Etude comparative de l'oxydation de composés aliphatiques en milieu aqueux par les procédés Fenton et photo-Fenton

par Patrick Baldoni-Andrey

Thèse de doctorat en Chimie et microbiologie de l'eau

Sous la direction de Joseph De Laat.

Soutenue en 2001

à l'Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées , dans le cadre de École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers ; 2000-2008) , en partenariat avec École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers ; 1984-....) (autre partenaire) .

mots clés

• Hydroxyle
• Peroxyde d'hydrogène
• Eaux usées
• Rayonnement ultraviolet

Résumé

Cette étude a pour objectif d'étudier et de comparer les performances des procédés d'oxydation radicalaire par le réactif de Fenton (FeII/H2O2), par les procédés photo-Fenton (FeII/H2O2/UV) et H2O2/UV pour l'oxydation de composés organiques et d'effluents industriels. L'oxydation des acides acétique et chloroacétique par les trois procédés d'oxydation étudiés conduit, en présence d'oxygène dissous, à une minéralisation très avancée du carbone organique (COT) ainsi qu'à une minéralisation quasi-totale du chlore organique. En absence d'oxygène dissous, l'oxydation radicalaire de l'acide chloroacétique conduit à la formation de sous produits organochlorés. La minéralisation du COT par le réactif de Fenton nécessite des doses beaucoup plus importantes de réactifs (FeII et H2O2) que par les procédés FeII/H2O2/UV et H2O2/UV. Pour l'oxydation des effluents industriels testés, le procédé photo-Fenton est plus performant que le procédé H2O2/UV et nécessite des doses moins élevées de réactifs que le système FeII/H2O2.

Titre traduit

Comparative study of the oxidation of aliphatic compounds in aqueous solution by the Fenton and photo-Fenton processes

Résumé

The objective of this work was to study and compare the performances of advanced oxidation processes, namely Fenton reagent (FeII/H2O2) and photo-Fenton (FeII/H2O2/UV) and H2O2/UV processes for the oxidation of aliphatic compounds and industrial wastewaters. The oxidation of acetic and chloroacetic acids by the three experimented processes leads, in the presence of dissolved oxygen, to a fast mineralization of the organic carbon (TOC) and simultaneously to the mineralization of almost all the organic chlorine. In the absence of dissolved oxygen, the OH radical oxidation leads to the formation of orgnochlorinated by-products. The mineralization of TOC by the Fenton reagent requires much higher FeII and H2O2 doses than FeII/H2O2/UV and H2O2/UV processes. Concerning the oxidation of the industrial wastewater samples the photo-Fenton process is more efficient than H2O2/UV system, and requires much lower doses of reagents than the Fenton process.