Etude de l’abattement des charges organiques et minérales des eaux chargées de type lixiviats par adsorption sur un composite argile-charbon actif

Discipline

Eau, sol, environnement

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Matériau composite, Caractérisation, Lixiviat

Mots-clés

Argile,

Charbon actif,

Composites,

Adsorption

Alors que la qualité des eaux naturelles et des eaux usées ne fait que susciter de nouvelles questions sur les enjeux et les solutions, ce travail s’inscrit dans cette thématique et a pour objectif de développer un nouveau matériau adsorbant composite. Ce nouveau matériau est préparé à partir d’argiles togolaises et de charbon actif issus des noyaux d’avocats. Il est développé pour l’élimination de la pollution organique et minérale des eaux usées de type lixiviats de déchets ménagers, et son comportement est étudié en batch et en colonne. Parmi les liants testés, le psyllium s’est révélé meilleur en termes de tenue mécanique des grains composites, tout en conservant de bonnes capacités d’adsorption. La caractérisation des matériaux adsorbants a été effectuée au travers de diverses analyses telles que l’analyse élémentaire, la fluorescence X, la diffraction aux rayons X, la spectroscopie infrarouge, la méthode de Boehm, la surface BET, l’observation au microscope électronique à balayage et l’analyse thermogravimétrique thermodifférentielle. Les propriétés adsorbantes des matériaux ont été évaluées par l’étude de l’adsorption du phénol, de l’acide salicylique et de l’abattement de la demande chimique en oxygène de lixiviats stabilisés. Les paramètres choisis comme indicateurs du processus d’adsorption étaient la concentration initiale d’adsorbat, la dose d’adsorbant, le temps de contact. Les résultats ont montré que les cinétiques du modèle du pseudo-second ordre et les isothermes de Freundlich décrivent mieux les processus étudiés justifiant l’existence de liaisons fortes entre les molécules d’adsorbat et les surfaces hétérogènes des matériaux adsorbants, avec des énergies d’adsorption variées. Des essais d’adsorption en colonne ont complété l’étude afin de simuler le comportement du matériau composite en lit filtrant. L’étude s’est faite par l’évaluation des performances d’adsorption de l’acide salicylique sur des grains composites argile – charbon actif fabriqués en laboratoire. Les résultats montrent que ces composites seraient de bons adsorbants pour l’élimination de la charge organique et minérale des eaux fortement polluées. Ce travail demande à être complété pour valider le transfert à l’échelle industrielle.