Dégradation de polluants émergents dans l’eau par sonochimie et procédés d’oxydation avancés
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Date
2018
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Abstract
Dans cette thèse, la dégradation et la minéralisation du Basic Red 29
(BR29), un colorant azoïque cationique, par ultrasons (US) à 300 kHz et 80
W et du 2-phénoxyéthanol (PhE), un perturbateur endocrinien, par
ultrasons (US) à 600 kHz et 120 W en solutions aqueuses sont examinées.
Des tests de piégeage du radical HO• avec de l'alcool tert-butylique, le
glucose, le 2-propanol et le Triton X-100 révèlent que le radical HO• est le
responsable de la dégradation de BR29 et que la région interfaciale des
bulles de cavitation est la principale zone de réaction pour une large gamme
de concentrations initiales de PhE. La vitesse de dégradation augmente avec
l'augmentation de la concentration initiale de BR29 et de PhE.
La dégradation la plus rapide s'est produite à un pH initial de 3,0 pour le
BR29 alors que pour le PhE la variation du pH n’a aucun effet sur la
cinétique de destruction. La dégradation sonochimique est plus efficace aux
puissances les plus élevées. La vitesse de dégradation est plus rapide dans
les matrices réelles comparativement à l'eau désionisée pour le colorant
testé. La meilleure élimination est obtenue dans l'eau naturelle, suivie par
l'eau de rivière et ensuite l'eau de mer. Bien que de faibles degrés de
minéralisation et d'oxydation sont obtenus avec les ultrasons seuls (~ 7% de
COT et ~ 20% de DCO), une méthode améliorée basée sur l'ajout de faible
quantité de fer dans la solution de sonication permet de résoudre ce
problème. Le procédé sono-Fenton améliore l'élimination du COT à 50% et
l'enlèvement de la DCO à 83% en seulement 1 h de traitement. La
minéralisation augmente de 5% avec les ultrasons seuls à 35% avec US/Fe2+
et 64% avec US/Fe2+/TiO2 après 30 min de traitement, et de 10% avec US
seuls à 51% et 81% avec respectivement US/Fe2+ et US/Fe2+/TiO2 après 60
min de dégradation pour le BR29. Pour le PhE, 70% de la DCO sont éliminés
en utilisant le système US/UV, alors que 65% sont éliminés avec les UV
seuls et seulement 38% avec les US seuls. Après 120 min de traitement, les
degrés d'oxydation sont de 94% pour le système US/UV, 76% pour les UV et
65% pour les US seuls.