Étude de la dépollution des eaux par couplage des procédés : modélisation et hydrodynamique

Study of water depollution by coupling processes : modeling and hydrodynamics

• Auteur / Autrice : Sara Ouali
• Direction : Anthony Szymczyk‎, Pierre-François Biard, Noureddine Nasrallah‎, Rachida Maachi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie : procédés et environnement
• Date : Soutenance le 04/07/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1 en cotutelle avec Université des Sciences et de la Technologie Houari-Boumediène (Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : Matière, Molécules et Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes
• Jury : Président / Présidente : Naima Belhaneche‎
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Krim Louhab
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julie Mendret, Christel Causserand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyamides

Ozone

Micropolluants

Nanofiltration

Mots clés libres

Nanofiltration

Ozone

Polyamide

Polyethérsulfone

Micropolluants

Nanofiltration

Ozone

Polyamide

Polyethersulfone

Micropolluants

Résumé

Cette thèse a pour but de développer une approche innovante et un système avancé intégrant "membrane et oxydation" pour le traitement des eaux. La principale innovation de cette étude réside dans l’utilisation d’une configuration monophasique où l’ozone est solubilisé à forte concentration en amont de la membrane dans une eau pure ou à faible demande en ozone. Le choix des membranes s’est porté sur des membranes organiques qui sont moins coûteuses que les membranes céramiques (mais cependant moins résistantes chimiquement). La première partie de ce travail s’est donc focalisée sur la compatibilité de membranes organiques de NF commerciales avec l’ozone pour choisir le matériau le plus robuste et le plus résistant à l’ozone pour le couplage des procédés. Dans la deuxième partie, un pilote à l'échelle du laboratoire, combinant le procédé peroxone et la nanofiltration, a été développé afin de démontrer la faisabilité d'une telle approche les résultats obtenus ont prouvé que la configuration choisie pour le procédé hybride présente différents avantages. Tout d'abord, le mélange de la solution préozonée et de l’eau à traiter dopée en peroxyde d’hydrogène permet une production intensifiée des radicaux hydroxyles dans le cœur du liquide, D’autre part, le procédé développé protège les membranes du colmatage organique, et les préserve de l’attaque de l’ozone.

This thesis aims to develop an innovative approach and an advanced system integrating "membrane and oxidation" for water treatment. The main innovation of this study lies in the use of a single-phase configuration where ozone is solubilized at high concentration upstream of the membrane in pure or low ozone demand water. The choice of membranes was made on organic membranes which are less expensive than ceramic membranes (but less chemically resistant). The first part of this work therefore focused on the compatibility of commercial NF organic membranes with ozone to select the most robust and ozone resistant material for process coupling. In the second part, a laboratory-scale pilot, combining the peroxone process and nanofiltration, was developed to demonstrate the feasibility of such an approach. The results obtained proved that the configuration chosen for the hybrid process has different advantages. First of all, the mixture of the preozonated solution and the water to be treated doped with hydrogen peroxide allows an intensified production of hydroxyl radicals in the core of the liquid. Secondly, the process developed protects the membranes from clogging. organic, and protects them from the attack of ozone.