Oxygène pour le traitement des eaux usées

Boues activées à l’oxygène de haute pureté

Une fiche de la Water Research Foundation (WRF 4973, ID 1121, mise à jour le 10 septembre 2022) explique que l’utilisation d’oxygène de haute pureté dans le système d’aération d’un procédé à boues activées assure un taux élevé de transfert d’oxygène dans le liquide et peut accélérer les réactions biologiques, en particulier lorsque les eaux usées contiennent de fortes concentrations de matières organiques facilement biodégradables. Le taux d’oxydation biologique plus élevé peut permettre des bioréacteurs nettement plus petits tout en éliminant la demande biochimique en oxygène (DBO). La fiche juge le procédé intéressant pour certaines eaux usées industrielles à forte DBO soluble ou contenant des composés organiques volatils qui doivent être confinés pendant le traitement, lorsqu’un faible encombrement est nécessaire et que l’élimination des nutriments n’est pas requise, et cite les grandes villes et les industriels à l’origine de rejets comme bons candidats.

Limites du procédé

• Le HPO est un procédé bien établi pour l’élimination de la DBO, mais très peu de stations HPO éliminent les nutriments (WRF, 2022).
• Le pH est normalement abaissé à une valeur de 6,0 à 6,5 parce que le CO2 s’accumule dans le ciel gazeux fermé, et ce pH abaissé réduit les taux de croissance des bactéries nitrifiantes (WRF, 2022).
• Les équipements de production d’oxygène pur sont plus complexes et exigent des opérateurs spécialement qualifiés (WRF, 2022).
• Une présentation de formation sur les eaux usées de juin 2021, de Larry W. Moore, hébergée par l’Oak Ridge National Laboratory, cite un apport d’oxygène de 2 à 3 fois supérieur à celui des procédés classiques, des coûts d’investissement et d’exploitation élevés, une complexité accrue due à la production d’oxygène sur site et des questions de sécurité supplémentaires.

La même présentation cite comme sources d’oxygène de haute pureté l’oxygène liquide livré par camion et la production sur site par adsorption modulée en pression, par adsorption modulée en pression et sous vide ou par un système cryogénique.

Oxygène dans les égouts et sulfure d’hydrogène

La partie contexte du brevet américain 9,340,438 (publié le 17 mai 2016) explique qu’en conditions anaérobies, les bactéries naturellement présentes dans un égout transforment les composés sulfatés en composés soufrés réduits qui provoquent de mauvaises odeurs. Le sulfure d’hydrogène réagit avec l’oxygène résiduel du ciel gazeux de l’égout pour former de l’acide sulfurique, qui corrode les canalisations en acier et en fonte et d’autres composants de l’égout. Dissoudre de l’oxygène dans les eaux usées empêche les conditions anaérobies, ce qui réduit les odeurs et limite la corrosion.

ULTRAOX VSA

La fiche technique ULTRAOX VSA cite les stations d’épuration et les procédés de réduction du sulfure d’hydrogène (H2S) parmi les applications de cette centrale d’oxygène industrielle d’Ultra Controlo. L’ULTRAOX VSA délivre de l’oxygène de 75 % à 95 % à 50 kPa, avec un surpresseur d’oxygène supplémentaire fourni sur demande pour des pressions plus élevées. Sa fiche technique décrit un système de production totalement exempt d’huile, une installation sur skid ou en conteneur et la possibilité de remplacer des systèmes cryogéniques avec réservoirs d’oxygène liquide ou de fonctionner comme source principale d’alimentation. Ses sept modèles délivrent de 18 à 240 m³/h à 93 % d’oxygène.