Catalyseurs d'économie d'énergie pour le traitement de l'eau

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.