Étude de la dégradation par les ultrasons de matières organiques polluantes en milieu aqueux

par Marie-Francoise Lamy

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Christian Pétrier.

Soutenue en 1994

à Chambéry .

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Résumé

L’élimination de composés toxiques et réfractaires aux techniques classiques a vu l'émergence de nouveaux procédés. Les pouvoirs oxydants des ultrasons ont conduit à l'utilisation des ondes ultrasonores pour la dépollution d'effluents liquides. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à quatre polluants types (benzène, chlorobenzène, phénol et 4-chlorophenol) des rejets industriels. Afin d'optimiser la méthode et d'établir les mécanismes réactionnels, nous avons fait varier différents paramètres tels que la fréquence ultrasonore (20 et 487 khz), la nature des gaz dissous et les propriétés physico-chimiques des composés organiques étudiés. À partir des premiers résultats expérimentaux, nous observons une meilleure dégradation des polluants à haute fréquence (487 khz) à ceux obtenus à basse fréquence (20 khz). D’autre part, quelle que soit la fréquence utilisée, le benzène et le chlorobenzène disparaissent plus rapidement que le phénol et le 4-chlorophenol. Lors de la décomposition du phénol et du 4-chlorophenol, nous observons la présence de composés hydroxyles résultant d'une attaque radicalaire par oh. En revanche, les principaux composes issus de la dégradation du benzène et du chlorobenzène sont l'acétylène et le co en présence d'argon. Le comportement et les intermédiaires identifiés (h#2o#2, gaz, sous-produits hydroxyles) lors de la dégradation de ces polluants, nous permettent de penser, que les composés à forte tension de vapeur et hydrophobes (benzène et chlorobenzène) sont pyrolysés rapidement au sein ou à l'interface de la bulle. Le phénol et le 4-chlorophenol subissent une attaque radicalaire par les radicaux oh dans une zone proche de la bulle. Toutefois, la totalité des intermédiaires formés n'a pas été identifiée, ce qui ne nous permet pas d'appréhender totalement les mécanismes ultrasonores. Le couplage ultrasons/fe ii permet une nette amélioration de la minéralisation du phénol. Afin d'améliorer ce procédé, les ultrasons peuvent être amenés à être couples à d'autres méthodes

Titre traduit

Ultrasonic degradation of organic pollutants in aqueous solutions

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