Valorisation des boues de d ecantation g en er ees lors du traitement de l'eau de barrage destin ee a la consommation humaine comme adsorbant pour l' elimination des polluants

Abstract

Ce travail s'inscrit dans une d emarche de valorisation de boues r esiduaires issues du traitement des eaux de barrage destin ees a l'alimentation humaine, g en er ees a la suite des proc ed es classiques de coagulation, oculation et d ecantation. G en eralement consid er ees comme des d echets di ciles a eliminer, ces boues repr esentent un gisement potentiel de mat eriaux adsorbants naturels pour la d epollution des eaux charg ees en m etaux lourds et colorants. La caract erisation DRX r ealis ee a l'aide d'un di ractom etre PANalytical X'Pert PRO (CuKa, = 1,5406 A), ainsi que l'exploitation des r esultats via le logiciel HighScore Plus (PDF2, 2013), ont permis d'identi er les phases min eralogiques dominantes dans la boue brute ainsi que les modi cations induites par les traitements appliqu es. Ainsi, la boue brute pr esente une matrice principalement constitu ee de silicates, d'oxydes de fer, de magn esium et d'aluminium, tandis que la boue activ ee a l'acide sulfurique ainsi que celle calcin ee a 600oC en pr esence de ZnCl2 voient leur structure evolu ee, r ev elant des changements signi catifs du point de vue de la surface active, de la cristallinit e ainsi que de la composition chimique. Les etudes d'adsorption du Bleu de M ethyl ene ont montr e que la boue brute poss ede d ej a une capacit e notable de xation du colorant, d ecrite principalement par le mod ele de Langmuir. Ce mod ele sugg ere un m ecanisme d'adsorption en monocouche o u la surface adsorbante est constitu ee de sites sp eci ques a forte a nit e vis- a-vis du colorant. Ce r esultat traduit le potentiel intrins eque de la boue brute a xer des mol ecules organiques charg ees. 58 Parall element, les exp eriences de xation du chrome a di erentes concentrations initiales ont montr e que la boue ainsi que ses formes activ ees pr esentent une forte a nit e vis- avis du m etal, avec des m ecanismes d'adsorption domin es par la complexation de surface, la ch elation ainsi que des interactions electrostatiques sp eci ques a faible concentration, tandis qu' a des concentrations plus elev ees, des m ecanismes secondaires tels que la di usion intra-particulaire deviennent plus signi catifs. L'ajustement des isothermes de Langmuir et de Freundlich a permis de pr eciser que la surface adsorbante est a la fois sp eci que (faible couverture) et h et erog ene (couverte de sites a a nit es variables), illustrant la complexit e du processus ainsi que l' evolution du m ecanisme selon la concentration du polluant. Les mod eles cin etiques du pseudo-second-ordre appliqu es a l'adsorption du chrome et du Bleu de M ethyl ene corroborent que l'interaction repose principalement sur des m ecanismes chimisorptifs sp eci ques, o u la capacit e d'adsorption d epend du temps de r esidence ainsi que du niveau de saturation des sites de surface. En conclusion, ce travail d emontre que la boue g en er ee par le traitement des eaux de barrage pour l'alimentation humaine peut constituer une ressource adsorbante a forte valeur ajout ee pour la d epollution des eaux charg ees en m etaux lourds et en colorants. Par des proc ed es simples tels que le s echage, l'impr egnation acide ou la calcination, elle devient un adsorbant peu co^uteux, capable de xer e cacement des polluants vari es. Ainsi, elle participe a la fois a la valorisation des d echets du traitement de l'eau, a la protection des ressources hydriques ainsi qu'au renforcement de la durabilit e des proc ed es de traitement des eaux us ees.