Notre procédé PTC System / POA System

Définition

Historique

Les scientifiques se sont intéressés aux POA qui ont vu le jour vers les années 1970.

Les procédés d'oxydation avancée (POA) connus mettent pour la plupart en combinaison deux ou trois réactifs (oxydants) afin de produire des radicaux hydroxyles.
Les radicaux libres sont des espèces hautement actives capables de réagir rapidement et de manière non sélective sur la plupart des composés organiques, réputés difficilement oxydables par voie biologique ou par des traitements chimiques conventionnels.

Les procédés d'oxydation avancée peuvent être subdivisés en quatre groupes:

• - les procédés d'oxydation chimique ou photochimique en phase homogène (H2O2/Fe2+, H2O2/O3, H2O2/UV et O3/UV),
• - les procédés photocatalytiques en phase homogène (UV/Fe2+/H2O2) et/ou hétérogène (UV/TiO2),
• - les procédés d'oxydation électrochimique et
• - les procédés d'oxydation sonochimique.

Cependant, dans le domaine de la potabilisation des eaux, le système le plus utilisé et le plus éprouvé est le couplage H2O2/O3 couramment employé pour l'élimination des composés phytosanitaires (pesticides).
Les procédés d'oxydation électrochimiques, photocatalytiques et sonochimiques sont des technologies qui nécessitent en général moins de réactif et sont faciles d'automatisation par comparaison aux autres POA.
Ces procédés sont à ce jour en pleine expansion dans le domaine des technologies environnementales, ceci afin d'améliorer les systèmes existants de traitement des eaux usées municipales et industrielles, ou à remplacer les technologies conventionnelles peu efficaces pour l'enlèvement de contaminants organiques réfractaires, inorganiques et microbiens.
De nombreuses études réalisées à l'échelle laboratoire ont clairement prouvé l'efficacité des POA pour le traitement de divers effluents.
Cependant, le développement de ces procédés dans les filières de traitement des eaux reste encore limité en raison des coûts d'investissement et des coûts opératoires associés.

Formation des espèces radicalaires

Les principaux radicaux produits et mis en oeuvre par les POA sont les HO*, HO2* et O2*.
Leur mécanisme de formation est spécifique à chaque procédé. Cependant le plus intéressant de ces radicaux reste le radical hydroxyle HO* qui est un puissant oxydant non sélectif possédant un très fort potentiel standard.
Il est notamment capable d'oxyder pratiquement tous les composés organiques et inorganiques existants et de désactiver les bactéries, ceci à des vitesses approchant la limite du contrôle des réactions par diffusion.

Ainsi, les réactions d'oxydation ne peuvent être exécutées avec succès que dans les milieux homogènes.
Par conséquent les groupes substituant (groupements alkyle) qui diminuent la solubilité dans l'eau, défavorisent la dégradation.
Au contraire en sonochimie le phénomène de cavitation que nous verrons dans la suite de ce travail, constitue un avantage dans la mesure où les composés moins solubles donc plus hydrophobes se dégradent plus rapidement par pyrolyse.

Le traitement des eaux de rejets et des effluents industriels est un enjeu majeur des industries avec le contexte législatif actuel qui est très contrôlé.

Notre solution PTC System / POA System

Nous proposons notre solution POA System en complément de PTC System afin d'éliminer les molécules les plus résistantes et nocives, telles que les cyanures ou les complexant organométalliques, le traitement par oxydation avancée reste le plus efficace et le plus économique.

Notre solution d'oxydation avancée associe l'utilisation du rayonnement UV avec un réactif oxygéné spécifique breveté.

À la différence de la désinfection UV, la puissance UV utilisée pour cette application sera beaucoup plus élevée pour atteindre plusieurs KiloWatts .

Notre solution, facilement accessible, contribue aussi à l'optimisation de la démarche environnementale des entreprises.
L'oxydation avancée est plus efficace et moins contraignante que l'ozone (pouvoir d'oxydation supérieur et pas d'ozone à générer sur site), sans produit de transformation à traiter à postériori comme avec le Fenton (pas de génération de boue).
la technologie UV/POA System est la solution adaptée au traitement de la DCO dure, destruction de molécules spécifiques, etc…

Notre solution POA posséde aussi la particularité de créer de la Biodisponibilité et donc d'augmenter le rapport DBO/DCO.
Elle est donc particulièrement efficiente en amont d'une station Biologique afin de traiter efficacement la DCO dure et ainsi préparer l'effluent à être absorber par le traitement biologique avec des temps de résidence raccourcis.

