Charges et catalyseurs

La technologie catalytique d'oxydation à l'ozone est une méthode efficace de traitement en profondeur des eaux usées et est devenue un sujet d'actualité dans le domaine du traitement des eaux usées ces dernières années. Comparé à l'ozone utilisé seul, l'ozone, en présence d'un catalyseur, forme des radicaux hydroxyles (·OH) qui réagissent avec les composés organiques à une vitesse plus élevée et avec une oxydation plus forte, permettant l'oxydation de la quasi-totalité des substances organiques. Le catalyseur exploite les fortes propriétés oxydantes de l'ozone pour oxyder directement les composés organiques présents dans l'eau en CO₂ et H₂O, ou pour décomposer les grosses molécules organiques en molécules plus petites, facilitant ainsi leur dégradation.

Cette série de catalyseurs est un catalyseur d'oxydation catalytique multicomposants, développé pour répondre aux défis des eaux usées organiques difficiles à dégrader et peu biodégradables. Ce nouveau type de catalyseur de micro-électrolyse a obtenu un brevet d'invention national en Chine. Produit par combinaison de catalyseurs à alliages multimétaux utilisant une technologie d'activation microporeuse à haute température, il fait partie des nouveaux catalyseurs de micro-électrolyse dosés et non agglomérants. Appliqué aux eaux usées, il élimine efficacement la DCO, réduit la couleur, améliore la biodégradabilité et garantit des effets de traitement stables et durables, tout en prévenant les problèmes tels que la passivation et l'agglomération du catalyseur en cours d'exploitation.

Ce nouveau type de charge de micro-électrolyse (charge fer-carbone) est fritté à une température élevée d'environ 1 300 °C. Il présente une structure fer-carbone intégrée, un catalyseur fondu, une structure en alliage microporeux, une grande surface spécifique, une activité élevée et une densité de courant élevée. Il permet d'éliminer efficacement la DCO, de réduire la couleur et d'améliorer la biodégradabilité, offrant ainsi des effets de traitement stables et durables tout en prévenant les problèmes tels que la passivation et l'agglomération de la charge pendant le fonctionnement. Comparé aux particules de fer modifiées utilisées dans la granulation de l'acier disponibles sur le marché, l'efficacité de traitement de ce produit est plus que doublée.

Dans un système de Fenton hétérogène, des catalyseurs métalliques fixés à la surface d'une phase solide sont utilisés à la place du Fe²⁺ traditionnel dans les réactions de Fenton pour activer H₂O₂ et générer des radicaux hydroxyles (·OH) pour l'élimination des polluants. Les métaux à haute valence à l'interface solide-liquide sont réduits en états à basse valence par H₂O₂, ce qui permet le recyclage du catalyseur et assure la progression continue de la réaction (voir équations 1 à 3).

≡Mn+ + H2O2 → ≡M(n+1)+ +·OH + OH（1)
≡M(n+1)+ +H2O2 → ≡Mn+ + H2O·+ H+ (2)
H2O+ ≡M(n+1)→ ≡Mn+ + H+ + O2 （3）

Par rapport aux réactions de Fenton traditionnelles, la technologie Fenton hétérogène élargit considérablement la plage de pH applicable, évite la production de boues de fer et permet la réutilisation du catalyseur.

Les alliages à haute entropie ont attiré l'attention des chercheurs en matériaux en raison de leurs « quatre effets » uniques : l'effet de haute entropie, l'effet de distorsion du réseau, l'effet de diffusion lente et l'effet « cocktail ». Comparés aux matériaux catalytiques traditionnels composés de deux ou trois éléments métalliques, les alliages à haute entropie présentent non seulement des propriétés physiques, chimiques, de surface et électromagnétiques supérieures, mais aussi une stabilité catalytique supérieure. En ajustant la teneur de chaque élément en fonction des exigences de performance catalytique, il est possible d'obtenir des alliages catalytiques hautes performances.

Les diamants offrent de nombreux avantages, notamment une dureté élevée, une conductivité thermique élevée, une grande stabilité, une résistance à la corrosion et une bonne biocompatibilité.

Les plaques d'électrodes BDD (diamant dopé au bore) présentent des avantages significatifs en électrochimie, tels qu'une large fenêtre de potentiel, un faible courant de fond et une grande stabilité électrochimique. Elles sont largement reconnues comme l'un des matériaux d'électrode les plus prometteurs et les plus performants en électrochimie.

Les anodes en titane, anciennement appelées anodes revêtues d'oxyde métallique mixte à base de titane (MMO), sont également appelées anodes DSA (Anode Dimensionnellement Stable). Elles sont fabriquées à partir de titane (sous forme de fils, de tiges, de tubes, de plaques ou de treillis) et recouvertes d'un revêtement en métal précieux. Ce revêtement confère à l'anode une excellente activité électrocatalytique, une excellente conductivité électrique et une excellente résistance à l'oxydation.

L'entreprise propose une gamme de produits diversifiée et intervient dans un large éventail de secteurs. Parmi ses principaux produits figurent :

1. Anodes en oxyde métallique de titane à base de ruthénium
2. Anodes en oxyde métallique de titane à base d'iridium
3. Anodes revêtues de métal précieux en titane à base de platine
4. Équipement électrochimique complet

Ces produits ont été appliqués avec succès dans diverses industries telles que :

Production de chlore et de soude caustique
Production de chlorate/perchlorate
Extraction électrolytique des métaux non ferreux
Générateurs d'hypochlorite
Galvanoplastie
électrodialyse
Électrolyse organique
Protection cathodique
Traitement des eaux usées organiques

Cette technologie d'oxydation catalytique, semblable à celle du procédé Fenton, fonctionne dans les mêmes conditions que les procédés Fenton conventionnels. Cependant, elle remplace le sulfate ferreux utilisé dans les réactions Fenton traditionnelles par des catalyseurs nanométriques (LAT-NMF). Cette approche permet non seulement de réduire la quantité de fer introduite dans le système de traitement de l'eau et de diminuer le volume de déchets solides, mais aussi de minimiser l'introduction d'ions sulfate, limitant ainsi l'augmentation de la teneur en sel.

