PROCEDES DE TRAITEMENTS DES EAUX COLOREES

Au cours des différentes étapes de teinture, des quantités plus ou moins importantes de colorants sont perdues par manque d’affinité avec les surfaces à teindre. Ces rejets organiques sont toxiques et nécessitent une technique de dépollution adaptée. La dépollution nécessite très souvent une succession d’étapes faisant appel à des traitements physiques, physico-chimiques, chimiques et biologiques. Selon le degré d’élimination de la pollution et les procédés mis en œuvre, différents procédés de traitement sont utilisés.

I.2.1. Procédés physiques

Les prétraitements consistent à débarrasser les eaux usées des polluants solides les plus

grossiers (dégrillage, dégraissage). Ce sont de simples étapes de séparation physique. Les polluants dissous peuvent être ensuite séparés par des méthodes physiques séparatives telles

que l’adsorption sur charbon actif ou la filtration membranaire.

I.2.1.1. Adsorption

Lors de l’adsorption, le polluant est transféré de la phase liquide vers la phase solide. Le charbon activé est l’adsorbant le plus communément utilisé pour la décoloration des eaux mais il reste très onéreux et nécessité en plus une régénération. D’autres recherches ont opté pour valoriser ou utiliser d’autres matières naturelles (argile, sciure de bois…) moins onéreuses pour l’extraction des colorants par adsorption (NAMANE et al., 2005 ; YEDDOU et BENSMAILI, 2005).

I.2.1.2. Filtration sur membrane

Dans ce procédé, les polluants sont retenus par une membrane semi perméable dont le diamètre des pores est inférieur à celui des molécules à éliminer. Selon la qualité de l’eau désirée, on distingue la microfiltration, l’ultrafiltration ou la nanofiltration ou encore l’osmose inverse. La

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Actuellement, des recherches sont menées dans le but de mettre en œuvre des membranes nouvelles à prix abordable. En effet, ces procédés restent très limités dans leurs applications car ils nécessitent des investissements importants (HITZ et al., 1978).

I.2.1.3. Méthode physico-chimique : coagulation – floculation

La coagulation consiste principalement à déstabiliser les particules colloïdales dans l’eau de façon à permettre leur agglomération en particules de taille plus importante faciles à éliminer (BURTON et al., 2007 ; DRECHSEL et al., 2011 ; GROSCLAUDE, 1999 ; SINCERO et SINCERO, 2003). Les colloïdes présents dans les eaux naturelles étant chargés négativement, on utilise comme coagulant des sels minéraux à cations polyvalents et principalement les sels de fer et d’aluminium. Les coagulants sont mélangés à l’eau grâce à une agitation rapide. Une fois les particules déstabilisées, une agitation plus lente permet d’agglomérer les particules de façon à former des flocs de tailles et de poids importants, ces plus gros agrégats se décantent ensuite et se séparent de la phase liquide (GROSCLAUDE, 1999).

I.2.2. Méthodes chimiques

Les techniques d’oxydation chimiques sont les plus utilisées dans le domaine du traitement des eaux, elles reposent sur la destruction des polluants, et elles peuvent être réaliser, soit par des procédés classiques (destruction partielle des matières organiques) mettant en œuvre un oxydant désinfectant tel que le chlore (Cl2), le dioxyde de chlore (ClO2), ou l’ozone (O3) (CRINI et BADOT, 2007), soit par des procédés d’oxydation avancée qui font intervenir une espèce chimique fortement oxydante telle que le radical hydroxyle (AL-KDASI et al., 2004 ; CRINI et BADOT, 2007) grâce à une combinaison de l'ozone (O3), le peroxyde d'hydrogène (H2O2) et l'irradiation UV (O3/H2O2, O3/UV et H2O2/UV) qui a montré son efficacité pour oxyder et traiter les eaux usées textiles (AL-KDASI et al., 2004). Le pouvoir oxydant très élevé confère au radical hydroxyle la possibilité de détruire quasiment toute la matière organique biodégradable ou non (CRINI et BADOT, 2007).

