Cavitation
Domaine d'application - Purification de l'eau

Purification de l'eau

La cavitation représente une solution d'avenir pour le traitement de l'eau, grâce à son caractère hautement écologique et à sa compatibilité avec d'autres procédés. Elle peut améliorer l'efficacité de la réduction des polluants jusqu'à 70% - et ce, sans aucun additif chimique.

La purification de l'eau par cavitation repose sur des processus physico-chimiques qui se produisent lors de l'effondrement de bulles de cavitation. Des pressions et des températures extrêmement élevées sont alors générées localement, ce qui entraîne des effets de dégradation thermique et d'oxydation. Les forces de cisaillement, les ondes de choc et les radicaux réactifs générés lors de la cavitation ont un effet désinfectant.

Intégré dans les installations de traitement de l'eau, le module en ligne RAPTECH CaviFlow® offre une solution Plug&Play innovante et efficace pour une purification durable de l'eau :

Dégradation oxydative des polluants organiques et traitement des boues
Destruction des structures cellulaires des bactéries, virus et algues
Déstabilisation d'huiles émulsifiées, de microplastiques ou de particules colloïdales
Le prétraitement assisté par cavitation favorise l'efficacité des procédés en aval
Amélioration de l'efficacité de l'aération

Les champs d'application typiques du traitement de l'eau basé sur la cavitation sont les stations d'épuration communales, les eaux usées industrielles, la stérilisation des eaux de process ainsi que la désinfection dans les piscines. Dans l'industrie du pétrole et du gaz, la cavitation est utilisée pour le déshuilage ou le traitement des eaux usées des raffineries.

Avantages de la purification de l'eau avec le module en ligne CaviFlow

Rentabilité

Dégradation efficace des polluants

Sans additifs chimiques

Plus efficace que les méthodes traditionnelles

+70%

Amélioration de la

Dégradation des polluants par cavitation

+30%

Comparaison plus efficace

par rapport aux méthodes traditionnelles

Domaines d'application

Stations d'épuration
Stations d'épuration des eaux usées
Eaux industrielles et eaux usées
Eaux industrielles et eaux usées techniques
Eaux industrielles et eaux usées commerciales
Eaux industrielles agricoles
Eaux d'exploitation et de process
Eau de refroidissement et de chaudière
Traitement des boues
Recyclage de l'eau
Désinfection
Traitement de l'eau potable
Traitement de l'eau brute
Services municipaux de l'eau
Piscines

Modules CaviFlow

Intégration dans les stations de traitement de l'eau

La cavitation dans le module en ligne CaviFlow® utilise les effets physiques de manière très efficace, se contente de peu d'infrastructure, fonctionne rapidement et peut être intégrée en économisant de la place - ce qui en fait une solution particulièrement compacte et efficace en termes d'énergie dans le traitement de l'eau.

Des réacteurs compacts grâce à des taux de réaction élevés

Les conditions extrêmes lors de l'effondrement des bulles de cavitation entraînent des réactions très rapides. Les polluants sont attaqués en une fraction de seconde. Cela permet d'obtenir des réacteurs compacts avec des temps de séjour courts - idéal pour les applications mobiles ou peu encombrantes.

Utilisation de l'énergie d'écoulement existante

En particulier dans le cas de la cavitation hydrodynamique (par exemple avec des buses Venturi ou des rotors à cavitation), l'énergie d'écoulement du système peut être utilisée ou fournie par des pompes existantes. Par rapport à d'autres procédés d'oxydation avancée (AOP), la consommation d'énergie spécifique est faible.

Évolutivité et modularité

Les systèmes de cavitation sont modulaires et facilement modulables - jusqu'aux applications à grande échelle. Grâce à une intégration simple dans les systèmes de tuyauterie existants, l'encombrement reste minimal.

Modules CaviFlow

Intégration dans les stations de traitement de l'eau

Des conditions physiques extrêmes

La dégradation des polluants lors de la purification de l'eau par le module en ligne CaviFlow® est particulièrement efficace, car l'effondrement des bulles de cavitation génère des températures pouvant atteindre 5.000 °C, des pressions de plusieurs centaines de bars ainsi que des ondes de choc et de fortes microturbulences. Ces conditions physiques extrêmes déclenchent des processus hautement réactifs - directement dans l'eau.

Formation d'espèces hautement réactives (radicaux)

La décomposition thermique de l'eau (H₂O) et de l'oxygène entraîne également la formation de radicaux chimiques lors de l'effondrement par cavitation, comme les radicaux hydroxyle (OH), le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂), les anions superoxyde (O₂) et l'ozone (O₃). Ces radicaux sont extrêmement réactifs et attaquent immédiatement les polluants - ils brisent les liaisons C-H, C=C et autres liaisons organiques en molécules plus petites, souvent inoffensives.

