Contribution au traitement des effluents de tannerie par voies biologique et physico-chimique : Optimisation, modélisation et innovation

Abstract

Au Maroc, le grand bassin hydraulique ‘Sebou’ reçoit une forte pollution à partir des industries de la ville de Fès, notamment les tanneries. Les effluents de ces industries sont parmi les effluents les plus complexes et les plus toxiques. En conséquence, la décontamination de ces effluents est indispensable avant leur rejet dans la nature. A cet égard, le principal objectif de ce travail est le traitement de ces effluents par des techniques efficaces, économiques, innovantes et écologiques. Pour ce faire, une caractérisation physico-chimique, métallique et microbiologique, d’un effluent composite d’une tannerie moderne, a été effectuée en premier lieu. Cette caractérisation a révélé que cet effluent est très chargé en matière organique, minérale et métallique, d’où cette charge est loin de répondre aux normes Marocaines de rejet. Cette charge a empêché la croissance microbienne dans cet effluent. Les procédés utilisés pour le traitement de cet effluent ont été le réacteur séquentiel discontinu (SBR), la bio-augmentation, l’adsorption, le couplage de la précipitation chimique et le SBR, et finalement, la combinaison du SBR et la filtration. Le traitement par le SBR a été réalisé en appliquant trois charges volumiques, à savoir une faible charge (0,3 kg de DCO/Jour/m3), une moyenne charge (0,7 kg de DCO/Jour/m3) et une forte charge (1,5 kg de DCO/Jour/m3). Ce traitement par le SBR a démontré que l’utilisation d’une faible charge a donné un effluent répondant aux normes Marocaines de rejet, tandis que les autres charges volumiques n’ont pas pu satisfaire ces normes malgré les taux d’abattement élevés obtenus. Quant à la technique de bio-augmentation, Bacillus sp., Enterobacter aerogenes et Bacillus pumilus, ont été isolés à partir de l’effluent de tannerie. Ces trois isolats ont montré un fort pouvoir d’élimination de la DCO, du chrome total et hexavalent. Les taux d’élimination ont atteint plus de 70%, 80% et 94% respectivement pour la DCO, le Cr(T) et le Cr(VI) en utilisant les trois isolats et leur consortium avec une concentration bactérienne de 6%. La caractérisation des cendres volantes a révélé que ce matériau peut remplacer le charbon actif commercial grâce à sa structure silico-alumineuse et poreuse, sa longue durée de vie, ainsi que sa grande surface spécifique. L’adsorption par ce matériau a donné des résultats excellents en les utilisant en lit fixe, où l’effluent traité a répondu parfaitement aux normes de rejet. Néanmoins, l’adsorption en lit fluidisé a aussi donné des taux d’abattement important pour la DCO, le Cr(VI) et les ions sulfure, qui ont dépassé 90%. Ainsi, elle nous a permis de déterminer les mécanismes d’adsorption. Bien que le traitement par la précipitation couplée au SBR ait donné un effluent qui répond aux normes, le SBR suivi de la filtration sur les cendres volantes a un effet très significatif sur les taux d’abattement de tous les paramètres, dont ils ont atteint 100% pour les principaux paramètres. Alors, ce traitement combiné est désormais comme étant le meilleur traitement de cet effluent composite de tannerie. D’autre part, une dénitrification en aérobie a été révélée au sein du SBR, d’où Bacillus Pumilus, Streptomyces Lusitanus et Arthrobacter sp. ont été isolées. Ces souches ont montré une forte capacité de dénitrification en aérobie, dont le taux d’élimination des nitrates a dépassé 90% pour toutes les souches isolées et leur consortium aussi. En conclusion, ce travail est désormais original grâces à ces excellents résultats obtenus, qui nous a permis de suggérer une station d’épuration pour le traitement de ces effluents à grande échelle