Mise au point d'un procédé d'ozonation catalytique pour le traitement des effluents aqueux PDF Download
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Author: Virginie Fontanier
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 355
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Book Description
Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la mise en oeuvre d'un procédé d'ozonation catalytique pour le traitement des eaux résiduaires industrielles. La réaction d'ozonation catalytique est péalablement étudiée en réacteur agité, avec un catalyseur en poudre. L'étude porte sur la destruction d'un composé modèle réfractaire à l'ozonation, l'acide hexanoïque. Cette réaction est alors mise en oeuvre en réacteur colonne à lit fixe, fonctionnant à co-courant ascendant de gaz et de liquide. L'étude du transfert et de la décomposition de l'ozone en phase aqueuse est suivie de la détermination des paramètres hydrodynamiques essentiels à l'obtention de résultats optimaux lors de la réaction de minéralisation de l'acide hexanoïque. Le vieillissement et la voie de synthèse du catalyseur sont également considérés. L'ozonation catalytique est finalement utilisée pour le traitement d'effluents papetiers.
Author: Virginie Fontanier
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Languages : fr
Pages : 355
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Book Description
Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la mise en oeuvre d'un procédé d'ozonation catalytique pour le traitement des eaux résiduaires industrielles. La réaction d'ozonation catalytique est péalablement étudiée en réacteur agité, avec un catalyseur en poudre. L'étude porte sur la destruction d'un composé modèle réfractaire à l'ozonation, l'acide hexanoïque. Cette réaction est alors mise en oeuvre en réacteur colonne à lit fixe, fonctionnant à co-courant ascendant de gaz et de liquide. L'étude du transfert et de la décomposition de l'ozone en phase aqueuse est suivie de la détermination des paramètres hydrodynamiques essentiels à l'obtention de résultats optimaux lors de la réaction de minéralisation de l'acide hexanoïque. Le vieillissement et la voie de synthèse du catalyseur sont également considérés. L'ozonation catalytique est finalement utilisée pour le traitement d'effluents papetiers.
Author: Vincent Farines
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Languages : fr
Pages : 474
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Book Description
Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la mise en oeuvre d'un réacteur triphasique d'ozonation catalytique pour le traitement des eaux résiduaires industrielles. L'ozonation constitue un des moyens les plus efficaces pour réduire la pollution organique contenue dans les effluents aqueux avec toutefois des rendements d'oxydation de la matière organique souvent limités par la formation de produits d'oxydation inertes. Afin d'éliminer la DCO résiduelle, des procédés d'oxydation avancés sont développés pour accroître les rendements de dégradation des polluants organiques. La réaction d'ozonation catalytique est préalablement étudiée en réacteur agité avec un catalyseur d'ozonation en poudre. L'effet du catalyseur sur le transfert et la décomposition de l'ozone, hors substrat, permet de déterminer le régime de fonctionnement du réacteur selon les conditions opératoires. En faisant varier les paramètres de fonctionnement du réacteur agité, le facteurs influants de la réaction d'ozonation catalytique sont étudiés avec un composé modèle réfractaire à l'ozonation seule, l'acide hexanoïque. Ensuite, la transposition au fonctionnement en réacteur lit fixe fonctionnant à co-courant ascendant de gaz et de liquide est réalisée en suivant la même démarche qu'en réacteur agité. L'étude du transfert de l'ozone en absence de réaction chimique est suivie de l'étude du transfert et de la décomposition de l'ozone en présence de catalyseur sous forme extrudée. En utilisant l'acide hexanoïque comme substrat modèle, l'évaluation des divers paramètres de fonctionnement du réacteur conduit à la modélisation de la réaction d'ozonation catalytique en réacteur à lit fixe. Les performances du traitement sont ensuite éprouvées par des essais sur des composés organiques divers et représentatifs de la composition d'effluents réels. Enfin, divers essais d'applications sur des eaux résiduaires industrielles illustrent le bien fondé de la démarche adoptée et l'intérêt de l'ozonation catalytique.
Author: Manhal Abouzlam
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Languages : fr
Pages : 0
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Le principal objectif de la thèse est l'optimisation d'un procédé d'oxydation avancée par la mise en œuvre des outils de l'automatique moderne.Le procédé considéré concerne l'ozonation catalytique utilisé pour traiter les eaux résiduaires industrielles. L'optimisation de ce procédé consiste à contrôler l'abattement des polluants tout en minimisant le coût de fonctionnement du procédé. La mesure en ligne de la concentration en polluant est fournie par l'absorbance, grandeur corrélée à la DCO. Le procédé est alors considéré comme un système à une entrée, la puissance du générateur d'ozone, et deux sorties, l'ozone dans les évents et l'absorbance.L'identification du procédé a mené à l'estimation d'un modèle linéaire pour construire les lois de commande et d'un modèle non-linéaire, de type modèle de Wiener, pour tester les correcteurs en simulation avant les essais expérimentaux.Les trois commandes testées, la commande par modèle interne, la commande optimale et la commande H∞, permettent de rejeter des perturbations sur la concentration en polluant dans les effluents à traiter. Des analyses de stabilité du système bouclé, vis-à-vis de retards sur la commande, ont été menées.Les résultats expérimentaux obtenus ont permis de conclure sur les gains significatifs apportés par ces développements.La méthodologie développée pour cette application peut être étendue à d'autres procédés afin de faciliter le développement industriel des procédés d'oxydation avancée.
