Utilisation de deux types de réacteur (discontinu et semi

The 4th International Congress Water, Waste & Environment (EDE4)
Agadir, Morocco, December 18-20, 2013
Utilisation de deux types de réacteur (discontinu et
semi-continu) pour l’élimination des composés
phénolés par oxydation chimique au peroxyde
d’hydrogène
Hind MOKRANE1,*, Said MOKRANE1, Farah HADDOUD2, Boubekeur NADJEMI1,3
1Laboratoire
des produits bioactifs et de la valorisation de la biomasse, Ecole normale supérieure, Alger, Algérie
2Département
génie de l'environnement, Ecole Nationale Polytechnique, El Harrach, Alger, Algérie.
d’étude et de développement des techniques de traitement et d’ép11uration des eaux et de gestion
environnementale, Ecole Normale Supérieure, Alger, Algérie.
3Laboratoire
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Plan de la présentation
• Introduction
• Objectifs
• Materiels et méthodes
• Résultats et discussions
• Conclusions et perspectives
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Plan de la présentation
• Introduction
• Objectifs
• Materiels et méthodes
• Résultats et discussions
• Conclusions et perspectives
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Pollution des eaux par le phénol
Les usines
pétrochimiques
les cokeries, les
distilleries de goudron
Les eaux résiduaires
de raffineries
Papeteries
matières plastiques
la dégradations des pesticides,
fongicides et herbicides
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Impact des phénols sur l’environnement.
 Certains dérivés du phénol sont cancérigènes (les chlorophénols)
 3 à 5 mg/l est une dose mortelle pour les poissons
 0.1 à 0.2 mg /l ils deviennent impropres à la consommation
 La norme de rejet du phénol est de 0.1 µg /l selon L’O.M.S.
 Le phénol est 17 éme parmi les 50 matières polluantes les plus
fréquentes
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Traitement des eaux phénoliques
RECUPERATION
ELIMINATION
Extraction liquide
L’évaporation
L’adsorption
Biologiques
Chimiques
Physiques
Combinaison
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Plan de la présentation
• Introduction
• Objectifs
• Materiels et méthodes
• Résultats et discussions
• Conclusions et perspectives
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Notre objectif
L’élimination du phénol par oxydation
chimique au peroxyde d’hydrogène en présence
d’un catalyseur l’ion ferreux
Deux modes de fonctionnement sont utilisés
discontinu et semi continu.
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• Introduction
• Objectifs
• Materiels et méthodes
• Résultats et discussions
• Conclusions et perspectives
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Materiels et méthodes
Mélange réactionnel
Agitateur
magnétique
Dispositif expérimental pour le traitement chimique
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Materiels et méthodes
Analyse et prélèvement :
L’évolution de la réaction d’oxydation est suivie par le prélèvement
d’échantillons du milieu réactionnel et l’analyse:
de la teneur en phénol résiduelle par la méthode spectrophotométrique
à l’amino-4-antipyrine à 510nm ;
de la demande chimique en oxygène (D.C.O) par la méthode du
dichromate de potassium ;
de la concentration en peroxyde d’hydrogène par la méthode
iodométrique ;
du pH, pour maintenir celui ci constant, nous ajoutons l’acide sulfurique
ou la soude suivant l’expérience.
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• Introduction
• Objectifs
• Materiels et méthodes
• Résultats et discussions
• Conclusions et perspectives
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Résultats et discussions
Influence de la concentration en peroxyde d’hydrogène
C6H5OH + 14 H2O2
6 CO2 + 17 H2O
100
Rendement (%)
Rendement (%)
100
80
60
40
20
80
60
40
20
0
0
0
20
40
60
Temps (min)
80
0
(A)[Phe]/[H2O2]=1/14
20
40
60
80
Temps (min)
(B) [Phe]/[H2O2]=1/8.
Fig. 1: Influence de la concentration en peroxyde d’hydrogène sur les rendements d’élimination du
phénol et de la D.C.O en réacteur discontinu. (A)[Phe]/[H2O2]=1/14 (B) [Phe]/[H2O2]=1/8.
Rp(%)
Rc(%). [Phe]0=500mg/l, pH=3.5, [FeCl2]=100mg/l
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Résultats et discussions
100
Rendement (%)
Rendement (%)
100
80
60
40
20
Rp(%)
80
Rc(%)
60
40
20
0
0
0
20
40
60
Temps (min)
Essai en discontinu
80
0
100
200
300
Temps (min)
Essai en semi-continu
Fig. 2: Evolution des rendements d’élimination du phénol (Rp ) et de la
D.C.O (Rc)
[Phe]0=500mg/l, pH=3.5, [FeCl2]=100mg/l, [Phe]/[H2O2]=1/8.
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Résultats et discussions
2000
600
1500
400
1000
200
500
0
0
10
20
30
40
50
60
Temps (min)
Essai en discontinu
70
80
0
0
50
100
150
200
250
300
Temps (min)
Essai en semi-continu
Fig. 3 : Evolution de la concentration en peroxyde d’hydrogène au cours du
temps. (A) Discontinu (B) Semi-continu.
[Phe]/[H2O2]=1/8, [Phe]0=500mg/l, pH=3.5, [FeCl2]=100mg/l
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Résultats et discussions
Influence du taux de catalyseur
[Phe]/[H2O2]=1/8, [Phe]0=500mg/l, pH=3.5,
[FeCl2] (mg/l)
25
50
100
Rc (%)
31
41
43.3
Rp (%)
95
97
100
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Résultats et discussions
Influence du pH
[Phe]/[H2O2]=1/8, [Phe]0=500mg/l, [FeCl2]=50mg/l
pH
2
3.5
5
Rc (%)
31.6
41.0
23.3
Rp (%)
96.0
97.0
93.9
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Conclusions et perspectives
 Cette série de manipulation nous a permis de constater que l’action du
peroxyde d’hydrogène est très efficace pour l’élimination totale du phénol.
 Cependant, il subsiste une D.C.O résiduelle due aux produits de la réaction
d’oxydation du phénol. Ces produits semblent être plus difficilement
oxydables que le phénol lui même.
 L’introduction du peroxyde d’hydrogène en semi continu a permis
d’obtenir des rendements intéressant de dépollution, en utilisant des
rapports phénol/oxydant ([phe]/[H2O2]=1/8) inférieurs à la stœchiométrie.
 L’étude de l’influence du pH, du taux de catalyseur et de la concentration
en phénol a permis de déterminer les meilleures conditions opératoires dans
la gamme étudiée, à savoir : un pH de 3.5, un rapport molaire oxydant oxydé
de 1/8, un taux de catalyseur de 50mg/l.
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