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Élimination du Phénol des eaux Usées Industrielles
Les phénols sont présents dans un grand nombre d'industries, notamment l'industrie pharmaceutique, , la production de pétrole et de gaz , les sciences de la vie l'emballage alimentaire , les denrées alimentaires et de multiples industries de transformation. Ils sont également des additifs aromatiques courants dans un grand nombre de boissons. Les propriétés polyvalentes et les fonctions actives des phéromones en ont fait l'une des classes de composés les plus utilisées industriellement dans le monde. Toutefois, en raison de leurs caractéristiques très puissantes, ils sont également soumis à un examen minutieux et les restrictions relatives aux rejets et aux concentrations dans l'environnement s'accélèrent. L'EPA limite les phénols à 5 ppm s'ils sont rejetés dans le réseau d'égouts et à moins de 1 ppm s'ils sont rejetés dans les eaux intérieures. Certains composés phénoliques sont considérés comme dangereux et leurs limites d'exposition humaine se situent à la fois en ppm et en ppb. Heureusement, les polluants phénoliques peuvent être gérés et les contaminants à base de phénol dans les eaux usées industrielles peuvent être complètement éliminés - si l'on s'y prend bien.
Que sont les phénols?
Sous sa forme la plus élémentaire, le phénol est également appelé benzénol, c'est-à-dire composé de benzène avec un groupe hydroxy (-OH). Il est également appelé acide phénolique en raison de ses propriétés légèrement acides. De nombreuses variantes de phénol peuvent être obtenues grâce à diverses méthodes de fabrication chimique. Certains phénols sont toxiques et peuvent affecter le système nerveux central ; leur utilisation doit donc être soigneusement contrôlée.
Composés phénoliques en tant que substances pharmaceutiques
Malgré leur toxicité générale, les composés phénoliques sont fréquemment présents dans les produits pharmaceutiques courants tels que le paracétamol (substance active des analgésiques) et le propofol utilisé pour l'anesthésie intraveineuse, entre autres. Dans ces composés, les parties phénoliques peuvent constituer l'une des nombreuses parties actives.
Les produits pharmaceutiques phénoliques sont largement utilisés à très petites doses, bien qu'ils soient toxiques à fortes concentrations. Leurs structures chimiques sont présentées dans l'image ci-dessous.
Le bisphénol-A dans les plastiques
Le bisphénol-A a été largement utilisé dans la fabrication de plastiques et est l'une des substances les plus courantes dans la vie quotidienne en raison de ses méthodes de synthèse simples par condensation du phénol et de l'acétone. Bien qu'il ne s'accumule pas dans l'organisme, une forte exposition pendant de longues périodes peut entraîner des perturbations du système reproducteur, car il s'avère qu'il imite les œstrogènes.
Le bisphénol-A a été largement utilisé dans la fabrication de plastiques et est l'une des substances les plus courantes dans la vie quotidienne en raison de ses méthodes de synthèse simples par condensation du phénol et de l'acétone. Bien qu'il ne s'accumule pas dans l'organisme, une forte exposition pendant de longues périodes peut entraîner des perturbations du système reproducteur, car il s'avère qu'il imite les œstrogènes.
Le paracétamol est l'un des analgésiques phénoliques les plus courants, utilisé quotidiennement par des millions de personnes dans le monde. Il peut être identifié comme un phénol à partir du groupe hydroxy avec un anneau aromatique.
Bisphénol-A. L'un des composés phénoliques les plus fréquemment fabriqués, que l'on trouve dans les emballages alimentaires et les bouteilles en plastique. Le bisphénol-A peut donc être détecté à des niveaux allant du nanogramme au microgramme dans les stations d'épuration municipales.
Di-méthyl-phénol (DMP)
Le DMP est l'un des nombreux isomères du Xylenol et est utilisé comme ingrédient actif dans de nombreuses industries et processus de fabrication tels que la synthèse d'insecticides, de caoutchoucs, de colorants et de plastiques. À forte concentration, il présente un risque pour la santé et la sécurité environnementales (ESH), car il est corrosif pour les tissus. Il est sans danger à faible concentration et est également utilisé comme agent aromatique. En raison de sa large utilisation dans de nombreuses industries, il s'agit d'un sous-produit résiduel courant dans les effluents de qualité industrielle, en tant que déchet de fabrication, qui doit être géré de manière durable.
Tri-méthyl-phénol (TMP)
Bien qu'il existe de nombreux composés phénoliques, le TMP est l'un des plus abondants dans l'industrie. Il est notamment utilisé comme ingrédient actif dans la production de vitamine E, comme agent parfumant dans les cosmétiques (en partie grâce à sa structure aromatique) et, tout comme le DMP, comme agent aromatisant.
