Etude cinétique et thermodynamique de l'adsorption des métaux lourds par l'utilisation des adsorbants naturels

Abstract

Cette étude a pour objectif d'étudier le potentiel d'utilisation de matériaux naturels (mélange homogène de noyaux de dattes et de grignons d'olives) issus de l'activité d'agriculture pour le traitement des eaux usées, chargées en polluant métallique : le chrome. Ces deux matériaux ont été activés chimiquement par l'acide phosphorique, en les mélangeant à différents pourcentages, afin d'obtenir une solution solide homogène et d'améliorer leur capacité adsorptive. Une caractérisation des adsorbants obtenus s'est avérée primordiale. Ainsi toute une gamme d'analyses physico-chimiques a été effectuée dont : la fluorescence X et la spectroscopie IRTF. L'adsorption des ions du chrome est étudiée en milieu dispersé (batch) et dynamique (colonne) à la fois sur les matériaux pur et à l'état du mélange à différentes proportions, composées d'une quantité fixe en noyaux de dattes fixe, et des quantités du grignon d'olive variées. Les résultats d'adsorption du chrome montre : qu'elle est maximale à un pH =5.6, croit avec la température et avec la concentration initiale du chrome dans la solution. Le modèle de Langmuir simule mieux les isothermes d'adsorption du chrome que d'autres modèles étudiés. Voyant l'hétérogénéité de l'adsorbant obtenu à partir du mélange de deux matériaux, le modèle de D-R est étudié et a donné une capacité d'adsorption considérable. Les paramètres thermodynami ques (ÀG, ÀH et ÀS ) ont été évalués de même que les paramètres cinétiques. La réaction d'adsorption du Cr suit incontestablement une loi cinétique d'ordre 2. Le processus d'adsorption semble cependant contrôler par la diffusion intra particulaire. Les essais de désorption ont démontré que les adsorbants (mélange du grignons d'olive et noyaux de dattes), peuvent être employés pour plusieurs cycles (trois) d'adsorption élution sans perdre leur capacité d'enlèvement du chrome. Les paramètres d'adsorption en colonne (débit d'alimentation, la hauteur du lit, concentration initiale..) et les systèmes mathématiques ont été étudié, et donnent des résultats assimilables à ceux obtenus expérimentalement. Finalement, il s'avère que l'adsorption du chrome, augmente ave c l'augmentation du taux du grignon d'olive dans le mélange d"adsorbant (grignon d'olive et noyau de date)