Traitement hydrothermal de déchets industriels spéciaux : données pour le dimensionnement d'installations industrielles et concepts innovants de réacteurs sonochimique et électrochimique

• Auteur / Autrice : Cyril Aymonier
• Direction : François Cansell
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux usées -- Épuration

Déchets industriels -- Élimination

Résumé

Les procédés d'oxydation hydrothermale offrent une alternative technico-économique viable pour le traitement des déchets aqueux industriels spéciaux. Afin de promouvoir le développement de cette technologie, des données, nécessaires au dimensionnement des réacteurs, concernant les mécanismes et les chaleurs globales des réactions d'oxydation hydrothermale ont été déterminées. Le mécanisme de la réaction d'oxydation d'une molécule contenant des atomes d'azote, le fénuron (C₆H₅-NH-CO-N (CH₃)₂), a été proposé et la chaleur globale de la réaction d'oxydation de l'acide acétique a été évaluée à -925 kj. Mol⁻¹. De plus, deux concepts innovants de réacteurs sonochimique et électrochimique ont été développés pour s'affranchir des problèmes de corrosion et de précipitation des sels rencontrés dans les installations d'oxydation dans l'eau supercritique. Le réacteur sonochimique permet d'activer la réaction d'oxydation en milieu hydrothermal et ainsi d'abaisser les conditions de fonctionnement du réacteur en pression et en température. À 2,8 MPa et 220°C, le taux de conversion de l'acide acétique atteint 83%. Quant au réacteur électrochimique, il a été conçu pour les déchets aqueux salins et consiste à utiliser les sels présents dans le déchet pour générer in situ des espèces oxydantes actives par électrolyse. Une étude du fonctionnement de la zone d'électrolyse a été réalisée.

Hydrothermal oxidation process provides a great technico-economic alternative for the treatment of aqueous industrial wastes. In order to promote the development of this technology, data for scaling up hydrothermal oxidation reactor have been determined. In particular, the reactive pathway of a nitrogen containing compound, the fenuron (C₆H₅-NH-CO-N (CH₃)₂), has been proposed and the global reaction heat of acetic acid oxidation has been evaluated at -925 kj. Mol⁻¹• Moreover two innovating concepts of sonochemical and electrochemical reactors have been developed to overcome salt precipitation and corrosion. The sonochemical reactor allows to speed up the hydrothermal oxidation reaction rate in order to reduce the reactor operating conditions in pressure and in temperature. At 2. 8 MPa and 220°C, the acetic acid conversion rate reachs 83%. Concerning the electrochemical reactor, it was built to treat aqueous briny wastes and allows to generate in situ oxidizing species by electrolysis. A study of the electrolysis zone bas been realized.