FR2900145A1 - Procede d'extraction sans solvant des polluants organiques et metalliques - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement d'effluents aqueux, faisant appel à une extraction liquide/liquide sans solvant organique, permettant d'extraire les polluants organiques et métalliques grâce à leur solubilisation dans des micelles mixtes. Ces micelles mixtes, formées de tensioactifs ionique et non ionique, sont capables d'extraire simultanément les polluants organiques et métalliques. Le procédé comprend essentiellement les étapes consistant à :a)- mettre en contact l'effluent avec une solution comprenant un au moins tensioactif non ionique et un tensioactif ionique,b)- agiter jusqu'à obtention d'un mélange homogène,c)- porter le mélange à une température supérieure d'au moins 1 degree C au point de trouble dudit mélange,d)- laisser décanter jusqu'à séparation en deux phases aqueuses, l'une étant la phase concentrée et l'autre la phase diluée.e)- récupérer séparément les deux phases.Le procédé selon l'invention est simple et rapide à mettre en oeuvre. La réduction des volumes pollués sans production d'une nouvelle pollution est un résultat très intéressant. Le procédé permet en outre la régénération des tensioactifs pour une utilisation ultérieure, ainsi que la récupération des composés extraits qui peuvent être directement stockés comme déchets ultimes ou valorisés dans d'autres utilisations. Il peut être réalisé selon un processus continu, sur le site même de production des effluents.

Description

PROCÉDÉ D'EXTRACTION SANS SOLVANT DE POLLUANTS ORGANIQUES ET MÉTALLIQUES

La présente invention se rapporte au domaine du traitement des eaux polluées chargées en composés organiques et métalliques, fondé sur les techniques d'extraction par séparation de phases.

10 Elle a pour objet un procédé de traitement d'effluents aqueux, faisant appel à une extraction liquide/liquide sans solvant organique, permettant d'extraire des composés organiques et métalliques grâce à leur solubilisation dans des micelles mixtes.

Les activités industrielles génèrent des pollutions diverses, susceptibles de créer des 15 nuisances importantes à l'environnement. L'eau est un sujet d'attention particulier puisqu'elle intervient dans les chaînes de production de la majorité des activités industrielles, ce qui génère des quantités importantes d'effluents dont une partie est rejetée dans le milieu environnant après avoir contribué à la fabrication, au nettoyage, au transport ou encore au refroidissement dans différents procédés. Une réglementation de plus en plus sévère a été 20 adoptée au fil des ans, qui oblige les industriels à maîtriser leurs rejets quotidiens, mais aussi à traiter les déchets générés sur le site de production jusqu'au stade de déchets ultimes. On s'est aperçu au demeurant qu'il peut être économiquement intéressant de récupérer certains composés présents dans les effluents, qu'ils soient par ailleurs considérés ou pas comme des déchets et/ou ayant un caractère nuisible pour l'environnement. 25 Les polluants dangereux sont ceux qui présentent les caractères de toxicité, de bioaccumulation et de rémanence. Il s'agit principalement des polluants organiques et des métaux lourds.

30 La pollution organique, provenant des réactions biologiques naturelles et des activités agricoles, industrielles ou domestiques, se caractérise par son aspect insidieux et sa complexité. Elle est généralement sous forme dissoute, peut être plus ou moins biodégradable, et présente une grande diversité, incluant les dérivés phénoliques provenant notamment des industries chimique et pharmaceutique, les pesticides et les produits 35 apparentés tels que les plastifiants, lubrifiants, fluides hydrauliques, etc., ou encore les composés hydroxylés et aminés qui sont largement utilisés dans la fabrication des vernis, peintures, encres, ou dans l'industrie des parfums et arômes. Les phénomènes toxiques5 induits sont extrêmement variables d'une substance à l'autre et sont liés à la stabilité du produit, à sa faculté d'accumulation, etc.

Les polluants métalliques, souvent appelés "métaux lourds", ou plus fréquemment maintenant "éléments traces", sont quant à eux présents dans l'eau sous forme d'électrolytes. Ils sont bien ciblés par la réglementation : ce sont essentiellement le mercure, le cadmium, le plomb, l'argent, le cuivre, le chrome, le nickel et le zinc, provenant des rejets d'activités industrielles diverses., telles que les traitements de surface, la galvanoplastie, l'hydrométallurgie, les industries minière, chimique, pétrochimique, pharmaceutique, etc. Ils sont particulièrement nocifs du fait qu'ils ne sont pas biodégradables et s'accumulent dans les tissus quand on s'élève dans la chaîne alimentaire. Leurs effets toxiques peuvent concerner notamment le système nerveux, le sang ou la moelle osseuse, et ils sont généralement cancérigènes.

Pour le traitement des polluants organiques, il existe à l'heure actuelle un certain nombre de techniques telles que des traitements physico-chimiques de type floculation-décantationflottation, l'adsorption sur charbon actif, ainsi que des techniques oxydantes et des procédés électrochimiques. Toutes ces techniques présentent des inconvénients. Elles sont souvent coûteuses en énergie, nécessitent l'emploi de réactifs onéreux dont le recyclage soulève à son tour des difficultés, ces problèmes étant amplifiés par le fait que beaucoup de procédés industriels génèrent de grandes quantités d'eaux résiduelles.

D'autres techniques reposent sur le principe de l'extraction liquide/liquide à l'aide d'un solvant. Elles sont de plus en plus employées à la place des techniques de précipitation et de filtration, notamment pour la récupération des acides organiques des effluents aqueux. Elles présentent l'avantage de s'appliquer à la séparation de composés organiques, souvent instables ou thermosensibles. Elles ne nécessitent pas d'apport d'énergie important et ont le mérite d'être peu onéreuses. Cependant si, à l'issue du traitement, l'effluent est débarrassé des composés organiques polluants, le problème de l'élimination du solvant reste entier. En effet les solvants organiques sont également considérés comme des polluants, du fait qu'ils sont pour la plupart inflammables et/ou toxiques. Les réglementations nationale et européenne imposent désormais d'en limiter l'utilisation à grande échelle. Or, l'extraction par solvant organique conduit à un facteur de dilution important, produisant des volumes de déchets dont le retraitement induit des coûts élevés.

Plus récemment, une méthode alternative a été proposée permettant la séparation et la concentration des polluants organiques issus des rejets industriels aqueux, grâce à l'usage de tensioactifs non ioniques. Cette méthode met à profit d'une part les propriétés d'association des tensioactifs en agrégats (ou micelles) qui piègent des substances peu solubles dans le milieu et augmentent leur solubilité apparente (solubilisation), et d'autre part la faculté des tensioactifs non ioniques de former deux phases distinctes au-dessus d'une certaine température, appelée "point de trouble". L'une des phases a une concentration en tensioactif proche de la Concentration Micellaire Critique (c'est la phase diluée), tandis que l'autre phase a une concentration beaucoup plus élevée (c'est le coacervat) et joue le rôle d'un solvant d'extraction. L'augmentation de la température au-dessus du point de trouble de la solution permet donc la concentration dans le coacervat d'une substance hydrophobe ou amphiphile solubilisée par le tensioactif. La séparation en deux phases û l'extrait concentré et le raffinat û est réalisée par décantation.

