EFFLUENTS COLORES Nature des colorants

Les colorants utilisés par l’unité de production de jeans de Sebdou, Tlemcen, Algérie appartiennent à la famille des colorants azo réactifs. Du point de vue chimique, la molécule renferme une ou plusieurs fonctions acides. Ils sont très solubles dans l’eau et se comportent comme des colorants anioniques (Epolito, et al., 2005).Ils conviennent à la teinture des matières de type cellulosiques (coton, lin, chanvre, et la viscose), ainsi que dans certains cas à la soie. Comme tous les produits commerciaux, sont des mélanges de corps chimiques. Ils présentent un degré de pureté compris entre 50 et 70% (KARCHER, et al., 2001).

L’Effluent coloré

Les échantillons d'effluents colorés utilisés dans cette étude ont été collectés à la sortie de l'unité de teinture de coton, Denitex, Tlemcen (Algérie). Cette unité utilise une grande variété de colorants pour la teinture de ses différents tissus. Les caractéristiques particulières de ces eaux sont indiquées dans le Tableau VIII.

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Tableau IX. Caractéristiques de l’eau résiduaire textile.

Paramètres Valeurs Turbidité (NTU) 138 pH 10 Conductivité (mS/m) 26 COD (mg/L) 196 λmax (nm) 274

5.4. M

’A

L’adsorption c’est la fixation de molécule sur une surface solide, elle s’effectue en des points particuliers de la surface appelés sites d’adsorption.

Molécule + site Molécule adsorbée

La séparation par adsorption est basée sur une adsorption sélective (soit thermodynamique, soit cinétique) des différents constituants gazeux ou liquides par des adsorbants grâce à des interactions spécifiques entre les surfaces des adsorbants et les molécules adsorbées. Cette technique est largement utilisée dans l’industrie pour la séparation et la purification des gaz et des liquides dans une variété de domaines, y compris la pétrochimie, l'agroalimentaire, le traitement de l'eau, la pollution atmosphérique (Lian-Ming, et al., 2003).

Des expériences des différents types ont été menées afin de comprendre l'influence de la nature de l'argile et de la nature de la solution sur le processus d’absorption. Nous avons étudié l'influence de différents paramètres physico-chimiques sur les interactions colorant argile pH, masse de l’adsorbant

Les études d'adsorption ont été réalisées en utilisant de la bentonite (B). Des quantités croissantes de B ont été ajoutées à 500 ml d'eau usée textile réelle dans un flacon agité (300 tr / min), placé dans des bains thermostatés pendant 1 heure, à 25 ° C. La séparation solide-liquide a été réalisée par filtration sous vide. La concentration de colorant dans le filtrat a ensuite été mesurée.

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La détermination de la longueur d'onde d'absorption maximale des échantillons, est obtenue à partir d'un balayage du spectre des colorants dans le domaine visible (entre 200 et 800 nm).

Les isothermes d’adsorption

L’adsorption d’une substance par un solide est la fixation des molécules du soluté en contact avec la surface du corps sans qu’il y ait réaction chimique entre eux. C’est un phénomène qui se fait assez rapidement et on aboutit à un équilibre entre la substance adsorbée et celle restant en solution. L’équilibre dépend de la concentration du soluté et de la surface du corps adsorbant. Tous les systèmes adsorbant/adsorbât ne se comportent pas de la même manière. Les phénomènes d’adsorption sont souvent abordés par leur comportement isotherme. Les courbes isothermes décrivent la relation existante à l’équilibre d’adsorption entre la quantité adsorbée et la concentration en soluté dans un solvant donné à une température constante.

Plusieurs auteurs ont proposé des modèles théoriques ou empiriques pour décrire la relation entre la masse d’adsorbât fixée à l’équilibre et la concentration sous laquelle elle a lieu. Il s’agit de relations non cinétiques, que l’on nomme « isothermes » (PAPIN, 2000). Plusieurs lois ont été décrites dans ce cadre dont les plus rencontrées sont celles de Langmuir (Langmuir, 1918) et de Freundlich (Freundlich, 1907). L'isotherme de Langmuir est basée sur l'hypothèse d'une sorption monocouche sur une surface avec un nombre fixe de sites bien définis ; l'équation est donnée ci-dessous : C 1 b q 1 q 1 x m e m m    (1)

Avec : x = (C0 – Ce) est la quantité de soluté adsorbée à l’équilibre (mg/l), Avec : qm : la capacité ultime d’adsorption (mg/g).

b: la constante d’équilibre d’adsorption (parfois nommé kL). Ce : la concentration du soluté à l’équilibre (mg/l).

L’équation est celle d’une droite de pente (1/ qm.b) et d’ordonnée à l’origine (1/ qm), ce qui permet de déterminer deux paramètres d’équilibre de la relation : qm et b.

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La valeur de K est liée à la force d’interaction entre la molécule adsorbée et la surface du solide ; la valeur de Qm exprime la quantité de soluté fixée par gramme de solide dont la surface est considérée comme totalement recouverte par une couche mono moléculaire.

Cette simplicité est une conséquence des hypothèses restrictives qui permettent d’établir ce modèle: l’équivalence de tous les sites d’adsorption et la non-dépendance de l’énergie d’adsorption avec le taux de couverture de la surface. Ceci se traduit par l’absence des interactions entre des espèces adsorbées et adjacents sur la surface.

L'isotherme d'adsorption de Freundlich est une équation empirique utilisée pour décrire un système hétérogène. Les coefficients de Freundlich peuvent être déterminés par régression linéaire à partir de la représentation graphique de la courbe en fonction du log Ce sur la base de l'équation linéarisée donnée par :

e f logC n 1 logk x m log   (2)

Avec x : la quantité d’adsorbat, et m : est la masse d’adsorbant.

Qe : quantité de soluté adsorbée par unité de masse de l’adsorbant à l’équilibre.

Kf , n : constantes caractéristiques de l’adsorbant.

Ce : concentration d’adsorbat dans la phase liquide à l’équilibre.

n : est une constante indiquant si l’adsorption est d’autant plus favorable lorsque (0 ≤ n ≤ 10) (Yadav, et al., 2015)

5.5. E

5.5.1. INTRODUCTION

La présence de diverses substances solides dans l'eau usées, appelées matière en suspension (MES), constitue la partie la plus importante et la plus apparente de la pollution. Cette partie

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solide doit être éliminée pour satisfaire aux exigences des réglementations. L'intensification des processus de séparation est liée aux caractéristiques de la suspension et des particules qu'elle contient, notamment leur taille et leur poids spécifique. Un des processus pour éliminer ces matières solides est l'Electroflottation.

Les travaux de (Bouyakoub, 2009) présente un aperçu de la méthode :

5.5.2. PRINCIPE

Lorsqu'on applique une différence de potentiel entre deux électrodes reliées à une source de courant continu et plongées dans une solution aqueuse, un champ électrique est créé, dans lequel les ions se mettent en mouvement. Les ions assurent le passage du courant électrique dans la solution par suite de migration des cations (vers la cathode) alors que les anions se déplacent en sens inverse (vers l'anode).

Un transfert de matière dans la masse de l'électrolyte est constaté, créant ainsi une dissymétrie de la répartition des ions bien que l'électro neutralité de l'ensemble soit respectée (figure 22).

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A: anode ΔE: champ électrique e- : électron C: cathode I: intensité du courant

Figure 22 .Mécanisme de l'électrolyse (BOUYAKOUB, 2009)