Dans l'industrie de la teinture, le TMP peut être utilisé comme un puissant agent de nettoyage. En fonction de l'application, du processus de fabrication et des concentrations utilisées, le TMP n'est qu'un des centaines de dérivés phénoliques que l'on peut trouver dans les flux d'eaux usées industrielles ou en tant que contaminant dans les processus d'eau propre à l'intérieur de la fabrication. Ces composés doivent être neutralisés par des méthodes de purification efficaces.
Phénols dans les effluents industriels et les émissions
Compte tenu de la large utilisation mondiale des composés phénoliques, les émissions générées par les processus de fabrication sont potentiellement doubles : les effluents d'eaux usées contenant des traces de phénols en mg et les émissions atmosphériques dues aux propriétés volatiles des composés organiques volatils (COV). Veuillez consulter notre page d'information dédiée au traitement des émissions de COV..
Di-méthyl-phénol (DMP) ou Xylénol. Sous-produit courant de la production pétrochimique dans l'industrie du pétrole et du gaz.
Tri-méthyl-phénol. Utilisé dans la fabrication de produits électroniques tels que les circuits imprimés, les composants automobiles et les pièces de télévision.
Saviez-vous que...
... la production mondiale de phénol était supérieure à 11 millions de tonnes en 2022 et qu'une grande partie de cette production finira dans l'environnement ?
... la production de phénol devrait augmenter de 23 % d'ici à 2030 ?
... le phénol est utilisé pour fabriquer des vêtements en nylon ?
... le phénol est utilisé pour fabriquer des vêtements en nylon ?
... heureusement, Mellifiq peut concevoir une solution qui élimine plus de 99 % des composés phénoliques avant qu’ils ne soient rejetés dans notre air et notre eau.
Les phénols peuvent être traités complètement à des coûts opérationnels faibles
Malgré l'importance de la production de phénols au niveau mondial et les problèmes environnementaux qui en découlent, le potentiel de traitement des phénols est accessible. La structure moléculaire des composés phénoliques ouvre la voie à un large éventail de méthodes de traitement.
Ozonation
En raison des propriétés aromatiques de tous les composés phénoliques, le phénol et ses dérivés sont normalement susceptibles d'être oxydés en raison des doubles liaisons covalentes et de l'asymétrie générée par les groupes -OH et/ou méthyle liés aux structures aromatiques. Ces structures perturbent la résonance moléculaire présente dans les composés aromatiques. Ainsi, les technologies d'oxydation, y compris l'ozonation, se présentent comme des méthodes de traitement viables. En outre, étant donné que les phénols sont présents sous forme de contaminants à l'état de traces, la possibilité d'atteindre des niveaux proches de zéro est réaliste. La cinétique de décomposition des phénols est du premier ou du deuxième ordre avec l'ozonation, ce qui signifie que jusqu'à 95-99 % des concentrations de phénol peuvent être réduites efficacement.
Les techniciens de Mellifiq installent une solution d'ozone pour traiter les phénols dans l'industrie de transformation
L'oxydation avancée augmente les taux d'élimination du phénol
Comme pour la plupart des conceptions de procédés visant à résoudre les problèmes de flux d'effluents, il est préférable d'opter pour une solution à plusieurs étapes. L'une de ces solutions est l'oxydation avancée (AOP), dans laquelle un système d'oxydation peut être renforcé pour améliorer encore les taux de réaction et abaisser davantage les niveaux d'effluents phénoliques. Une AOP peut utiliser un système d'ozone Ozonetech combiné à des systèmes UV Saniray Zeeron ou à un dosage chimique pour produire des radicaux hydroxyles. Il est également possible d'utiliser des systèmes AOP RENA Vitro d'Ozonetech avec des catalyseurs.
Adsorption pour capturer les phénols
Selon les caractéristiques générales de l'effluent contenant des composés phénoliques, l'adsorption avec les systèmes WaterMaid FlexKarb-C de Mellifiq peut être une option directe pour éliminer les concentrations en vrac. Il convient de souligner que les niveaux d'élimination dépendent fortement des vitesses d'écoulement linéaires et des temps de rétention appliqués. Mellifiq veut être le partenaire idéal pour la conception optimale de ces systèmes, en tenant compte des conditions locales et des types de composés phénoliques à cibler. Nous adapterons toujours une solution avec des médias d'adsorption spécifiques afin d'optimiser les résultats. En fin de compte, l'utilisation de méthodes critiques orientées vers le client permet de recommander des solutions en plusieurs étapes plutôt que des approches à technologie unique.
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