Le principe de l'extraction des composés organiques par coacervat est bien connu. Des travaux de laboratoire ont établi les diagrammes d'équilibre concentration / température de différents mélanges ternaires eau / composé organique / tensioactif non ionique (courbes de démixtion). En effet, on sait que la température de trouble de tels mélanges varie en fonction de la nature du tensioactif non ionique, de sa concentration, mais aussi d'autres caractéristiques physico-chimiques du mélange, notamment de la nature du composé organique à extraire.

Les métaux lourds peuvent quant à eux être éliminés des effluents aqueux par des techniques de coagulation, de filtration sur sable, sur charbon actif ou sur échangeur d'ions, par électrodialyse, ou par osmose inverse. A l'heure actuelle le procédé le plus employé pour le traitement des effluents chargés en métaux lourds est, comme pour les polluants organiques, la séparation liquide / liquide à l'aide d'un solvant. Cependant, le plus souvent, le solvant doit être accompagné d['un agent complexant du métal à extraire, ce qui en augmente le coût. Bien entendu, comme pour l'extraction des organiques, le problème se pose du devenir ultérieur du solvant et du complexant, de leur recyclage ou de leur élimination.

Dans certains cas, l'extraction des métaux est réalisée à l'aide d'un tensioactif non ionique par séparation de phases au point de trouble. Néanmoins, la solubilisation des métaux dans les micelles de tensioactif ne peut se faire qu'avec l'aide d'agents complexants lipophiles (tel le Lix , le Kelex ) dont le prix est extrêmement élevé et qui sont rarement recyclables. Ceci explique que cette technique est essentiellement utilisée pour la récupération de l'uranium et du plutonium dans les eaux de l'industrie nucléaire. Il est évidemment exclu de l'appliquer au traitement des grands volumes d'effluents produits par des activités industrielles plus ordinaires.

La présente invention apporte une solution à ce problème en proposant un procédé de traitement d'effluents aqueux simple et bon marché, faisant appel à une extraction liquide/liquide sans solvant organique des polluants métalliques, grâce à leur solubilisation dans des micelles mixtes constituées de tensioactifs non ioniques et ioniques associés. Ces micelles mixtes formées de deux types de tensioactifs sont utilisées pour la première fois dans une application industrielle d'extraction de polluants métalliques. Elles remplissent plusieurs fonctions liées aux propriétés combinées des tensioactifs non ioniques et ioniques.

Io Tout d'abord, on sait que les molécules de tensioactifs sont capables de s'auto-associer en agrégats (parmi lesquels les micelles), dans lesquels peuvent être piégées des molécules de polarité variable interagissant avec les sites de solubilisation hydrophiles ou hydrophobes desdits agrégats.

15 D'autre part, il est connu que les tensioactifs non ioniques ont la propriété de provoquer une séparation de leurs solutions aqueuses en deux phases, l'une de fraction volumique réduite contenant la majeure partie du tensioactif non ionique sous forme d'agrégats micellaires (phase concentrée ou coacervat), et l'autre diluée en tensioactif par rapport à la solution initiale. Ce phénomène se produit cependant sous certaines conditions de concentration en 20 tensioactif et de température, le milieu pouvant jouer également un rôle. Ainsi on appelle "température de trouble" ou "point de trouble", la température au-dessus de laquelle la séparation de phases se réalise. On peut caractériser le système ternaire consistant en un soluté en solution dans l'eau en présence d'un tensioactif non ionique à l'équilibre, par un diagramme de phases température / concentration. Le diagramme d'un système donné 25 présente une courbe de démixtion indiquant pour chaque composition, la température de trouble Tc correspondante.

Lorsque des tensioactifs non ioniques et ioniques coexistent dans un milieu, ces deux espèces peuvent interagir, cette interaction se traduisant dans la plupart des cas par une association 30 spécifique et la formation de ces structures originales que sont les micelles mixtes (K. Ogino et M. Abe, 1993, Surf. Sci. Series, vol. 46, Marcel Dekker, New York). Il est apparu que les micelles mixtes présentaient d'excellentes capacités d'extraction des électrolytes en solution, le tensioactif ionique jouant le rôle de complexant des ions métalliques.

35 S'il est apparu possible d'éliminer les polluants métalliques des effluents aqueux à l'aide de micelles mixtes, les différents essais réalisés ont également montré de façon tout à fait surprenante, qu'on peut extraire par le procédé selon l'invention, de manière concomitante,5 les polluants métalliques et organiques des effluents aqueux. En particulier on a pu constater que la présence des molécules de tensioactif ionique dans les micelles mixtes n'altérait pas leurs propriétés vis-à-vis des composés organiques. Ainsi, non seulement les micelles mixtes présentent d'excellentes capacités d'extraction des électrolytes de la solution, mais encore elles sont aussi efficaces que les micelles non ioniques seules pour l'extraction simultanée des composés organiques.

Aucune technique n'a jusqu'à présent permis d'atteindre un tel résultat malgré les développements récents de l'extraction liquide/liquide par solvant. Les travaux réalisés ont cherché à améliorer l'efficacité des traitements vis-à-vis des uns ou des autres sans jamais proposer une technique apte à éliminer par un traitement unique à la fois les composés organiques et les ions métalliques. Il était donc nécessaire de traiter les effluents en plusieurs étapes, chacune s'adressant à une famille de polluants différente, ce qui représente des coûts cumulés élevés, d'autant plus que les polluants sont nombreux et les volumes d'eau à traiter souvent énormes.

C'est donc une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé selon l'invention que d'offrir la possibilité d'extraire simultanément les polluants organiques et métalliques, par solubilisation simultanée dans des micelles mixtes.

L'invention a ainsi pour objet un procédé de traitement d'effluents aqueux faisant appel à une extraction liquide/liquide sans solvant organique, pour extraire les polluants métalliques seuls ou simultanément avec les polluants organiques, grâce à leur solubilisation dans des micelles mixtes constituées de tensioactifs non ioniques et ioniques associés. Cette extraction permet d'éliminer les deux polluants à la fois, s'ils sont présents ensemble dans l'effluent. Bien entendu, elle peut être utilisée également si l'un des polluants (singulièrement un polluant métallique) est seul présent dans l'effluent.

Le procédé selon l'invention présente de multiples avantages techniques et répond à un certain nombre de contraintes réglementaires et économiques actuelles. Les industriels concernés par le problème de l'élimination des rejets toxiques disposeront désormais d'une technique adaptée, performante et économique, applicable à grande échelle à la dépollution de leurs effluents aqueux, et leur permettant de respecter l'ensemble des textes réglementaires de plus en plus stricts.

