Fiche descriptive : Oxydation chimique – Peroxyde – ex situ

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

L'oxydation chimique par le peroxyde d'hydrogène (H2O2) ex situ va permettre de réduire les concentrations de contaminants organiques. Elle nécessite l'excavation et l'homogénéisation des sols ou le pompage de l'eau souterraine ainsi que la gestion des sols ou de l'eau après traitement.

La réaction d'oxydation par le peroxyde d'hydrogène n'est pas assez puissante pour dégrader complètement les contaminants organiques. Cependant, lorsque mélangé avec un catalyseur (fer ferreux (Fe2+)) pour former le réactif de Fenton, le potentiel d'oxydation du peroxyde d'hydrogène augmente. Les radicaux hydroxyles (OH•) produits lors de la décomposition du peroxyde d'hydrogène en présence de fer ferreux sont très réactifs et non spécifiques. L'oxydation chimique se produit donc sur toutes les substances ayant un potentiel d'oxydation c'est-à-dire les métaux ou les composés organiques.

La réaction de Fenton dépend du potentiel hydrogène (pH) c'est-à-dire qu'elle est efficace à un potentiel hydrogène (pH) acide, mais devient moins efficace en milieu alcalin. Cependant, le développement d'agents stabilisateurs contribuant à l'amélioration de l'efficacité de l'oxydation à des potentiel hydrogène (pH) plus élevés est en cours.

Source :

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • La concentration des contaminants incluent :
    • dans les phases adsorbée
    • dissoute
    • libre
  • Potentiel hydrogène (pH)
  • La teneur en matière organique
  • La concentration en composés ou matières réagissant avec l'oxydant incluent :
    • la matière organique naturelle
    • les métaux réduits
    • le carbonate
    • autres capteurs de radicaux libres
  • Les paramètres de la réaction incluent :
    • la cinétique
    • la stœchiométrie
    • la thermodynamique de la réaction

Analyses physiques

  • La teneur en eau du sol
  • La capacité tampon du sol

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais chimiques

  • Évaluation de la demande en oxydants chimiques

Essais physiques

  • Évaluation de la fréquence optimale de brassage

Applications

  • Efficace en milieu acide
  • S'applique aux sols et aux eaux souterraines contaminés

Type de traitement

Type de traitementS’applique ou Ne s’applique pas
In situ
Ne s’applique pas
Ex situ
S’applique
Biologique
Ne s’applique pas
Chimique
S’applique
Contamination dissoute
S’applique
Contamination résiduelle
S’applique
Contrôle
Ne s’applique pas
Phase libre
Ne s’applique pas
Physique
Ne s’applique pas
Résorption
S’applique
Thermique
Ne s’applique pas

État de la technologie

État de la technologieExiste ou N'existe pas
Démonstration
N'existe pas
Commercialisation
Existe

Contaminants ciblés

Contaminants ciblésS'applique, Ne s'applique pas ou Avec restrictions
Biphényles polychlorés
Avec restrictions
Chlorobenzène
S'applique
Composés inorganiques non métalliques
Ne s'applique pas
Composés phénoliques
S'applique
Explosifs
Avec restrictions
Hydrocarbures aliphatiques chlorés
Avec restrictions
Hydrocarbures aromatiques monocycliques
S'applique
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
Avec restrictions
Hydrocarbures pétroliers
S'applique
Métaux
Ne s'applique pas
Pesticides
Avec restrictions

Durée du traitement

Durée du traitementS’applique ou Ne s’applique pas
Moins de 1 an
S’applique
1 à 3 ans
Ne s’applique pas
3 à 5 ans
Ne s’applique pas
Plus de 5 ans
Ne s’applique pas

Produits secondaires ou métabolites

L'oxydation de composés organiques chimiques par le peroxyde d'hydrogène produit du dioxyde de carbone (CO2). L'obtention de sous-produits toxiques est possible dans les cas d'oxydation partielle.

Limitations de la technologie

  • Efficace à un potentiel hydrogène (pH) compris entre 2 et 5, possiblement efficace de potentiel hydrogène (pH) 5 à la neutralité
  • Les sols de faible perméabilité (argileux à silteux) sont plus difficiles à traiter
  • La réaction d'oxydation est exothermique et peut favoriser la volatilisation et la désorption, de même que la biodégradation des contaminants
  • Potentiel de mobilisation des métaux
  • Potentiel d'oxydation incomplète
  • La phase libre doit être enlevée avant le traitement par oxydation
  • Les teneurs élevées en humidité et en matière organique du sol
  • La présence de composés réagissant avec l'oxydant peut réduire l'efficacité de la technologie
  • Le coût de cette technologie peut être élevé si de grandes quantités d'oxydant sont nécessaires
  • La profondeur des sols contaminés
  • La présence d'infrastructures peut rendre impossible l'excavation des sols
  • Les coûts de manutention du sol sont supérieurs à ceux du traitement in situ
  • Le contrôle des poussières durant la manipulation des sols peut être requis

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

  • La phase libre doit être enlevée avant le traitement par oxydation

Traitements secondaires requis

Dans le cas de l'oxydation chimique au peroxyde, les émissions gazeuses doivent être captées et traitées. Si les sols contaminés sont mélangés à une solution de peroxyde, les eaux de lessivage doivent être recueillies et traitées.

Exemples d'application

Le site suivant fournit un exemple de traitement d'eau potable avec oxydation avancée au peroxyde, couplée à un traitement Ultraviolet (UV) (à l'étape démonstration pilote) :

Performance

Potentiel de restauration complète en un court laps de temps.

Références

Auteur et mise à jour

Fiche rédigée par : Serge Delisle, Eng. M.Sc. Conseil national de recherches

Dernière mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc. Conseil national de recherches

Date de mise à jour : 16 avril 2013

Version :
1.0