Conclusion générale
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Ce travail rentre dans le cadre général du traitement des eaux usées, il porte sur la dégradation de deux substances pharmaceutiques qui sont largement consommés dans le monde, le paracétamol (PCM) et le diclofénac (DIC). Leur traitement a été effectué par les procédé d'oxydation avancée (POA), l'oxydation Fenton et le plasma-Glidarc, ainsi que le couplage de ces deux POA. Le suivi analytique a été assuré essentiellement par la demande chimique en oxygène (DCO), la chromatographie liquide (HPLC) et la mesure du carbone organique total (COT).
Notre intérêt pour les POA a pour objectif d'améliorer les résultats de la minéralisation des polluants pharmaceutiques obtenus par les POA appliqués séparément (seuls), procédé Fenton ou plasma-Glidarc. Aussi enrichir le milieu réactionnel en radicaux hydroxyles par le couplage des deux POA pour atteindre une minéralisation complète des polluants traités.
L'oxydation Fenton des substances pharmaceutiques a été étudiée en premier, nous avons d'abord optimisé les réactifs de Fenton (fer ferreux et peroxyde d'hydrogène). Le rapport molaire (R[H2O2]/[Fe2]) obtenu pour PCM et DIC est de 2,8 et 20,8 respectivement. Dans ces conditions, nous avons obtenu une forte dégradation (abattement de la DCO) des polluants, une disparition complète du PCM, ainsi que du DIC en une heure de traitement. La minéralisation des deux composés est hélas faible 34 et 48,6% respectivement pour PCM et DIC.
Concernant les composés inhibant l’oxydation dits « scavengers » comme l’urée et le tert- butanol, les résultats obtenus montrent une influence des inhibiteurs sur la dégradation et la minéralisation des rejets pharmaceutiques. Plus la concentration des scavengers augmente plus l’inhibition est forte. Ce qui permet d’affirmer que l’efficacité des traitements est tributaire de la composition chimique des rejets.
Nous avons ensuite appliqué le plasma-Glidarc pour la dégradation du paracétamol et du diclofénac. Les solutions ont été suivies analytiquement après exposition à la décharge ( t*=
0,5, 1, 2, 5, 15, 30 et 60 minutes) et pendant 1, 2, 4, 7, 10, 15 et 21 jours de post-décharge.
Les résultats obtenus ne diffèrent pas beaucoup que ceux trouvés dans le cas du procédé Fenton. Une augmentation du taux d’élimination des polluants (PCM, DIC) en fonction du temps de décharge et de post-décharge a été obtenue, une apparition croissante des sous- produits de dégradation accompagnée d’une une faible minéralisation.
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En mode post-décharge, l'abattement du COT atteint une valeur stable de 46% et 47%
respectivement pour PCM et DIC.
La troisième expérience que nous avons réalisée est celle du couplage des deux techniques précédentes pour obtenir le système GAD-Fenton en appliquant le procédé plasma-GAD en premier « GAD/Fenton » (voir figure) et l’inverse « Fenton/GAD ».
L’étude repose sur deux points essentiels, le premier en rapport avec la disparition des polluants et le second concerne la dégradation des sous-produits d’oxydation.
Figure 1.Traitement des polluant par couplage POA GAD-Fenton
Cette combinaison de POA, nous a permis d'obtenir de très bons résultats avant et durant les premiers jours de post-décharge.
Sur la base des résultats obtenus, les conclusions suivantes peuvent être tirées:
Procédé Fenton seul, sous les conditions optimales (rapport molaire et temps de réaction = 30 mn):
Une élimination totale des polluants PCM et DIC,
Minéralisation faible
Formation de composés aromatiques et aliphatiques intermédiaires
Procédé plasma-GAD, le traitement est assuré par une exposition directe à la décharge et après l'arrêt de la décharge, c’est le mode post-décharge:
Une élimination progressive de PCM et de DIC suivie par HPLC
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Une diminution progressive du COT
Formation de composés aromatiques intermédiaires
Combinaison du procédé Fenton avec le plasma-GAD:
Une disparition rapide des PCM et DIC
Obtention de taux de minéralisation importants
Elimination de tous les composés aromatiques intermédiaires
La sensibilisation du procédé Fenton par plasma-GAD pendant 30 secondes a donné des résultats satisfaisants. Les systèmes couplés GAD-Fenton représente une source importante d'espèces radicalaires réactives, telles que les radicaux hydroxyles. Ce système couplé est optimisé par le phénomène de post-décharge assuré par des espèces de durée de vie relativement longues. Cette technique est un outil oxydant puissant rentrant dans le cadre de la chimie verte doté de forte synergie vis à vis des autres méthodes de traitement.