Le procédé selon l'invention s'applique à des mélanges aqueux contenant des polluants très divers. Il est ainsi adapté au traitement des eaux résiduelles issues d'activités industrielles variées, consistant en fluides aqueux homogènes ou chargés en gouttelettes de liquide immiscible et/ou en matière solide. Il peut donc être employé pour traiter des polluants dispersés et des polluants solubles présents dans des mélanges complexes de contaminants.

Il est simple et rapide à mettre en oeuvre, l'extraction et la concentration étant réalisées simultanément. C'est un processus pratiquement instantané quand il est effectué à une température donnée. La température reste au demeurant généralement inférieure à 50 C durant toute l'opération, donc peu d'énergie est consommée.

La réduction des volumes pollués sans production d'une nouvelle pollution est un résultat très intéressant du procédé revendiqué. La consommation d'eau est en effet minime, voire nulle, et le volume final n'est pas sensiblement augmenté. L'eau épurée représente en outre une fraction élevée du volume final, tandis qu'une faible fraction concentrée en polluants reste à retraiter. Comme seuls des composés tensioactifs sont ajoutés, aucun problème de retraitement de solvant ne se pose. La diversité des tensioactifs existants permet de choisir les moins toxiques et de préférence également biodégradables.

Un autre avantage du procédé selon l'invention est de pouvoir, dans certains cas (quand le polluant a un caractère acide ou basique) régénérer les tensioactifs pour une utilisation ultérieure à partir des coacervats (de faibles volumes, concentrés en polluants), mais aussi de pouvoir récupérer les composés extraits qui peuvent être directement stockés comme déchets ultimes, ou mieux, valorisés dans d'autres utilisations si l'objectif est leur réutilisation.

Enfin, un avantage décisif du procédé selon l'invention est qu'il est possible de le réaliser selon un processus continu, sur le site de production même, ce qui évite d'avoir à transporter les effluents. Il ne nécessite pas d'aménagement lourd et s'adapte facilement aux conditions particulières qui peuvent varier d'un site industriel à l'autre. On peut notamment choisir le tensioactif non ionique en fonction de la température initiale de l'effluent à traiter, de manière qu'aucun chauffage ne soit requis pour atteindre la température minimale nécessaire à la séparation des phases.

Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de traitement d'un effluent aqueux contenant des polluants métalliques seuls ou associés à des polluants organiques, comprenant essentiellement les étapes consistant à : a)- mettre en contact l"effluent avec une solution comprenant un au moins tensioactif non ionique et un tensioactif ionique, b)- agiter le mélange, c)- porter le mélange à une température supérieure d'au moins 1 C au point de trouble dudit mélange, d)- laisser décanter jusqu'à séparation en deux phases aqueuses, l'une étant la phase concentrée et l'autre la phase diluée. e)- récupérer séparément les deux phases.

Lorsque l'effluent est relativement froid, il se peut que le mélange obtenu en b) ait une température inférieure à la température de trouble, auquel cas on obtient un mélange homogène, qu'il convient de chauffer conformément à l'étape c) pour atteindre le point de trouble et provoquer la séparation de phases.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, le mélange obtenu à l'étape b) a une température supérieure d'au moins 1 C à la température de trouble dudit mélange et est soumis directement à l'étape d) de décantation. En effet, aucun apport calorifique n'est nécessaire pour atteindre une température légèrement supérieure au point de trouble du mélange, celui-ci se divisant alors spontanément en deux phases. L'étape c) de chauffage à une température supérieure d'au moins 1 C au point de trouble dudit mélange est dans ce cas inutile. Cette situation avantageuse se rencontre lorsque les processus industriels conduisent au rejet d'effluents assez chauds (autrement dit, lorsque la température de trouble du mélange est inférieure à la température de l'effluent), puisque c'est la température de l'effluent qui contribue principalement à la température du mélange. En effet, comme il sera expliqué en détail plus loin, le volume d'effluent est généralement bien supérieur au volume de solution de tensioactifs entrant dans le mélange.

Un autre moyen d'obtenir un mélange effluent / solution de tensioactifs à une température supérieure au point de trouble, même lorsque l'effluent à traiter est relativement froid, est de choisir un tensioactif non ionique ayant un point de trouble assez faible, c'est-à-dire de plusieurs degrés Celsius inférieur à la température de l'effluent. De la sorte, il confère au mélange une température de trouble plus basse que la température de travail à l'issue du mélange, évitant ici aussi d'avoir à le chauffer. De manière générale, l'ajout du tensioactif ionique augmentant le point de trouble, le choix du tensioactif non ionique conférant au mélange la température de trouble la plus basse possible permettra d'avoir une température opérationnelle pour l'extraction sans avoir à chauffer.

La valeur du point de trouble mesuré dans les conditions standard (composé pur, à 1% dans l'eau) est une donnée disponible pour de nombreux tensioactifs connus. Néanmoins, du fait de la présence du soluté à extraire et du tensioactif ionique, la température de trouble du tensioactif non ionique en mélange avec un effluent industriel peut être nettement différente de sa valeur standard. Aussi, le choix du tensioactif non ionique doit-il tenir compte de ce décalage vers les températures en général supérieures. Les inventeurs ont établi que l'écart ATc entre ces deux valeurs est le plus souvent inférieur à 5 C, et peut aller jusqu'à 10 C dans certaines conditions particulières. Cette observation permet de définir rapidement les conditions spécifiques de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour un effluent donné.

Ainsi, dans le procédé selon l'invention, le tensioactif non ionique peut être avantageusement choisi parmi les composés ayant un point de trouble, mesuré en solution à 1% dans l'eau, inférieur d'au moins 5 C, de préférence d'au moins 10 C, à la température initiale de l'effluent.

Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le tensioactif non ionique est choisi en fonction de la température initiale de l'effluent, parmi les composés conférant au mélange obtenu à l'étape b) une température de trouble inférieure d'au moins 1 C à la température dudit mélange.

En effet, lorsque l'on souhaite préciser davantage les conditions optimales du procédé, par exemple choisir des tensioactifs (ionique et non ionique) donnant un taux d'extraction maximal et avoir un point de trouble du mélange avec l'effluent qui autorise la mise en oeuvre du procédé sans apport calorifique, il peut être intéressant de se reporter non pas au point de trouble du tensioactif en conditions standard, mais de s'appuyer sur les valeurs réelles du point de trouble du mélange effluent / solution de tensioactifs obtenues avec une solution de tensioactifs de composition donnée et un effluent de composition et de température données.

Dans ce cas, avant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, il convient de réaliser des tests sur des échantillons, afin de déterminer la température de trouble réelle Tc(m) d'un mélange effluent / solution de tensioactifs. La température initiale T(e) de l'effluent étant connue, on peut également déterminer la température T(m) du mélange. On choisit alors le tensioactif non ionique de sorte que dans les conditions retenues, le point de trouble Tc(m) du mélange soit inférieur à la température T(m), ne serait-ce que d'un degré Celsius.

