Utiliser la lumière pour traiter les eaux usées
L'eau douce est une importante ressource qui doit être gérée avec soin, particulièrement dans les zones rurales avec des industries en développement qui possèdent des options de traitement des eaux usées limitées. Dans les industries agricoles et piscicoles, par exemple, des systèmes de filtrage standard et de traitement microbiens des eaux usées n'éliminent pas toute la matière organique de l'eau recyclée. Le projet PCATDES (Photocatalytic materials for the destruction of recalcitrant organic industrial waste), financé par l'UE, a cherché à utiliser la lumière du soleil pour éliminer les polluants organiques des eaux usées. Les chercheurs ont ciblé l'étape finale du traitement de l'eau afin d'éliminer les résidus produits par le pressage d'huile et les composés chimiques issus de l'élevage de poissons et de crevettes. L'énergie de rayonnement de la lumière UV est souvent utilisée pour purifier l'eau car elle détruit les pathogènes en produisant des radicaux libres non nocifs. Ce processus de purification peut être stimulé par un matériau activé par la lumière (un photo-catalyseur) qui absorbe la lumière et transmet l'énergie supplémentaire à d'autres molécules. Le dioxyde de titane est un photo-catalyseur fréquemment utilisé. Une fois activé par la lumière, il réagit avec l'eau pour générer des radicaux libres qui décomposent les molécules organiques. Pour augmenter l'énergie de la réaction photo-catalytique, PCATDES a utilisé des diodes électroluminescentes (DEL) disponibles dans le commerce qui fonctionnent dans la partie violet-bleu haute énergie du spectre. Après avoir évalué l'activité et la stabilité des photocatalyseurs ainsi renforcés, les chercheurs ont développé des photoréacteurs normalisés éclairés par LED. Ils ont ensuite mis au point un prototype final de réacteur long de 50 cm, avec un réacteur interne d'un diamètre de 5 cm. Les chercheurs ont ensuite agrandi ce prototype et l'ont testé sur le terrain, où ils se sont axés sur les industries de l'huile de palme et de la pisciculture. PCATDES a ensuite testé la durée de fonctionnement des réacteurs dans un contexte industriel et constaté qu'un traitement prolongé des échantillons n'avait pas de conséquences marquées sur l'efficacité du traitement. Ces travaux permettront de produire un réacteur photo-catalytique portable, automatisé, économique et peu gourmand en énergie pour traiter les eaux usées dans les zones reculées. En plus de l'amélioration de nos connaissances sur les matériaux photo-catalytiques, les réalisations de ce projet amélioreront l'accès de la population mondiale à une eau potable sûre et propre.
Mots‑clés
Photoréacteurs, traitement des eaux usées, PCATDES, polluants organiques, purification de l'eau, photocatalyseur