Nouveauté

Traitement des rejets liquides par Electrocoagulation

Electroflotation dans un réacteur gazosiphon (Airlift) à boucle externe.

Par Mounir Bennajah (*)

Dans ce travail un réacteur gazosiphon (Airlift) de 20L est utilisé pour réaliser la dépollution des eaux par électrocoagulation. Sans aucune agitation mécanique ni injection d’air comprimé, de bonnes efficacités en terme de mélange et de dépollution on été atteintes, juste en utilisant la vitesse de circulation du liquide, induite par les micros bulle d’hydrogène produites électrochimiquement à la cathode en aluminium suivant la réaction chimique: H2O + 1e 1/2 H2 + OH-

Un rejet liquide d’une industrie marocaine de textile, contaminé par un colorant rouge (Red 14), et une eau polluée par des ions fluorures, ont été utilisés pour valider cette application innovatrice du réacteur Airlift. Les deus rejets ont étés traités avec succès, suivant les objectifs de dépollution préalablement fixes (90% de décoloration et une défluoration jusqu’à la norme de rejet des ions fluorures ; 1,5 mg/L). Les résultats expérimentaux ont montrés que la position des électrodes dans le compartiment « riser » et le temps de séjour du liquide dans le séparateur, sont des paramètres clefs, pour atteindre de bonnes efficacités de dépollution dans le réacteur, tout en évitant la destruction et l’érosion du floc formé en haut du séparateur, et l’entraînement de ces particule solide dans le « downcomer ». L‘étude hydrodynamique menée durant ce travail à permis de trouver les optimums de vitesse de circulation du liquide pour chaque rejet, cette dernière à été corrélée à la densité de courant, la position des électrodes et la hauteur de dispersion dans le « riser ». De même les consommation en énergie et en aluminium d’électrode on été représentées en fonction de la densité de courant, la distance entre électrodes et la conductivité. Cela a permis d’avoir les outils nécessaires pour pouvoir réaliser l’extrapolation du procédé à l’échelle industrielle.

Intérêt, pour la défluoration de l’eau
Dans le present travail l’étude de la défluoration à démontrée l’intérêt, pour la défluoration de l’eau, par électrocoagulation dans cet appareil (Airlift à boucle externe), en comparaison avec des cellules conventionnelles. On peut en effet, grâce à ce procédé, réaliser une élimination poussée des ions fluorures en réalisant la flottation grâce aux bulles d’hydrogène générées en solution, sans aucun besoin de rajout de surfactant, de gaz, ou d’agitation mécanique pour induire, ou augmenter, la vitesse de circulation du liquide à l’intérieur de l’appareil. Une concentration en fluorure inférieure à 1,5 mg /L peut être atteinte dans des temps de traitement de moins de 20 minutes lorsque la concentration initiale est entre 10 et 25 mg/L. Les effets observés de la conductivité et du pH sont en parfait accord avec les données rapportées dans la littérature. La faible surface des électrodes par rapport au volume utile du réacteur (S /V) caractérisant ce procédé, permet d’une part d’atteindre de bonnes efficacités avec une faible consommation d’électricité (39% de gain d’énergie par rapport aux résultats de la littérature pour atteindre le même objectif d’efficacité), et d’autre part une défluoration, essentiellement par adsorption des ions fluorures sur les particules de Aln(OH)n, et ce, au détriment de leur fixation sur les électrodes. Cela donne plus d’avantages à ce procédé, comparé aux cellules conventionnelles d’électrocoagulation. L’étude de la défluoration par électrocoagulation dans ce travail de recherche, a permis une bonne compréhension des phénomènes physicochimiques mis en jeu lors du déroulement du procédé.

(*) Laboratoire de Génie de Procédés,
ENSIACETToulouseFrance