Adsorption de chrome hexavalent par les billes composite ALG EPT

Abstract

L’objectif principal de ce travail est de valoriser un matériau naturel de récupération (les épluchures de pomme de terre) à travers une étude expérimentale sur sa capacité d’élimination des ions Cr(VI) en solution aqueuse en vue d’une application aux traitements des eaux. Ce matériau, de par son origine renouvelable et son caractère biodégradable, rentre dans la problématique du développement durable. La première partie consiste de la préparation des billes composites à base de l’alginate de sodium et des épluchures de pomme de terre sous forme de billes sphériques et la caractérisation des biosorbants obtenus par La FTIR. La deuxième partie consistait d’évaluer les effets des différents paramètres, des expériences macroscopiques système en batch. Les essais effectués, ont démontré que la sorption de Cr (VI) est appréciable en milieu acide pH=3, le chrome hexavalent forme un complexe coloré avec la diphényl carbazide, ce qui nous a permis de le doser par spectrophotométrie au visible La cinétique d’adsorption des ions de Cr(VI) par les billes ALG/EPT a été étudié pour les différents paramètres expérimentaux à savoir: le temps de contacte, la concentration de l’adsorbat, la quantité de l’adsorbant, le pH du milieu synthétique, la vitesse d’agitation et la température du milieu à traiter. Cette étude nous a permis d’optimiser le processus d’adsorption. Les résultats obtenus nous ont permis de porter des conclusions suivantes: ? Le temps nécessaire à l’équilibre d’adsorption des ions de Cr(VI) sur les billes est nettement plus lent. Il était de 1440min. Les meilleurs résultats concernant l’élimination de Cr 6+ ont été obtenus avec les conditions optimales: pH=1,5; la masse de l’adsorbant est de 0,2g, vitesse d’agitation de >350tr/min, [Cr(VI] <30ppm et une température =30°C. ? Le modèle de Langmuir est parfaitement adapté aux données expérimentales pour décrire l’adsorption du Cr(VI) sur les billes ALG/EPT, avec un coefficient de corrélation R 2 =0,989. La capacité d’adsorption maximale déterminée à partir de forme linéaire du modèle de Langmuir était de 18,86mg/g. ? L’étude de la cinétique d’adsorption du chrome sur les billes composites a permis de préciser l’ordre de la réaction d’échange entre les sites actifs du support et les ions du chrome (VI) en solution. Le modèle de pseudo-secondordre est celui qui décrit mieux le processus d’adsorption de ce métal, avec un coefficient de corrélation R 2 =0,972. ? L’étude thermodynamique nous a prouvé d’une part que le processus de fixation de Cr(VI) sur les billes composites ALG/EPT est spontané (?G°<0), endothermique (?H° >0) et que les ions du chrome restent moins ordonnées sur l’interface solide/ solution (?S°>0). Les résultats expérimentaux s’avèrent encourageants pour la poursuite de ce présent travail et ouvre certains nombre de perspectives pour une éventuelle amélioration et continuation de cette étude qui porte sur la nécessité de: ? Compléter l’étude avec des caractérisations plus approfondis. ? Investigation de faisabilité du traitement en mode continu (sur colonne). ? Faire une étude sur la régénération de l’adsorbant composite en réacteur continu apparaît importante pour optimiser le cycle de vie des matériaux. ? Etudier la possibilité de réaliser des traitements chimiques afin d’améliorer la capacité d’adsorption de ces matériaux ? Réalisation des essais sur des eaux réelles provenant des stations de traitement des eaux usées ou des rejets industriels.