Etude cinétique de la dégradation de la Sulfaméthazine par le procédé photocatalytique (UV/TiO2, UV/ZnO) et faisabilité du couplage de ce procédé au traitement biologique

Abstract

La présence des antibiotiques à usage humain et vétérinaire dans l’écosystème aquatique, est devenue un problème écologique sérieux. En effet, ces substances résistent aux traitements des stations d’épuration, ce qui engendre leur introduction et accumulation dans l’environnement. Les procédés biologiques conventionnels ont été utilisés pour le traitement des eaux usées, mais ne semblent pas assez efficaces pour l’élimination des résidus d’antibiotiques, en raison de la récalcitrance importante de ces composés. Par conséquent, le développement de méthodes efficaces pour le traitement de ces polluants est nécessaire. La première partie de cette étude s’inscrit dans le cadre de la dégradation de la sulfaméthazine (SMT) par procédé photocatalytique. Ce procédé consiste à produire des espèces fortement oxydantes, les radicaux hydroxyles, permettant la dégradation totale des composés organiques persistants. Dans cette première partie, nous avons examiné l’influence de différents paramètres expérimentaux (pH, masse de catalyseur, type de catalyseur et la concentration initiale en SMT), sur l’efficacité du procédé photocatalytique. Les conditions opératoires optimales nécessaires pour la dégradation totale de SMT ont été également déterminées: [SMT]0 = 10 mg/L, [ZnO]= 0.25 g/L, T = 25°C , ω = 360 tr/min, et pH = 6 sous ces condition un taux de dégradation de 100 % est obtenu. La deuxième partie est consacrée à l’étude de la faisabilité du couplage du procédé photocatalytique à un traitement biologique (boues activées) en présence de TiO2 P25 Pour un prétraitement photocatalytique en présence de TiO2 P25 en suspension une concentration initiale en SMT = 50 mg/L; le rapport DBO5/DCO augmente de 0.025 initialement à 0.21 et 0.25 après 4h et 7h d'irradiation respectivement; ce qui confirme la formation de sous produits partialement biodégradable. La combinaison des deux procédés a conduit à un taux d’abattement en DCO de l’ordre de ≅ 60% pour la solution prétraitée par le procédé UV/TiO2 (P25) durant 7h par contre la solution prétraitée durant 4h les sous produits reste toujours toxique.