Traitement des eaux usées à base de bio-huile

Solution biologique de traitement des eaux usées pétrolières

La taille du marché mondial de la bio-huile a atteint 80 milliards de dollars américains en 2022 et devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 8 %, pour atteindre environ 150 milliards de dollars américains d'ici 2030. Cela indique que l'ensemble de l'industrie de la bio-huile est entrée dans une phase de développement accéléré.

Dans le contexte des efforts mondiaux visant à lutter contre le changement climatique et à garantir la sécurité énergétique, la bio-huile, en tant que composant important des énergies renouvelables, est largement utilisée dans les carburants de transport, les chaudières industrielles et les matières premières chimiques, entre autres domaines. Ses principaux types comprennent le biodiesel et le bioéthanol, avec des sources de matières premières comprenant les huiles végétales, les graisses animales, les déchets agricoles et forestiers (tels que la lignine) et les déchets solides organiques urbains.

I. Présentation des clients du traitement des eaux usées à base de bio-huile

Les principaux clients du traitement des eaux usées à base de bio-huile sont des entreprises industrielles qui rejettent des eaux usées organiques ou des eaux usées huileuses à haute concentration-, en particulier les producteurs de fioul et de lubrifiants, ainsi que les entreprises de protection de l'environnement engagées dans l'utilisation des ressources des déchets. Avec l'avancement de la politique du « double carbone » et les mises à niveau technologiques, les exigences des clients dans ce domaine passent du simple respect des normes de rejet à une concentration sur la récupération des ressources et les avantages économiques. À l’avenir, les prestataires de services intégrés dotés de solides capacités de recherche et de développement technologique occuperont une position avantageuse sur le marché.

Photos de la production de bio-huile

II. Traitement des eaux usées du biogazOil Source des eaux usées Les principales sources d'eaux usées dans les différentes voies de production de bio-huile sont les suivantes :

1. Production de bio-diesel : après la réaction de transestérification, le produit doit être lavé à plusieurs reprises avec de l'eau pour éliminer le glycérol, le méthanol et les catalyseurs (tels que NaOH). Ce processus génère une grande quantité d’eaux usées contenant des huiles animales et végétales, des acides, des bases et des substances organiques, et sont pour la plupart à l’état émulsionné, ce qui rend le traitement difficile.

2. Technologie de liquéfaction hydrothermale (telle que les déchets alimentaires, les microalgues) : lors du processus de conversion de la matière organique en bio-huile à haute température et haute pression, les eaux usées en phase aqueuse riches en matière organique soluble, l'azote ammoniacal et le phosphate seront séparées. Sa DCO est extrêmement élevée.

3. Processus de conversion des huiles usées : pendant le processus d'utilisation des huiles usées pour produire de la bio-huile, le pré-traitement des matières premières (telles que la filtration, l'élimination des impuretés) et le nettoyage des équipements généreront des eaux usées contenant de l'huile émulsionnée et une DCO élevée.

Comparaison de photos montrant de l'eau polluée et des photos montrant de l'eau traitée

III. Flux du processus de traitement des eaux usées du biogaz

Le processus de traitement des eaux usées biogaz est conçu en fonction des caractéristiques des eaux usées et des objectifs de traitement, intégrant généralement des technologies de traitement physique, chimique et biologique pour obtenir une élimination efficace des polluants et répondre aux normes de rejet. Voici un aperçu du processus de traitement des eaux usées biogaz basé sur les résultats de la recherche :

Flux du processus de traitement

1 étape de pré-traitement

Séparation et collecte des lipides : La partie inférieure des déchets liquides (volume de rejet 5 m³/j) et la partie supérieure de la couche de boues flottantes (volume de rejet 5 m³/d) doivent être collectées séparément. La partie inférieure des déchets liquides est envoyée à la station de traitement des eaux usées pour traitement, et la partie supérieure des déchets liquides peut être utilisée comme combustible pour l'incinération ou éliminée par des unités qualifiées.

Réservoir de réception : les eaux usées de production s'écoulent dans le réservoir de réception via des canalisations et s'écoulent automatiquement-. Un système d'agitation est mis en place pour assurer un mélange uniforme des eaux usées et empêcher la décantation des matières en suspension.

2 Récupération du glycérol et dégradation du méthanol (pour les eaux usées du biodiesel)

Récupération du glycérol : utilisez la technologie de purification par séparation physique - pour éliminer les impuretés en suspension par centrifugation ou filtration sur membrane. Ensuite, grâce à la précipitation acide, à la concentration par évaporation, à l'adsorption sur résine échangeuse d'ions et à d'autres étapes, récupérez du glycérol de qualité industrielle -avec une pureté supérieure à 80 %, permettant ainsi l'utilisation des ressources.

