Optimisation et modélisation de dispositifs de traitement d'effluents gazeux acides par voie semi-sèche PDF Download
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Author: Nizar Kholi
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Book Description
La recherche concerne tout d'abord l'optimisation d'un dispositif de traitement d'effluents gazeux acides par voie semi-sèche. Les trois dispositifs étudiés, dénommés A, B et C sont à base d'un venturi haute énergie. Les dispositifs sont alimentés par un débit d'air compris entre 85 et 120 nm3/h à une température d'entrée de 200°C. La phase liquide ou la suspension réactionnelle est introduite dans les dispositifs par une buse ordinaire placée axialement en amont du col du venturi et avec un débit volumique variable entre 2 et 10 L/h. Pour les trois dispositifs, on précise les capacités d'évaporation d'eau pure et d'absorption réactionnelle du dioxyde de soufre, la concentration en SO2 à l'entrée du dispositif étant fixée à 500 ppm. Le dispositif C associant une colonne au venturi et ou les phases gazeuse et liquide sont alimentées à co-courant descendant est le plus performant. De plus, pour ce dispositif, l'influence de différents paramètres opératoires nous permet d'aboutir à des conditions de fonctionnement dans lesquelles le dispositif conçu est plus efficace que certains dispositifs d'absorption par voie semi-sèche décrits dans la littérature. Les performances d'évaporation et d'absorption des dispositifs et plus particulièrement du dispositif C sont ensuite interprétés à l'aide de modèles simplifiés ou les phases gazeuses et liquides sont supposées parfaitement agitées et ou la résistance réactionnelle de transfert se limite à la résistance difusionnelle entre la phase gazeuse et la goutte ou la particule réactionnelle. Ces modèles rendent compte de l'influence qualitative et quantitative des paramètres opératoires étudiés. L’intérêt du dispositif au niveau du laboratoire mériterait d'être confirmé à une échelle industrielle avec un effluent gazeux acide réel
Author: Nizar Kholi
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La recherche concerne tout d'abord l'optimisation d'un dispositif de traitement d'effluents gazeux acides par voie semi-sèche. Les trois dispositifs étudiés, dénommés A, B et C sont à base d'un venturi haute énergie. Les dispositifs sont alimentés par un débit d'air compris entre 85 et 120 nm3/h à une température d'entrée de 200°C. La phase liquide ou la suspension réactionnelle est introduite dans les dispositifs par une buse ordinaire placée axialement en amont du col du venturi et avec un débit volumique variable entre 2 et 10 L/h. Pour les trois dispositifs, on précise les capacités d'évaporation d'eau pure et d'absorption réactionnelle du dioxyde de soufre, la concentration en SO2 à l'entrée du dispositif étant fixée à 500 ppm. Le dispositif C associant une colonne au venturi et ou les phases gazeuse et liquide sont alimentées à co-courant descendant est le plus performant. De plus, pour ce dispositif, l'influence de différents paramètres opératoires nous permet d'aboutir à des conditions de fonctionnement dans lesquelles le dispositif conçu est plus efficace que certains dispositifs d'absorption par voie semi-sèche décrits dans la littérature. Les performances d'évaporation et d'absorption des dispositifs et plus particulièrement du dispositif C sont ensuite interprétés à l'aide de modèles simplifiés ou les phases gazeuses et liquides sont supposées parfaitement agitées et ou la résistance réactionnelle de transfert se limite à la résistance difusionnelle entre la phase gazeuse et la goutte ou la particule réactionnelle. Ces modèles rendent compte de l'influence qualitative et quantitative des paramètres opératoires étudiés. L’intérêt du dispositif au niveau du laboratoire mériterait d'être confirmé à une échelle industrielle avec un effluent gazeux acide réel
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Pages : 253
