Étude théorique et expérimentale du procédé d'électrocoagulation : application au traitement des effluents liquides hautement chargés en impuretés organiques et métalliques

Theoretical and experimental investigations of an electrocoagulation process : application to the treatment of highly concentrated media of organic or mineral impurities

• Auteur / Autrice : Mohamed Khemis
• Direction : Jean-Pierre Leclerc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aluminium

Déchets industriels -- Élimination

Suspensions (chimie)

Électrochimie

Résumé

L'électrocoagulation consiste à dissoudre électrochimiquement un métal (Fe, Al par exemple) qui génère des cations trivalents aptes à modifier le potentiel zeta d'entités en suspension dans l'effluent liquide à traiter. Le travail porte sur l'étude d'un procédé de laboratoire discontinu pour le traitement de différentes suspensions (huile de coupe, latex dilués, suspensions de silice colloïdale), par dissolution électrochimique d'aluminium. Le liquide circule continûment dans une boucle fermée comportant le réacteur électrochimique à électrodes planes parallèles. Plusieurs aspects du procédé ont été étudiés. En premier lieu, caractérisation des réactions électrochimiques (dissolution d'aluminium, dégagement d'hydrogène) par courbes intensité-potentiel, spectroscopie d'impédance, mais aussi détermination des rendements en courant. Par ailleurs, le traitement en mode discontinu des différents effluents a été étudié de manière approfondie par le suivi de la demande chimique en oxygène (DCa), du carbone organique total (COT), avec les variations d'aluminium dissous et d'hydrogène formé, en fonction des concentrations et du courant. Enfin, deux modèles originaux ont été proposés pour l'interprétation des résultats.

Electrocoagulation consists in the electrochemical dissolution of metal, e. G. Al or Fe, which generates trivalents cations, which are suitable to modify the zeta potential of suspended matters in the liquid to be treated. The present work deals the investigation of a discontinuous labo process for the treatment of various suspensions e. G. Machining oils, diluted latex, colloid suspensions, through aluminium dissolution. Liquid flows continuously in a loop provided with an electrochemical cell provided with flat aluminium electrodes. Various aspects of the process were investigated. First, the electrochemical reactions (aluminium dissolution, hydrogen evolution) were characterised by current-voltage curves, impedance spectroscopy, as weIl as current yields. Moreover, treatment of the various liquid wastes has been extensively studied par monitoring the levels of the chemical oxygen demand (COD) and of total organic carbon (TOC), with time variations of aluminium dissolved and hydrogen formed, depending on the concentrations and the current applied. Finally, two original models were developed for interpretation of the results.