En pratique, le point de trouble du mélange effluent à traiter / solution de tensioactifs est déterminé sur des mélanges tests de l'effluent et de solutions de tensioactifs. Puis les valeurs obtenues sont comparées à celles d'un diagramme d'équilibre modèle, établi à partir de mélanges ternaires eau / polluant / tensioactif. Il est bien entendu avantageux de disposer d'une banque de données comprenant les diagrammes de phases de nombreux mélanges ternaires eau / polluant / tensioactif. Ces diagrammes, lorsqu'ils ne sont pas disponibles, peuvent être réalisés par mesure sur quelques mélanges ternaires.

A ce stade une remarque doit être faite concernant la possibilité d'utiliser deux (ou plusieurs) tensioactifs non ioniques dans la solution de tensioactifs (comprenant également le tensioactif ionique). Si l'on décide d'utiliser deux tensioactifs non ioniques, chacun d'eux est choisi comme indiqué dans la présente description. De manière générale la présente description du procédé selon l'invention est rédigée pour un tensioactif non ionique unique. Il est expressément précisé néanmoins que l'invention concerne aussi le cas où deux tensioactifs non ioniques sont employés dans la solution de tensioactifs, les caractéristiques préférées s'appliquant au mélange des deux composés, sachant que la température de trouble d'un mélange de tensioactifs non ioniques varie linéairement en fonction de sa composition.

Le tensioactif non ionique est un composé possédant un, ou de préférence plusieurs groupements fonctionnels non chargés contenant des hétéroatomes tels que l'azote ou l'oxygène, par exemple des groupes alcool, éther, ester, amide. On peut citer notamment les polyéthers dans les tensioactifs alcoxylés et les polyols dans les tensioactifs dérivés de sucres.

Selon une caractéristique de l'invention, le tensioactif non ionique est avantageusement choisi parmi les composés polyéthoxylés possédant une chaîne hydrocarbonée de longueur Clo à C16, de préférence parmi les alcools polyéthoxylés, purs ou en mélanges. Un nombre d'atomes de carbone compris entre 10 et 16 conduit à de bonnes propriétés de détergence, d'adsorption, de mouillage et de solubilisation. Lorsqu'on emploie un mélange d'alcools polyéthoxylés, les variations de structure des différents alcools au sein de ce mélange jouent soit sur la longueur de la chaîne hydrophobe, soit sur son degré de ramification, soit encore sur le degré d'éthoxylation de la partie hydrophile. De manière générale, les tensioactifs commerciaux, produits de synthèse non spécifiques, sont pratiquement toujours des mélanges de composés : les parties hydrophobes sont le plus souvent des chaînes hydrocarbonées de différentes longueurs. Dans le cas des tensioactifs polyéthoxylés, les parties hydrophiles présentent un nombre variable de motifs oxyde d'éthylène répartis selon une distribution gaussienne ou log-normale.

Formule d'un alcool polyéthoxylé pur à chaîne linéaire: n-C,H2,+1(OCH2CH21OH , abrégé en n-C,EE, avec selon l'invention 10 < i < 16 et 3 5 j 5 10.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, le tensioactif non ionique est un alcool éthoxylé obtenu par fixation de l'oxyde d'éthylène sur un alcool gras ou oxo en présence d'un catalyseur alcalin. Il est de préférence débarrassé des polyols résiduels par lavage. Un alcool oxo est obtenu par le procédé du même nom permettant l'hydroformylation des oléfines. Il fournit un mélange d'alcools linéaires et ramifiés. L'oxyde d'éthylène réagit avec les différents alcools, sans qu'il soit possible d'obtenir une molécule bien précise, pure. On obtient finalement des parties hydrophiles constituées de mélanges avec une distribution log Normale du nombre de motifs éthoxy, désignés par la formule de l'alcool médian.

Formule d'un alcool polyéthoxylé oxo : oxo-C;H2,+i(OCH2CH2)JOH, abrégé en oxo-C;E;, avec selon l'invention l.0 < i 16 et 3 < j 10.

On notera avec intérêt que les tensioactifs préférés, notamment les alcools polyéthoxylés, sont ceux de moindre toxicité, d'autant que leur concentration à l'issue de l'extraction est très faible (autour de la CMC, inférieure à 100 ppm). Ils sont en effet à la fois performants à petite dose et biodégradables, ils n'induisent pas d'effet cancérigène, mutagène ni tératogène (L. Ho Tan Tai, 1999, I)unod, Paris). De plus ils sont aussi bon marché.

Outre le tensioactif non ionique, la solution de tensioactifs utilisée dans le présent procédé comprend également un tensioactif ionique. Celui-ci, utilisé seul, ne joue aucun rôle direct dans le processus de la séparation de phases, mais en mélange, il participe à la structure micellaire, en s'insérant entre les molécules du tensioactif non ionique, de sorte que les ions métalliques subissent une attraction suffisante pour être fixés et concentrés dans le coacervat.

Sa présence induit également une modification du point de trouble du mélange. Il faut souligner que de telles micelles, appelées "micelles mixtes" n'ont jusqu'à présent jamais été utilisées pour l'extraction des métaux dissous dans les effluents.

On peut noter à ce sujet que le présent procédé peut très bien être mis en oeuvre pour la dépollution de milieux ne contenant que des polluants métalliques. Dans ce cas, les tensioactifs ioniques jouent le rôle de complexants des ions métalliques, alors que les tensioactifs non ioniques permettent d'obtenir deux phases.

Dans le procédé selon l'invention, le tensioactif ionique peut être un tensioactif anionique. Il est alors choisi de préférence parmi les alkylbenzènesulfonates, les alcanesulfonates secondaires, les alpha-oléfinesulfonates, les sulfonates de pétrole, ou les alkylsulfates. De manière avantageuse, le tensioactif ionique est le dodécylsulfate de sodium de formule C12H250S03- Na+, ou le dodécylbenzènesulfonate de sodium, mélange renfermant par exemple l'espèce de formule C9H19ûCH(C2H5)ûC6H4S03" Na+. L'emploi d'un tensioactif anionique va conduire à la formation de structures micellaires mixtes chargées négativement qui vont complexer les cations métalliques par interactions électrostatiques.

Alternativement, le tensioactif ionique utilisé dans le procédé selonl'invention peut être un tensioactif cationique. Il est alors choisi de préférence parmi les halogénures d'alkyltriméthylammonium, les halogénures de benzéthonium et les dérivés cationiques des hétérocycles azotés. I)e manière avantageuse, le tensioactif cationique est le bromure d'hexadécyltriméthylammonium de formule brute CH3(CH2)15N+(CH3)3 Bi. L'emploi d'un tensioactif cationique va conduire à la formation de structures micellaires mixtes chargées positivement qui vont complexer les anions métalliques par interactions électrostatiques.

Les deux types de tensioactifs (ionique et non ionique) sont utilisés ensemble, en solution dans l'eau ou même purs. C'est donc une solution mixte tensioactif non ionique / tensioactif ionique qui est introduite dans l'effluent. Les tensioactifs constituent des micelles mixtes, les molécules ioniques venant s'insérer dans la structure micellaire non ionique. Pour que les micelles se forment, la concentration en tensioactifs non ionique et ionique doit être supérieure à la Concentration Micellaire Critique (CMC) du mélange. D'autre part une certaine proportion de tensioactif ionique par rapport au tensioactif non ionique permettra la formation optimale de micelles mixtes.

