nécessite d’ajouter plusieurs centaines de grammes de catalyseur, ce qui rend le coût prohibitif. • Ces ions métalliques restent dans l'eau, qui était initialement destinée à traiter les eaux usées pour la protection de l'environnement, mais qui provoque en revanche une pollution secondaire par les métaux lourds. Des processus supplémentaires sont alors nécessaires pour éliminer les métaux, ce qui rend l’effort contre-productif. Ainsi, la catalyse homogène est désormais largement confinée à la recherche en laboratoire, tandis que la catalyse hétérogène reste la seule option viable pour les applications à grande échelle.
2.2 Catalyse multiphase : Étoile montante, la solution pratique optimale « Multiphase » signifie que le catalyseur est un solide et dans un état de phase différent de l'eau et de l'ozone. Pendant la réaction, le catalyseur solide est rempli dans la cuve de réaction. Les eaux usées s'écoulent, l'ozone remonte du fond du réservoir et les trois phases réagissent à la surface du catalyseur. Après la réaction, l'eau s'écoule directement, tandis que le catalyseur reste dans le réservoir et peut être réutilisé pendant plusieurs années. Les trois avantages majeurs de la catalyse hétérogène sont : • Le catalyseur est solide et ne coule pas dans l'eau, il n'y a pas de pollution secondaire et aucun traitement supplémentaire n'est nécessaire ; Le catalyseur n'a pas besoin d'être ajouté à chaque fois et peut être utilisé pendant 3 à 5 ans avec un temps de chargement. Le coût de fonctionnement est inférieur au dixième de celui d'une catalyse homogène ; Le processus de réaction est simple, il suffit de remplir le réservoir d'oxydation d'ozone traditionnel avec un catalyseur, et la transformation de l'ancien processus est également particulièrement pratique. Il n’est pas étonnant que les communautés de recherche et d’ingénierie considèrent désormais l’ozone catalytique multiphase comme la technologie de base de la prochaine génération de traitement de l’eau. 3, Le « super pouvoir » des catalyseurs : Trois activités uniques qui décuplent l’efficacité de l’ozone. Beaucoup de gens peuvent être curieux : ne s'agit-il pas simplement d'ajouter des matériaux solides à la piscine ? Comment pouvons-nous doubler l’efficacité de l’ozone ? En fait, ces catalyseurs solides en apparence discrets possèdent tous des « super pouvoirs », qui peuvent se résumer en trois compétences principales. Première astuce : agir comme un « filet d’adsorption » pour rassembler les polluants autour de soi. De nombreux catalyseurs eux-mêmes possèdent de nombreux micropores, avec une surface spécifique particulièrement importante. La surface d’un gramme de catalyseur peut s’étendre à plusieurs terrains de basket. Lorsque les eaux usées s'écoulent, la matière organique présente dans l'eau sera adsorbée à la surface du catalyseur, comme un grand filet attrapant tous les polluants environnants, avec une concentration des dizaines de fois supérieure à celle de l'eau. Pensez-y, l'ozone flottait dans l'eau et se déversait s'il n'entrait pas en contact avec des polluants. Maintenant que les polluants s’accumulent à la surface des catalyseurs, l’ozone peut entrer en contact avec eux et l’efficacité de la réaction augmente naturellement. Et certains composés organiques, lorsqu’ils sont combinés à des catalyseurs, affaiblissent leurs liaisons chimiques. À l'origine, l'ozone ne pouvait pas les mordre, mais maintenant, il se brise d'un seul coup, ce qui facilite l'oxydation. Astuce 2 : En tant que « décomposeur », il transforme l’ozone en radicaux hydroxyles plus puissants, ce qui constitue la fonction principale du catalyseur. Certains catalyseurs ont des sites actifs spéciaux à leur surface, et lorsque les molécules d'ozone touchent ces sites, elles sont « brisées » et décomposées en radicaux hydroxyles, qui sont des super oxydants. Par exemple, l’ozone ordinaire n’est qu’une balle ordinaire qui ne peut pénétrer que dans des cibles plus fines, mais pas dans des cibles plus épaisses ; Les catalyseurs sont comme des usines de traitement de balles, convertissant les balles à ozone ordinaires en balles perforantes qui peuvent pénétrer quelle que soit la stabilité de la matière organique. Selon les calculs de recherche, avec l'ajout de catalyseurs appropriés, la proportion d'ozone convertie en radicaux hydroxyles peut augmenter de moins de 10 % à plus de 60 %, et l'efficacité de l'oxydation peut directement augmenter plusieurs fois. Astuce 3 : « Adsorption+Activation » Double superposition buff, 1+1>2 étant le catalyseur le plus puissant, possédant souvent les deux capacités ci-dessus : tout en adsorbant les polluants environnants à sa surface, il transforme l'ozone qui passe en radicaux hydroxyles, ce qui équivaut à ouvrir un « abattoir de polluants » à la surface du catalyseur. Dès que les polluants sont capturés, ils sont oxydés par les radicaux hydroxyles qui attendent à proximité, avec une efficacité supérieure à celle de l'adsorption ou de l'activation seule.
