Mise en œuvre de deux procèdes AOP émergents, types fenton, chlore/ Fe2+ et chlore/ Fe3+

Abstract

La grande stabilité et la résistance à la biodégradation des colorants synthétiques, rend leur élimination dans les des eaux de rejet issus des industries textiles, très difficile. Dans ce travail deux systèmes POA émergent et innovants Fe(II)/chlore et Fe(III)/chlore similaire au procédé Fenton ont été testé pour l’élimination de quatre colorants synthétiques : le Basic fuschin (BF), Le Toluidine blue (TB), le Chlorazol black (CB) et le C.I. Reactive green 12 (RG12). Une grande partie a été ensuite consacrée à une étude paramétrique détaillée au dernier colorant (RG12). Comparativement à une chloration seule et au bout de 30 s de traitement ; Une solution à 16,32 µM de chaque colorant, contenant 250 µM de chlore accélère l’élimination de 60% avec 25 µM de Fe(II) et un pH= 5 pour Fe(II)/chlore et de 40% avec 50 µM de Fe(III) et un pH= 4 pour Fe(III)/chlore. Ainsi dans les deux systèmes l'ajout de Fe(II) ou Fe(III) apporte une synergie appréciable. L’utilisation de piégeurs de radicaux à savoir le nitrobenzène, l'acide benzoïque, le t-butanol et l'azoture de sodium a révélé que Cl2●-joue un rôle dominant majeur dans le processus d'oxydation impliquant les deux systèmes, d'autres radicaux réactifs tels que ●OH, Cl● et ClO● ont été mis en évidence et impliqués dans le processus avec une activité plus faible. Pour le système Fe(II)/chlore, des taux de dégradation supérieurs de 80% ont été obtenus à pH 5 et 6, bien que des degrés de dégradation très élevés aient été également obtenus à pH 3 et 4. A pH 5 et 6, les radicaux hydroxyles ont contribué pour environ 11-22% dans le processus global d'élimination, alors qu'une contribution négligeable a été remarquée à pH 3. Pour le système Fe(III)/chlore, la meilleure activité des radicaux libres a été obtenue à pH 4.Toutefois, le processus a également bien fonctionné aux pH 3- 5 et 6. Pour les deux systèmes, L'efficacité de l'élimination augmente avec les doses de chlore et de fer jusqu'à un certain niveau optimal, au-delà duquel un effet inhibiteur a été observé. Les ions sulfate et bromure ainsi que l'agent tensioactif cationique Adogen 464 ont eu un effet inhibiteur sur les rendements du procédé. Les composants organiques tels que les acides humiques et les tensioactifs (en dehors d’Adogen 464) n'ont pas affecté l'efficacité des procédés. Dans des matrices réelles, l'efficacité a été affectée différemment avec une importance relative. Une réduction de seulement 2% a été observée dans une eau minérale naturelle, 13% dans l'eau de mer et ~20% dans une eau de rivière pour le système Fe(II)/chlore. Au vu de ces résultats encourageants, il est pertinent de s’intéresser à ces deux systèmes POA type Fenton émergents, vu leur facilité à mettre en œuvre avec des réactifs simple, disponibles et pas couteux (sels de fer et eau de javel), à des pH proches de la neutralité, contrairement au procédé Fenton qui est performant à pH 3.