Étude de l'électro-conversion d'azote ammoniacal par voie électrochimique

Résumé

La problématique persistante de l’azote ammoniacal et le manque d’efficacité des procédés classiques de traitement des eaux usées à faible température imposent le développement de nouvelles techniques pour satisfaire les normes actuelles sur les rejets contenant ce polluant. Dans ce cadre, le présent projet de recherche vise à élaborer et tester une approche novatrice d’enlèvement de l’azote ammoniacal par l’électro-conversion en présence de catalyseurs zéolitiques, avec ouverture vers l’emploi d’aluminosilicates naturels plus disponibles et moins coûteux. À cet égard, des ensembles de six électrodes en cuivre-nickel (30 %, 70 % M/M) et en acier (AISI 1018) alternées de couches zéolitiques (clinoptilolite) préalablement saturées d’azote ammoniacal ont été utilisées à cet effet en présence ou absence de chlorures. Un suivi de la perte de masse des électrodes en acier a aussi été effectué tout comme une analyse de leur durée de vie. Les résultats obtenus ont démontré qu’en l’absence de zéolite, les rendements de conversion de l’azote ammoniacal ne dépassant guère 50 %. Dans les mêmes conditions, une meilleure efficacité est obtenue lorsque l’azote ammoniacal est fixé sur la zéolite. Ainsi, les rendements obtenus en présence de chlorures dépassent 93 % dans les cas où des électrodes sont en acier, alors qu’en l’absence de ce chlorures le rendement atteint 83 % dans les mêmes conditions. Le suivi de la perte de masse des électrodes en acier a révélé une diminution de 0,63 % de leur masse pour un potentiel de 5 V après 150 min de réaction. Cette perte de masse pourrait toutefois être minimisée en diminuant le potentiel imposé, favorisant alors la réaction spécifique désirée d’électro-réduction de l’azote ammoniacal tout en limitant l’impact de la diminution du potentiel sur le rendement. Ceci ouvre une voie prometteuse pour l’emploi d’aluminosilicates plus économiques pour le traitement d’effluent riche en azote ammoniacal.

Date	9 avr. 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Frédéric Monette (Directeur(-trice)) & Abdelkrim Azzouz (Codirecteur(-trice))