Author: Claire Crousier
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Languages : fr
Pages : 320
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Les travaux menés au cours de cette thèse ont pour objectif d'étudier l'applicabilité du procédé d'ozonation catalytique TOCCATA® au traitement avancé d'eaux résiduaires urbaines pour le contrôle des émissions en micropolluants. Ce travail couvre la détermination des propriétés physico-chimiques, structurelles et de réactivité de deux catalyseurs et l'optimisation de leur conditionnement pour le procédé d'ozonation catalytique. La caractérisation hydrodynamique du réacteur à co-courant ascendant triphasique en lit fixe utilisé pour la mise en œuvre du procédé a été également réalisée. Les processus élémentaires impliqués dans le procédé ont ensuite été étudiés séparément : transfert gaz-liquide, adsorption, ozonation simple et interaction ozone/matériau. Enfin l'ozonation catalytique a été étudiée vis-à-vis de l'élimination de la matière organique des eaux usées réelles. L'ozonation catalytique se montre moins sélective que l'ozonation simple et améliore le procédé en termes de transfert d'ozone et d'élimination du carbone organique. Des mécanismes et des lois cinétiques pour chacun des processus élémentaires ont été déterminés et une loi de vitesse globale de premier ordre pour le procédé d'ozonation catalytique est proposée. L'étude de l'influence de différentes variables opératoires a été effectuée en vue de l'optimisation du procédé. L'investigation a ensuite été élargie à l'élimination de micropolluants spécifiques (carbamazépine, diuron, kétoprofène, diclofénac, naphtalène) appliquée à des eaux synthétiques, ainsi qu'à des eaux résiduaires urbaines réelles. La plupart des composés sont dégradés après application d'une faible dose d'ozone par le procédé. L'étude de leurs propriétés et de leur affinité avec le système d'ozonation catalytique a permis d'expliquer leurs comportements.
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Languages : fr
Pages : 239
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Cette étude a pour objet un nouveau procédé de traitement des effluents aqueux industriels chargés en matière organique et difficilement traitables par voie biologique. Ce procédé hybride couple l’adsorption sur des zéolithes hydrophobes et l’oxydation par l’ozone au sein d’un unique réacteur. La première partie de cette étude concerne les interactions binaires entre les différents éléments du procédé : la molécule cible, les adsorbants et l’ozone. Cette étude permet d’améliorer la compréhension des mécanismes fondamentaux ; différentes méthodes de mise en œuvre du procédé hybride sont alors envisagées et étudiées dans une seconde partie. Les paramètres choisis pour évaluer les différentes configurations sont les vitesses d’élimination de la molécule cible et de ses sous-produits ainsi que la consommation d’ozone. Dans toutes les configurations, les vitesses d’élimination augmentent et la consommation d’ozone diminue par rapport à un procédé d’ozonation en absence de zéolithe. Le procédé hybride peut être configuré selon deux méthodes : une méthode séquentielle comportant une phase d’adsorption suivie d’une phase de régénération de l’adsorbant par l’ozone et une méthode dans laquelle l’effluent aqueux et l’ozone sont introduits simultanément et en continu à travers un lit fixe de zéolithe
Author: Hakim Dehouli
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Languages : fr
Pages : 176
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Cette étude a pour objet la mise en place d’un procédé de traitement des effluents aqueux industriels chargés en matières organiques et difficilement traitables par voie biologique. Ce procédé hybride couple l’adsorption sur des charbons actifs et l’oxydation par l’ozone au sein d’un unique réacteur. La première partie de cette étude concerne les interactions binaires entre les différents éléments du procédé : l’adsorbant et l’ozone. Cette étude permet d’améliorer la compréhension des mécanismes fondamentaux ; notamment le mécanisme (radicalaire ou moléculaire) de décomposition de l’ozone en présence de charbon actif mais également l’influence de l’ozone sur les propriétés chimiques et structurales du charbon actif et les modifications induites sur ses capacités d’adsorption. La présence de charbon actif permet une augmentation de la décomposition de l’ozone conduisant ainsi à la formation de radicaux libres HO●. L’ozonation ne modifie pas les propriétés structurales du charbon actif mais conduit à des modifications de ses propriétés chimiques notamment par une augmentation des fonctions oxygénées de surface. Les capacités d’adsorption du CA se voient également augmenter. Le procédé hybride O3 / CA permet une amélioration de l’abattement en COT et conduit à l’élimination totale des composés phénoliques présent en solution.
