Dégradation des substances poly et per-fluoroalkyliques par combinaison de procédés d’électro-oxydation et d’ozonation.

Mounir, Salma (2025). Dégradation des substances poly et per-fluoroalkyliques par combinaison de procédés d’électro-oxydation et d’ozonation. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 110 p.

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Résumé

Les substances per- et polyfluoroalkyliques (PFAS) sont des produits chimiques d’origine anthropique de plus en plus préoccupantes pour la santé de l’Homme, ainsi que son environnement. Toutefois, la vaste famille des PFAS les rend difficiles à cerner et maîtriser en termes de réglementation et de traitement efficace. Les PFAS sont particulièrement résistants à la biodégradation et aux traitements conventionnels en raison de la liaison Carbone-Fluor présente dans leur structure chimique. Le présent rapport discute de la dégradation des PFAS dans différents types d’eaux, synthétiques et réelles, en utilisant la combinaison des traitements par électro-oxydation avancée (EOA) et par ozonation. Cette étude se subdivise en trois parties distinctes; la première partie consiste en la préparation d’eaux synthétiques contaminées par deux composés PFAS, notamment le PFOA (acide perfluorooctanoïque) et le PFOS (perfluorooctanesulfonate), suivie par l’échantillonnage et la caractérisation d’eaux industrielles contaminées par différents composés PFAS, ainsi que de la cellule électrolytique. Les résultats de cette partie démontrent l’efficacité des électrodes en BDD (Diamant Dopé au Bore) par rapport à celles en Ti4O7 sous les conditions imposées lors des tests effectués dans le cadre de l’étude. La deuxième étape comprend des tests sur des eaux synthétiques contaminées par PFOS et PFOA en expérimentant l’effet de la combinaison de l’EOA à l’ozonation. Cette étape a prouvé l’efficacité de la combinaison des deux procédés, électro-oxydation et ozonation, en matière de dégradation des PFAS des eaux usées synthétiques. Enfin, la troisième étape comporte des tests sur des eaux réelles industrielles en étudiant l’effet de différents paramètres opératoires, ainsi que l’effet de la combinaison des deux traitements (EOA + O3). Au total, 17 PFAS (ex. PFHpA, PFHxA, 5:3 FTB, 5:1:2 FTB, 6:2 FTAB, 6:2 FTCA, PFOS, PFOA, etc.) ont été simultanément mesurés dans les eaux usées réelles. Cette dernière étape a également prouvé l’efficacité de la combinaison, toutefois, au cours des tests, des volumes importants de mousses ont été générés durant le traitement. Ce problème a été remédié en augmentant le volume d’eaux usées traitées et en modifiant le flux d’eau au sein du réacteur (Skid 2). Les meilleurs résultats ont été enregistrés en combinant les procédés EOA et O3. Le couplage de ces deux procédés démontre un effet synergique et permet d’atteindre des taux d’abattement allant jusqu’à 97% de dégradation des PFAS (en considérant la somme totale des 17 PFAS mesurés). Ces taux d’abattement les plus élevés ont été enregistrés en utilisant des électrodes anodiques de BDD (diamant dopé au bore), en appliquant une densité de courant 20 mA/cm2, un temps d’électrolyse de 180 min, une concentration en électrolyte de 20 mM et une concentration en ozone de 2 mg/L.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Drogui, Patrick
Co-directeurs de mémoire/thèse:	El Haji, Kamal
Mots-clés libres:	PFAS; électrolyse; électro-oxydation; électro-oxydation avancée (EOA); ozonation; dégradation; eaux synthétiques; eaux usées; radicaux hydroxyles; persulfates
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	28 oct. 2025 15:44
Dernière modification:	28 oct. 2025 15:44
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16711

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