Suivi et étude du phénomène de colmatage dans le procédé d’infiltration-percolation et adsorption d’un colorant synthétique sur différents types de sables

Abstract

La dépollution des eaux usées domestiques et industrielles est aujourd’hui une préoccupation majeure. Le traitement de ces effluents devient une inquiétude pour les ingénieurs et les chercheurs environnementaux qui ont proposé diverses méthodes telles que la précipitation, l'échange d'ion, l'adsorption, la filtration sur membrane, l'application de microorganismes et la biomasse. Cependant, il est nécessaire d'avoir des matériaux bon marché pour traiter les grands volumes d'eaux usées. Parmi les systèmes qui donnent entière satisfaction et qu’on a utilisé dans ce travail, on cite l’infiltration percolation et l’adsorption. L’infiltration percolation est une méthode qui permet de suivre le pouvoir épuratoire de deux sables dunaires de BENSERGAO (région d’Agadir) de même origine mais l’un est vierge et l’autre déjà utilisé, présentant des compositions différentes et d’étudier l’évolution des paramètres physico-chimiques avant et après infiltration (les ions majeurs, DBO5, DCO, MES, PO4 3-, la conductivité électrique, l’oxygène dissous, NH4 +, NO3 - et NO2 -…) et aussi de suivre l’influence du comportement du massif filtrant dans le temps (effet de colmatage). L’étude d’adsorption du bleu de méthylène a été aussi réalisée sur les deux types de sable afin de comparer le taux de rétention entre le sable vierge et le sable déjà utilisé ainsi que sur d’autres types de sables de la région sud du Maroc. La comparaison du temps d’écoulement des eaux usées à travers le sable vierge et celui déjà utilisé a permis de mettre en évidence le phénomène de colmatage pour le second massif filtrant, mais en tenant compte des résultats trouvés pour les différents paramètres physicochimiques des eaux usées épurées on peut conclure que ce phénomène n’a pas trop affecté les performances épuratrices du massif filtrant. Les résultats obtenus pour le sable vierge sont : Un abattement de 85% à 99% pour la DCO, 93% à 99% de MES, 82% à 94% de PO4 3-, une augmentation de 94% à 100% de NO3 - et 95% à 100% de NO2 -. Par contre on a une augmentation pour le sable déjà utilisée : on a un abattement de 82% à 96% de DCO, 82% à 98% de MES, 75% à 96% de PO4 3-, une augmentation 87% à 100% de NO3 - et 50% à 100% de NO2 -. La rétention des différents types de sables, nous a permis de tester leur capacité d’adsorption du bleu de méthylène (BM) qui est comprise entre 0,53 mg/g et 4,27 mg/g pour un temps de contact de 1h. Le processus d’adsorption augmente avec la concentration initiale, la température du milieu réactionnel et le pH de la solution. L’étude cinétique montre que le processus d’adsorption suit le modèle pseudo-second-ordre, les valeurs des paramètres thermodynamiques indiquent que la réaction est une physisorption endothermique et le modèle de Langmuir décrit mieux ce processus d’adsorption.