Attaques physiques et chimiques simultanées

Outre les attaques chimiques par les radicaux, le brassage ultra-rapide agit également avec des forces de cisaillement et des microjets qui détruisent les parois cellulaires des micro-organismes, ainsi que des ondes de choc qui déchirent les particules, les émulsions ou les biofilms. Cette combinaison garantit que les polluants ne sont pas seulement dégradés chimiquement, mais aussi déstabilisés ou désorbés physiquement.

Modules CaviFlow

Intégration dans les stations de traitement de l'eau

La cavitation avec le module en ligne CaviFlow® améliore l'efficacité de l'aération dans le traitement de l'eau. Grâce à la dynamique élevée dans le champ de cavitation, le contact entre l'air (ou l'oxygène pur) et l'eau est nettement intensifié. Par rapport aux systèmes d'aération existants, il est possible de réduire la consommation d'énergie tout en conservant la même performance - un grand avantage, notamment pour les processus à forte consommation d'énergie.

Taux de transfert d'oxygène accru grâce aux microbulles de gaz

L'effondrement des bulles de cavitation produit des bulles secondaires qui sont nettement plus petites que les bulles d'air injectées de manière conventionnelle. Elles ont une plus grande surface spécifique, montent plus lentement, restent donc plus longtemps, et se dissolvent plus efficacement dans l'eau. Il en résulte un apport d'oxygène nettement amélioré par rapport aux systèmes d'aération à grosses bulles.

Mélange intensif au niveau micro

La cavitation génère de fortes microturbulences et des forces de cisaillement qui favorisent une répartition uniforme de l'oxygène dans tout le réacteur. Les micro-organismes présents dans les boues activées sont ainsi mieux alimentés et ont proportionnellement besoin de moins d'oxygène pour obtenir le même effet de dégradation. Cela optimise encore la consommation d'oxygène.

Réduction de la consommation totale d'énergie

Comme l'apport d'oxygène par unité d'énergie augmente, il est possible de réduire la puissance de soufflerie nécessaire (par exemple pour l'air comprimé) ou d'exploiter plus efficacement les systèmes de ventilation existants. Dans de nombreuses applications, les besoins énergétiques spécifiques (kWh/kg O₂) diminuent considérablement.

Modules CaviFlow

Intégration dans les stations de traitement de l'eau

La cavitation avec le module en ligne CaviFlow® fonctionne en principe sans additifs chimiques. Elle produit des agents oxydants directement dans l'eau, par exemple des radicaux hydroxyles, sans devoir doser des produits chimiques externes comme l'ozone, le chlore ou le peroxyde d'hydrogène. En outre, les réservoirs de stockage, les stations de dosage et l'infrastructure de sécurité ne sont pas nécessaires, ce qui permet de gagner de la place et de l'énergie. Ce n'est que dans des cas particuliers - par exemple pour des substances très difficiles à dégrader ou pour optimiser le processus - qu'une combinaison ciblée avec de faibles quantités de réactifs peut s'avérer judicieuse. Ainsi, le procédé reste globalement économe en ressources, respectueux de l'environnement et économique.

Pas d'effet de rebond ou de produits de dégradation problématiques

Contrairement à certains procédés chimiques (par exemple la chloration), la cavitation ne génère en outre aucun sous-produit difficilement contrôlable. La réaction se déroule généralement jusqu'à l'obtention de produits finaux inoffensifs tels que le CO₂, le H₂O ou des molécules plus petites et biodégradables.

Modules CaviFlow

Intégration dans les stations de traitement de l'eau

La cavitation avec le module en ligne CaviFlow® augmente l'efficacité des étapes de nettoyage biologiques ou physico-chimiques, ce qui permet par exemple d'utiliser moins d'énergie pour l'aération ou la filtration en aval. Il est également possible de réduire ou d'éviter le dosage d'additifs. De plus, la cavitation peut être exploitée comme un procédé continu. Cela permet une réduction constante et contrôlée des polluants - même si les concentrations d'alimentation varient.

Plug&Play avec CaviFlow®.

La technologie de cavitation RAPTECH peut être mise en œuvre sans complications - et sans coûts d'investissement élevés - en tant que partie du traitement secondaire dans les systèmes de traitement de l'eau grâce aux modules en ligne CaviFlow® développés par RAPTECH. Les modules CaviFlow® peuvent être intégrés dans n'importe quelle section entre l'aération et la désinfection.

CaviFlow® | Utilisation immédiate

Les modules en ligne CaviFlow® sont rapidement mis en œuvre dans les installations de traitement des eaux usées existantes Plug&Play et Easy-to-Clean. Équipés d'un raccord à bride ou fileté, leur utilisation commence immédiatement. Les modules ne perdent pas leur efficacité, même lorsqu'ils sont utilisés pour des eaux usées contenant des impuretés et des solvants organiques. En effet, aucune pièce mobile ne se trouve à l'intérieur.