Comparaison des rendements énergétiques de dégradation de trois composés organiques par plusieurs procédés d'oxydation avancés en milieu aqueux

par Lê Vinh Hoang

Thèse de doctorat en Chimie et microbiologie de l'eau

Sous la direction de Bernard Legube.

Soutenue en 2009

à Poitiers .


  • Résumé

    Ces travaux ont eu pour but de comparer les rendements énergétiques de dégradation de trois composés organiques (le chloro-4 phénol, le nitro-4 phénol et l’acide succinique) par plusieurs procédés d’oxydation avancés ou POAs (décharges électriques, irradiation par UV, ozonation, couplage UV/H2O2, couplage O3/H2O2, ozonation catalytique et photocatalyse) en milieu aqueux, à pH 6. Pour tous les POAs étudiés, le chloro-4 phénol est bien dégradé. L’acide succinique n’est dégradé que par les procédés qui génèrent le radical OH, ainsi que le nitro-4 phénol qui est également oxydé par l’ozone. Dans tous les cas étudiés, une loi cinétique de pseudo-premier ordre s’applique correctement sur une grande partie de la réaction. L’énergie appliquée par mole de composé dégradé (énergie appliqué spécifique ou Eas) a été évaluée. La valeur de Eas, toujours indépendante de la concentration initiale en composé cible, a permis de comparer les expérimentations effectuées. Le couplage UV/H2O2 est le POA le moins consommateur d’énergie et, de plus, le meilleur POA pour minéraliser. L’ozonation seule est également énergétiquement efficace, mais seulement pour l’oxydation des phénols. La dégradation d’acides saturés, comme l’acide succinique peut être réalisée par ozonation catalytique et par photocalyse TiO2 mais avec des rendements énergétiques plus faibles.

  • Titre traduit

    Comparison of energetic yields for degradation of three organic compounds by some advanced oxidation processes in aqueous solution


  • Résumé

    The aim of this work was to compare, in terms of energy efficiency, the degradation of three organic compounds (4-chlorophenol, 4-nitrophenol and succinic acid) by several advanced oxidation processes or AOPs (electric discharge, UV-irradiation, ozonation, UV/H2O2, O3/H2O2, catalytic ozonation and photocatalysis) in aqueous solution, at pH 6. For all studied AOPs, 4-chlorophenol was well removed. Succinic acid was degraded only by the processes that generate OH radical, as well 4-nitrophenol which was also oxidized by ozone alone. A simplified pseudo-first-order kinetic law was applied correctly throughout the most part of the reaction. The energy applied per mole of compound removed (specific energy applied or Eas) was evaluated. The value of Eas was found to be independent of the initial concentration of the target compound. This allows us to compare experiments performed at different concentrations. The UV/H2O2 coupling was found to be the best AOP in terms of energy consumption. The ozonation alone was found to be also the best system to remove phenols with relatively low energy consumption. The degradation of saturated acids, such as succinic acid, can be reached by catalytic ozonation and photocatalysis but with low energetic yields.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (148 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 148 réf.

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