Régénération de zéolithes hydrophobes par ozonation sélective de cov

Régénération de zéolithes hydrophobes par ozonation sélective de cov

MONNEYRON Pierre¹, MANERO Marie-Hélène^2*, MATHE Stéphane¹
1 : INSA Toulouse, Laboratoire d’Ingénierie des Procédés de l’Environnement, 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse Cedex.

2 : IUT Paul Sabatier, Département Génie Chimique, 137 avenue de Rangueil, BP 67701, 31077 Toulouse Cedex 4,

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Mots-Clés : Adsorption, Oxydation, Réacteur multifonctionnel – Traitement des effluents.

Dans le cadre de la dépollution des effluents gazeux pollués par des composés organiques volatils (COV) issus de petites installations industrielles, cette étude vise à déterminer la faisabilité expérimentale d’un nouveau procédé hybride combinant l’adsorption de COV sur zéolithes hydrophobes et la régénération par courant d’air ozoné dans un réacteur unique.

Une étude préliminaire¹ utilisant des zéolithes faiblement aluminées (caractère hydrophobe) a montré le type d’interactions occasionnées par la mise en contact d’ozone et de deux adsorbants minéraux zéolithiques, la faujasite Y (FauY) et la silicalite (SilZ) et la conservation des propriétés des solides après contact avec l’ozone.

Cet article présente les résultats concernant la mise en contact d’ozone avec les adsorbants zéolithiques saturés en COV. Grâce à un suivi des températures à l’intérieur du lit de zéolithes, l’oxydation de deux COV modèles, la méthyléthylcétone (MEC) et le toluène (TOL), est observée sur les deux zéolithes. La régénération des adsorbants est totalement réalisée, les capacités d’adsorption des adsorbants après contact avec l’ozone n’étant pas affectées après trois cycles de fonctionnement en mode discontinu.

Entre outre, les COV adsorbés sont totalement minéralisés. La détection et l’identification par chromatographie gazeuse couplée à un spectromètre de masse de traces de sous-produits d’oxydation (acides formique, oxalique, acétique, et acétaldéhyde pour le TOL, et 2,3-butanedione et acide acétique pour la MEC) permet d’envisager les espèces oxydantes. De plus, un bilan sur l’oxygène montre que la totalité de l’ozone introduit est utilisé pour oxyder les composés organiques. Il n’y a pas ou peu de perte via des mécanismes parasites de décomposition/désactivation de l’ozone.

Enfin, la sélectivité des zéolithes ayant été déterminée dans une étude préalable², la mise en œuvre d’un cycle d’adsorption/ozonation d’un mélange binaire MEC-TOL a permis la récupération du composé minoritaire et l’oxydation sélective du second composé.

Ainsi, l’intérêt de ce nouveau procédé a été clairement mis en évidence dans ce travail, et les perspectives de mise en œuvre sur site industriel sont à l’étude.

1 Monneyron P., Mathé S., Manéro M.-H., Foussard J.-N. (2003) Regeneration of high silica zeolites via advanced oxidation processes – A preliminary study about adsorbent reactivity toward ozone, Trans IChemE, 81(A), 1193-1197.

2 Monneyron P., Manéro M.-H., Foussard J.-N. (2003) Measurement and modeling of single- and multi-component adsorption equilibria of VOC on High-Silica Zeolites, Env. Sci. Technol. 37, 2410-2414.