C'est pourquoi, de préférence, les deux types de tensioactifs doivent se trouver en concentrations telles que la solution de tensioactifs apporte au mélange, en masse par unité de 25 volume du mélange : - de 1% à 10%, de préférence de 2% à 5%, de tensioactif non ionique, et - de 0,1% à 1%, de préférence de 0,4% à 0,6%, de tensioactif ionique.

De préférence encore, le tensioactif non ionique NI et le tensioactif ionique I sont dans un 30 rapport massique NUI compris entre 2 et 12.

Comme déjà indiqué, un avantage du procédé selon l'invention réside dans l'accroissement minimal des volumes liquides. Selon un mode préféré de réalisation, l'effluent E et la solution de tensioactifs S sont mélangés dans un rapport volumique S/E le plus faible 35 possible, généralement compris entre 0,01 et 0,1.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, les étapes a) à e) sont répétées au moins une fois pour traiter la phase diluée récupérée à l'étape e). La répartition des polluants se faisant selon le même coefficient de distribution lors de chaque cycle, on obtient des raffinats de plus en plus dilués en polluants. On peut donc reprendre la phase diluée (le raffinat) jusqu'à une réduction satisfaisante des substances polluantes. Connaissant la teneur des polluants dans l'effluent et le taux d'extraction par le système choisi lors de chaque cycle, on peut prévoir le nombre de cycles de traitement à réaliser pour abaisser la concentration d'un polluant donné au-dessous d'une certaine valeur, par exemple celle de la norme légale.

Selon un autre mode particulier de réalisation du procédé, lorsqu'on répète l'étape a), on utilise une solution de tensioactifs différents. En effet, il peut être intéressant de traiter l'effluent par différents tensioactifs, ayant une affinité différente pour les diverses substances polluantes. C'est évidemment le cas pour les anions et cations métalliques, qui pourront être extraits dans des cycles de traitement successifs, grâce à l'emploi de tensioactifs cationiques et anioniques, respectivement.

Que le raffinat obtenu à l'étape e) soit retraité ou pas, il est possible, dans certains cas, de procéder au recyclage des tensioactifs concentrés dans le coacervat, ce qui permet notamment de rentabiliser le procédé d'extraction selon l'invention, économiquement mais aussi écologiquement. En effèt, lorsque le polluant a un caractère acide ou basique, une méthode a été mise au point consistant en l'ajout d'un couple acide/base, ce qui permet de dissocier le polluant du coacervat, et ensuite de régénérer le tensioactif non ionique (le tensioactif ionique restant quant à lui complexé au métal extrait). Ce recyclage présente le double avantage d'assurer une dépollution plus poussée et de permettre le recyclage de composés utiles. Le terme polluant désignera donc ici tout aussi bien des composés dont il convient de débarrasser l'effluent pour les raisons écologiques, que des composés que l'on souhaite récupérer pour les valoriser, les deux buts pouvant être d'ailleurs parfois confondus.

Dans un premier temps les tensioactifs et les composés polluants de la phase concentrée obtenue à l'étape e) sont séparés par désextraction acido-basique selon la démarche suivante. Le polluant acide faible (ou base faible) est déplacé par l'ajout d'une base forte (ou d'un acide fort). L'espèce dissociée n'ayant plus d'interaction avec la micelle, le complexe avec le tensioactif se rompt et le polluant se dissout préférentiellement dans l'eau. Après passage à une température supérieure au point de trouble du milieu, deux phases se forment, l'une renfermant le tensioactif concentré, l'autre contenant le polluant (ainsi que du tensioactif dilué). Le polluant peut alors être soit détruit soit récupéré. Dans un second temps, le tensioactif non ionique concentré dans le coacervat est régénéré par neutralisation-précipitation. En effet, à pH basique (ou acide), il contient des ions hydroxyles (ou hydroniums) en forte concentration qui sont inefficaces pour le traitement d'effluent. Pour lui rendre son efficacité, il est nécessaire de ramener le pH à une valeur neutre et aussi de faire précipiter la base ajoutée (ou l'acide) sous forme de sel pour l'éliminer. Le coacervat est ainsi régénéré et, si besoin est, constitue une solution de tensioactifs selon l'invention, active pour un nouveau cycle de traitement.

Pour illustrer le principe de cette opération, on peut citer à titre d'exemple la désextraction du phénol qui est un acide faible. L'espèce non dissociée (PhOH) est plus facilement extraite que l'espèce ionique, puisqu'elle est moins hydrophile. C'est donc la forme moléculaire PhOH qui est préférentiellement retenue dans le coacervat. Le couple acide / base utilisé pour la désextraction peut être l'acide oxalique / l'hydroxyde de calcium.

La désextraction consiste à dissocier le phénol du tensioactif non ionique. Puisque la forme ionique PhO" ne donne pas d'interaction avec la tête du tensioactif, une augmentation du pH par ajout d'une base au "complexe" tensioactif / PhOH sépare le tensioactif du phénolate. On ajoute l'hydroxyde de calcium (chaux éteinte), permettant d'élever suffisamment le pH (d'au moins deux unités au-dessus du pKa du phénol) pour relarguer l'ion phénolate qui se dissout majoritairement dans 1"eau. On obtient après chauffage au-dessus du point de trouble, un coacervat et une phase aqueuse diluée contenant le phénolate. Enfin on neutralise la phase diluée à l'aide d'acide oxalique pour précipiter son sel de calcium. A titre d'exemple, du phénol, solubilisé par le tensioactif connu sous la dénomination Triton X-114 , puis désextrait comme indiqué ci-dessus, a pu ainsi être récupéré avec un taux de 80% en phénol.

Ainsi, selon un mode de réalisation avantageux du procédé selon l'invention, celui-ci comprend une étape f) de recyclage des tensioactifs dans laquelle : - i) les tensioactifs et les composés polluants de la phase concentrée obtenue à l'étape e) sont séparés par désextraction acido-basique, et - ii) les tensioactifs sont régénérés par neutralisation-précipitation.

Selon une caractéristique intéressante, les tensioactifs régénérés à l'étape f) du procédé sont utilisés à l'étape a) d'un nouveau cycle de traitement.

Le présent procédé peut être mis en ceuvre pour des volumes très divers d'effluents à traiter.

L'effluent peut être stocké dans un réservoir, puis traité à l'aide d'une solution de tensioactifs comme décrit précédemment, à la suite de quoi les deux phases sont récupérées séparément. Selon un mode de réalisation particulièrement intéressant, le traitement est réalisé au fur et à mesure de la production d'effluent, les différentes étapes du processus se déroulant dans différentes cuves. Ainsi. selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les étapes a) à d) sont réalisées dans des compartiments distincts, selon un processus continu.