Descriptif

Notre procédé PTC System permet d'obtenir une nouvelle composition modifiée chimiquement, ainsi qu’un nouveau produit résultant de la réaction des polluants soufrés (H2S, mercaptans, SO2).
PTC System intervient en complément pour toute autre composition ne contenant pas de dérivé soufré tel que mentionnés ci-dessus en présence d'une source de rayonnement intense UV dans notre procédé d'oxydation avancée (POA) breveté.
Les UV transforment le réactif oxygéné spécifique en radicaux hydroxyles OH* qui attaquent et décomposent les polluants.
Les produits de dégradation totale sont:

• CO --- > dioxyde de carbone
• NOx---> nitrate de sodium
• Les éventuels composés organiques volatils (COV) sont transformés en CO2 + H2O 

Le couple PTC System / POA System repose sur un procédé d'oxydation avancée (POA) réactif oxygéné spécifique / rayonnement UV selon une méthode d'oxydation en phase aqueuse qui consistent à utiliser des dérivés hautement réactifs pour la destruction des polluants cibles.
Dans l'eau, le procédé POA génère le radical hydroxyle OH*, un oxydant secondaire plus puissant que l'eau oxygénée seule.
Cet oxydant secondaire peut oxyder la majorité des composés organiques jusqu'à minéralisation totale sous forme de dioxyde de carbone et d'eau.
Le potentiel d'oxydation du radical hydroxyle est largement supérieur à celui du peroxyde d'hydrogène seul et sa vitesse de réaction est augmentée.
En conséquence, le temps de contact et l'empreinte peuvent être réduits.

Les processus d'oxydation avancés (abréviation POA), au sens large, sont un ensemble de procédures de traitement physicochimique conçues pour détruire des matières organiques et parfois inorganiques en suspension ou en solution dans l'eau d'effluents domestiques, urbains ou industriels, par oxydation via des réactions avec des radicaux hydroxyle (HO•).

Dans le domaine de la chimie du traitement des eaux usées, cette expression désigne plus spécifiquement un sous-ensemble de ces processus chimiques fondés sur l'ozone (O3), le peroxyde d'hydrogène (H2O2) ou bien la lumière UV; dans tous ces cas, on parle aussi d’« oxydation chimique in situ ».

Les contaminants organiques ou semi-organiques sont convertis dans une large mesure en composés inorganiques stables (eau et dioxyde de carbone principalement, et sels de métaux ou de métalloïdes).
Il s’agit donc d’un processus accéléré de minéralisation.
Notre POA permet de réduire la pollution organique et la toxicité de l’effluent au point qu’il puisse être réintroduit sans risque dans le milieu récepteur ou, au pire, dans un traitement conventionnel des eaux usées.

Le POA, seul, ne peut éliminer les toxiques minéraux et métalliques qui nécessitent un traitement complémentaire. Il détruit des polluants qui résistent sans cela aux stations d’épuration comme les résidus de pesticides, d'antibiotiques et d'autres résidus de médicaments et de nombreux perturbateurs endocriniens.

Ainsi, seuls les composés gazeux inertes (méthane, butane, propane, azote, oxygène) ne sont pas captés.
Le procédé selon la présente invention permet donc de purifier des flux gazeux comprenant majoritairement lesdits composés gazeux inertes, seuls ou en mélanges.

Selon un mode de réalisation particulier, ladite composition est un biogaz.
Ledit biogaz provient notamment de la méthanisation des déchets industriels ou agricoles, des ordures ménagères, des boues d’épuration ou des produits de la fracturation hydraulique naturelle (Algues vertes).

Selon un mode de réalisation particulier, ladite composition est un gaz de pyrolyse ou Syngas composé de: Combustibles neutres chimiquement tels les hydrocarbures légers non condensables

Selon un mode de réalisation particulier, ladite composition est un gaz de combustion composé de: Dioxyde de carbone, azote, oxygène, monoxyde de carbone, eau, oxydes d'azote (NOx) et oxydes de soufre (SOx).

Selon un mode de réalisation particulier, ladite composition est un produit pétrolier de raffinage comme le gazole, carburéacteur, le kérosène et autres carburants comme les fiouls.
En raffinerie l’extraction gaz-liquide ou liquide-liquide est largement utilisée dans la phase "amélioration", et elle est également très utile pour éliminer les composés soufrés indésirables des hydrocarbures pétroliers.
Ce traitement appelé "adoucissement" débarrasse ces produits des polluants soufrés.

Dans tous ces cas, le procédé selon notre invention trouve son application dans les secteurs suivants : - la pétrochimie,  - le raffinage, - la sidérurgie, - les fonderies, - les industries de traitement des déchets et des hydrocarbures, - les industries de chimie minérale: par exemple production d'acide sulfurique et d'oxyde de titane,   - les industries chimiques (chimie organique, chimie fine), - les industries du papier,  - les industries agro-alimentaires. - les bioénergies (biogaz, biométhane et biohydrogène), - l'agriculture.

Le procédé selon l’invention s’intègre facilement aux systèmes en place, notamment sans qu’il soit nécessaire de modifier les tours de lavage existantes.

Conclusions

Notre procédé PTC System permet d'obtenir une nouvelle composition modifiée chimiquement, ainsi qu’un nouveau produit résultant de la réaction des polluants soufrés (H2S, mercaptans, SO2).
POA System intervient en complément pour toute autre composition ne contenant pas de dérivé soufré tel que mentionnés ci-dessus en présence d'une source de rayonnement intense UV dans notre procédé d'oxydation avancée (POA) breveté.