Possibilité d’élimination des colorants par coagulation - floculation. Effet des paramètres réactionnels

Abstract

Les colorants représentent un élément très important dans l’industrie textile, cosmétique, papier, cuir, pharmaceutique, agroalimentaire et autres. Vu que, la production et l’utilisation des colorants résultent des rejets chargés provoquent des effets indésirables, sur la santé humaine, l’environnement et dans le but de protéger notre milieu, nous avons essayé d’étudier les performances du procédé de la coagulation-floculation, par deux coagulants souvent utilisés au traitement des eaux, qui sont le sulfate d’aluminium et le chlorure ferrique sur l’élimination des colorants synthétiques. Différents paramètres réactionnels ont été également vérifiés, tels que, la dose du coagulant, pH, teneur initiale des colorant et l’effet de adjuvants. Pour les colorants, notre choix est opté pour trois colorants de différentes charges (Méthyle Violet (MV), Rouge Congo (RC) et Vert Brillant(VB)), dans des solutions synthétiques (système simple et binaire) et sur la décoloration de deux différents types d’eaux usées résiduaires. Il s’agit d’une eau résiduaire synthétique collectée au niveau du Laboratoire de Recherche en Hydraulique Souterraine et de Surface (LARHYSS), de l’Université de Biskra et une autre provienne d’un rejet d’une unité de production de peinture (Barika, W Batna). En premier lieu, dans le système simple, les meilleurs rendements d’élimination ont été obtenus par le RC aussi bien pour le sulfate d’aluminium que pour le chlorure ferrique. Alors que, le MV est le moins éliminé dont les rendements n’ont pas dépassé 35 % pour les deux coagulants testés. Les rendements d’élimination augmentent avec l’augmentation des concentrations initiales des colorants. Le pH optimal du traitement a indiqué aussi bien pour le sulfate d’aluminium que pour le chlorure ferrique que, l’élimination maximale du MV a été obtenue à pH acide (pH = 2) et basique (pH = 10). Le VB a été éliminé avec un taux d’abattement important aux pH égal à 8 et 10. Parallèlement aux VB et MV, les meilleures performances en terme d'élimination de la couleur pour le RC ont été atteintes à des pH compris entre 4 et 6. L’ajout des adjuvants (le Charbon actif en poudre, la Chaux et le Polymère) en présence des doses optimales de chaque coagulant améliore les rendements d’élimination encore mieux dont l’efficacité était maximale dans certaines doses d’adjuvants cependant, il faut prendre en considération l’effet indésirable de la chaux sur l’augmentation des pH des solutions traitées. En deuxième lieu, dans le système binaire, l’efficacité d’élimination des colorants (MV-VB) diminue en comparaison avec celle dans le système simple, alors que leur élimination augmente en présence du colorant anionique RC dans les systèmes (MV-RC) et (VB-RC). Tandis que l’élimination du RC diminue en présence de MV et VB. L’élimination de MVVB augmente avec l’augmentation des teneurs initiales, cette dernière engendre une diminution des rendements dans le système VB-RC. Dans ce système binaire, le pH optimal du traitement est obtenu pour les milieux acides dont les pH allant de 2 à 4 et pour des pH proche de la neutralité (pH entre 5.3 (pH du milieu) et 6). Suite à l’ensemble de nos résultats, l’application de la modélisation a été effectuée par l’utilisation du logiciel statistique Design Expert (RSM) dont les modèles empiriques ont été significatifs. L’amélioration des résultats est possible en les optimisant par ce logiciel. En troisième lieu, l’application du procédé de la coagulation-floculation aux eaux résiduaires pour l’élimination du RC, MV et VB contenus dans ces eaux, a permis d’aboutir à une efficacité de traitement supérieure à 50%, aussi bien pour le sulfate d’aluminium que celui pour le chlorure ferrique. Le pH optimal du traitement des eaux résiduaires spécifiquement pour le MV et le VB est compris entre 6 et 8,28 et que RC est très bien éliminé dans les différents milieux de pH. L’ajout des adjuvants a amélioré les rendements d’élimination/décoloration qui ont atteint 99%.Les taux d’abattements de la DCO et la turbidité des eaux résiduaires ont varié selon les paramètres réactionnels étudiés.