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Soutenance de thèse

12 mars 2010. N’guessan Joachim KROU (Dir. Henri DELMAS). ETUDE EXPERIMENTALE ET MODELISATION D’UN PROCEDE SEQUENTIEL AD-OX D’ELIMINATION DE POLLUANTS ORGANIQUES

Resumé :
Ce travail a pour objectif de concevoir, de mettre en œuvre et de modéliser, un petit pilote de traitement d’eau afin d’enchaîner un grand nombre de cycle du procédé séquentiel AD-OX (Adsorption-Oxydation). On étudie l’évolution, au cours des cycles de la capacité d’adsorption de différents charbons actifs (commerciaux et issus de la pyrolyse de boue de station d’épuration) sur différents effluents : modèle (phénol), colorant (tartrazine) et effluent industriel.
L’étude des performances, en adsorption puis oxydation, alternées, a précisé les caractéristiques fondamentales du procédé AD-OX. Dès la première oxydation, qui suit la première adsorption en lit fixe, le charbon perd une grande partie de son pouvoir adsorbant (environ 80%). Ce résultat est d’ailleurs le principal point commun des divers essais (sur des charbons très différents et sur des polluants également très différents) : les charbons sont très dégradés en tant qu’adsorbants dès la première oxydation, puis évoluent très peu au cours des cycles suivants. De nombreuses mesures sur ces charbons neufs et usagés aident à mieux appréhender ce phénomène : densité, BET porosité, ATG, EDX, caractérisation des fonctions de surface, pH au point de charge nulle… La désactivation de l’adsorption semble essentiellement résulter de formation de produits lourds très difficilement désorbés et qui réduisent fortement la microporosité.
Pour mieux interpréter ces expériences, des simulations numériques sont décrites dans cette étude. On a modélisé la première étape, le perçage du phénol sur un charbon actif neuf, qui montre le rôle prépondérant de la diffusion de surface puis le perçage sur CA usagé, et pour finir la deuxième étape du procédé, l’oxydation catalytique batch sur CA usagé qui approche bien les données expérimentales sans aucun ajustement de paramètre.

Mots-Clés :
Charbon actif, charbon de boue, adsorption, oxydation, catalyse, OCVH, régénération, lit fixe, modélisation, diffusion.

Composition du Jury :

  • M. Iordan NIKOV, professeur, rapporteur
  • M. Christophe BENGOA, docteur, rapporteur
  • Mme. Sabine SOCHARD, maître de conférences, examinateur
  • Mme. Marie-Hélène MANERO, professeur, examinateur
  • Mme. Caroline ANDRIANTSIFERANA, maître de conférences, examinateur
  • M. Pascal ROCHE, docteur, membre invité
  • Mme. Carine JULCOUR, Chargé de recherche, membre invité
  • M. Jean-Stéphane PIC, maitre de conférences, membre invité
  • M. Henri DELMAS, professeur, directeur de Thèse

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