Etude du traitement par biosorption des effluents aqueux d’une installation nucléaire

Abstract

L‘objectif principal de l‘étude s‘inscrit dans le contexte de prospection de nouveaux biosorbants, la caulerpa racemosa (CR) et le marc de mafé (MC), pour la rétention des principaux radioéléments (137Cs, 90Sr, 60Co). Des caractérisations physico- chimiques et des propriétés en milieu aqueux ont été menées sur la CR et le MC. Les taux de rétention obtenus en fonction des doses d'adsorbants montrent que l'augmentation de la quantité de biomasse mène à l‘accroissement de l'efficacité de la biosorption. Les courbes de l‘effet du pH présentent des sauts considérables des rendements de l'adsorption dans la gamme du pH s'étendant entre 3 et 4 suivis par de plateaux des rendements maximaux de biosorption. L‘effet de la granulométrie est non significatif pour les diamètres inférieurs à 400 mm, et il est sensible pour diamètres supérieurs. La vitesse d'agitation a un effet important sur le transfert de masse aux vitesses basses, qui devient insignifiant aux vitesses d'agitation les plus élevées (≥ 200 t/min). La présence des Co-ions a montré que l‘adsorption est sélective vis-à-vis des cations monovalents (Na+, K+ et Cs+) et l‘effet négatif des cations étudiés sur le rendement de rétention des systèmes examinés a suivi cet ordre de classement: Al3+>>> Mg2+≥ Ca2+>> Na+≥ K+. Les isothermes d'adsorption ont été bien interprétées par le modèle de Langmuir alors que la capacité maximale de biosorption est de 5,38, 11,63 et 69,01 mg g-1 pour les systèmes MC/Co2+, CR/Cs+ et MC/Sr2+, respectivement. Les résultats expérimentaux de la cinétique de biosorption ont été bien reproduits par l‘équation de pseudo-second ordre prévoyant des quantités adsorbées à l‘équilibre qui correspondent aux valeurs expérimentales. L‘analyse thermodynamique a montré que les réactions de biosorption, pour les trois systèmes examinés, ont été peu défavorisées par la température et se déroulent avec des changements négatifs des énergies libres et des enthalpies accompagnées des changements positifs des entropies et de faibles valeurs d‘énergies d‘activation