Traitement d’eaux usées industrielles Bastian Etter Photocatalyse sur TiO2

Principe de base photo|catalyse catalyse hétérogène activation par des photons l < 390nm (UV proche) accélération d’une réaction chimique à la surface du catalyseur catalyseur semi-conducteur

Aspects cinétiques procédé d’oxydation avancée : formation de radicaux OH- dans le cas de la photocatalyse sur TiO2 : TiO2 + hν → h+ + e- h+ + H2Oads → ·OH + H+ h+ + OH-ads → ·OH e- + O2 → ·O2- > minéralisation des composés en CO2 (et H2O)

Fonctionnement – exemple [Calza et al. 1997]

Domaines d’application traitement d’eaux usées industrielles : dégradation de substances récalcitrantes / non-biodégradables phénols pesticides médicaments solvants halogénés cyanures colorants ions métalliques autres applications : désinfection d’eau potable pigment blanc colorant revêtement de surfaces semi-conducteur

Étude de cas Aircraft Depainting Fluid Treatment liquide complexe: benzyle alcool métaux lourds huiles savon glycol [www.purifics.com]

Avantages et limites - consommation d’énergie (que 4% du rayonnement solaire utile) - concentration maximale env. 1 gL-1 + aucun réactant nécessaire + température ambiante + TiO2 relativement bon marché + réutilisation du TiO2 + pas de résidu généré

Bibliographie Anonymous (2004): Titanium-Oxide Photocatalyst. Three Bond Technical News 1 Uwe Beister (2004): Physikalisch-chemische Untersuchung zur Mineralisierung pharmazeutischer Wirkstoffe an Titandioxid. Dissertation Universität des Saarlandes Catherine Battrick (2007): Membrane Chemical Reactor (MCR) for industrial wastewater treatment. MSc Thesis Cranfield University Paola Calza, Claudio Minero, Ezio Pelizzetti (1997): Photocatalytically Assisted Hydrolysis of Chlorinated Methanes under Anaerobic Conditions. Environ. Sci. Technol. 31 p. 2198-2203 Centro de investigaciones energéticas, medioambientales y tecnológicas Plataforma Solar de Almería: Aplicación de la energía solar ultravioleta al tratamiento de contaminación por compuestos no biodegradables. Manuel Ignacio Maldonado Rubio (2000): Descontaminación de aguas de lavado de envases de plaguicidas mediante fotocatálisis solar. Tesis doctoral Universidad de Almería. Ivan Muñoz Ortiz (2006): Life Cycle Assessment as a Tool for Green Chemistry: Application to Different Advanced Oxidation Processes for Wastewater Treatment. Tesi doctoral Universitat Autònoma de Barcelona S. Parra, S. Malato, C. Pulgarin (2002): New integrated photocatalytic-biological flow system using supported TiO2 and fixed bacteria for the mineralization of isoproturon. Applied Catalysis B: Environmental 36 p. 131–144 Pantelis A. Pekakis, Nikolaos P. Xekoukoulotakis, Dionissios Mantzavinos (2006): Treatment of textile dyehouse wastewater by TiO2 photocatalysis. Water Research 40 p. 1276 – 1286 Didier Robert, Sandra Parra, César Pulgarin, André Krzton, Jean Victor Weber (2000): Chemisorption of phenols and acids on TiO2 surface. Applied Surface Science 167 p. 51–58 www.purifics.com (11.4.2008)