4, Famille Catalyst : Qui est le « meilleur partenaire » pour traiter les eaux usées ?
Il existe actuellement sur le marché divers catalyseurs catalytiques d'ozone, qui semblent tous être des particules noires et grises, mais en fait, ils contiennent de nombreuses astuces. Les trois types les plus couramment utilisés actuellement sont les catalyseurs métalliques (chargés), les catalyseurs à oxyde métallique et les catalyseurs à charbon actif, chacun ayant ses propres caractéristiques et adapté à différents scénarios de qualité de l'eau.
4.1 Catégorie 1 : Catalyseurs métalliques - Installation d'un « démarreur » pour l'ozone
Ce type de catalyseur implique généralement le chargement de métaux de transition tels que le titane, le cuivre, le zinc, le fer, le nickel et le manganèse sur des supports inertes tels que l'alumine et les particules de céramique. Les électrons les plus externes des atomes métalliques sont relativement actifs et réagissent facilement avec l'ozone, le décomposant en radicaux hydroxyles.
Par exemple, de nombreuses usines de traitement des eaux usées industrielles utilisent des catalyseurs à base de fer qui chargent de l'oxyde de fer sur des particules de céramique, qui sont peu coûteux et particulièrement efficaces pour traiter les colorants azoïques et les substances phénoliques dans les eaux usées d'impression et de teinture et les eaux usées chimiques. Auparavant, l'oxydation de l'ozone prenait à elle seule 2 heures pour atteindre la norme, mais avec l'ajout de catalyseurs, elle peut être complétée en 40 minutes.
Cependant, ce type de catalyseur présente également des inconvénients : si le processus de chargement n'est pas bon, les ions métalliques ont tendance à tomber lentement dans l'eau et l'activité diminue après un ou deux ans d'utilisation. Par conséquent, les recherches actuelles portent sur la manière de « coller » fermement le métal au support et de prolonger sa durée de vie.
4.2 Deuxième catégorie : Catalyseurs à oxydes métalliques - "acteurs principaux" stables et durables
Les oxydes métalliques constituent actuellement le type de catalyseur le plus étudié et le plus largement utilisé. Les groupes hydroxyles à la surface des oxydes métalliques généraux sont les sites actifs des réactions catalytiques. Ils adsorbent les anions et les cations de l'eau par des réactions d'échange d'ions en libérant des protons et des groupes hydroxyles dans l'eau, formant ainsi des sites acides de Brønsted, qui sont généralement considérés comme les centres catalytiques des oxydes métalliques.
Les plus représentatifs sont de trois types : le dioxyde de titane (TiO ₂), l'oxyde d'aluminium (Al ₂ O3) et le dioxyde de manganèse (MnO ₂). Ils présentent à leur surface de nombreux groupes hydroxyles, qui sont les sites actifs des réactions catalytiques et sont particulièrement stables, difficiles à perdre et peuvent être utilisés sans problème pendant trois à cinq ans.
(1) Dioxyde de titane (TiO ₂) : une vieille connaissance de la photocatalyse, également compétente pour catalyser l'ozone
En parlant de dioxyde de titane, beaucoup de gens savent qu’il s’agit d’un matériau star de la photocatalyse, utilisé pour fabriquer des revêtements anti-salissures et des filtres purificateurs d’air. En fait, sa capacité à catalyser l’ozone n’est pas mauvaise du tout.
