Optimisation de la réduction des nitrates par voie électrochimique
L’objectif de la présente recherche consistait à modéliser et optimiser le rendement de l'électroréduction des nitrates en milieu aqueux et la consommation d'énergie. Après une série d’expériences préliminaires, l'acier inoxydable s'est avéré le meilleur matériau pour les élec...
| Main Author: | |
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| Format: | Others |
| Published: |
École de technologie supérieure
2010
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| Online Access: | http://espace.etsmtl.ca/315/1/TALHI_Bachagha.pdf http://espace.etsmtl.ca/315/2/TALHI_Bachagha%2Dweb.pdf |
| Summary: | L’objectif de la présente recherche consistait à modéliser et optimiser le rendement de
l'électroréduction des nitrates en milieu aqueux et la consommation d'énergie. Après une
série d’expériences préliminaires, l'acier inoxydable s'est avéré le meilleur matériau pour les
électrodes, par rapport à l'aluminium et le graphite qui ont subit de la corrosion ou de
l’érosion. Les effets individuels et les interactions ont par la suite été évalués avec des
électrodes en acier inoxydable 316L pour plusieurs paramètres sélectionnés à partir des
expériences préliminaires et une revue de la littérature. La distance entre les électrodes, le
potentiel (voltage) appliqué, le pH et le temps de réaction ont été les principaux paramètres
pris en considération pour la modélisation et l'optimisation. Un plan expérimental factoriel 34
a été adopté pour modéliser le rendement et l’énergie consommée. Dans des conditions
optimales, le rendement de la réduction a atteint 80 %. Combiné à une consommation
d'énergie minimale de 0,8·10-3 kWh/g-N, le rendement a été de 67 %. Dans un volume de
300 mL, la concentration en nitrates a diminué de 200 à 40 mg-N/L après 120 minutes de
réaction. La distance entre les électrodes et le potentiel ainsi que leur interaction ont été les
paramètres les plus influents dans le modèle mathématique obtenu. Les résultats de la
modélisation ont également été bien corrélés avec ceux expérimentaux. La comparaison des
quantités d’hydroxydes théoriques et mesurés a permis de mettre en évidence les effets des
réactions secondaires qui influent sur la réduction des nitrates. La meilleure performance a
été obtenue pour une distance entre les électrodes d'environ 10 mm, un potentiel de 6,0 V et
un temps de réaction de 120 minutes. Les résultats obtenus fournissent des perspectives
prometteuses pour développer une technologie peu coûteuse pour éliminer les nitrates. |
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