fr.wedoany.com Rapport : Une étude de l'Université de Harbin (Chine) révèle que l'efficacité chimique du procédé peroxone, largement utilisé dans le traitement de l'eau, pourrait avoir été sous-estimée pendant longtemps. L'équipe de recherche a découvert que le rendement stable en radicaux hydroxyles de ce procédé est d'environ 67 %, le transfert d'électrons étant l'une des voies d'initiation clés, offrant ainsi une nouvelle base théorique pour l'optimisation des performances des installations de traitement existantes.
Le traitement de l'eau est l'un des piliers essentiels au fonctionnement des villes, à la production industrielle et aux réseaux logistiques. Avec la croissance démographique et l'augmentation des normes environnementales, les exploitants de stations de traitement doivent éliminer davantage de polluants tout en consommant moins de ressources. Les procédés d'oxydation avancée suscitent un grand intérêt car ils détruisent directement les polluants par voie chimique, l'ozone étant l'un des outils de traitement les plus couramment utilisés. L'introduction de peroxyde d'hydrogène dans le traitement à l'ozone, formant le procédé peroxone, est considérée comme le système d'oxydation avancée le plus mature. Cependant, l'écart entre le mécanisme chimique de ce procédé et les hypothèses techniques a toujours rendu difficile pour les exploitants l'optimisation précise des conditions de traitement.
L'équipe de recherche du Laboratoire national clé des ressources en eau urbaine et de l'environnement aquatique de l'Université de Harbin, composée de Yishi Wang (王一石), Wei Qiu (邱伟), Yongbo Yu (于永波) et Jun Ma (马军), a publié ses travaux dans la revue Environmental Science and Ecotechnology. En combinant des expériences de piégeage de radicaux, des expériences de compétition et la modélisation chimique quantique, ils ont réexaminé le mécanisme d'initiation de la chimie du peroxone.
Les chercheurs ont utilisé l'atrazine et l'acide p-chlorobenzoïque comme indicateurs pour évaluer l'activité des radicaux hydroxyles au cours du traitement. L'étude montre que, dans des conditions neutres, l'introduction de peroxyde d'hydrogène offre une voie plus fiable pour la génération de radicaux hydroxyles. Grâce à des expériences de piégeage complet avec du tert-butanol et du diméthylsulfoxyde, l'équipe a déterminé que le rendement stable en radicaux hydroxyles du procédé O₃/H₂O₂ est d'environ 67 %. L'analyse chimique quantique révèle que, lorsque l'ion hydroperoxyde participe à la réaction, les deux voies concurrentes de transfert d'atome d'oxygène et de transfert d'électrons ont des vitesses similaires. L'identification du transfert d'électrons comme mécanisme d'initiation principal explique pourquoi les modèles précédents ne parvenaient pas à refléter pleinement les performances réelles du traitement.
Cette étude indique que la simple mesure de la décomposition de l'ozone ne permet pas d'évaluer complètement les performances du traitement. Les résultats offrent aux ingénieurs des stratégies de dosage d'oxydants plus précises, contribuant à optimiser les conditions de traitement et à améliorer l'efficacité dans des conditions de qualité d'eau variables. L'étude établit également un lien entre les observations expérimentales et la théorie du transfert d'électrons de Marcus, fournissant un soutien théorique pour l'amélioration des modèles prédictifs de traitement.
