Traitement d'un effluent contenant du nitrate d'ammonium par électrodialyse à membrane bipolaire

par Mohamed Amine Ben Ali

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Mohammed Rakib.


  • Résumé

    L'étude concerne le traitement d'un effluent contenant du nitrate d'ammonium par un procédé basé sur l'électrodialyse à membrane bipolaire (EDMBP). Cette opération permet de de regénérer l'acide et la base conjugués du sel traité (acide nitrique et ammoniac). Les problèmes inhérents à ce procédé sont dus à la nature moléculaire de l'ammoniac dont la diffusion à travers les membranes bipolaire et monopolaires contribue à baisser le rendement faradique. De même, la conductivité de la solution d'ammoniac récupérée doit être augmentée par ajout d'un électrolyte adapté, tel que la sooude. La désorption de l'ammoniac au fur et à mesure de sa production (sous faible pression et température élevée) permet d'une part de remédier à la baisse de rendement et d'autre part de réaliser la séparation ammoniac-soude. Par ailleurs, pour des raisons de consommation énergétique, la solution saline ne pourra pas être épuisée lors de l'électrodialyse à membrane bipolaire. A cet effet, un traitement complémentaire basé sur une électrodialyse conventionnelle permet d'atteindre cet objectif. Le concentrat résultant est recyclé en tête d'EDMBP. La faisabilité du procédé global constitué d'une électrodialyse à membrane bibpolaire assistée par stripping couplée à une électrodialyse conventionnelle, a été démontré. L'étude de l'EDMBP en mode de fonctionnement discontinu a permis de sélectionner les membranes sur le critère de rendement faradique et d'élucider l'influence de divers paramètres opératoires (concentration des divers composés, densité de courant). Les meilleures performances on été obtenues avec la menbrane échangeuse d'anionq AW (faible fuite en protons) et la membrane échangeuse de cations CMB. Le rendement faradique de l'acide nitrique est d'autant plus élevé que sa concentration est faible (85 et 75 % pour 1. 25 et 2. 0 mol 1-1 respectivement). Le rendement faradique de l'ammoniac avoisine 80-85% quand on maintient sa concentration dans le circuit base autour de 1 mol 1-1. Le fonctionnement en mode continu pour les circuits sel et acide (feed and bleed) confirme les résultats obtenus en batch. L'électrodialyse conventionnelle permet de générer un concentrat directement recyclabe avec l'alimentation en solution saline et un diluat contenant moins de 0. 003 mol 1-1 de nitrate d'ammonium. Cette solution constitue le seul rejet du procédé. L'originalité de ce travail réside dans le couplage EDMBP-stripping effectué en une seule étape alors que classiquement ces opérations sont faites en deux étapes différentes.

  • Titre traduit

    Ammonium nitrate containing wastewater treatment by bipolar membrane electrodialysis


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Informations

  • Détails : 1 vol. (137 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 63 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 61709
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