Résume du projet :
Un des problèmes majeurs auquel l'humanité doit faire face ces dernières années est la détérioration de la qualité des ressources en eaux. En effet, les effluents d’origine industrielle, agricole et domestique sont souvent chargés de polluants peu ou non biodégradables. Leur impact sur la faune et la flore est très néfaste.
Parmi les industries consommatrices d’eau en grande quantité, on trouve celle du textile avec celle de la tannerie en tête de liste. Les secteurs de teintures, de l’impression ou du finissage du textile y occupent une place de choix. Ces activités génèrent une pollution importante en eaux résiduaires. Ces effluents sont très chargés en colorants acides ou basiques, des sels et des adjuvants. La dépollution de l’eau est devenue de nos jours un enjeu important. Parmi les nombreuses techniques de traitement d’eau existante, une technique innovante peut être utilisée : la photocatalyse.
Cette technique apparaît comme une méthode de choix pour ce type d’application. Elle permet en effet de parvenir à l’oxydation complète de la plupart des polluants organiques à l’exception des composés triaziniques ou les Chlorofluocarbures. Cette technique présente l’avantage de s’effectuer dans des conditions douces, à température ambiante et sous pression atmosphérique. Lors de cette étude, nous nous sommes intéressés de vérifier l’efficacité de la photocatalyse hétérogène dans le traitement des eaux contenant soit un colorant ou un mélange de colorants. L’orange de méthyle et l’indigo Carmine, colorants anioniques, sont pris comme molécules modèles dans ce travail.
Mots de clés : Pollution, Eau, Colorant, Dégradation, Photocatalyse ; Traitement ;TiO2
3. 2. Problématique du projet :
Les rejets industriels dans les domaines énergétiques, de la production, la transformation des métaux, de l’industrie de la pâte à papier, du prétraitement ou la teinture de textile et la tannerie, portent un préjudice à notre environnement dans toutes ses composantes, air, eau et sol. Les effluents de ces activités sont chargés en produits chimiques très toxiques qui sont dans leur grande partie non biodégradables. Des directives de l’Agence Européenne de l’Environnement (AEE), obligent tous les industriels à réduire fortement aussi bien les émissions atmosphériques que les effluents trop chargés. Ainsi chaque industriel est tenu d’appliquer les meilleures techniques disponibles. Les colorants synthétiques représentent un groupe relativement large de composés chimiques organiques rencontrés dans pratiquement toutes les sphères de notre vie quotidienne. La production mondiale est estimée à 700 000 tonnes/ an, dont 140 000 sont rejetées dans les effluents au cours des différentes étapes d’application et de confection .Ces rejets, composés de surfactants, composés biocides, suspensions solides, agents de dispersion et de mouillage, colorants et métaux traces, sont toxiques pour la plupart des organismes vivants. Les colorants organiques synthétiques sont des composés impossibles à épurer par dégradations biologiques naturelles. Cette persistance est en étroite relation avec leur réactivité chimique:
- Les composés insaturés sont moins persistants que les saturés,
- Les alcanes sont moins persistants que les aromatiques,
- La persistance des aromatiques augmente avec le nombre de substituant,
- Les substituant halogènes augmentent plus la persistance des colorants que les groupements alkyles.
L'hétérogénéité de leur composition rend difficile voire quasiment impossible l'obtention de seuils de pollution inférieurs ou égaux à ceux imposés par les normes environnementales, après traitement par les techniques traditionnelles.
3.3. Objectifs du projet
La dépollution des eaux usées et l’assainissement des réserves d’eau potable sont aujourd’hui une préoccupation majeure. Les effluents industriels issus des activités de textile de la tannerie ou de l’imprimerie présentent souvent une charge polluante colorante importante difficilement biodégradable. Leur décontamination par les techniques conventionnelles s’avère dans certains cas inefficace. Les traitements classiques appliqués sont basés sur des méthodes physiques de transfert de masse (décantation, filtration, adsorption des polluants sur du charbon actif), l’oxydation chimique à l’ozone, au chlore, ou par voie biologique. L’expérience montre que tous ces procédés dés sont inefficaces devant l’ampleur de cette pollution, soit d’un coût rédhibitoire. En effet, les traitements physico-chimiques requirent des quantités considérables d’agents oxydants (coûteux) et conduisent parfois à la formation de produit intermédiaires indésirables et mêmes toxiques.de plus certains produits résistent à ce type de traitement. Bien que les traitements biologiques soient massivement employés, ils restent impuissants devant certains composés toxiques d’où la nécessité de rechercher de meilleurs alternatives. Parmi les progrès les plus récents dans le traitement de l'eau, les procédés d’oxydation avancée AOP (Advanced Oxidation Process) apportent une solution en prouvant leur efficacité, permettent la minéralisation en milieu aqueux des molécules organiques toxiques pour l’homme et pour l’environnement. Plusieurs études rapportent que les composés non biodégradables sont souvent chimiquement très stables et difficiles à minéraliser de manière complète. C’est dans ce type de cas qu’il convient d’utiliser des techniques plus performantes que les procédés de purification classiques. Cette étude décrit un nouveau procédé de traitement de rejet non biodégradable qui est la photocatalyse hétérogène: c’est une combinaison d’un catalyseur semi-conducteur, le dioxyde de titane, TiO2 avec une source de lumière ultraviolette. Une étude systématique a permis dégradation des colorants synthétiques (L’orange de méthyle et l’indigo Carmine) par photocatalyse hétérogène en utilisant le système O2/UV/ TiO2supporté.
