Équipement de traitement électrochimique des eaux usées pour les eaux usées de l'industrie agroalimentaire.

I. Aperçu du produit

Les eaux usées de l'industrie agroalimentaire proviennent de nombreux sous-secteurs, notamment l'abattage et la transformation de la viande, les produits laitiers, le brassage (bière/baijiu/huangjiu), la production de boissons, la transformation des céréales et des huiles, le raffinage du sucre, la production d'amidon, la production de glutamate monosodique/levure, la transformation des produits aquatiques, le décapage et la mise en conserve, etc. C'est un type typique d'eaux usées avec un grand volume d'eau et une charge de pollution élevée dans le secteur de l'industrie légère. Ses caractéristiques de qualité de l'eau sont les suivantes : concentration élevée de matière organique (la DCO est généralement de 800 à 10000 mg/L, et certaines eaux usées de processus à haute concentration peuvent atteindre plus de 20000 mg/L), contenant une grande quantité de matière organique biodégradable (protéines, graisses, amidon, sucres, cellulose, etc.), et contenant également des concentrations élevées de solides en suspension (SS), de graisses/huiles végétales (FOG), d'azote ammoniacal et de phosphore total ; les eaux usées ont généralement une bonne biodégradabilité (B/C est généralement de 0,3 à 0,6), mais il existe des problèmes d'inhibition évidents — une concentration élevée de graisses recouvre les boues activées, entraînant une obstruction du transfert de masse ; une salinité élevée (eaux usées de décapage/sauce) inhibe l'activité microbienne ; un drainage intermittent provoque des chocs de charge hydraulique ; des SS élevés provoquent un blocage du système biologique et un gonflement des boues ; les eaux usées contiennent souvent des résidus d'additifs alimentaires, des pigments et des résidus de désinfectants, qui ont un certain effet inhibiteur sur les micro-organismes.

Les voies de traitement traditionnelles des eaux usées de l'industrie agroalimentaire suivent généralement un processus de « prétraitement physique (grille/tamis/séparateur d'huile) → flottation/coagulation-sédimentation → traitement biologique anaérobie + aérobie ». Cependant, cette approche se heurte à plusieurs défis en exploitation réelle : Élimination incomplète des graisses/solides en suspension — même après séparation d'huile et flottation, il reste de l'huile émulsifiée et de l'huile finement dispersée (50 à 200 mg/L). Des concentrations élevées de solides en suspension (SS) entrant dans le système biologique s'accumulent et recouvrent les boues au fil du temps, entraînant une détérioration des performances de sédimentation des boues et une diminution de l'efficacité de l'aération. Des SS élevés provoquent un blocage dans le système biologique — les eaux usées provenant des abattoirs, de la transformation de l'amidon et du raffinage du sucre contiennent de grandes quantités de solides organiques en suspension, difficiles à éliminer complètement par sédimentation conventionnelle, ce qui entraîne un blocage des systèmes anaérobies/aérobies et des difficultés d'élimination des boues. Les eaux usées alimentaires à haute teneur en sel (décapage, sauces, etc.) inhibent les processus biologiques — lorsque la teneur en sel (Cl⁻/Na⁺) atteint 2 % à 5 %, la pression osmotique des boues activées conventionnelles devient déséquilibrée et le taux d'élimination de la DCO diminue considérablement. Le drainage saisonnier/intermittent rend difficile le fonctionnement stable du système biologique — la transformation des aliments est souvent saisonnière (saison de pressage, saison de transformation des fruits) ou intermittente, ce qui rend difficile l'entretien et le rétablissement du système biologique pendant les périodes d'hiver/d'arrêt. Le système souffre de plusieurs défis : de longues périodes de démarrage et d'acclimatation ; et des problèmes de couleur de l'effluent et de désinfection. Les eaux usées du brassage, de la sauce soja et de la production de jus de fruits contiennent des niveaux élevés de pigments, entraînant une couleur persistante même après traitement biochimique. Les eaux usées alimentaires présentent également des indicateurs microbiens tels que les coliformes, nécessitant de fortes doses de désinfectants avec les méthodes traditionnelles.

Ce système utilise la technologie d'oxydation électrochimique, intégrant la dégradation par électro-oxydation avec la électrocoagulation/électroflottation, ce qui le rend particulièrement adapté aux caractéristiques des eaux usées de l'industrie agroalimentaire.

Pour les eaux usées organiques à haute concentration (abattoirs, brassage, etc.), l'oxydation anodique directe et l'électrocatalyse génèrent des radicaux hydroxyles (·OH) pour minéraliser directement la matière organique dissoute (protéines, sucres, acides organiques, etc.), atteignant un taux d'élimination de la DCO de 60 % à 85 %, créant des conditions d'affluent à faible charge et de qualité stable pour les systèmes anaérobies/aérobies ultérieurs.

