Application des techniques d’oxydation avancée pour la dépollution des effluents organiques dans les eaux de rejets industriels : cas des savonneries

par Sadou Dalhatou

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides, procédés, énergétique

Sous la direction de Stéphane Baup, Christian Pétrier et de Samuel Laminsi.

Le président du jury était Daniel Njopwouo.

Le jury était composé de Stéphane Baup, Christian Pétrier, Samuel Laminsi, Nicolas Gondrexon.

Les rapporteurs étaient Dominique Wolbert, Martin-Benoît Ngassoum.


  • Résumé

    Dans le cadre de l'élimination de composés réfractaires contenu dans une matrice complexe, les procédés d'oxydation avancée s'avèrent être une technologie de choix. Cette étude est donc consacrée à la sonolyse et à la photolyse de deux xénobiotiques organiques, le naphthol blue black (un colorant hydrophile, noté NBB) et le nonylphénol (un détergent, hydrophobe et volatil, noté NP), seuls ou en compétition. L'efficacité de la technique ultrasonore de haute fréquence (278 kHz) a été testée sur les molécules cibles et leur mélange. La décoloration du NBB est effective après 180 min de traitement et s'accompagne d'une minéralisation de 23% alors que le NP se dégrade après 120 min. L'effet des paramètres a été étudié, tels que la puissance ultrasonore, la concentration du substrat, le pH, les ions inorganiques (bicarbonates et phosphates) et la compétition. Ainsi dans le mélange, la présence du NBB n'a pas d'influence sur la disparition sur NP tandis que la décoloration du NBB est affectée par la présence du NP. Cependant, la présence des ions bicarbonates dans le mélange permet par l'intermédiaire des radicaux carbonates de contrebalancer l'effet inhibiteur du NP. L'utilisation de la photolyse directe a fait l'objet de la deuxième partie de ce travail, ce qui a permis de faire une étude comparative des deux techniques. Il a été montré que la sonochimie, fort de sa capacité à produire abondamment les radicaux HO•, est plus adaptée au traitement des effluents relativement plus concentrés. De plus, la sonochimie permet de mettre en valeur les ions inorganiques, constituants naturels de l'eau pour minimiser l'effet inhibiteur de la matrice. Ensuite, l'efficacité de certains Procédés d'Oxydation Avancée (POA) sur l'élimination des xénobiotiques sus-mentionnés a été testée et les résultats obtenus ont donné lieu à l'ordre suivant : UV < UV/H2O2 < Fe2+/H2O2 < UV/Fe2+/H2O2.

  • Titre traduit

    Advanced oxidation processes applied to organics micropollutants contained in industrial wastewater : case of soap factories


  • Résumé

    Within the framework of the destruction of refractory organics contained in a complex aqueous matrix, the advanced oxidation processes appear to be a first class technology. So this survey is dedicated to the sonolysis and the photolysis of two organics, namely the naphthol blue black (an acid azo-dye, hydrophilic, noted NBB) and the nonylphenol (a detergent, hydrophobic et volatile, noted NP), single or in competition. High frequency (278 kHz) ultrasound is found to be efficient. NBB decolorization is effective within 180 min and its mineralization reaches 23% while NP is degraded for 120 min. Different parameters were studied, such as ultrasound power, substrate concentration, pH, inorganic ions (bicarbonate and phosphate), and competition. In the NBB/NP mixture, NBB has no influence on the NP degradation whereas NP has a strong effect on the NBB decolorization. Nevertheless, the presence of bicarbonate ions in the mixture reduces the negative effect of NP, thanks to the formation of carbonates radicals. Direct photolysis is the topic of the second part of this study, so as to make a comparison of these two oxidative techniques. It was emphasizes that sonolysis is most adapted for the treatment of more concentrated pollutant, because of the intense production of HO• radicals. Moreover sonolysis is relevant when inorganic ions are present in the mixture, in order to minimize the competition between organics. Then the efficiency of different AOP was tested for the two target pollutants; results can be organized according the following: UV < UV/H2O2 < Fe2+/H2O2 < UV/Fe2+/H2O2.


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