Denitrification of drinking water in catalytic membrane reactor and photocatalytic reactor
Dénitratation de l'eau potable en réacteur catalytique membranaire et photocatalytique
Résumé
In this work the catalytic reduction of nitrates in water was investigated in various types of reactors (slurry, photocatalytic and membrane). The effective catalyst for this reduction is a bimetallic catalyst, comprised of a noble metal such as Pd associated with a metal promoter such as Cu. This catalyst deposited on TiO2 powder was studied in a conventional slurry reactor and showed a catalytic activity comparable with literature results. Higher performances were obtained by photocataysis when the same reactor was irradiated withe UV light. In the presence of formic acid, used as sacrificial agent, the formation of nitrite is inhibited. For the study in a contactor membrane reactor, several membranes were prepared. Various porous supports were studied : titanium and alumina oxides, with three pore diameter : 5,10 and 25 nm. [...]
Ce travail est consacré à l'étude de la réduction des nitrates dans différents types de réacteurs (agité, photocatalytique et membranaire). Le catalyseur efficace pour cette réduction est un catalyseur bimétallique comportant un métal noble comme le Pd qui est associé à un métal promoteur tel que le Cu. Ce type de catalyseur déposé sur TiO2 pulvérulent a été étudié en réacteur conventionnel agité et a montré une activité catalytique comparable à la bibliographie. Le même réacteur soumis à un rayonnement UV a permis d'obtenir des performances plus élevées. En présence d'acide formique, qui joue le rôle d'agent sacrificiel, une sélectivité nulle en nitrites a été obtenue. Pour l'étude en réacteur contacteur membranaire, plusieurs membranes ont été préparées. Différents supports ont été étudiés : alumine et oxyde de titane, ainsi que trois diamètres de pores : 5, 10 et 25 nm. Deux configurations ont été mises en oeuvre : le mode interfacial qui a montré une activité limitée, et le mode traversé. Les performances de ce dernier indiquent un comportement inattendu. Sur les membranes de faible diamètre de pores, un effet de polarisation de concentration a été mis en évidence. Ce phénomène se traduit par une accumulation des ions dans les mésopores catalytiques, qui entraîne une augmentation de l'activité quand le débit transmembranaire augmente, c'est-à-dire quand le temps de contact diminue
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