Author: Olivier Chedeville
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Languages : fr
Pages : 510
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Author: Diane Gumuchian
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Languages : fr
Pages : 0
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Ce travail de thèse a permis le développement d'un procédé de traitement de l'eau par couplage plasma/catalyse. Les traitements plasma ont été réalisés dans deux réacteurs différents : un réacteur pointe/plan et un réacteur dynamique. Ces deux réacteurs autorisent un contrôle de l'atmosphère gazeuse du traitement. La faisabilité de la dégradation d'acide acétique a été prouvée. Certains paramètres de traitement en réacteur pointe/plan (gaz de traitement, du débit gazeux et de la fréquence de la décharge) et dynamique (débit de recirculation de phase liquide, concentration du polluant et puissance injectée) ont été étudiés.Une modélisation du procédé en utilisant les logiciels Comsol Multiphysics et Scilab a été menée. Grâce à elle, la manière dont les espèces actives (essentiellement les radicaux hydroxyles) sont apportées à la solution a été mise en évidence.Une poudre de catalyseur de Co3O4 a été étudiée dans le but de coupler le traitement plasma avec un traitement catalytique. Pour cela, des manipulations d'ozonation catalytique ont été entreprises. Elles ont mis en exergue l'efficacité du catalyseur pour la décomposition de polluants.Finalement, le couplage plasma/catalyse a présenté des résultats encourageants, puisqu'une amélioration de la décomposition des polluants a été observée.Les points d'amélioration peuvent consister à optimiser la quantité et la forme des électrodes haute tension utilisées (électrodes en parallèle, de géométrie plane, etc.). Le dépôt de catalyseur en couche mince sur l'électrode de masse par la technique PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) devra être réalisé.
Author: Thierry Lebrun
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Languages : fr
Pages : 208
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Les procédés biologiques utilisés dans le traitement des effluents industriels n'éliminent pas la totalité de la pollution carbonée. Une fraction résiduelle, singulièrement appelée "DCO dure" persiste dans les effluents traités. L'oxydation chimique couplée à un traitement biologique représente une alternative attractive pour réduire et valoriser ces composés bioréfractaires. Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour objectifs de déterminer les mécanismes qui régissent les procédés couplant des stades biologique et d'ozonation et de définir les conditions optimales de fonctionnement. Réduire la fraction bioréfractaire nécessite avant tout de connaître sa nature et son origine. La première partie de ce travail a consisté à caractériser la fraction résiduelle d'origine anaérobie et en particulier de différencier la part de carbone provenant du subtrat de celle libérée par la biomasse. Dans une seconde partie, le traitement de molécules modèles bioréfractaires par un procédé combiné (ozonation/biologie) a permis de mettre en évidence la complémentarité des deux systèmes : l'ozone en oxydant les structures des composés chimiques et les microorganismes en assimilant les produits d'ozonation. Les efficacités d'un tel couplage sont étroitement liées aux conditions de fonctionnement et au degré d'acclimatation des boues du procédé biologique. Les concepts établis sur les molécules synthétiques ont été validés sur des effluents industriels de mélasses où la configuration du procédé a été étudiée. Les performances ont été largement améliorées avec un procédé intégré équipé d'une boucle de recirculation. Dans une dernière partie, la réduction des masses de boues d'origine anaérobie par un traitement à l'ozone et la valorisation du carbone solubilisé sont abordées.
Author: Cécile Legay
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Languages : fr
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Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l'ozonation catalytique des composés organiques pour le traitement des eaux résiduaires industrielles. Parmi les traitements visant à réduire la pollution organique contenue dans les effluents, l'ozonation constitue un des moyens d'oxydation les plus efficaces. Cependant l'action sélective de l'ozone conduit généralement à un abattement limité du COT, ce qui motive le développement de procédés d'oxydation avancée, susceptibles de conduire à la minéralisation complète de la matière organique. Une investigation expérimentale permet initialement d'établir l'ordre d'efficacité des métaux de transition dans la décomposition de l'ozone, hors substrat, et de préciser le rôle du métal dans l'activation catalytique de l'ozone. L'hétérogénéisation du catalyseur par imprégnation en voie humide permet ensuite de combiner l'activité obtenue en phase homogène et la séparation aisée catlyseur/produit propre à la catalyse hétérogène. Après avoir sélectionné l'agent actif, l'optimisation de la formulation catalytique est réalisée d'après les performances obtenues vis-à-vis de la dégradation de divers substrats modèles, inertes vis-àvis de l'ozone. Les performances de l'ozonation catalytique sont ensuite validées par l'application au traitement d'effluents industriels. L'activation catalytique de l'ozone repose en effet sur la formation d'entités oxydantes non radicalaires et se distingue par là même de tous les procédés d'oxydation avancée existants à l'heure actuelle. Toutes ces validations expérimentales prouvent le bien fondé de la démarche adoptée. Enfin, ce travail ouvre des perspectives orientées vers le développement du procédé industriel.