La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de traitement continu d'un effluent aqueux contenant des polluants organiques et métalliques tel que décrit ci-dessus, ledit dispositif comprenant essentiellement : - une cuve contenant un au moins tensioactif non ionique et un tensioactif ionique en solution, et une cuve contenant l'effluent à traiter, - une cuve de mélange recevant l'effluent et la solution de tensioactifs, dotée d'un agitateur, - une cuve de décantation des deux phases, - des moyens de transfert des fluides d'une cuve à l'autre, - des moyens de récupération séparée des deux phases.

De manière idéale, le mélange est réalisé dans la cuve de mélange à une température suffisante pour provoquer la séparation de phases. Néanmoins, si le mélange effluent-tensioactifs n'a pas la température adéquate pour permettre la séparation de phases, la cuve de mélange peut être dotée d'un système de chauffage permettant d'élever la température au-dessus du point de trouble du mélange.

Un autre montage peut prévoir que l'apport calorifique soit réalisé dans une autre cuve placée entre la cuve de mélange et la cuve de décantation. Ainsi, selon un mode particulier de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend en outre une cuve équipée de moyens de chauffage thermostatés. permettant de porter le mélange provenant de la cuve de mélange à la température voulue, supérieure au point de trouble, afin de provoquer la séparation en deux phases.

Comme il a été expliqué précédemment, le présent procédé est particulièrement conçu pour être appliqué à l'extraction des ions métalliques, seuls ou simultanément à des composés organiques contenus dans des effluents aqueux. De tels effluents peuvent être par exemple issus d'activités industrielles de fabrication, nettoyage, transport ou refroidissement, notamment des activités industrielles suivantes : métallurgie, mécanique, traitement de surface, sérigraphie, chimie fine, produits pharmaceutiques, textile, teinturerie, bois.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples suivants donnés à titre illustratif sans en limiter aucunement la portée.

EXEMPLE 1 Extraction du phénol et du plomb par le tensioactif non ionique oxo-C10E3 et le SDS

Une solution S1, contenant 2 g/1 de phénol et 1,5 g/1 de plomb a été traitée à l'aide d'une 5 solution de tensioactifs S(TA) selon le protocole suivant.

• Solution de tensioactifs

- Tensioactif ionique : dodécylsulfate de sodium (SDS), 288,38 g/mol (Sigma-Aldrich). Il 10 comporte dans sa chaîne hydrophobe 12 atomes de carbone.

- Tensioactif non ionique : oxo-C10E3i Le tensioactif non ionique oxo-C10E3 utilisé ici (Simulsol T150CT, SEPPIC, Castres) est un alcool éthoxylé obtenu par fixation de l'oxyde d'éthylène sur un alcool oxo (mélange 15 linéaire-ramifié) en présence d'un catalyseur alcalin. La présence dans l'échantillon de polyols résiduels pouvant influer sur les propriétés du tensioactif, ce dernier en est de préférence débarrassé par lavage. Pour ce faire on mélange 25% d'eau et 75% du tensioactif à laver, puis on chauffe à 95 C. On obtient alors deux phases, l'une riche en tensioactif (de l'ordre de 98-99%) et l'autre riche en polyols. Le coacervat du tensioactif oxo-C10E3 est 20 utilisé directement pour l'extraction. Sa température de trouble standard, mesurée avant lavage selon la norme NFT 1890D (10% de tensioactif dans 75% eau + 25% butyldiglycol), est de 54-58 C. Ce tensioactif est quasiment insoluble dans l'eau à toutes températures.

La solution de tensioactifs S(TA) est obtenue par mélange de 1 g de tensioactif oxo-C10E3 et 25 de 0,095 g de SDS, soit: une solution de rapport NI/I = 1/0,095 = 10,53.

• Extraction La solution S(TA) est introduite dans 25 ml de solution S1 chargée en polluants, de sorte que le tensioactif oxo-C10E3 est apporté au mélange à raison de 4% massique et le SDS à raison 30 de 0,38% massique. On maintient ce mélange sous agitation à 800 rpm pendant 10 minutes. Sa température initiale est de 20 C (température ambiante). On chauffe alors le mélange à 45 C pendant au minimum 15 mn, ce qui permet une bonne séparation des phases. La fraction volumique du coacervat phase légère est de l'ordre de 0,18.

35 • Performance Un contrôle de l'efficacité de l'extraction a été réalisé. L'efficacité de l'extraction E% d'un soluté s'exprime par le pourcentage de soluté initialement dissous extrait par le coacervat.5 E% _ ( ms(f) - ms(D) / ms(IN x 100 avec ms(rN) et mS(D) représentant les masses de soluté respectivement dans la solution initiale et dans la phase diluée après extraction. Le plomb a été dosé dans la phase diluée par spectroscopie d'émission atomique avec plasma induit (ICP). On trouve un taux d'extraction du plomb de 81%. La teneur en phénol dans la phase diluée a été mesurée par chromatographie liquide haute performance à polarité de phases inversées (CLHP). On trouve un taux d'extraction du phénol de 72%. 10

EXEMPLE 2 Extraction du phénol et du plomb par le tensioactif non ionique oxo-C10E3 et le SDBS

15 La même solution S1 qu'à l'exemple 1, contenant 2 g/1 de phénol et 1,5 g/1 de plomb a été traitée à l'aide d'une solution de tensioactifs S'(TA) selon le protocole suivant.

- Tensioactif ionique : dodécylbenzènesulfonate de sodium (SDBS), 348,25 g/mol (Rhodacal DS-10, Rhodia France),. 20 - Tensioactif non ionique : oxo-C10E3, comme à l'exemple 1.

La solution de tensioactifs S'(TA) est obtenue par mélange de 1 g de tensioactif oxo-C10E3 et de 0,15 g de SDBS, soit une solution de rapport NUI = 1/0,15 = 6,67.

25 • Extraction Elle est introduite dans 25 ml de solution S1, de sorte que le tensioactif oxo-Ci0E3 est apporté au mélange à raison de 4% massique et le SDBS à raison de 0,6% massique. On procède comme à l'exemple 1. La température initiale de S1 est de 20 C. Le mélange est porté à 45 C pendant au minimum 15 mn ce qui permet une bonne séparation. La fraction volumique du 30 coacervat est de l'ordre de 0,15.

• Performance Un contrôle de l'efficacité de l'extraction a été réalisé comme précédemment. On trouve un taux d'extraction du plomb de 80% et un taux d'extraction du phénol de 71,5%. 35 EXEMPLE 3 Extraction du plomb et de la 2,4-diméthylaniline par le tensioactif non ionique oxo-C1oE3 et le SDS.

Une solution S2 contenant 1,3 g/l de 2,4-diméthylaniline (DMA) et 1,5 g/1 de plomb a été traitée à l'aide d'une solution de tensioactifs selon le protocole suivant. - Tensioactif non ionique : oxo-C1oE3 - Tensioactif ionique : dodécylsulfate de sodium (SDS).