Les scientifiques ont mené des expériences en utilisant l'ozone seul pour oxyder l'acide oxalique (un acide organique particulièrement difficile à oxyder, souvent utilisé pour tester la capacité d'oxydation), avec un taux d'élimination d'environ 10 % seulement après 1 heure de réaction. Après avoir ajouté de la poudre de dioxyde de titane, le taux d'élimination peut atteindre plus de 90 % dans les mêmes conditions, se transformant presque entièrement en dioxyde de carbone et en eau. Si de la lumière ultraviolette est ajoutée, le dioxyde de titane peut également subir simultanément des réactions photocatalytiques. La synergie des deux réactions peut encore renforcer l'effet, ce qui le rend particulièrement adapté au traitement en profondeur de l'eau potable sans pollution secondaire et avec une grande sécurité.
(3) Dioxyde de manganèse (MnO₂) : le « meilleur élève » dans les oxydes de métaux de transition. Si les oxydes métalliques constituent la force principale des catalyseurs, alors le dioxyde de manganèse est le meilleur élève de la force principale. Parmi tous les oxydes de métaux de transition, son activité catalytique est largement reconnue comme la meilleure et il permet de traiter la plupart des types de composés organiques. Qu’il s’agisse de composés organiques complexes présents dans les pesticides, les antibiotiques, les colorants ou les eaux usées pharmaceutiques, il peut catalyser l’ozone pour les éliminer. De plus, le dioxyde de manganèse lui-même est bon marché et il existe déjà dans la nature une grande quantité de minerai de manganèse, facile à modifier. De nos jours, de nombreux projets de traitement des eaux usées industrielles ont commencé à utiliser des catalyseurs à base de manganèse, qui sont plus de 30 % plus efficaces que les catalyseurs traditionnels à base de fer. 4.3 Troisième catégorie : Catalyseur à charbon actif - Le charbon actif à double compétence adsorption + catalyse est plus familier à tout le monde et il est utilisé dans les purificateurs d'eau et les sacs d'élimination du formaldéhyde à la maison. Il s'agit d'un matériau carboné composé d'un mélange de petites parties cristallines et amorphes, avec un grand nombre de groupes acides ou alcalins à la surface, en particulier des groupes hydroxyle et phénolique, qui confèrent au charbon actif non seulement une capacité d'adsorption mais également une capacité catalytique. Dans le processus synergique ozone/charbon actif, l'adsorption du charbon actif accélère la conversion de l'ozone en radicaux hydroxyles, améliorant ainsi l'efficacité de l'oxydation. Cependant, le mécanisme catalytique du charbon actif est différent de celui des oxydes métalliques : la base de Lewis à la surface du charbon actif joue un rôle majeur ; L'acide de Lewis à la surface des oxydes métalliques est le site actif du processus catalytique. De plus, pour les systèmes catalytiques au charbon actif, les performances d'adsorption de la surface du charbon actif jouent un rôle important, de sorte que l'efficacité de la dégradation par oxydation de l'ozone est grandement affectée par l'acidité ou l'alcalinité du milieu. Le procédé le plus couramment utilisé actuellement est le procédé synergique ozone/charbon actif. Le charbon actif adsorbe les polluants tout en catalysant la décomposition de l'ozone en radicaux hydroxyles, et peut également adsorber l'ozone pour l'empêcher de s'échapper. Il est utilisé dans le traitement en profondeur de l'eau potable, qui permet d'éliminer les odeurs et les matières organiques sans ajout de métaux, et présente une sécurité particulièrement élevée. Cependant, le charbon actif devient saturé après une utilisation prolongée et nécessite une régénération régulière, ce qui constitue également un inconvénient mineur. Publicité Mobile Selfie Stick Selfie Live Streaming Stand Trépied télescopique Bluetooth Z8 [Cool Black] Étendu de 1 mètre + trépied stable Coupon de 30 yuans 40,9 ¥ Acheter JD
5, Nanocatalyseurs : doter les catalyseurs d'ailes de « saut de performance »
Au cours de la dernière décennie, la nanotechnologie est devenue populaire et a apporté de nouvelles avancées dans la technologie de l'ozone catalytique. Pensez-y, les réactions des catalyseurs se produisent toutes en surface. Plus les particules sont petites, plus la surface spécifique est grande, plus il y a de sites actifs en surface et naturellement plus l'efficacité catalytique est élevée.
