Valorisation de certains déchets d’origine naturelle et industrielle pour le traitement des eaux usées

Abstract

ABSTRACT The aim of this work is to remove two Methylene Blue (MB, a cationic dye) and Coriacide Bordeaux 3B (CB3B, an anionic dye) using eggshell membrane bio-adsorbent (ESM) in fixed bed and Batch systems. Several techniques have been used to characterize eggshell membrane adsorbent such as DRX, FTIR, SEM, ATG, BET and the zeta potential. The kinetics of the adsorbate/adsorbent equilibrium were studied though a series of experiments by varying the bed height (10-30 mm), the flow rate (1-3ml. min-1), the initial dye concentration (5-15 mg. L-1), pH (2-10), ionic strength (0,01-0,1 N) and temperature (20-40 °C). The experimental results showed that the adsorption capacity increases by increasing the bed height and dye concentration, therefore it decreases with increasing the flow rate. The ESM adsorption capacity of MB is more pronounced in basic medium, however the CB3B dye adsorption was higher in acidic medium. The presence of NaCl improves the degradation of the CB3B, while the temperature increasing does not promote the adsorption of these dyes. The desorption of dyes was carried out using distilled water. Several kinetic models have been applied in this study: Bohart-Adams, Thomas, Yoon-Nelson, Wolborska, BDST, Clark, Dose response, Freundlich and Langmuir to give a mathematical aspect to the experimental results. The optimal adsorption value of CB3B was found for minimal parameters of temperature, flow right and pH. ملخص تهدف هذه الدراســــة إلى احتمـــال استخدام مادة طبيعيـــــة القشرة الداخليــــة للبيض كمدمص لمعالجة ميـــــــاه الصرف من الملوثــــــــــــــــــات الصبغية أزرق الميثيل و كورياسيد 3 ب. دراسة امتزاز الأصبغة قد تمت في وسط باتش ( دفعة) و الديناميكـــيـــــــــــة (عمود). عدة تقنيات تحليلية و فيزيائية قد أجريت منها : الأشعة السينية و تحت الحمراء ، المجهر الالكتروني المـــــــــــــــاسح، تحليل ترموغرافي، المساحة الخاصة ، كمون زيتا، هذه الأخيرة سمحت لنا باستخلاص مجموعة من المعطيـــــــــــات وعدة خصائص لهذه المادة . سلسلة من التجارب درست بتغيير الارـتفــــــــاع السرير الثابت (10-30 مم )، الدفـــــق (1-3 مل/د )، التركيز الأولي المحلول(5-15 مغ/ل )، حمضيـــــــــة الوسط (2-10 )، القوة الأيونيـــــــــة (0.01-0.1 نظامي )، درجة الحــــــــرارة(20-40 درجة مئوية ). النتائج التجريبية بينت أن قوة الادمصاص ترتفع مع ارتفاع طول السرير الثابت وتركيز الوسط و تنخفض مع ارتفاع التدفق، الكمية القصوى لادمصاص الأزرق الميثيل لوحظت في وسط قاعدي عكس الصبغة كورياسيد 3ب التي كانت مهمة في وسط حمضي. وجود الملح كلورد الصوديوم يحسن من انخفاض في كمية ادمصاص كورياسيد 3 ب عكس الأزرق الميثيل، وارتفاع درجة الحرارة تؤثر سلبا على كمية ادمصاص الصبغين والعملية العكسية للادمصاص تمت بواسطة الماء المقطر. النتائج المحصل عليها ثبتت أن المدمص يستعمل لعدة تجارب. لإعطاء طابع رياضي للنتائج التجريبية عدة نماذج طبقت بوهارت أدامس ، فولبرسكا، توماس، يون- نلسن، دوز-رسبونس، كلارك، لانقمـــــــــوير و فراندليش.القيمة المثــلى لامتزاز كورياسيد 3 ب وجدت عند القيم الدنيا لدرجة الحرارة ، تدفق و حمضية الوسط .

RESUME Ce travail a pour objet d’éliminer deux types de colorants, un colorant basique le Bleu de méthylène (BM) et un colorant acide le Coriacide Bordeaux 3B (CB3B) en utilisant un bio-adsorbant la membrane des coquilles d’œufs à lit fixe et en Batch. Plusieurs techniques ont été sollicitées : DRX, FTIR, MEB, ATG, BET et potentiel zêta. Ceci nous a permis d’établir une série de données avec les différentes propriétés de ce matériau. La cinétique de la membrane en équilibre adsorbat/ adsorbant est une étape indispensable pour déterminer les isothermes d’adsorption. Une série des expériences a été étudiée en variant la hauteur du lit (10-30 mm), le débit (1-3ml. min-1), la concentration initiale du colorant (5-15 mg. L-1), le pH du milieu (2-10), la force ionique (0,01-0,1N) et la température (20-40°C). Les résultats expérimentaux ont montré que la capacité d’adsorption augmente en augmentant la hauteur et la concentration de la solution, par conséquent elle diminue avec l’augmentation du débit. La capacité maximale d’adsorption du BM a été observée en milieu basique contrairement au colorant CB3B qui a été importante en milieu acide. La présence de NaCl améliore la dégradation du CB3B inversement au BM et la température ne favorise pas le phénomène d’adsorption de ces colorants. La désorption des colorants a été effectuée à l’aide de l’eau distillée. Les essais d’adsorption ont démontré que l’adsorbant peut être employé pour plusieurs essais. Plusieurs modèles cinétiques ont été appliqués dans cette étude : Bohart-Adams, Thomas, Yoon-Nelson, Wolborska, BDST, Clark, Dose réponse, Freundlich et Langmuir pour donner un aspect mathématique aux résultats expérimentaux. La valeur optimale d’adsorption du CB3B a été trouvée à des paramètres minimaux de débit, de température et du pH.