F. Mekhalef Benhafsa, thése de doctorat UDL-SBA 2019 19 Ozonation

L’ozone est un oxydant puissant pour les eaux usées. Une fois dissous dans l'eau, il réagit avec un grand nombre de composés organiques de deux manières différentes : soit par attaque électrophile très sélective sur les liaisons insaturées des alcènes et des composés aromatiques soit par réaction indirecte à travers la formation d'oxydants secondaires comme le radical hydroxyle (CHIRON et al., 2000 ; THANH et al., 2011). L’ozone est mis en contact avec l’eau dans des colonnes dites d’ozonation à contre courant (DENIS, 2011), il peut décolorer tous les colorants textiles à l’exception des colorants non solubles, dispersés, et colorants de cuve qui réagissent lentement et prendre plus de temps (ABDOU et al., 2008 ; ADINEW, 2012 ; AL-KDASI et al., 2004 ; FAHMI et al., 2011 ; KHAN et al., 2010 ; SINGH et al., 2010). En outre, il a été démontré que l'élimination des colorants textiles à l'aide de l’ozonation des eaux usées est dépendait beaucoup de la concentration de colorant (ABDOU et al., 2008 ; AL-KDASI et

al.,2004 ; KHAN et al., 2010 ; KONSOWA et al., 2010 ; THANH et al., 2011).

I.2.3. Méthodes biologiques

Le traitement biologique est habituellement la partie la plus importante du traitement des eaux usées textile (LACASSE et BAUMANN, 2004). Ses méthodes sont généralement considérées comme respectueuses de l'environnement (PAŹDZIOR et al., 2009), pas chères (BABU et al., 2011 ; PAŹDZIOR et al., 2009 ; TÜNAY et al., 2010), offre des rendements élevés dans l'élimination de la DCO (SOLANKI et al., 2013 ; TÜNAY et al., 2010), simples et faciles à appliquer pour éliminer les composés organiques dans les eaux usées textile (BABU et al., 2011). Elles sont basées sur la consommation de la matière organique par des micro-organismes qui comprennent les bactéries, les virus, les algues et les protozoaires. La connaissance du métabolisme de chaque espèce de micro-organisme est nécessaire pour contrôler efficacement le processus de traitement (CARTY et al., 1997).

Les bactéries sont des micro-organismes les plus utilisés (CARTY et al., 1997) ; ces organismes unicellulaires se décomposent directement la matière polluante présente dans les eaux usées (CARTY et al., 1997 ; LACASSE et BAUMANN, 2004) en matière cytosique, ou en gaz tel que le dioxyde de carbone, ou le méthane (LACASSE et BAUMANN, 2004). Les bactéries peuvent être sous-divisées en différents groupes (CARTY et al., 1997) :

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Le processus aérobie peut être représenté par :

CxHy + O2 + (micro-organismes / nutriments) H2O + CO2 + biomasse (DOBLE et KUMAR, 2005)

Les traitements aérobies sont généralement utilisés pour les eaux usées avec faible teneur en matière organique (LACASSE et BAUMANN, 2004). Le degré de dégradation est en corrélation avec le taux de consommation d'oxygène (DOBLE et KUMAR, 2005).

▪ Les bactéries anaérobies fonctionnent en l'absence d'oxygène (CARTY et al., 1997 ; DOBLE et KUMAR, 2005 ; LACASSE et BAUMANN, 2004). Les molécules organiques complexes sont décomposées en CO2 et en méthane. Le bioprocédé peut être représenté par :

CxHy + (micro-organismes / nutriments) CO2 + CH4 + biomasse

La quantité du méthane produite varie en fonction de la quantité de matières organiques introduite dans le réacteur et la température opérationnelle (DOBLE et KUMAR, 2005). Les systèmes anaérobies sont principalement utilisés si la concentration des polluants organiques est élevée. Toutefois, une élimination complète des impuretés organiques est rarement possible, et, par conséquent, le traitement anaérobie est principalement utilisé comme étape préliminaire de nettoyage dans les processus du traitement des eaux usées fortement chargées (LACASSE et BAUMANN, 2004).

▪ Les micro-organismes facultatifs ont la capacité de fonctionner en présence et absence d’oxygène (CARTY et al., 1997).

Les colorants textiles peuvent rarement être dégradés en aérobie ; les colorants azoïques peuvent être réduits en anaérobie pour produire des amines aromatiques incolores (BABU et

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Cependant, les amines aromatiques peuvent être dégradées dans des conditions aérobies. La biodégradation totale des colorants azoïques nécessite généralement une combinaison de deux étapes : la réduction anaérobie de la liaison azoïque et la dégradation aérobie des amines aromatiques formées (PAŹDZIOR et al., 2009).

I.3. LES ADSORBANTS UTILISÉS