Oxydation par voie humide catalytique d’effluents industriels : catalyseurs métaux nobles supportés

Catalytic wet air oxidation of industrial wastes : noble metal supported catalysts

• Auteur / Autrice : Nicolas Grosjean
• Direction : Michèle Besson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Catalyse et environnement
• Date : Soutenance le 18/02/2010
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Chovelon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Descorme, Jean-Pierre Maume
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Duprez, Hubert Debellefontaine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lixiviation

Ruthénium

Palladium

Diméthylamine

Déchets industriels

Mots clés libres

Oxydation voie humide

Oxydation voie humide catalytique

Catalyse hétérogène

Catalyseurs métaux nobles supportés

Ruthénium

Platine

Palladium

Effluents industriels

Diméthylamine

Sauce de couchage

Lixiviat de décharge

Lixiviation

N,N-diméthylformamide

Catalytic wet air oxidation

Noble metals supported catalysts

Industrial effluents

N,N-dimethylformamide

Paper coating slip

Landfill leachate concentrate

Catalyst leaching

Heterogeneous catalysis

Dimethylamines

Palladium

Dimethylformamide

Ruthenium

Résumé

L’industrie produit de grandes quantités d’effluents aqueux qu’il convient de traiter. Des traitements alternatifs aux procédés biologiques doivent être développés pour certains effluents toxiques et/ou non biodégradables. L’oxydation en voie humide catalytique repose sur l’action de l’oxygène sur les polluants en phase aqueuse à haute température et haute pression. Préalablement à cette étude, des catalyseurs au Ru ou Pt supportés sur ZrO2 ou TiO2très actifs et très stables pour l’OVHC de polluants modèles et de quelques effluents réels ont été développés. Ce travail a examiné ces catalyseurs sur d’autres effluents réels : un effluent provenant d’une unité de production de membranes contenant du glycérol et du DMF, uneffluent de sauce de couchage provenant de l’industrie papetière et un concentrât de lixiviatde décharge. Les catalyseurs se sont révélés très actifs et stables pour la minéralisation du glycérol, mais une forte lixiviation a été observée lors de l’OVHC du DMF du fait de la présence d’amines. L’oxydation de l’effluent de sauce de couchage permet de minéraliser la charge organique, facilitant le recyclage de la charge minérale, avec une amélioration accrue de la biodégradabilité du surnageant en présence des catalyseurs. Enfin, l’ajout de catalyseurs lors de l’OVH du concentrât de lixiviat de décharge permet d’améliorer sa minéralisation et d’éliminer totalement les ions ammonium

Industries produce huge volumes of effluents which need to be treated before disposal.Alternative treatments to the more classical biological techniques are required in the case oftoxic and/or non biodegradable effluents. The wet air oxidation (WAO) and catalytic wet airoxidation (CWAO) are based on the reaction of an oxidant (oxygen) with the pollutants in aqueous phase at high temperature and pressure. Ru or Pt catalysts supported on zirconium and titanium oxides were previously shown to be highly active and stable in the CWAO of awide range of model compounds and real complex effluents. These catalysts were evaluated in the CWAO of problematic effluents: one containing glycerol and DMF, one paper coatingslip effluent and one concentrated landfill leachate. The catalysts showed high activity and stability in the CWAO of glycerol, while the metal leached upon DMF CWAO due to the presence of amines. WAO leads to the partial mineralization of the organic load in paper coating slip, allowing an easy separation recycling of mineral pigments, with an improved biodegradability of the supernatant with the use of a catalyst. The use of a catalyst upon landfill leachate WAO leads higher COT conversion and complete ammonia elimination