Le protocole opératoire précédent est répété avec 1 g d'oxo-C10E3 et 0,095g de SDS, soit une solution de rapport NUI = 1/0,095 = 10,53 %. Elle est introduite dans 25 ml de solution S1, de sorte que le tensioactif oxo-C10E3 est apporté au mélange à raison de 4% massique et le SDS à raison de 0,38% massique. • Extraction On procède comme à 1" exemple 1. La température initiale de S2 est de 20 C, le mélange est porté à 45 C pendant au minimum 15 mn, ce qui permet une bonne séparations des phases. La fraction volumique du coacervat est de l'ordre de 0,25. • Performance Un contrôle de l'efficacité de l'extraction a été réalisé comme précédemment. On trouve un taux d'extraction du plomb de 80,8% et un taux d'extraction de la DMA de 78,5%.

EXEMPLE 4 Extraction des cations métalliques Pb2+, Cd2+, Ni2+, Cri+

Des solutions modèles de 25 ml contenant un cation métallique à raison de 1,5 g/1 ont été traitées par les couples de tensioactifs suivants. 1) TA non ionique : oxo-C 10E3, 0,5 g soit un apport au mélange de 2 %, et TA ionique : SDS 0,1 g soit un apport au mélange de 0,4 %, avec NI/I = 5 2) TA non ionique : oxo-C10E3 0,5 g soit un apport au mélange de 2 %, et TA ionique : SDBS 0,2 g soit un apport au mélange de 0,8 %, avec NI/I = 2,5. 35 On procède comme déjà indiqué. Pour chaque solution une extraction est réalisée à 45 C 10 avec chaque couple de tensioactifs. Les fractions volumiques de coacervat sont toutes comprises entre 0,1 et ,03. Les résultats obtenus quant au taux maximal d'extraction sont portés au tableau 1.

TABLEAU 1 Taux d'extraction des ions métalliques à 45 C (%) TA ionique Pb2+ Cd2+ Nie+ Cri+ SDS 86,0 68,0 55,0 49,0 SDBS 90,0 70,0 59,0 51,0 D'après ces résultats, on voit que le procédé selon l'invention permet de réduire notablement 15 la teneur des principaux cations rencontrés dans les effluents.

EXEMPLE 5 Extraction du molybdène sous forme de molybdate 20 Une solution contenant 1,5 g/1 de molybdène sous forme de molybdate (MoO42-) a été traitée par les deux couples de tensioactifs suivants : 1) TA non ionique : oxo-C 1 0E3 et TA cationique : Chlorure de benzéthonium. 25 2) TA non ionique : oxo-C10E3 et TA cationique : bromure d'hexadécyltriméthylammonium ou CTABr.

Différents essais ont été réalisés avec des teneurs variables en tensioactifs cationiques. Le tensioactif non ionique est apporté dans tous les essais à raison de 0,625 g, soit 2,5% en 30 masse rapporté au volume de travail de 25 ml. Le protocole opératoire est identique à celui décrit à l'exemple 1. La température initiale de Sl est de 20 C. Le mélange est maintenu à 50 C pendant au minimum 15 mn.

Les fractions volumiques et les taux d'extraction obtenus pour les deux couples de 35 tensioactifs 1) et 2) sont présentés dans les tableaux 2 et 3 respectivement. Les rapports tensioactif non ionique/tensioactif ionique (NUI) sont également indiqués. 15 20 25 TABLEAU 2 TA IONIQUE 1) Fraction % d'extraction quantité apport au NUI volumique à 50 C ajoutée mélange 0,0625 g 0,25 % 10,00 0,07 25,5 0,0750 g 0,30 % 8,33 0,10 31,7 0,1000 g 0,40 % 6,25 0,15 44,7 0,1125 g 0,45 % 5,56 0,23 52,6 TABLEAU 3 TA IONIQUE 2) Fraction % d'extraction quantité apport au NUI volumique à 50 C ajoutée mélange 0,0625 g 0,25 % 10,00 0,15 34,0 0,0750 g 0,3 % 8,33 0,27 47,0 EXEMPLE 6 Régénération du tensioactif éthoxylé (E)-propoxylé(P)modifié oxo-C 1 OE3P4E2 (Simulsol NW 342, SEPPIC, France) après extraction de la 2,4-diméthylaniline. 30 Un système d'extraction contenant 8% en masse de tensioactif et 0,13% en masse de soluté a été préparé. L'extraction a été réalisée à une température de 42 C. Lorsque l'équilibre est atteint, après la séparation des phases, le coacervat est soigneusement séparé de la phase diluée. Un échantillon de cette dernière a été prélevé et les concentrations en tensioactif et en 35 soluté déterminées. Comme attendu, la concentration en oxo-C10E3P4E2 est de l'ordre de la CMC (1,11.10-3M à 15 C). Par ailleurs le taux d'extraction de la 2,4-diméthylaniline est de 88%. 15 La désextraction a été conduite sur le coacervat comme suit. Le couple acide / base utilisé pour la désextraction est ici l'acide oxalique / l'hydroxyde de calcium. Le coacervat a été repris et l'acide oxalique ajouté jusqu'à pH 2, puis chauffé jusqu'à 50 C afin d'éliminer le maximum de molécules d'eau d'hydratation. On observe alors une nouvelle séparation en deux phases : l'une riche en soluté (nouvelle phase diluée), l'autre riche en tensioactif (nouveau coacervat acide). La quantité d'eau dans ce coacervat est très faible, ce qui évite la dissolution du soluté dissocié dans cette eau, qui réduirait la performance de la désextraction. On obtient ainsi un taux de désextraction de la 2,4-diméthylaniline de 86% en une seule étape.

Pour recycler le tensioactif concentré dans le coacervat, on revient à un pH 7,0. Pour cela, de la chaux est ajoutée au coacervat jusqu'à formation d'un précipité d'oxalate de calcium (en faible quantité en raison de la faible quantité d'eau). EXEMPLE 7 Dispositif d'extraction continu

Un dispositif de traitement à flux continu d'un effluent aqueux selon l'invention est 20 représenté Figure 1. La cuve 1 contient une solution 11 d'un au moins tensioactif non ionique et d'un tensioactif ionique, et la cuve 2 contient l'effluent aqueux industriel 12 à traiter. La cuve de mélange 3 recevant l'effluent 12 et la solution de tensioactifs 11, est dotée de l'agitateur 4 qui permet d'obtenir un mélange 13 macroscopiquement homogène. La cuve de décantation 5 est assez grande pour permettre que les deux phases 14, 15 y séjournent jusqu'à 25 atteindre l'équilibre.

Le dispositif comprend des moyens de transfert des fluides d'une cuve à l'autre. Les deux cuves 1, 2 possèdent des moyens d'alimentation (non représentés) et les conduits 6, 7 pour le transfert de la solution et de l'effluent vers le mélangeur 3. Des pompes et des régulateurs de 30 débit sont utilisés, selon les règles de l'art. Le mélange 13 passe ensuite du mélangeur vers le décanteur 5. Un organe de stabilisation 8 est prévu afin de réduire l'agitation du fluide à l'entrée du décanteur 5.

