Etudes d’élimination d’acide acétique

Dans toute la partie qui suit, l’acide acétique a été traité avec agitation pour minimiser l’effet de la température du milieu liquide. Aussi, la déchargée a été stoppée toutes les 15 min pendant 10 min pour permettre le refroidissement de la solution.

V.1.5.1 Influence du débit d’argon

L’influence du débit d’argon sur l’efficacité du traitement a été quantifiée en effectuant les mesures sur la solution d’acide acétique (1 mmol/L) traitée pendant 30 minutes avec les débits d’argon différents (0.5 L/mn et 0.05 L/min). Le taux de conversion obtenu par analyse en HPLC est consigné dans le tableau V-5.

Tableau V-5: Influence de débit d’argon sur le traitement

Il résulte de ce tableau que les taux de conversion sont sensiblement égaux pour 0.5 L/min et 0.05 L/min. Dans les gammes des débits testées, le débit d’argon n’a donc pas d’influence sur le taux de conversion. Par conséquent, dans la suite de notre travail, le débit d’argon de 0.05 L/min sera utilisé. Les résultats précédents ont montré que les radicaux hydroxydes étant en grande partie responsables de l’élimination du polluant utilisé. Or la concentration en radicaux hydroxyles générés par la décharge plasma est fonction de l’humidité du gaz vecteur. Ces résultats montreraient donc que dans la gamme testée les débits gazeux utilisés n’ont pas d’influence sur la concentration en vapeur d’eau au dessus de la solution, et donc sur la quantité de radicaux hydroxyde produits et le taux de conversion du polluant.

V.1.5.2 Influence du temps de traitement sur l’efficacité de conversion

L’acide acétique (1mmol/L) a été traité pendant 15, 30, 45 et 60 minutes avec 0.05 L/min d’argon avec des manipulations différentes. Notons que toutes les 15 minutes de traitement, la

0,5 L/min 0,05 L/min

Expérience 1 66,84 65.84

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persistants dans les effluents aqueux, Thèse de Doctorat en cotutelle, UPMC, UY1. (2016) Page 139 décharge est arrêtée pendant 10 minutes afin de refroidir le réacteur. L’analyse des échantillons traités par HPLC donne les chromatogrammes de la figure V-5.

Figure V-5: Chromatogramme d’influence du temps de traitement sur le taux de conversion

(Débit d’argon 0.05 L/min ; P : 9.32 W ; V :11 mL ; F : 40 kHz)

Ces chromatogrammes montrent que l’intensité du pic d’acide acétique (16ème minute) diminue progressivement par rapport au temps de traitement, contrairement à celle du pic de la 6^ème minute qui s’accentue. Le pic à la 6^ème minute est dû aux composés non retenus par la colonne car la 6 ^ème minute correspond au temps mort de la colonne. Ces composés sont probablement les sous-produits de dégradation de l’acide acétique. Parmi ces composés il est probable que l’on trouve également des nitrates et ou nitrites car l’analyse de l’eau distillée traitée (Fig. V-6) a donné un pic à ce même temps de rétention. Le gaz plasmagène utilisé étant de l’argon, les nitrates et nitrites qui seraient présents seraient dus à des traces d’air qui persistent dans le réacteur. Le pourcentage d’élimination de l’acide acétique est representé figure V-7.

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persistants dans les effluents aqueux, Thèse de Doctorat en cotutelle, UPMC, UY1. (2016) Page 140

-0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0 10 20 30 40 50 Te m ps de retention (m in) In te n si té ( m vo lt s. se c)

Figure V-6: Eau distillée traitée avec plasma DBD pointe plan (Débit d’argon 0.05

L/min ; P : 9.32W ; V :11mL ; F : 40 kHz)

Figure V-7: Taux de conversion en fonction de temps de traitement (Débit d’argon

0.05 L/min ; P : 9.32 W ; V :11 mL ; F : 40 kHz)

Il apparait clairement dans cette figure que le taux de conversion augmente progressivement par rapport au temps de traitement. Cette augmentation est plus accentuée aux premiers temps de traitement et le pourcentage d’élimination atteint 64,48 % après 30 minutes d’exposition. Ce taux tend à se stabiliser et a atteint 67,26 % après 60 minutes d’exposition. Cette

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persistants dans les effluents aqueux, Thèse de Doctorat en cotutelle, UPMC, UY1. (2016) Page 141 stabilisation se justifie par le fait qu’à partir de ce temps de traitement, la quantité de polluant contenue dans la solution est presque éliminée par la décharge. La concentration en acide acétique du milieu est devenue très faible et donc l’acide acétique est difficilement dégradable. En effet, plus la concentration de l’acide acétique est faible dans la solution, moins la réaction entre les radicaux ^•OH et l’acide acétique est favorisée en raison des

réactions compétitives entre espèces radicalaires d’une part, et avec les sous produits de dégradation de l’acide acétique d’autre part.

Nous avons vu au cours de ces travaux que le traitement avec le générateur de haute fréquence dégage rapidement beaucoup d’énergie ce qui favorise l’augmentation de la température de la solution et le transfert du polluant de la phase liquide vers la phase gazeuse. A cet effet, le traitement avec agitation de la solution liquide et l’arrêt de la décharge toutes les 15 min pendant 10 min a été réalisé afin de favoriser le refroidissement de la solution. L’un des moyens de limiter l’augmentation de la température de la solution est de travailler avec le générateur de basse fréquence. Ce générateur fournit une puissance plus faible, ce qui donnera plus de temps à la chaleur pour être évacuée et limitera donc l’échauffement de la solution et donc le transfert de l’acide acétique du liquide vers gaz.

Dans la partie qui suit, nous allons étudier la conversion de l’acide acétique avec le générateur de basse fréquence.