hind mokrane 1,* , said mokrane 1 , farah haddoud 2 , boubekeur nadjemi 1,3

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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

The 4th International Congress Water, Waste & Environment (EDE4)Agadir, Morocco, December 18-20, 2013

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.

3Laboratoire d’étude et de développement des techniques de traitement et d’ép11uration des eaux et de gestion environnementale, Ecole Normale Supérieure, Alger, Algérie.

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Plan de la présentation

• Introduction

• Objectifs

• Materiels et méthodes

• Résultats et discussions

• Conclusions et perspectives

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• Introduction

• Objectifs





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Les usines pétrochimiques

les cokeries, lesdistilleries de goudron

Les eaux résiduaires de raffineries Papeteries

matières plastiques

la dégradations des pesticides, fongicides et herbicides

Pollution des eaux par le phénol

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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

6


Traitement des eaux phénoliques

ELIMINATION

BiologiquesChimiquesPhysiques

Combinaison

RECUPERATION

Extraction liquideL’évaporationL’adsorption

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• Introduction

• Objectifs




8


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




10


Materiels et méthodes

Dispositif expérimental pour le traitement chimique

Mélange réactionnel

Agitateur magnétique

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Materiels et méthodesAnalyse 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




13


Résultats et discussionsInfluence de la concentration en peroxyde d’hydrogène

C6H5OH + 14 H2O2 6 CO2 + 17 H2O

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80

Ren

dem

ent (

%)

Temps (min)

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80

Ren

dem

ent (

%)

Temps (min)

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

(A)[Phe]/[H2O2]=1/14 (B) [Phe]/[H2O2]=1/8.

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Résultats et discussions

0 50 100 150 200 250 3000

20406080

100Rp(%)

Rc(%)

Temps (min)

Ren

dem

ent (

%)

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.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80

Ren

dem

ent (

%)

Temps (min)

Essai en semi-continu Essai en discontinu

15



0 10 20 30 40 50 60 70 800

500

1000

1500

2000

Temps (min)0 50 100 150 200 250 300

0

200

400

600

Temps (min)

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

Essai en semi-continu Essai en discontinu

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Influence du taux de catalyseur


[FeCl2] (mg/l) 25 50 100

Rc (%) 31 41 43.3Rp (%) 95 97 100

[Phe]/[H2O2]=1/8, [Phe]0=500mg/l, pH=3.5,

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Résultats et discussionsInfluence du pH

pH 2 3.5 5

Rc (%) 31.6 41.0 23.3Rp (%) 96.0 97.0 93.9

[Phe]/[H2O2]=1/8, [Phe]0=500mg/l, [FeCl2]=50mg/l

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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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Merci de votre attention

hind mokrane 1,* , said mokrane 1 , farah haddoud 2 , boubekeur nadjemi 1,3

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