L'oxydation par voie humide, OVH, du phénol en milieu aqueux dilué, utilisant H₂O₂ associé à un catalyseur solide

Catalytic wet peroxide oxidation, CWPO, of phenol in aqueous diluted middle

Université Sidi Mohamed Ben Abdellah, « Groupe de Recherché en Environnement, Eau et Nuisances », Faculté Polydisciplinaire de Taza, BP 1223, Taza-Gare, TAZA, MAROC

Résumé

L'évolution de la législation sur les rejets liquides, l'augmentation soutenue de la demande en eau potable et la prise de conscience universelle sur la nécessite de préserver l'environnement, font du traitement des eaux usées un domaine d'investigation en pleine expansión. Face á la complexité des effluents industriels, les traitements physico-chimiques, biologiques et par incinération ne suffisent plus. L'oxydation par voie humide utilisant le peroxyde d'hydrogène associé a un catalyseur solide (CWPO), constitué une méthode efficace de traitement des rejets organiques en milieu aqueux dilué. Le but de ce travail est done la mise au point de catalyseurs solides pour la CWPO. L'oxydation du phénol a été choisie comme réaction modele pour tester les catalyseurs prepares.

Nous avons testé des catalyseurs a base de molybdéne sur un support de Ti02. Nous avons étudié l'effet de la teneur en Mo ainsi que son association au fer ou au vanadium. 5 % semble être le pourcentage optimal en Mo. Le catalyseur associé MoV (5 %)-Ti02 est plus actif que Mo (5 %)-T¡02. L'abattement du carbone organique total est faible pour tous les catalyseurs, probablement a cause des conditions douces de la réaction. Tous les métaux passent en solution à l'exception du fer qui semble bien s'insérer dans la structure du support. Les produits de la réaction CWPO du phénol, identifiés par HPLC, confortent l'hypothèse du mécanisme réactionnel simplifié proposé par Delanoë et Duprez.

Nous avons ensuite étudié les systèmes : Mo(1.5 %)-TiO₂ V(1.5 %)-TiO₂ Fe(1.5 %)-TiO₂ et Cu(1.5 %)-TiO₂. Les solides a base de Mo et V sont instables dans les conditions de la réaction et les catalyseurs Fe203-Ti02 et CuO-TiO₂ sont actifs et stables, CuO-TiO₂ étant le plus performant. Nous avons utilisé ce dernier pour traiter un rejet réel: l'effluent des huileries d'olive, dont la CWPO dans le domaine des faibles concentrations conduit à des abattements moyens pour la DCO et tres bons pour la teneur en polyphénols.

Abstract

The evolution of the legislation on liquid rejeets, the sustained increase of demand in drinking water and the universal realization on the necessity to preserve the environment, make the processing of wastewaters an area of investigation in full expansion. In the face of the industrial sewage complexity, physico-chemical, biological processings and incineration no longer sufficed. The wet oxidation using H₂O₂ associated to a solid catalyst, CWPO, constitutes an efficient method of organic reject processing in aqueous diluted middle. The goal of this work is therefore the solid catalyst development for the CWPO. The oxidation of phenol has been chosen as reaction models to test catalysts prepared.

We have tested catalysts to basis of molybdenum supported on TiO₂. We have studied the effect of the content in Mo as well as its association to the iron or to the vanadium. 5% seems to be the optimal percentage in Mo. The catalyst associated MoV(5%)-TiO₂ is more active than Mo(5%)-TiO₂. The dejection of total organic carbon is weak, probably because of sweet conditions of the reaction. All metals pass in solution to the exception of the iron that seems well to insert in the structure of the support The vanadium is unstable because it has not associated neither with Mo, nor with the titane. Products of the reaction CWPO of the phenol, identified by HPLC, reinforce the hypothesis of the simplified mechanism proposed by Delanoë and Duprez.

We have then prepared Mo(1.5%)-TiO₂, V(1.5%)-TiO₂, Fe(1.5%)-Ti02 and Cu(1.5%)-TiO₂ by impregnation. We have characterized them and tesied on the CWPO of phenol in aqueous diluied middle. Fe, Mo, V and Cu are respectively under form Fe₂O₃ hematite, MoO3, V2O5 shcherbinaïte and CuO tenorite. Solids to basis of Mo and V are unstable in conditions of the reaction and catalyst Fe₂O₃ -TiO₂ and Cu0-TiO₂ are active and stable. The last one is the best catalyst of the series; here is why we have then used it to process a real reject The olive mill wastewater possesses an important power contaminating due essentially to strong contents in polyphenols. The DCO reaches 200g/l. The CWPO in the area ofíhe weak concentrations gives average dejections for the DCO and verygood for the content in polyphenols.