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La présence de micropolluants à l'entrée des opérations d'épuration d'effluents industriels induit des problèmes au cours du traitement par des procédés biologiques, certaines molécules n'étant pas nécessairement biodégradées. Les substances prioritaires les moins volatiles sont aussi les plus hydrophobes (ex : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques) et ont tendance à s'adsorber majoritairement sur les matières organiques et les boues. A l'inverse, les molécules moins hydrophobes mais très volatiles comme les Benzène, Toluène, Ethylbenzène et p-Xylène ont une forte propension à être transférées dans l'atmosphère lors des phases d'aération. Dans le projet ANR HYBIOX "Procédés biologiques hybrides pour l'amélioration de la dégradation de xénobiotiques", il s'agit d'évaluer des bioréacteurs hybrides reposant sur l'addition de supports mobiles et adsorbants dans des procédés à boues activées de manière à mieux fixer ces polluants et à faire co-exister flocs et biofilms au sein du même réacteur. Le couplage entre les phénomènes physico-chimiques et biologiques a été étudié dans un réacteur séquencé. La modélisation de ces phénomènes permet de tester des hypothèses, de prévoir les conditions opératoires optimales pour appréhender un processus, et aide à l'interprétation de résultats. Un modèle d'adsorption sur support hétérogène, développé sous Matlab® et un modèle intégrant le couplage des phénomènes en dynamique, développé sous Aquasim® ont été étudiés. Les simulations réalisées concordent avec les résultats expérimentaux et permettent de conclure que les mécanismes d'élimination abiotiques jouent un rôle très important dans les "performances épuratoires" du procédé de traitement biologique aérobie. Les transferts de BTEX de la phase liquide vers le compartiment gazeux sont significatifs (>99% en 2 heures) et les quantités d'HAPs détectées dans la fraction solide sont importantes (élimination moyenne>65% lors de la décantation primaire). Le réacteur hybride présente de nombreux avantages. D'une part l'addition de charbon actif en grain dans des procédés à boues activées permet de fixer les polluants ciblés et d'augmenter leur temps de séjour dans le procédé. D'autre part, la réduction de leur concentration à un niveau non inhibiteur permet l'absorption des variations de charges qui sont fréquentes dans les effluents industriels. Pour les Composés Organiques Volatiles (ex : BTEX), l'ajout de particules adsorbantes et l'analyse des modes opérationnels minimisant le transfert dans la phase gaz sont les points prépondérants. Il s'agit alors d'évaluer avec quelle dynamique l'adsorbant peut se biorégénérer dans le système.
Author: Sarah Khirani
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Languages : fr
Pages : 158
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L'objectif de cette étude est de développer un procédé hybride combinant la séparation membranaire et l'adsorption/ échange ionique pour traiter les effluents secondaires en vue leur réutilisation. L'application de ce type de procédé aux eaux usées nécessite une recherche des coûts les plus faibles en tenant compte de la spécifité des matières organiques contenues dans ces effluents. Par ailleurs il parait souhaitable de développer un procédé durable c'est-à-dire de minimiser la consommation énergétique et de faire en sorte que les additifs utilisés soient régénérables. Ceci nous a conduit à privilégier un procédé ou membranes immergées et adsorbant régénérable sont associés dans le même réacteur. Nous nous sommes intéressés principalement au traitement des composés organiques des effluents secondaires, soit en étudiant la fraction hydrophobe composée de substances humiques (majoritairement acides fulviques dans notre étude), soit en en travaillant avec une solution synthétique de composition proche de celle d'un effluent secondaire. Pour ce faire, cette étude à comporté les étapes suivantes : 1 Recherche d'un matériau alternatif au charbon actif en poudre CAP avec une étude comparative des cinétiques et des isothermes d’adsorption; 2. Etude de la réponse du procédé hybride à deux échelles en utilisant le CAP et la résine substitut ; 3. Amélioration d’un protocole qui permette de prédire le potentiel de colmatage des eaux vis à vis des étapes de nanofiltration ou d'osmose inverses qui pourraient compléter le procédé étudié
Author: Leticia Vitola Pasetto (docteur en génie des procédés).)
