Bio-régénération du charbon actif

Abstract

Les recherches sur la régénération microbiologique ont attiré beaucoup d'attention ces dernières années, mais il faut encore plus de contribution d'autres disciplines, y compris l'ingénierie des procédés, la biochimie et les sciences des matériaux pour optimiser les performances du processus. Ce présent travail, est une tentative d'investigation sur la régénération d'un charbon actif -saturé après un procédé d'adsorption- au moyen de bactéries préalablement sélectionnées. La première partie de ce mémoire traite tout d'abord du procédé d'adsorption du phénol sur un charbon actif maintenu en suspension dans un réacteur agité fermé. Ce procédé d'élimination du phénol en solutions aqueuses diluées, a été étudié du point de vue de la cinétique et de l'équilibre d'adsorption. Une étude systématique de ce procédé a été effectuée afin de déterminer les conditions opératoires les plus appropriées pour maximiser la quantité adsorbée ou le rendement final. Ainsi, il en ressort qu'un pH de 3, une température de 40°C, une concentration de phénol de 50mg/L et une suspension à 1,5g/L. La modélisation de la cinétique a été réalisée par le biais des modèles de pseudo premier ordre, second ordre et de diffusion intra particulaire. La confrontation des résultats théoriques et expérimentaux a montré que ce dernier représente le mieux notre système, précédé de celui du second ordre. Les isothermes d'adsorption qui décrivent le mieux l'équilibre sont ceux de Freundlich et de Langmuir. La valeur calculée de l'enthalpie a montré qu'il s'agit d'une physisorption. La bio-régénération utilise le métabolisme microbien dans lequel les microbes consomment les substrats organiques disponibles (contaminants) pour générer de l'énergie. Ainsi, nous avons mis en évidence le mécanisme de bio-régénération et la relation entre réversibilité de l'adsorption et l'efficacité de la bio-régénération. Le mécanisme de ce dernier qui semble le plus adéquat à notre expérience est celui de désorption suivie de la biodégradation. L'efficacité de l'opération de la bio-régénération du CA est approximativement de 18,2% pour le charbon non autoclavé et de 17,9% pour le charbon autoclavé.