Couplage des procédés électrochimiques à la photocatalyse ou à l’adsorption pour le traitement des polluants organiques

Abstract

Ce travail a été effectué dans le domaine de la dépollution des eaux usées en utilisant deux types de technologie, il s’agit des procédés électrochimiques en particulier l’électrocoagulation et les procédés d’oxydation avancés, notamment le procédé fenton et la photocatalyse en milieu hétérogène. En plus, le couplage de ces deux types de procédés est réalisé dans le but d’améliorer la performance de traitement. La méthodologie des surfaces de réponse (RSM) a été utilisée avec succès pour optimiser les paramètres opérationnels affectant le traitement des effluents pharmaceutiques réels par électrocoagulation. Les données expérimentales obtenues étaient adaptées à une équation polynomiale de second ordre à l'aide de régressions multiples et ont également été analysés par analyse de variance (ANOVA). Les tracés de contours dérivés des modèles mathématiques ont été appliqués afin de déterminer les conditions optimales (pH de 5.31, une densité de courant de 46.83 mA /cm2 et un temps d’électrolyse de 17.99 min). Dans ces conditions, les taux de réductions expérimentales en termes de DCO et la turbidité ont été trouvés égaux à 75.64 et 96.34%, respectivement, qui étaient en accord avec les valeurs prédites par le modèle Le procédé fenton a été appliqué à la dégradation et à la minéralisation des solutions aqueuses chargées de pesticides. L’étude a porté sur des échantillons synthétiques avec une concentration initiale d’environ 60 mg/l pour la métribuzine et de 10 mg/l pour l'hexaconazole. Les résultats obtenus ont montrés qu’aux conditions optimales de pH initial, de concentration de H2O2, de concentration de FeSO4, de concentration initiale de pesticides et de temps de traitement, des taux de dégradation maximale ont été atteints, 97.63 % pour métribuzine et 76.66 % pour l'hexaconazole. Une série d’essais a été réalisé dans un réacteur électrochimique fonctionnant en batch en utilisant des électrodes en fer avec l’ajout du peroxyde d’hydrogène. Ce montage est réalisé pour étudier l’efficacité du couplage d’un procédé d’oxydation avancée (électro-fenton) à l’électrocoagulation dans la dégradation d’aspirine. Les résultats obtenus ont montrés qu’avec un pH égale à 5, une densité de courant égale à 40 mA/cm2, une concentration du peroxyde d’hydrogène égale à 1100 mg/l, une concentration d’aspirine de 100 mg/l et un temps de dégradation de 110 min, nous avons eu de très bons taux de dégradation (99.23%). Le processus photocatalyse hétérogène couplé à l’électrocoagulation a été utilisé pour le traitement d'une eau usée pharmaceutique en utilisant le TiO2 comme catalyseur. Un plan composite centré à face centrée (CCF) a été utilisé avec succès pour la conception expérimentale et l'analyse des résultats. Le coefficient de corrélation R2 obtenu a été trouvée égal à 0.952 pour la DCO et 0,922 pour la turbidité, indiquant que les données réelles s’adaptent très bien avec les données prédites, en appliquant les modèles quadratiques