Traitement des eaux usées par la photo-catalyse

Abstract

L’objectif principal de ce travail est l’étude du traitement des eaux usées par la photocatalyse hétérogène. Réalisé dans le cadre d’un stage de fin d’études au laboratoire génie des procédés de l’Université de Ouargla, il s’appuie sur l’utilisation des catalyseurs suivants: ZnO, Al₂O₃, CuO, CaO et MnO₂. Cette étude vise à évaluer le potentiel de cette technique verte à travers la dépollution des eaux par conversion des polluants en CO₂ et H₂O, ainsi que la production d’hydrogène (H₂) comme énergie propre, la valorisation énergétique par l’exploitation du rayonnement solaire, ainsi que l’optimisation des réactions chimiques sous irradiation UV ou visible. Elle s’intéresse également aux mécanismes fondamentaux tels que l’adsorption et les transferts de charges à la surface du photocatalyseur afin d’améliorer l’efficacité du procédé. Ce travail a également pour objectifs spécifiques de déterminer le photocatalyseur le plus performant parmi les cinq étudiés, ainsi que d’identifier la masse optimale du photocatalyseur retenu

The main objective of this work is to study wastewater treatment using heterogeneous photocatalysis. Conducted as part of a final-year internship at the Process Engineering Laboratory of the University of Ouargla, it focuses on the use of the following catalysts: ZnO, Al₂O₃, CuO, CaO, and MnO₂. This study aims to evaluate the potential of this green technology through water purification by converting pollutants into CO₂ and H₂O, as well as the production of hydrogen (H₂) as clean energy, energy recovery through the exploitation of solar radiation, and the optimization of chemical reactions under UV or visible irradiation. It also examines fundamental mechanisms such as adsorption and charge transfer at the surface of the photocatalyst in order to improve process efficiency. This work also aims to determine the most efficient photocatalyst among the five studied, as well as to identify the optimal mass of the selected photocatalyst.

يهدف هذا العمل بشكل أساسي إلى دراسة معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام التحفيز الضوئي غير المتجانس جري . أ هذا العمل كجزء من تدريب عملي لطالب السنة النهائية في مختبر هندسة العمليات بجامعة ورقلة، ويركز على استخدام المحفزات التالية: أكسيد الزنك )ZnO ،)وأكسيد األلومنيوم )Al₂O₃ ،)وأكسيد النحاس )CuO ،)وأكسيد الكالسيوم )CaO ،)وثاني أكسيد المنغنيز ) MnO₂ .)تهدف هذه الدراسة إلى تقييم إمكانات هذه التقنية الصديقة للبيئة من خالل تنقية المياه بتحويل الملوثات إلى ثاني أكسيد الكربون )CO₂ )والماء ) H₂O ،)باإلضافة إلى إنتاج الهيدروجين )H₂ )كمصدر طاقة نظيف، واستعادة الطاقة من خالل استغالل اإلشعاع الشمسي، وتحسين التفاعالت الكيميائية تحت األشعة فوق البنفسجية أو الضوء المرئي. كما تتناول الدراسة اآلليات األساسية مثل االمتزاز ونقل الشحنات على سطح المحفز الضوئي لتحسين كفاءة العملية. ويهدف هذا العمل أي ًضا إلى تحديد المحفز الضوئي األكثر كفاءة من بين المحفزات الخمسة المدروسة، باإلضافة إلى تحديد الكتلة المثلى للمحفز الضوئي ال ُمختار.