Le ferrate (VI) de potassium : optimisation de sa synthèse par voie hétérogène à une échelle semi-industrielle et applications au traitement des eaux, de polluants modèles aux effluents réels

Potassium ferrate (VI) : optimization of its semi-industrial synthesis by heterogeneous method and applications for water treatments, from model pollutants to real effluents

• Auteur / Autrice : Peings Vanessa
• Direction : Thierry Pigot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Analytique et Environnement
• Date : Soutenance le 17/12/2014
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Environnement

Désinfection

Eaux usées -- Épuration

Oxydation

Synthèse inorganique

Fer -- Composés

Mots clés libres

Ferrate (VI) de potassium stabilisé

Synthèse hétérogène

Oxydation

Désinfection

Traitement des eaux

Environnement.

Stabilized potassium ferrate (VI)

Heterogeneous synthesis

Oxidation

Disinfection

Water treatment

Environment.

Résumé

Le ferrate (VI) de potassium est un produit prometteur dans la filière du traitement des eaux de par ses propriétés oxydantes, coagulantes et désinfectantes. S’il n’est pas largement employé aujourd’hui, c’est à cause de son coût de production. Un objectif majeur de ce travail est de développer la synthèse du ferrate (VI) au sein du sel double K2(Fe0,5,S0,5)O4 solide et stable. L’étude de la synthèse à l’échelle du laboratoire a permis de comprendre les mécanismes physico-chimiques régissant la synthèse et d’établir un cahier des charges pour la conception d’un pilote semi-industriel. En l’état actuel des recherches, un produit contenant 28-34% de K2(Fe0,5,S0,5)O4 est obtenu. L’étude de l’action du ferrate (VI) sur des molécules organiques (pharmaceutiques, toxines, bactéries…) et inorganiques (cyanures, métaux…) a été réalisée. Un mécanisme d’oxydation par transfert électronique à 1 électron a été observé lors du traitement du phénol. Le potentiel du produit à être utilisé pour une dépollution de l’eau est confirmé sur des polluants modèles et sur des effluents réels et lui assure un large domaine d’application.

Potassium ferrate (VI) is a new challenging product in the field of water treatment. The world interest in this high-valent iron is explained by its properties of chemical oxidant, coagulant and disinfectant. However, high cost of its production restricts its big scale applications. Thus, the main objective of this study is focused on ferrate synthesis in a solid form more stable K2(Fe0,5,S0,5)O4. At first, synthesis has been developed at lab scale to improve understanding of its mechanisms and define the conception of a small industrial pilot. At the moment, a product with 28-34% of K2(Fe0,5,S0,5)O4 is obtained. The removal of organics (pharmaceuticals, toxins, bacteria…) and inorganics (cyanides, metals…) in water by ferrate (VI) has been explored. An oxidation mechanism which consists in a single electron transfer has been highlighted for phenol treatment. Finally, the results confirm the real ability of the product synthesized to treat both contaminants in water and industrial effluents.