Les catalyseurs en vrac traditionnels contiennent des particules de l'ordre du millimètre, avec une surface spécifique maximale de seulement quelques dizaines de mètres carrés par gramme, tandis que les particules des nanocatalyseurs sont de l'ordre du nanomètre, avec une surface spécifique de plusieurs centaines, voire milliers de mètres carrés par gramme. Avec des sites plusieurs fois plus actifs, l'efficacité catalytique augmente naturellement.
Il existe actuellement de nombreux nanocatalyseurs étudiés, notamment le trioxyde de cobalt (Co∝ O ₄), l'oxyde de fer (Fe ₂ O ∝), le nano dioxyde de titane (TiO ₂), le nano oxyde de zinc (ZnO), etc. Les données expérimentales montrent que l'efficacité du dioxyde de manganèse à l'échelle nanométrique pour catalyser la dégradation du phénol par l'ozone est plus de trois fois supérieure à celle du dioxyde de manganèse en vrac ordinaire, et que la consommation d'ozone peut être réduite de 40 %.
Bien entendu, les nanocatalyseurs posent désormais également un problème : les nanoparticules sont trop petites, facilement éliminées par l'eau et difficiles à récupérer. Les scientifiques travaillent désormais sur des « nanocatalyseurs chargés », qui chargent des nanoparticules sur de gros supports de particules tels que l'alumine et le charbon actif, conservant ainsi la haute activité des nanomatériaux et résolvant le problème du recyclage difficile. On estime qu’ils seront largement utilisés dans quelques années.
6, Comment l'ozone catalytique réagit-il ? Expliquez-vous clairement trois mécanismes
Beaucoup de gens peuvent se demander : comment les catalyseurs, l’ozone et les polluants réagissent-ils ensemble ? En fait, la communauté scientifique a résumé trois mécanismes réactionnels typiques, avec différents catalyseurs et qualité de l'eau suivant différents mécanismes.
Mécanisme 1 : Adsorption suivie d'oxydation
Ce mécanisme est facile à comprendre : d'une part, les polluants sont chimiquement adsorbés à la surface du catalyseur, formant des chélates de surface avec une certaine nucléophilie, ce qui équivaut à être « fixés » à la surface du catalyseur. Ensuite, l'ozone ou les radicaux hydroxyles arrivent et réagissent directement avec ces polluants fixés, les oxydant. Les produits intermédiaires après oxydation peuvent être davantage oxydés en surface ou désorbés dans la solution pour une oxydation ultérieure.
Les catalyseurs ayant une capacité d'adsorption relativement grande, tels que le charbon actif et l'alumine macroporeuse, suivent essentiellement ce mécanisme. Vous pouvez le comprendre comme un catalyseur qui « attrape » d'abord les polluants à ses côtés, puis attend que les oxydants viennent les « éliminer », pour éviter que les polluants ne circulent dans l'eau sans toucher les oxydants.
Mécanisme 2 : le catalyseur participe directement à la réaction
Dans ce mécanisme, le catalyseur n'est pas seulement un spectateur, mais participe également directement à la réaction : le catalyseur peut non seulement adsorber la matière organique, mais aussi subir directement des réactions redox avec l'ozone, produisant des métaux oxydés et des radicaux hydroxyles qui peuvent directement oxyder la matière organique.
Vous voyez, le catalyseur est en fait un « support » tout au long du processus, transférant la capacité d’oxydation de l’ozone aux polluants sans être consommé. C'est pourquoi le catalyseur peut être réutilisé à plusieurs reprises. De nombreux catalyseurs métalliques sur support et catalyseurs à oxyde métallique se conforment à ce mécanisme.
En résumé, dans les processus de réaction réels, ces trois mécanismes n’existent souvent pas seuls, et souvent deux, voire trois, se produisent simultanément, travaillant ensemble pour atteindre une telle efficacité dans la catalyse de l’ozone.
