Modélisation de l'adsorption des métaux lourds sur la biomasse << pleurotus mutilus >> en mode dynamique

Abstract

L’objectif principal de notre étude est de modéliser la cinétique d’adsorption en continu lors de l’élimination des ions Cd+2 par une biomasse « Pleurotus Mutilus » dans une colonne à lit fixe. Nous avons établi un modèle mathématique permettant de représenter le fonctionnement du lit fixe en faisant varier les paramètres opératoires à savoir: la concentration initiale, la hauteur du lit fixe et le débit d’alimentation de la solution à traiter. De plus, quelques solutions analytiques proposées dans la littérature ont été utilisées dans la modélisation des courbes de percée expérimentales. Elles permettent de prendre en compte les mécanismes de diffusion intervenant dans le processus d’adsorption. Enfin, quelques modèles mathématiques préétablis à savoir: le modèle de Yoon et Nelson, Wolborska, Clarck et Bed Depth Service Time (BDST) ont été utilisés pour modéliser les données expérimentales. A cet effet, nous avons divisé notre travail en deux parties bien distinctes, comportant chacune un aspect théorique sur la modélisation de la cinétique d’adsorption et un aspect application relatif à l’application des modèles mathématiques aux résultats expérimentaux. La première partie est consacrée exclusivement à l’étude bibliographique. Elle est divisée en quatre chapitres comportant des généralités sur la pollution des eaux par les métaux lourds, des généralités sur l’adsorption suivie par l’étude de la biosorption des métaux lourds, une caractérisation de la biomasse et une présentation des différents modèles applicables à la modélisation de la cinétique d’adsorption en régime dynamique. La deuxième partie en revanche est dédiée à la modélisation, elle est aussi divisée en six chapitres, on y présentera une étude expérimentale de la biosorption du Cadmium sur une colonne à lit fixe, la modélisation des courbes de percée expérimentales, l’application de quelques solutions analytiques existant dans la littérature relatives aux différents mécanismes de diffusion intervenant dans le processus d’adsorption et l’utilisation des modèles mathématiques préétablis à la modélisation de la cinétique d'adsorption en continu, ainsi que leurs comparaison avec les résultats expérimentaux relatifs aux courbes de percée. Nous terminerons le travail par une conclusion générale et des perspectives.