Ozonation and photodegradation kinetics of pollutant acids in wastewaters

Authors


Abstract

The kinetics of the degradation of four phenolic acids by ozonation and polychromatic UV radiation were investigated. The acids: p-hydroxyphenylacetic, homoprotocatechuic (3,4-dihydroxyphenylacetic acid), gentisic (2,5-dihydroxybenzoic acid) and 2,3-dihydroxybenzoic, have been selected because of they constitute major pollutants present in some agro-industrial wastewaters. The p-hydroxyphenylacetic acid was initially ozonated and UV irradiated alone. Its kinetic constants and reaction orders in the ozonation process were deduced by using a model based in the film theory which takes into account the mass transfer with the chemical reaction. The quantum yields in the photodegradation process were evaluated from a simple reaction mechanism with the help of an emission model to determine the radiation flow rate absorbed. Later, in the simultaneous ozonation and UV photodegradation of the mixtures of the four acids, competitive kinetic methods were developed to determine the individual rate constants between ozone and each acid in the ozonation process, and the individual quantum yields for every acid in the photodegradation process.

Abstract

On étudie les cinétiques de la dégradation de quatre acides phénoliques par ozonisation et radiation polychromatique aux UV. On a choisi les acides p-hydroxyphénylacétique, homoprotocatéchnique (acide 3,4-dihydroxyphénylacétique), gentisique (acide 2,5-dihydroxybenzoïque) et 2,3-dihydroxybenzoïque parce qu'ils constituent les principaux polluants présents dans certaines eaux usées agro-industrielles. L'acide p-hydroxyphénylacétique a été initialement ozonisé et irradiée aux UV seul. Ses constantes cinétiques et ses ordres de réaction dans le procédé d'ozonisation ont été déduites au moyen d'un modèle s'appuyant sur la théorie du film qui tient compte du transfert de matière avec la réaction chimique. Les rendements quantiques du procédé de photodégradation ont été évalués à partir d'un mécanisme de réaction simple allié à un modèle d'émission afin de déterminer le débit de radiation absorbé. Par la suite, dans l'ozonisation et la photodégradation aux UV simultanées des mélanges des quatre acides, on a mis au point des méthodes cinétiques concurrentes pour déterminer les constantes de vitesse individuelles entre l'ozone et chaque acide dans le procédé d'ozonisation ainsi que les rendements quantiques de chacun des acides dans le procédé de photodégradation.

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