7, À quoi peut servir cette technologie ? Il existe bien plus de scénarios d’application que vous ne le pensez
En voyant cela, vous vous demanderez peut-être : cette technologie semble si puissante, où est-elle utilisée actuellement ? En fait, ce n’est pas du tout loin de nos vies. De nombreuses scènes familières sont derrière elles la présence de la technologie catalytique de l’ozone.
7.1 Traitement en profondeur de l’eau potable, rendant l’eau du robinet plus rassurante à boire
De nos jours, de nombreuses usines de traitement de l'eau nouvellement construites en Chine adoptent le processus de traitement en profondeur au charbon actif à l'ozone, et beaucoup d'entre elles sont déjà passées à la technologie catalytique de l'ozone. Le processus d'origine à l'ozone ordinaire, avec l'ajout de 3 mg/L d'ozone, avait un taux d'élimination d'environ 20 % seulement pour la matière organique. Après le passage à l'ozone catalytique, avec le même dosage, le taux d'élimination peut atteindre plus de 60 % et la génération de sous-produits de désinfection peut être réduite de 80 %. L’eau du robinet obtenue n’a pratiquement aucun goût désinfectant et peut être consommée directement sans problème.
Il existe également des sources d'eau légèrement polluées, comme celles contenant des résidus de pesticides et la détection d'antibiotiques, qui ne peuvent pas être traitées avec des procédés conventionnels. L'ajout d'une unité d'ozone catalytique peut dégrader complètement ces traces de polluants sans se soucier des problèmes de sécurité de l'eau potable.
7.2 Améliorer le traitement des eaux usées municipales pour rendre l'eau rejetée plus propre
De nos jours, la plupart des stations d'épuration municipales en Chine appliquent des normes de rejet de classe A, mais de nombreux endroits ont des exigences plus élevées pour répondre aux normes de classe IV, voire de classe III, pour les eaux de surface. Le processus de traitement biochimique original ne peut tout simplement pas y parvenir car le traitement biochimique ne permet pas de traiter les matières organiques dissoutes difficiles à dégrader.
À ce stade, le processus catalytique de l'ozone entre en jeu : l'effluent après traitement biochimique est d'abord traité avec de l'ozone catalytique pour décomposer la matière organique difficile à dégrader en petites molécules biodégradables. Après une filtration ultérieure, il peut répondre de manière stable à la norme de classe IV pour les eaux de surface. Cette eau peut être directement rejetée dans les rivières comme reconstitution écologique de l’eau, utilisée pour l’écologisation, le rinçage des routes et comme eau recyclée. Selon les données, l'utilisation de l'ozone catalytique pour la valorisation des eaux usées ne coûte que 0,3 à 0,5 yuans par tonne d'eau, soit plus de la moitié moins cher que la technologie de l'osmose inverse.
7.3 Traitement des eaux usées industrielles, relever les défis les plus difficiles
Les eaux usées industrielles sont le problème le plus difficile à résoudre dans le traitement de l’eau, en particulier dans des secteurs tels que l’imprimerie et la teinture, les produits pharmaceutiques, le génie chimique et la cokéfaction. La concentration de polluants est élevée, la toxicité est élevée et la structure est stable. Les procédés conventionnels ne peuvent pas du tout le traiter. Dans le passé, de nombreuses entreprises rejetaient illégalement ou dépensaient des sommes considérables en distillation à la vapeur et en osmose inverse, à des coûts exorbitants.
Désormais, grâce à la technologie de l'ozone catalytique, ces problèmes sont facilement résolus : par exemple, dans les eaux usées d'impression et de teinture, la couleur est encore très foncée après le traitement biochimique et la DCO est toujours supérieure à 100 mg/L. Après une heure de traitement catalytique à l'ozone, la DCO peut être réduite en dessous de 50 mg/L, la couleur s'estompe complètement et la décharge peut directement répondre à la norme ; Il existe également des eaux usées pharmaceutiques, qui contiennent des résidus d’antibiotiques et des intermédiaires médicamenteux. Après un traitement catalytique à l'ozone, le taux de dégradation peut atteindre plus de 99 % et il n'y a pas lieu de s'inquiéter des problèmes de résistance aux médicaments causés par les rejets dans l'environnement.
