Biosorption et électro-oxydation dans le traitement des effluents cyanurés

Abstract

Ce travail est une contribution à l’utilisation d’un biosorbant naturel dans le traitement des eaux usées, particulièrement dans les effluents des industries de minerai et de traitement de surface. La biomasse fongique morte Pleurotus mutilus qui est un déchet provenant de l’industrie de production des antibiotiques a été testée comme biosorbant de l’ion complexe fer(III)-cyanure et de l’ion cyanure. Après une caractérisation physico-chimique de la biomasse, des expériences de biosorption en batch et en colonne ont été réalisées. Les résultats obtenus montrent, qu’à l’inverse de l’ion cyanure, le complexe cyanuré présente une bonne affinité vis-à-vis de la biomasse étudiée. Dans un système en batch, la meilleure performance du fer(III)-cyanure est obtenue pour un pH alcalin de l’ordre de 12. La cinétique de sorption obéit aux modèles de premier et deuxième pseudo ordre et la diffusion intraparticulaire est l’étape limitante de la cinétique de biosorption. La capacité maximale de biosorption en batch s’élève à environ 620mg.g-1, elle est de 70mg.g-1 en colonne pour un débit de 10ml.min-1. Les données obtenues en colonne ont été décrites par les modèles de Thomas, Yoon-Nelson et Modifié dose-réponse MDR. La régénération de la colonne a été étudiée en trois cycles sorption-désorption. L’oxydation par génération in situ d’oxydants des ions cyanure a montré l’importance des conditions opératoires en l’occurrence la densité de courant, la salinité et le pH. Le présent travail est divisé en 4 chapitres. Une revue de la littérature portant sur l’origine, la toxicité et les différents traitements d’élimination ou de récupération des composés cyanurés est présentée dans le premier chapitre. Dans le chapitre II, des généralités sont données sur les différents types de biosorbants ainsi que les paramètres qui influent sur les échanges adsorbât-adsorbant et les différentes étapes du processus de biosorption. La capacité de biosorption d’un polluant est étroitement liée aux propriétés physiques et chimiques du biosorbant (taille et charge des particules, des groupes chimiques fonctionnels) et des espèces adsorbantes (taille et charge d'ion), ainsi qu’aux conditions de fonctionnement du processus de sorption (pH, température, vitesse d’agitation et concentration ionique). Par conséquent, les caractéristiques physiques et chimiques de la biomasse P.mutilus sous forme brute ou traitée chimiquement ont été étudiées dans le chapitre III. Dans le chapitre IV, nous avons réalisé des essais de biosorption en batch dans des conditions de fonctionnement variables pour optimiser l'efficacité de biosorption de la biomasse mycélienne. Les données de sorption ont été comparées aux modèles standards de cinétiques et d'équilibre pour clarifier les mécanismes qui commandent la biosorption de l’ion complexe. Dans le chapitre V, nous avons étudié la biosorption du complexe cyanuré en mode continu dans une colonne à lit fixe. Les paramètres les plus importants de conception tels que la hauteur du lit de colonne, le débit de la solution de l’ion complexe, le prétraitement chimique de la biomasse et la concentration initiale du complexe ont été étudiés. Les profils des courbes de percée pour l'adsorption de l’ion complexe ont été analysés en utilisant les modèles de Thomas, Yoon-Nelson et modifié dose-réponse. La colonne a été régénérée et réutilisée après l'adsorption de l'ion complexe pour un certain nombre de cycles. Dans le chapitre VI, des essais d’oxydation électrochimique des ions cyanures basés sur la génération in situ des ions hypochlorite ont été entrepris en présence et en absence des ions complexes sous différentes conditions opératoires (pH, salinité et densité de courant).