Dégradation des eaux de rejets issues d’une raffinerie d’huile de coton par plasma d’arc électrique rampant à pression atmosphérique

Abstract

Wastewater samples from liquid effluents of cotton oil refinery in Far-Northern Cameroon were exposed to a gliding arc discharge for various exposure times in a cold plasma reactor. The analysed results showed high levels of organic pollution parameters (TOC = 4635 mg/L, COD = 6943, 98 mg/L) before treatment. More than 56% TOC and 75% COD abatement were obtained after 30 min treatment in batch conditions with a laboratory reactor. The resultant pollution abatement is attributed both to strong oxidizing effects of °OH and NO° radicals formed in the plasma and their derivatives (H₂O₂, ONO₂H and NO₃H). The conductivity and TDS increase linearly and the pH, TOC and COD decrease with increasing exposure time to the discharge. The oxidation obeys a pseudo first-order kinetics law (kinetic rate: k_1DCO = 0, 0381 min⁻¹ and k_1COT = 0, 0245 min⁻¹).

Resume

Les échantillons issus des effluents d’une raffinerie d’huile de coton dans l’Extrême-Nord du Cameroun ont été exposés à la décharge électrique à différents temps de traitement dans un réacteur à plasma. L’analyse des résultats des échantillons bruts montre un haut degré de pollution organique (COT = 4635 mg/L, DCO = 6943, 98 mg/L). Plus de 56% de COT et 75% de DCO d’abattement ont été obtenus après 30 min de traitement dans un réacteur de laboratoire en mode batch. La destruction des composés organiques a été rendue possible grâce à l’apport des composés fortement oxydantes en l’occurrence les radicaux °OH et NO° formés en milieu plasma et leurs dérivés (H₂O₂, ONO₂H et NO₃H). La conductivité et les STD augmentent linéairement tandis que le pH, le COT et la DCO décroissent en fonction de l’augmentation de la durée d’exposition à la décharge. La cinétique de décoloration observée présente une loi de variation d’ordre global égal à un (constante de vitesse: k_1DCO = 0, 0381 min⁻¹ et k_1COT = 0, 0245 min⁻¹).

Keywords:

• Gliding-arc plasma
• Cotton
• Wastewaters
• Abatement
• Mineralization

Mots clés:

• plasma glidarc
• coton
• effluent
• abattement
• minéralisation

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier la Fondation Internationale pour la Science pour le soutien matériel et scientifique apporté pour la réalisation de ce travail (programme FIS 2010 No: W/4219-1) offert à Nzali Serge, ainsi que le Professeur Émérite Jean-Louis BRISSET de l’Université de Rouen pour le COT-mètre et le réacteur plasma utilisé dans ce travail.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.