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Traitement chimique de la boue de l'industrie de textile.( Télécharger le fichier original )par BELMILOUD Hiba et SAIDI kahina Université des sciences et de la technologie Houari BOUMEDIENE - Master en développement durable et environnement 2015 |
Résultats et discussionsI. Caractéristique physico-chimique de la boue :pH et conductivité électrique :? pH de la boue Le pH est un paramètre qui mesure le degré d'acidité ou d'alcalinité des boues. Le pH de la boue est faiblement alcalin (7,45) à cause de la chaux qui a été ajouté lors du traitement de l'eau usée de textile par coagulation chimique. ? La conductivité de la boue La mesure de la conductivité électrique permet d'évaluer rapidement mais très approximativement la teneur en sels soluble dans la boue. Elle dépend de la quantité des sels ionisables. La valeur de la conductivité de la boue est de 544 uS/cm. Détermination de la teneur en carbone total :La valeur de CT est de 44,63 % ce qui montre que la boue contienne une haute teneur des composés organique et inorganique.
La composition minéralogique de la boue a été déterminée par fluorescence X. les résultats sont représentés dans le tableau 2
Phosphore 0,11% Titane Pert au feu (composé volatils) 0,07% 43% Nous remarquons que la boue, objet de l'étude, est riche en calcium et en aluminium issus de l'opération de coagulation chimique. Les matières volatiles représentent 43 % de la masse total de la boue. I.4. Détermination de la concentration en métaux lourds : La détermination de la concentration des métaux lourds (Cd, Zn, Fe, Cu et plomb) présents dans la boue a été réalisée par spectrométrie d'absorption atomique. Les résultats montrent une forte teneur en fer et en zinc (tableau 3). Tableau 3:Analyse de la boue par spectrométrie d'absorption atomique (Métaux lourds)
Tableau 4 : Valeurs limites
Source : Charte N&P (nature et progrès) Normes maximales de métaux lourds autorisées dans les sols Naturels. La comparaison entre les teneurs de la boue de textile et les teneurs maximales de métaux lourds autorisées dans les sols naturels, montre que la boue présente une faible teneur en métaux lourds. Cependant, la boue contient une teneur élevée en fer. II. Lixiviation de la boue : II.1 effet de la nature du lixiviant : Le premier paramètre à étudier c'était le choix des lixiviants pour voir lesquels est le lixiviant qui solubilise la quantité maximale de la matière organique. La nature de lixiviant est très importante pour pouvoir extraire les molécules d'intérêt et, si possible de façon sélective. Le lixiviant doit avoir une affinité importante pour les molécules ciblés et posséder une grande capacité de dissolution une faible viscosité facilitera la pénétration du lixiviant dans la matrice solide ainsi le transfert de la matière au sein de la phase liquide. Les lixiviants utilisés sont :NaNO3, KNO3, HNO3, H2SO4, Na2S2O3, Na2S2O4, Na2S2O5, KH2PO4, NaOH Le tableau 4 ci-dessous présente les valeurs de l'absorbance obtenus lors de l'utilisation des différents lixiviants. Tableau 5 :absorbance et longueur d'onde d'absorption des lixiviats.
? Nous remarquons que tous ces lixiviants solubilisent la matière organique contenu dans la boue.
? Nous remarquons aussi que la longueur d'onde d'absorbance des NaNO3, KNO3, HNO3 est de 300 nm ce qui signifié que ces trois lixiviants absorbent une ou des composés identiques. ? Pour les autres lixiviants les longueurs d'onde d'absorption varient entre 200 nm et 710 nm. Le NaOH est le lixiviant qui possède la plus importante absorbance =3,5. II.2. L'effet de la concentration du lixiviant : L'étude de la concentration nous permet de déterminer la concentration qui nous permet d'obtenir le meilleur rendement de solubilisation de la matière organique. Les figures 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 présentent respectivement les résultats de lixiviations en fonction de l'absorbance des lixiviants suivants NaNO3, KNO3, HNO3, Na2S2O3, Na2S2O5, KHPO4, NaOH L'influence de la concentration est nécessaire pour déterminer les conditions optimales de solubilisation de la matière organique. Nous remarquons que les valeurs de l'absorbance augmentent proportionnellement avec l'augmentation de la concentration de lixiviant quel que soit sa nature.la concentration de 0,75 mol/l a été choisi pour la suite des expériences afin d'optimiser le procédé. Figure 2 : absorbance en fonction de la concentration du Na2S2O3