8, Perspectives technologiques : à l’avenir, le traitement de l’eau deviendra moins cher et plus sûr. Bien que la technologie de l’ozone catalytique ait de nombreuses applications, elle continue de se développer rapidement et il reste encore beaucoup de place pour l’imagination pour l’avenir. 8.1 Catalyseurs avec des performances plus élevées et un coût inférieur. Actuellement, la plupart des catalyseurs utilisent encore des oxydes métalliques ou des supports métalliques. À l'avenir, avec le développement de la nanotechnologie et de la science des matériaux, il pourrait y avoir des catalyseurs moins coûteux, plus actifs et ayant une durée de vie plus longue, tels que des catalyseurs non métalliques modifiés qui n'ont même pas besoin d'ajouter de métaux et ne présentent aucun risque de pollution secondaire. Le coût peut être encore réduit de moitié. 8.2 Processus plus intégré et empreinte réduite. Actuellement, la plupart des réservoirs de réaction catalytique à l'ozone sont des réservoirs séparés et, à l'avenir, ils pourraient être intégrés à des réservoirs biochimiques et à des réservoirs de filtration pour former un dispositif intégré, réduisant ainsi l'empreinte au sol de moitié et réduisant le coût de construction. Ils sont particulièrement adaptés aux petites stations d’épuration et aux stations d’épuration décentralisées des villages et des villes. 8.3 Large champ d'application : Actuellement principalement utilisé dans le traitement de l'eau, il pourrait également être utilisé à l'avenir dans des domaines tels que le traitement des gaz de combustion, l'assainissement des sols et le traitement des gaz d'échappement. Par exemple, la décomposition catalytique des COV (composés organiques volatils) par l’ozone et l’oxydation des polluants organiques dans le sol sont beaucoup plus efficaces et rentables que les technologies actuelles. La chose la plus importante concernant la baisse continue des coûts de traitement de l’eau est qu’avec la popularisation de cette technologie, le coût du traitement de l’eau deviendra de plus en plus bas. Nous n'avons plus à dépenser beaucoup d'argent pour des purificateurs d'eau coûteux, nous n'avons plus à nous soucier de l'odeur de désinfectant dans l'eau du robinet et nous n'avons plus à nous soucier du rejet illégal d'eaux usées industrielles dans les rivières. Chaque gorgée d’eau que nous buvons et chaque rivière qui nous entoure devient plus propre et plus sûre. En conclusion : la technologie noire environnementale n’a jamais été supérieure. Beaucoup de gens pensent que « l'ozone catalytique », « l'oxydation avancée » et les « radicaux hydroxyles » sont des éléments de haute technologie très éloignés d'eux-mêmes lorsqu'ils entendent ces mots, mais ce n'est pas le cas. Toutes les technologies de protection de l’environnement visent en fin de compte à améliorer nos vies, en nous permettant de boire de l’eau propre, de respirer de l’air frais et de voir des rivières claires. La tasse d'eau propre que vous tenez actuellement peut être soutenue par des décennies de recherche menée par d'innombrables scientifiques de l'environnement, d'innombrables ingénieurs déboguant les processus sur site et d'innombrables opérateurs assurant l'entretien quotidien des équipements. Cette technologie catalytique de l'ozone apparemment avancée est en réalité une ligne de défense invisible construite par d'innombrables environnementalistes pour nos vies, éliminant silencieusement ces « toxines tenaces » dans l'eau et préservant la sécurité de notre eau potable. Bien entendu, la protection de l’environnement n’est jamais la seule responsabilité des techniciens. Chacun d’entre nous est acteur : utiliser moins de sacs en plastique, jeter moins de piles, économiser chaque goutte d’eau et réduire les émissions polluantes peuvent réduire la pression de ces technologies de traitement de l’eau et accélérer l’amélioration de notre environnement.
Après tout, chaque gorgée d’eau que nous buvons, chaque bouffée d’air que nous respirons et, en fin de compte, la qualité, sont entre nos mains.
