Etude d’un procédé hybride couplant adsorption sur zéolithes et oxydation par l’ozone : application au traitement d’effluents aqueux industriels

Study of a hybrid process combining adsorption on to zeolites and oxidation by ozone : application to industrial wastewater treatment

• Auteur / Autrice : Julien Reungoat
• Direction : Hubert Debellefontaine, Jean-Stéphane Pic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ozone

Oxydation

Zéolites

Adsorption

Eau -- Épuration -- Ozonation

Mots clés libres

Eaux usées industrielles

Zéolithe hydrophobe

Procédé hybride

Résumé

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

This study investigates a new hybrid process to degrade organic species in an industrial wastewater which is not suitable for biological treatment. This hybrid process consists of adsorption onto hydrophobic zeolites and oxidation with ozone in a single reactor. The first part of this study concerns the binary interactions between the different components of the process: the target compound, the adsorbents and ozone. This study leads to a better understanding of the fundamental mechanisms. This information is then used in the second part of the study in which different configurations for the hybrid process are investigated. The parameters used to evaluate the process are the removal rate of the target compound, the removal rate of the by-products and the ozone consumption. In all the configurations the removal rates are enhanced and the ozone consumption is decreased compared with ozonation in absence of zeolite. The hybrid process can be configured in two ways: a sequential method consisting of an adsorption stage followed by a regeneration stage using ozone; and a continuous method in which the target compound and the ozone are simultaneously introduced into a fixed bed of zeolites