Figure 3: absorbance en fonction de la concentration de NaOH Figure 4: absorbance en fonction de la concentration du KH2PO4
Figure 5: absorbance en fonction de la concentration du HNO3 Figure 6: absorbance en fonction de la concentration du Na2S2O5
Figure 7: absorbance en fonction de la concentration du KNO3 l'absorbance du NaNO3 en l'absorbance du kNO3 6 5,57 5,75 6 5 5 3,75 4 ABS 3,57 4 3 3 1,79 ABS 2 2 0,93 1 1,05 0,732 1 0 0,1 0,25 0,5 0,75 0 0.1 0.25 0.5 0.75 Concentration (mol/l) Concentrtion (mol/l) A.8 B.8 ABS
5 4 l'absorbance du HNO3 en A=300 nm 2,175 2 1 0 3 4,975 2,553 3,53 0.1 0.25 0.5 0.75 La concentration (mol/l) l'absorbance du Na2S2O3 en
ABS 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,41 0,53 0,89 0,62 0.1 0.25 0.5 0.75 La concentration (mol/l) C.8 D.8
l'absorbance du Na2S2O5 en 0.1 0.25 0.5 0.75 ABS 3,5 0,5 2,5 1,5 4 3 0 2 1 3,1 3,7 ,15 0,915 concentration (mol/l) l'absorbance du KH2PO4 en foction de la concentration a A=224 nm 0.1 0.25 0.5 0.75 ABS 3,5 0,5 2,5 1,5 4 3 0 2 1 0,85 1,075 ,83 3,9 concentration (mol/l) l'absorbance du NaOHen
Concentartion (mol/l) ABS E.8 F.8
G.8 Figure 8 : histogrammes des différents lixiviants en fonction de la concentration II.3.L'effet du temps d'agitation Les résultats sont présentés dans la figure 9, 10, 11, 12 ,13 Les résultats obtenus montrent que les valeurs de l'absorbance pour les différents lixiviants ne varient pas avec l'augmentation de la durée d'agitation. L'extraction de la matière organique a atteint son maximum durant les première 60 minutes. Nous avons donc prie cette durée pour la suite des expérimentations. Figure 9: absorbance en fonction du temps d'agitation utilisant hNO3 comme lixiviant du
Figure 10: absorbance en fonction du temps d'agitation utilisant Na2S2O3comme lixiviant Figure 11: absorbance en fonction du temps d'agitation utilisant KH2PO4 comme lixiviant
Figure 12: absorbance en fonction du temps d'agitation utilisant KNO3 comme lixiviant l'absorabance du NaNO3 en l'absorabance du kNO3 en 5,75 5,75 5,75 5,75 5,57 5,57 5,57 5,57 6 6 4 4 ABS ABS 2 2 0 0 2 3 4 5 2 3 4 5 le temps d'agitation (h) Le temps d'agitation (h) A.13 B.13 l'absorabance de kNO3 en a A=300 nm
6 4,97 4,97 4,97 4,97 2 3 4 5 ABS 4 0 2 temps d'agitation (h) l'absorbance de Na2S2O3 en 2 3 4 5
ABS 0,5 0 1 0,89 0,89 0,89 0,89 temps d'agitation (h) C.13 D.13 l'absorbance de NaOH a A=204 nm 15 12,33 12,33 12,33 12,3
2 3 4 5 Temps d'agitation (h) l'absorbance de KHPO4 a A=224 nm
4 2 ABS 0 3,9 3,9 3,9 3,9 2 3 4 5 Temps d'agitation (h) E.13 F.13 Figure 13: histogrammes de l'absorbances des lixiviants en fonction du temps d'agitation II.4.L'effet du pH La polarité de beaucoup composés varie avec le pH du lixiviant, par conséquent leur solubilité dépend l'acidité/basicité de lixiviant. L'observation faite sur les histogrammes nous révèle qu'à un pH de 6 nous obtenons les meilleurs absorbances pour le NaNO3 et KNO3 et le Na2S2O3et donc des meilleures solubilisations de la matière organique. Pour la suite de notre étude, nous avons travaillé à pH des solutions lixiviantes (pH 6,5).
Figure 14: absorbance en fonction du pH utilisant Na2S2O3 comme lixiviant Figure 15: absorbance en fonction du pH utilisant NaNO3 comme lixiviant
Figure 16: absorbance en fonction du pH utilisant KNO3comme lixiviant l'absorbance du NaNO3 en fonction pH a ?=300 nm 8 6,005 5,505 5,53 ABS 6 4,665 4 2 0 S... 2 4 6 8 pH l'absorbance du kNO3 en fonction du pH a A=300 nm 2 4 6 8
ABS 5,8 5,6 5,4 5,2 5 5,26 5,71 5,66 5,5 pH A.17 B.17
l'absorbance de Na2S2O3
en 1 0,54 0,66
0 2 4 6 8 ABS 0,5 pH |
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