Pour les eaux usées de décapage/sauce à haute teneur en sel, l'électrochimie n'est pas inhibée par une teneur élevée en sel ; le Cl⁻ dans le sel peut être converti en chlore actif pour améliorer l'efficacité de l'oxydation, permettant le traitement direct des eaux usées alimentaires à haute teneur en sel avant évaporation ou rejet.

L'ensemble du processus ne consomme que de l'électricité. Une petite quantité d'électrolyte (comme du sel, très peu coûteux) peut être ajoutée pour faciliter la conduction. Il n'introduit pas de floculants chimiques nocifs (remplaçant le PAC/PAM) et ne produit pas une grande quantité de boues chimiques. L'équipement peut être utilisé par intermittence et est prêt à l'emploi immédiatement, ce qui le rend parfaitement adapté aux modèles de production saisonniers de l'industrie agroalimentaire.

II. Difficultés dans le traitement des eaux usées de l'industrie agroalimentaire et solutions de cet équipement

III. Principe de fonctionnement

Les eaux usées de l'industrie agroalimentaire, après traitement par un tamis/une grille pour éliminer les solides grossiers, entrent dans un réacteur électrochimique où elles subissent une purification synergique par de multiples mécanismes sous l'action des électrodes :

(1) Électro-oxydation directe – minéralisation et dégradation de la matière organique dissoute : Les protéines dissoutes, peptides, acides aminés, sucres, acides organiques, alcools, etc., dans les eaux usées alimentaires perdent directement des électrons à la surface de l'anode et sont oxydés : Les chaînes carbonées des grandes molécules organiques sont oxydées et rompues, se décomposant progressivement en petits acides organiques ; les groupes amino des acides aminés/protéines sont oxydés et libérés sous forme de NH₃ (ultérieurement oxydé en N₂) ; les sucres et les acides organiques sont directement minéralisés en CO₂ et H₂O, avec un taux d'élimination de la DCO de 40 % à 70 % (étape de prétraitement)

(2) Électro-oxydation indirecte (avec ·OH et chlore actif comme composants principaux) OH⁻ et chlore actif sont générés par électrolyse anodique de l'eau. Les radicaux hydroxyles sont générés en utilisant les ions chlorure naturellement présents dans les eaux usées (les eaux usées alimentaires contiennent une certaine quantité de NaCl, ou une trace de sel peut être ajoutée) pour produire du chlore actif (Cl₂, HOCl, OCl⁻) : Les radicaux hydroxyles oxydent indiscriminément la matière organique en solution qui n'a pas directement contacté l'anode. Le chlore actif diffuse et oxyde la matière organique dissoute résiduelle, et la DCO et l'azote ammoniacal dans l'effluent sont réduits simultanément.

(3) Décoloration profonde et désinfection La couleur caramel, les polymères oxydés de polyphénols, les produits de réaction de Maillard et autres chromophores dans les eaux usées alimentaires telles que le brassage/la sauce soja/le jus sont oxydés et leurs structures conjuguées sont rompues par les radicaux hydroxyles et le chlore actif, et l'effluent est incolore et transparent. Dans le même temps, le chlore actif inactive efficacement les micro-organismes pathogènes tels que les coliformes fécaux et les salmonelles dans les eaux usées, et les indicateurs microbiens de l'effluent répondent pleinement aux normes.

IV. Avantages clés (ciblant les eaux usées de l'industrie agroalimentaire)

V. Paramètres techniques (personnalisables)

VI. Emplacement du processus

Option 1 : Prétraitement amélioré avant traitement biochimique

Eaux usées de l'industrie agroalimentaire → Grille/tamis (élimination des solides grossiers) → Réservoir d'égalisation → Équipement de traitement électrochimique → Séparation huile-eau/sédimentation (séparation des flocs) → Système biologique anaérobie/aérobie → Réservoir de sédimentation secondaire → Rejet conforme aux normes

Option 2 : Traitement avancé de l'effluent biologique (mise à niveau aux normes ou réutilisation)

Eaux usées de l'industrie agroalimentaire → Prétraitement → Système biologique → Réservoir de sédimentation secondaire → Équipement de traitement électrochimique avancé (élimination de la DCO résiduelle, couleur, phosphore total, azote ammoniacal, désinfection) → Rejet conforme aux normes/Réutilisation

Option 3 : Traitement direct des eaux usées alimentaires à haute salinité (décapage/sauce/sauce soja)

Eaux usées de décapage/sauce à haute teneur en sel → Grille/réservoir d'égalisation → Équipement de traitement électrochimique (dégradation de la DCO + décoloration + élimination de l'azote ammoniacal) → Effluent → Rejet conforme aux normes/Cristallisation par évaporation (récupération de ressources)