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Dans le procédé de production d'engrais à base de superphosphate, l'attaque de la roche phosphatée par l'acide sulfurique génère des sous-produits gazeux odorants. Bien que leurs émissions se situent dans les limites réglementaires, les usines d'engrais à base de superphosphate sont susceptibles de causer des nuisances olfactives pour les riverains. Cette thèse propose d'étudier la faisabilité d'un procédé de traitement des odeurs par l'ozonation en phase gazeuse homogène. Une première étape de priorisation des composés chimiques ayant le potentiel odorant le plus important a été réalisée. Ce classement a été effectué à partir d'un rapport technique fourni par notre partenaire industriel basé sur une campagne de mesure olfactométrique et de caractérisation chimique des gaz émis par la cheminée d'une usine de production des engrais superphosphate. À partir du calcul de la valeur d'activité odorante (OAV), deux familles de composés ont été ciblées : les composés soufrés - représentés par le sulfure d'hydrogène (H2S), le sulfure d'éthylméthyle (MES) et le disulfure de diméthyle (DMDS) - et les aldéhydes (représentés par le propanal et le butanal). Deux techniques analytiques (GC/FID et SIFT/MS) ont été mises en œuvre afin d'évaluer les performances d'élimination de ces composés, la difficulté d'analyser une matrice gazeuse contenant de l'ozone ayant été mise en évidence. Ainsi, une interférence de l'ozone sur l'analyse des aldéhydes par GC/FID a été identifiée. La technique SIFT/MS a, quant à elle, nécessité un développement important. L'ozonation d'effluents gazeux modèles a été réalisée en suivant l'élimination des composés cibles dans différentes conditions de fonctionnement (temps de résidence, température du réacteur, concentration en ozone et taux d'humidité) dans un domaine expérimental compatible avec les contraintes industrielles. Les composés soufrés ont présenté des taux d'élimination élevés, particulièrement dans le cas de H2S, dont les conversions ont atteint environ 80%. Les monosulfures (MES) et disulfures organiques (DMDS) se sont montrés moins réactifs à l'ozone, puisque les conversions sont restées assez faibles (de l'ordre de 30% pour un ratio O3/soufrés similaire). Dans la gamme de conditions opératoires utilisées, ni l'humidité, ni le temps de résidence dans le réacteur n'ont montré d'influence considérable. La concentration d'ozone s'avère être le paramètre du procédé le plus influant, ayant un effet positif sur les taux de conversion des trois composés soufrés étudiés. Parallèlement, pour le DMDS, une augmentation de la température du réacteur a aussi amélioré la conversion. De manière globale, les taux de conversion les plus importants ont été obtenus pour les ratio O3/soufrés et la température du réacteur les plus élevés. A l'inverse, même lorsque les conditions de réaction les plus favorables ont été appliquées (température et concentration d'ozone les plus élevées), les aldéhydes se sont montrés non réactifs vis-à-vis de l'ozone. Malgré les faibles conversions obtenues, l'utilisation du SIFT/MS a permis d'identifier les principaux sousproduits de la réaction ozone-composés soufrés en phase gazeuse comme étant le méthyléthylsulfoxyde (MESO), le méthyléthylsulfone (MESO2), le diméthyl thiosulfinate (DMSOS), les isomères de diméthyl thiosulfonate (DMSO2S), le diméthyldisulfoxyde (DM(SO)2) et également le dioxyde (SO2) et le trioxyde de soufre (SO3). Le procédé de traitement des odeurs par ozonation directe des gaz en sortie de cheminée industrielle apparaît donc difficilement envisageable en raison de la faible efficacité d'élimination des composés malodorants démontrée dans nos essais. En revanche, cette technique couplée avec une absorption chimique pourrait s'avérer intéressante pour éliminer les nuisances olfactives avec une bonne efficacité
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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: PASCAL.. JOURNOT
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Languages : fr
Pages : 260
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CE TRAVAIL FAIT ETAT DE L'EVALUATION DE L'APTITUDE A L'ABSORPTION DE POLLUANTS GAZEUX D'UN PROCEDE ORIGINAL D'ELECTROFILTRATION DES GAZ EN MILIEU HUMIDE (PROCEDE ECORET#). APRES OPTIMISATION DANS UNE MAQUETTE DE L'ELECTRODE EMISSIVE ET DE SON ASPERSION PAR UN LIQUIDE DE LAVAGE, NOUS AVONS MONTRE QUE LA DIFFERENCE DE POTENTIEL APPLIQUEE PROVOQUE UNE REDISTRIBUTION DU LIQUIDE EN DIRECTION DE L'ELECTRODE COLLECTRICE PAR UN DRAINAGE ELECTROSTATIQUE. CE PHENOMENE AFFECTE LA RETENTION DU LIQUIDE ET LA REPARTITION DE SON FLUX DANS L'APPAREIL. PAR UNE APPROCHE HYDRODYNAMIQUE GLOBALE (DISTRIBUTION DES TEMPS DE SEJOUR), NOUS AVONS PU DETERMINER LA NATURE DES ECOULEMENTS LIQUIDE ET GAZEUX. DANS UNE DERNIERE PARTIE, NOUS AVONS MESURE LES COEFFICIENTS SPECIFIQUES DE TRANSFERT DE MATIERE COTE GAZ ET COTE LIQUIDE DONT LES ORDRES DE GRANDEUR SONT COMPARABLES A CEUX DES COLONNES A PULVERISATION. LES RESULTATS SONT PRESENTES SOUS LA FORME DE CORRELATIONS. PAR CETTE CONTRIBUTION EXPERIMENTALE, IL EST MAINTENANT POSSIBLE DE PRECISER LE DOMAINE DE FONCTIONNEMENT DE CES APPAREILS D'EPURATION DES GAZ. NOUS AVONS DEGAGE DEUX PARAMETRES PRINCIPAUX D'EXTRAPOLATION POUR LE DIMENSIONNEMENT D'UNITES INDUSTRIELLES QUI SONT LE DEBIT DE GAZ TRAITE ET LE DEBIT DE PULVERISATION DU LIQUIDE DE LAVAGE