Les conduits de sortie 9, 10 permettent de récupérer les deux phases (lourde et légère) 35 séparément. Leur orifice est positionné à un niveau plus ou moins élevé de manière à recueillir la phase voulue.

La Figure 2 présente une variante d'exécution dans laquelle un apport calorifique est réalisé. Le dispositif comprend les mêmes organes que ceux qui viennent d'être décrits ainsi que la cuve de chauffage 16, placée entre la cuve de mélange 3 et la cuve de décantation 5. La cuve 16 est thermorégulée. Par exemple le serpentin 17, dans lequel circule un liquide caloporteur, est plongé dans le fluide.

Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre à l'aide du dispositif décrit en réglant les paramètres de vitesse d'écoulement en fonction des cinétiques de séparation des phases. Par exemple, une solution 12 contenant 0,45% massique en phénol a été traitée par une solution de tensioactif 11 composée de Triton X114 (Dow Chemicals) à 12 % massique. La température d'entrée de la solution de tensioactif 11 et de la solution à traiter 12 est l'ordre de 17 C (température ambiante). Ces deux solutions 11 et 12 sont introduites dans le mélangeur 3 dans un rapport massique solution de TA / solution à traiter = 2/1. Le point de trouble est alors supérieur à la température ambiante, ce qui implique un apport thermique supplémentaire pour réaliser la séparation.

La solution à traiter 12 et la solution de tensioactif 11 sont pompées à des débits de 7,17 ml/mn et 14,33 ml/mn, respectivement. Le pH est égal à 7. On règle l'agitation à 300 tours par minute. Le mélange 13 est ensuite transféré dans la cuve 16 à un débit de 21,5 ml/mn, où il est chauffé à 37,8 C, puis transféré vers le décanteur 5, le tout à la vitesse de 21,5 ml/mn. Le temps de séjour dans le décanteur 5 est de 23,6 mn, ce qui est plus que suffisant pour atteindre l'équilibre des phases avant la récupération par les conduits respectifs 9, 10.

L'opération conduit à la séparation d'un raffinat 14 léger (dilué) à raison de 13,4 ml/mn et d'un extrait 15 lourd (coacervat) à raison de 8,1 ml/mn. Le taux d'extraction du phénol est de 0,888. Ainsi après un seul cycle de traitement, on arrive à une concentration résiduelle en phénol très faible dans la phase aqueuse, ainsi qu'à une très faible déperdition de tensioactifs. Environ 6,5 litres/jour d'effluent sont traités.30

Claims (21)

REVENDICATIONS

1- Procédé de traitement par extraction liquide/liquide d'un effluent aqueux contenant des polluants métalliques seuls ou associés à des polluants organiques caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement les étapes consistant à : a)- mettre en contact l'effluent avec une solution comprenant un au moins tensioactif non ionique et un tensioactif ionique, b)- agiter le mélange, c)- porter le mélange à une température supérieure d'au moins 1 C au point de trouble dudit mélange, d)- laisser décanter jusqu'à séparation en deux phases aqueuses, l'une étant la phase concentrée et l'autre la phase diluée. e)- récupérer séparément les deux phases.

2- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mélange obtenu à l'étape b) a une température supérieure d'au moins 1 C à la température de trouble dudit mélange, et est soumis directement à l'étape d) de décantation.

3- Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le tensioactif non ionique est choisi parmi les composés ayant un point de trouble, mesuré en solution à 1% dans l'eau, inférieur d'au moins 5 C, de préférence d'au moins 10 C, à la température initiale de l'effluent.

4- Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le tensioactif non ionique est choisi en fonction de la température initiale de l'effluent, parmi les composés conférant au mélange obtenu à l'étape b) une température de trouble inférieure d'au moins 1 C à la température dudit mélange.

5- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le tensioactif non ionique est choisi parmi les composés polyéthoxylés possédant une chaîne hydrocarbonée de longueur Clo à C16, de préférence parmi les alcools polyéthoxylés, purs ou en mélanges.

6- Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le tensioactif non ionique est un alcool éthoxylé obtenu par fixation de l'oxyde d'éthylène sur un alcool gras ou oxo en présence d'un catalyseur alcalin. 25

7- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le tensioactif ionique est un tensioactif anionique choisi parmi les alkylbenzènesulfonates, les alcanesulfonates secondaires, les alpha-oléfinesulfonates, les sulfonates de pétrole ou les alkylsulfates.

8- Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le tensioactif ionique est le dodécylsulfate de sodium ou le dodécylbenzènesulfonate de sodium.

9- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le tensioactif l0 ionique est un tensioactif cationique choisi parmi les halogénures d'alkyltriméthylammonium, les halogénures de benzéthonium ou les dérivés cationiques des hétérocycles azotés.

10- Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le tensioactif 15 ionique est le bromure d'hexadécyltriméthylammonium.

11- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la solution de tensioactifs apporte au mélange, en masse par unité de volume : - de 1% à 10%, de préférence de 2% à 5%, de tensioactif non ionique, et 20 - de 0,1% à 1%, de préférence de 0,4% à 0,6%, de tensioactif ionique.

12- Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le tensioactif non ionique NI et le tensioactif ionique I sont dans un rapport massique NUI compris entre 2 et 12.

13- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'effluent (E) et la solution de tensioactifs (S) sont mélangés dans un rapport volumique S/E compris entre 0,01 et 0,1. 30

14- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les étapes a) à e) sont répétées au moins une fois pour traiter la phase diluée récupérée à l'étape e)

15- Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que lorsqu'on répète 35 l'étape a), on utilise une solution de tensioactifs différents.

16- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce5qu'il comprend une étape f) de recyclage des tensioactifs dans laquelle : - i) les tensioactifs et les composés polluants de la phase concentrée obtenue à l'étape e) sont séparés par désextraction acido-basique, et - ii) les tensioactifs sont régénérés par neutralisation-précipitation.

17- Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que les tensioactifs régénérés à l'étape f) sont utilisés à l'étape a) d'un nouveau cycle de traitement.

18- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les 10 étapes a) à d) sont réalisées dans des compartiments distincts, selon un processus continu.

19- Procédé selon l'une des revendications précédentes appliqué à l'extraction des ions métalliques seuls ou simultanément à des composés organiques, à partir des effluents aqueux issus des activités industrielles de fabrication, nettoyage, transport ou 15 refroidissement.

20- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de traitement continu d'un effluent aqueux contenant des polluants organiques et métalliques selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement : 20 - une cuve (1) contenant une solution d'un au moins tensioactif non ionique et un tensioactif ionique, et une cuve (2) contenant l'effluent à traiter, - une cuve de mélange (3) recevant l'effluent et la solution de tensioactifs, dotée d'un agitateur (4), - une cuve de décantation (5) des deux phases, 25 - des moyens de transfert des fluides d'une cuve à l'autre, - des moyens de récupération séparée des deux phases.

21- Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comprend en outre une cuve (16) the:rmorégulée. 30