Contributions des techniques d’oxydation électrochimique au traitement des effluents liquides des raffineries de pétrole

Abstract

Le besoin excessif de ressources non-conventionnelles en eau propre repousse les limites dans le monde entier pour rechercher des technologies durables et efficaces pour le traitement de l'eau. En effet, les procédés d'oxydation avancée électrochimiques sont considérés comme des technologies propres, cependant, ils leur manquent une approche systématique pour leur mise à l'échelle. La vision de cette technologie est de passer de l'échelle du laboratoire à des applications à grande échelle. Par conséquent, le but principal de ce projet est de contribuer au processus de mise à l'échelle en modélisant l'électro-oxydation d'effluents réels de raffinerie de pétrole par des études cinétiques et de transfert de masse. ?ventuellement, aborder la conception de la cellule électrochimique et évaluer ses performances. Comme première étape, une étude expérimentale a été entreprise sur une eau synthétique afin de dégager le lien entre la densité du courant, l'agitation et la performance du procédé électrochimique sur l'abattement de la DCO et la consommation énergétique. Un plan factoriel complet avec deux points centraux a été élaboré. Il a été constaté que le degré d'agitation était significatif et efficace sur toutes les réponses dans le domaine étudié. Une variation de 55 tr/min du degré d'agitation s'est avérée affecter l'élimination de la DCO et l'EESC par un gain de 6% et 8,5 KWh/kg, respectivement. L'élimination de DCO la plus élevée et la consommation d'énergie minimale obtenues par le modèle présenté, calculées à l'aide de la fonction de désirabilité, étaient de 53,85% et de 37,28 KWh/kg à 420 tr/min et 26,7 mA/cm². L'hydrodynamique de la cellule électrochimique, conçue et imprimée en 3D, a été approché empiriquement selon la méthode de distribution des temps de séjour (DTS). Cette approche a été couplée à l'aspect réactionnel afin d'accéder aux paramètres cinétiques et prévoir les taux d'abattement de la DCO et l'efficacité énergétique dans la dépollution d'un effluent réel de la raffinerie d'Alger. Les résultats ont souligné qu'à un débit de fonctionnement de 2100 ml/min (Rechannel = 972), le flux obéit au model de dispersion axial, tandis que la décomposition des substrats organiques suit une réaction de pseudo-premier ordre. Les constantes apparentes de vitesse augmentent avec le courant appliqué, alors que de graves pertes d'efficacité de processus sont rencontrées. Cette tendance renforce les hypothèses d'un régime contrôlé par des transports de masse. De plus, la conception de l'entrée de la cellule s'est avérée favoriser considérablement le mixage à de faibles vitesses de fluide par rapport à d'autres configurations de garnitures dans la littérature. Ainsi, donnant lieu à son applicabilité potentielle dans le traitement d'autres charges à faible concentration à des courants plus élevés.