TRAITEMENT DES POLLUANTS ORGANIQUES EN MILIEUX AQUEUX PAR PROCEDES ELECTROCHIMIQUES. MODELISATION ET OPTIMISATION

Abstract

L’objectif de cette étude est le traitement des polluants organiques en milieux aqueux par procédés électrochimiques. Pour cela notre étude est répartie en deux parties. La première a été consacrée à la modélisation du traitement d’huile de coupe par électrocoagulation, différentes isothermes d’adsorption (Langmuir, Freundlich, Temkin, Dubinin-Raduskevich et Toth) ainsi que des modèles cinétiques de pseudo-premier, pseudo-second ordre et le modèle d’Elovich ont été appliqués. Les résultats du processus d’adsorption des particules colloïdales d’huile sur l’hydroxyde d’aluminium sont parfaitement ajustables au pseudo-second ordre, avec un coefficient de régression élevé (R2= 0.99). Les isothermes d’adsorption prédisent une adsorption favorable avec un facteur de séparation adimensionnel RL inferieur à l’unité. L’énergie moyenne d’adsorption est inférieure à 8kJ.mol-1, ce qui indique que la physisorption est majoritaire. Par ailleurs, ΔQ est toujours positive indiquant une endothermicité des mécanismes d’adsorption. Les modèles de Freundlich et de Langmuir décrivent mieux l’adsorption des particules colloïdale avec les meilleurs coefficients de régression (R2 = 0.98), suivie par l'isotherme de Temkin (R2 = 0.97) et Toth (R2 = 0.95). La plus petite valeur de R2 a été obtenue avec le modèle de Dubinin-Radushkevich (R2 =0.94). La deuxième partie du travail a été consacrée au traitement électrochimique d’un effluent organique issu de la production laitière. L’effet des paramètres opératoires sur l’efficacité de traitement a été évalué en présence d’électrodes d’aluminium et de fer. Les résultats expérimentaux ont révélé que les plus grands rendements d'élimination de la turbidité, DCO et DBO5, atteignaient respectivement 98.91 %, 74.56 % et 96.28 % pour les électrodes d’aluminium et de 98.1%, 73%, 84.29% pour les électrodes en fer et cela aux conditions optimales. L’étude comparative basée sur l’efficacité de traitement et la consommation énergétique ont montré que les électrodes d’aluminium présentent une bonne efficacité d’élimination des polluants en réduisant la turbidité, la DCO et la DBO5 avec une consommation d’énergie minimale en les comparant avec les électrodes en fer. Les modélisations cinétiques ont montré que les processus d’adsorptions des matières organiques sur l’hydroxyde d’aluminium et l’hydroxyde ferrique sont bien ajustés par le modèle pseudopremier ordre avec des bons coefficients de corrélation (R2≥ 0.97). Les isothermes d'adsorptions appliquées ont montré une bonne prédiction par le modèle de Temkin avec les meilleurs coefficients de régression (0.96), suivie par le modèle de Freundlich (0.95)