Author: Laurent Oligny
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ISBN: 9781369393934
Category :
Languages : fr
Pages : 89
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Author: Linda Strande
Publisher: IWA Publishing
ISBN: 1780404735
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 428
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It is estimated that literally billions of residents in urban and peri-urban areas of Africa, Asia, and Latin America are served by onsite sanitation systems (e.g. various types of latrines and septic tanks). Until recently, the management of faecal sludge from these onsite systems has been grossly neglected, partially as a result of them being considered temporary solutions until sewer-based systems could be implemented. However, the perception of onsite or decentralized sanitation technologies for urban areas is gradually changing, and is increasingly being considered as long-term, sustainable options in urban areas, especially in low- and middle-income countries that lack sewer infrastructures. This is the first book dedicated to faecal sludge management. It compiles the current state of knowledge of the rapidly evolving field of faecal sludge management, and presents an integrated approach that includes technology, management, and planning based on Sandecs 20 years of experience in the field. Faecal Sludge Management: Systems Approach for Implementation and Operation addresses the organization of the entire faecal sludge management service chain, from the collection and transport of sludge, and the current state of knowledge of treatment options, to the final end use or disposal of treated sludge. The book also presents important factors to consider when evaluating and upscaling new treatment technology options. The book is designed for undergraduate and graduate students, and engineers and practitioners in the field who have some basic knowledge of environmental and/or wastewater engineering.
Author: David M. Robbins
Publisher: IWA Publishing
ISBN: 178040476X
Category : Science
Languages : en
Pages : 148
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This is a practical handbook providing a step-by-step approach to the techniques used for characterizing wastewater sources and investigating sites where collection, treatment and reuse/disposal technologies will be installed. It is intended to help enable local implementation of on-site and decentralized wastewater management system (DWMS)for wide scale use in development settings. How to Design Wastewater Systems for Local Conditions in Developing Countries helps local service providers and regulatory officials make informed decisions through the use of tools, checklists and case studies. It includes a link to a web based community of on-site and decentralized wastewater professionals, which contains related tools and case studies. This handbook serves as a reference for training classes, certification programs, and higher education programs in civil and sanitary engineering. There is an increasing interest on the part of local government officials and private sector service providers to implement wastewater treatment systems to solve sanitation problems. The model presented in this handbook promotes activities that first generate data related to source and site conditions that represent critical inputs, and then applies this information to the technology selection process. Matching the most appropriate technologies to the specific needs of the wastewater project is the key that leads to long term sustainability. How to Design Wastewater Systems for Local Conditions in Developing Countries is an invaluable resource for public sector decision makers and private sector service providers in developing countries. It is also a useful text for students at engineering colleges in developing countries interested in taking a class that teaches the methods of decentralized wastewater management system (DWMS) development.
Author: Elizabeth Tilley
Publisher:
ISBN: 9783906484570
Category :
Languages : en
Pages : 176
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