Le catalyseur développé par votre entreprise repose sur le système catalytique nanométrique LAT-NMF. Il offre des avantages tels qu'une densité élevée et une séparation aisée, de puissants effets catalytiques et une efficacité catalytique élevée, qui optimisent considérablement l'utilisation du peroxyde d'hydrogène. De plus, comme il utilise une quantité de catalyseur plus faible que les procédés Fenton conventionnels, il réduit considérablement la production de déchets solides. Il s'agit donc d'une technologie d'oxydation avancée à haut rendement, à faible production de produits secondaires et respectueuse de l'environnement.

Au cœur de la technologie de dénitrification autotrophe se trouve le vecteur biologique de couplage Fe-S développé indépendamment par Longantai. Ce vecteur biologique, composé de nanocœurs Fe-S et d'une charge alcaline, offre une grande surface spécifique et une efficacité élevée.

Principe de fonctionnement : En milieu anoxique, les bactéries dénitrifiantes utilisent les nanocœurs Fe-S comme donneurs d'électrons et le nitrate (NO₃⁻), le nitrite (NO₂⁻) et d'autres polluants nitrés comme accepteurs d'électrons. Les sources de carbone inorganique (CO₂, HCO₃⁻, CO₃²⁻) sont utilisées pour le carbone métabolique, convertissant les polluants tels que NO₃⁻ et NO₂⁻ présents dans les eaux usées en N₂.

La charge alcaline est répartie uniformément dans les pores du support biologique de couplage, formant un mécanisme synergique avec les nanocœurs Fe-S. Cela équilibre efficacement le pH du processus de dénitrification, maintenant ainsi l'activité alcaline du milieu aquatique.

Les nanonoyaux Fe-S favorisent également le couplage métabolique des micro-organismes, conduisant à l'auto-activation du processus de réaction de dénitrification, permettant une dénitrification efficace, continue et stable.

L'élimination conventionnelle du fluorure par l'alumine activée tire parti de ses excellentes propriétés d'adsorption, attribuées à sa structure unique. La deuxième couche d'alumine activée contient deux fois plus d'ions oxygène que la première couche, et ces ions sont liés aux ions aluminium. Ainsi, les ions aluminium sont exposés à la surface, ce qui leur permet de se lier aux ions fluorure (F—), permettant ainsi l'élimination du fluorure.

La charge d'élimination du fluorure développée par votre entreprise pour les eaux usées fluorées est à base d'alumine activée conventionnelle. Elle subit une modification avec un modificateur spécifique, puis une activation par calcination secondaire. Au cours du processus de modification, les molécules d'eau adsorbées par l'alumine forment des groupes hydroxyles d'activité variable. L'étape d'activation par calcination renforce les sites actifs entre les groupes hydroxyles et les ions métalliques, améliorant ainsi la capacité d'élimination du fluorure de l'adsorbant.

La présence de phosphore est l'une des principales causes d'eutrophisation des masses d'eau. Bien que les concentrations de polluants dans les eaux usées urbaines diffuses et les eaux usées agricoles diffuses soient relativement faibles, elles relèvent néanmoins de la catégorie des eaux usées et ont un impact significatif sur les masses d'eau naturelles comme les rivières et les lacs. Pour un traitement avancé de ces eaux usées, il est crucial d'utiliser des procédés simples, efficaces et peu coûteux pour améliorer la capacité d'élimination du phosphore. L'amélioration de l'indice de phosphore total de ces eaux peu polluées, jusqu'à la classe III, voire II, des eaux de surface, est essentielle pour protéger la qualité de l'eau des rivières et des lacs.

La charge d'élimination du phosphore, développée indépendamment par Longantai, présente une structure en réseau poreux. Grâce à l'intégration de composants nanoactifs spécialisés, elle augmente le nombre de sites d'adsorption actifs du phosphore et libère lentement des ions fonctionnels. Ces ions réagissent avec le phosphore pour former des précipités de phosphate inoffensifs, permettant ainsi une élimination efficace du phosphore. De plus, cette charge peut également servir de milieu de croissance pour les micro-organismes, permettant une élimination synergique du phosphore par voie biologique et chimique.

Le catalyseur d'élimination du CO fonctionne principalement par adsorption de réactifs sur le catalyseur et par des réactions chimiques de surface. Lors de la réaction d'oxydation du CO, le CO est adsorbé à la surface du catalyseur et réagit avec les molécules d'oxygène présentes pour former du CO₂ et de l'eau, entre autres substances inoffensives. L'efficacité de l'élimination du CO est considérablement améliorée grâce à l'action du catalyseur.

Un agent de désulfuration est un additif chimique utilisé pour éliminer les gaz SO₂ et H₂S des gaz d'échappement de combustion. Au cours du processus de désulfuration, l'agent réagit chimiquement avec les composés soufrés, les transformant en substances inoffensives, permettant ainsi la purification des gaz d'échappement.

Les agents de désulfuration sont largement utilisés dans des industries telles que le charbon, la chimie et la production d'électricité. Ils jouent un rôle crucial dans la protection de l'environnement et de la santé humaine, ce qui les rend indispensables dans ces secteurs. Par exemple, dans les procédés de production chimique, certaines méthodes peuvent générer de grandes quantités de gaz nocifs comme le SO₂. Les agents de désulfuration sont utilisés pour éliminer ces gaz nocifs, protégeant ainsi l'environnement de production et garantissant la santé des employés.