Dégradation du méthanol : réduire la concentration initiale de méthanol par soufflage-ou distillation sous vide. Ajoutez des souches bactériennes tolérantes au méthanol- (telles que les bactéries méthyl-énergétiques) et utilisez un réacteur à biofilm (MBBR) pour améliorer la dégradation. Le méthanol résiduel peut être décomposé davantage par des techniques d'oxydation avancées (telles que l'électro-Fenton, la catalyse à l'ozone).

3 Traitement biologique anaérobie-aérobie

Traitement anaérobie : pour les eaux usées organiques à forte concentration-, un traitement anaérobie peut être effectué en premier. Utiliser des micro-organismes anaérobies pour décomposer les substances organiques à grandes molécules - contenues dans les eaux usées en substances organiques à petites molécules -, générant ainsi du méthane sous forme de récupération d'énergie et réduisant la DCO (demande chimique en oxygène) des eaux usées.

Traitement aérobie : Les eaux usées après traitement anaérobie entrent dans l’étape de traitement aérobie. Utiliser des micro-organismes aérobies pour dégrader davantage les substances organiques contenues dans les eaux usées, éliminer l'azote ammoniacal, le phosphore total et d'autres polluants, et faire en sorte que les eaux usées répondent aux normes de rejet.

4 Traitement en profondeur

Méthode d'ultrafiltration : Utiliser des membranes d'ultrafiltration (avec des diamètres de pores d'environ 0,01 à 0,1 μm) pour retenir les minuscules gouttelettes d'huile et les micelles, tout en éliminant la DCO. L'effluent traité peut répondre aux exigences des eaux de retour de procédé.

Méthode de distillation à la vapeur par soufflage : introduisez un gaz vecteur dans les eaux usées pour éliminer les polluants volatils tels que le H₂S et l'ammoniac. Le phénol peut également être éliminé grâce à cette méthode.

Organigramme du traitement des eaux usées

Eaux usées industrielles → Séparation des huiles → Bassin d'égalisation → Récupération d'énergie → Traitement biochimique anaérobie → Traitement biochimique aérobie → Traitement avancé → Réutilisation ou rejet

Étude de cas spécifique sur le traitement des eaux usées de la bio-huile

Étude de cas : Projet de traitement des eaux usées pour la production d'huile de colza chez Jiangsu Guangyuan Oil Co., Ltd.

Aperçu du projet

Ce projet concerne les eaux usées provenant de la production d'huile de colza chez Jiangsu Guangyuan Oil Co., Ltd., en abordant les défis liés à la teneur élevée en huile, à la DCO (demande chimique en oxygène) élevée, aux matières en suspension élevées et à la tendance à se gâter et à émettre des odeurs. La capacité de traitement conçue est de 600 m³/j et les effluents sont conformes à la « Norme intégrée de rejet des eaux usées » (GB 8978-1996) au premier niveau.

Caractéristiques des eaux usées

Les eaux usées proviennent des processus de pressage, de raffinage et de lavage du colza, contenant de grandes quantités d’huile, de débris de farine, d’acides gras et d’agents de lavage. La qualité de l’eau fluctue considérablement : DCO 2 500 à 4 000 mg/L, MES 500 à 800 mg/L, teneur en huile 150 à 300 mg/L, pH 6,0 à 8,0, sujette à la génération d’odeurs et à la formation d’écume.

Processus de base

Un processus combiné de « grille + séparateur d'huile + réservoir de régulation + machine de flottation à air + acidification par hydrolyse + traitement biologique A/O + séparation par membrane MBR » est adopté, qui convient aux caractéristiques de dégradation difficile de l'huile dans les eaux usées d'huile de colza, avec un processus simple et un fonctionnement et un entretien pratiques.

Effet du traitement

Valeur technique

L'effluent est stable et répond aux normes de rejet, éliminant complètement les risques de rejet pour la protection de l'environnement pour l'entreprise ; l'huile usagée récupérée du séparateur d'huile peut être recyclée et utilisée, réduisant ainsi la consommation d'énergie ; une partie des eaux usées traitées est réutilisée pour le nettoyage des ateliers, économisant ainsi 180 mètres cubes d'eau par jour, créant ainsi une situation gagnant-gagnant en matière de protection de l'environnement et d'avantages économiques.