Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
L'engouement actuel pour le développement de nouvelles nanoparticules, dans des secteurs d'activités très divers, conduit à trouver d'ores et déjà ces nouveaux objets dans les rejets industriels et/ou domestiques, voire dans les ressources en eau. Les nanoparticules se distinguent des polluants solides habituels par leur très petite taille, par leur surface spécifique très importante, et par la présence de composés divers adsorbés à leur surface, ce qui rend nécessaire l'adaptation des procédés de traitement.
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Mallorie TOURBIN : Docteur en Génie des Procédés et de l’Environnement de l’Institut National Polytechnique de Toulouse (INPT) - Maître de Conférences à l’École Nationale Supérieure d’Ingénieurs en Arts Chimiques Et Technologiques (ENSIACET) - Laboratoire de Génie Chimique (LGC) UMR CNRS 5503 – Toulouse
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Sébastien LACHAIZE : Docteur en Chimie Organométallique et de Coordination de l’Université Paul Sabatier de Toulouse (UPS) - Maître de Conférences à l’Institut National des Sciences Appliquées (INSA) - Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO) UMR CNRS 5215 – Toulouse
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Pascal GUIRAUD : Docteur en Génie des Procédés et de l’Environnement de l’Institut National Polytechnique de Toulouse (INPT) - Professeur à l’Institut National des Sciences Appliquées (INSA) - Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP) UMR CNRS 5504 – INRA 792 – Toulouse
INTRODUCTION
L'engouement actuel pour le développement de nouvelles nanoparticules, dans des secteurs d'activités très divers, conduit à retrouver d’ores et déjà ces nouveaux objets dans les rejets industriels et/ou domestiques, voire dans les ressources en eau. Les nanoparticules se distinguent des polluants solides habituels par leur très petite taille, par leur surface spécifique très importante, et par la présence de composés divers adsorbés à leur surface, ce qui rend nécessaire l’adaptation des procédés de traitement.
The recovery of nanoparticles from industrial wastewater before re-injecting into nature, or from hydric resources to produce drinking water, will be an important challenge in the near future because of the rapid development of nanotechnology. These particles will inevitably be found in industrial and domestic wastes, and indeed in water resources. Nanoparticles differ from classical solid particles by their size, by their specific properties due to their high surface over volume ratio. These differences could make necessary to adapt classical water treatments processes.
Nanoparticules, Pollution, Traitement des eaux, Coagulation, Flottation, Développement de procédés.
Nanoparticles, Pollution, Wastewater treatment, Coagulation, Flotation, Environment.
Points clés
Domaine : Traitement de l’eau et des effluents liquides
Degré de diffusion de la technologie : Émergence I Croissance I Maturité
Technologies impliquées : flottation, coagulation-floculation, séparation de particules
Domaines d’application : poudres, nanotechnologies, traitement de surface, production d’eau potable
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité :
Centres de compétence :
Industriels :
Autres acteurs dans le monde :
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L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
nanoparticules pollution traitement des eaux coagulation flottation développement de procédés
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Étude de la flottation des nanoparticules4. Procédés de séparation des nanoparticules des milieux liquides
Il ne s’agit pas de faire une liste non exhaustive des procédés de séparation liquide-solide qui pourraient être mis en œuvre pour la récupération des nanoparticules dans l’eau à des fins de dépollution. En effet, les procédés efficaces pour la séparation de particules microniques tels la séparation magnétique, l’hydrocyclonage ou encore la fractionation, ne sont pas vraiment adaptés à la récupération de particules dans la gamme de taille nanométrique. Par contre, en ce qui concerne les procédés de filtration membranaire (ultrafiltration et nanofiltration), ils sont efficaces pour arrêter les nanoparticules, mais des problèmes importants de colmatage, de perte de performances ou encore de durée de vie de membrane sont encore à résoudre (des travaux sont actuellement en cours dans le domaine au LISBP de l’INSA de Toulouse).
Ainsi, dans la suite de ce document, le choix a été fait de décrire les deux types de procédés que sont la coagulation et la flottation, procédés déjà largement utilisés dans les usines de traitement des eaux et dont l’efficacité pour la récupération des nanoparticules a déjà été quelque peu étudiée. Après la description de chaque procédé, leurs avantages, inconvénients et perspectives pour la récupération des nanoparticules dans les milieux liquides seront comparés.
4.1 Coagulation des nanoparticules
La coagulation est un des traitements physico-chimiques les plus utilisés pour la clarification d’effluents contenant des colloïdes.
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Principe de la coagulation chimique
La coagulation chimique (CC) a pour but la déstabilisation des particules colloïdales et leur agglomération par l’addition d'un réactif chimique que l’on appelle coagulant. Ces colloïdes sont soumis aux forces attractives de van der Waals ainsi qu’à des forces de répulsion électrostatique. Des ions ajoutés par le biais du coagulant viennent modifier la charge de surface des particules et ainsi déplacer la portée des interactions interparticulaires, qui peuvent passer de majoritairement répulsives (milieu stable) à majoritairement attractives (déstabilisation,...
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Procédés de séparation des nanoparticules des milieux liquides
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - REIJNDERS (L.) - Cleaner technology and hazard re-duction of manufactured nanoparticles - Journal of Cleaner Production 14 (2) : 124-135 (2006).
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(2) - DAUGHTON (C.G.) - Non-regulated water contaminants : emerging research - Environmental Impact Assessment Review 24, 711-732 (2004).
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(3) - MOORE (M.N.) - Do nanoparticles present ecotoxicological risks for the health of the aquatic environment ? - Environment International, 32 (8), 967-976 (2006).
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(4) - CHANG (M.R.), LEE (D.J.), LAI (J.Y.) - Nanoparticles in wastewater from a science-based industrial park – Coagulation using polyaluminum chloride - Journal of Environmental Management, 85, 1009-1014 (2007).
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(5) - KIN (K.T.), TANG (H.S.), CHAN (S.F.), RAGHAVAN (S.), MARTINEZ (S.) - Treatment of chemical–mechanical planarization wastes by electrocoagulation/electro-Fenton method - IEEE Transactions on Semiconductors Manufacturing, 19, 208-215 (2006).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Salon Pollutec (salon international des équipements, des technologies et des services de l'environnement).
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ISO TS/27687 - 2008 - ISO Nanotechnologies : Terminologie et définitions relatives aux nano-objets – Nanoparticule, nanofibre et nanoplat. - -
HAUT DE PAGE3.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Observatoire Régional des Déchets Industriels en Midi-Pyrénées
HAUT DE PAGE3.2 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Royal Society and Royal Academy of Engineering. 2004. Nanoscience and nanotechnologies :...
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