Contribution à l’étude des performances de matériaux organiques et minéraux dans le traitement d’effluents industriels

Abstract

La production d'eau potable dans les stations de traitement est accompagnée par la production de boues. Cette étude identifie quelques voies de valorisation des boues des unités de potabilisation. Deux types de boues d'alun et ferrique ont été étudiées. Les propriétés physiques et chimiques des boues d'alun ont été utilisées comme adsorbant dans l'élimination d'un polluant organique (Le colorant Mélioderme noir AFP 135) présent dans les rejets de la tannerie ACED de Rouiba et un polluant minéral (Le chrome hexavalant). Les résultats de l'adsorption en batch du colorant ont donné une capacité d'adsorption maximale de 123,46 mg g-1 obtenue à un pH acide (pH 2). La cinétique est rapide et l'équilibre est atteint après 60 minutes. L'application des paramètres optimaux sur un effluent réel de la tannerie ACED-Rouiba a permis d'obtenir une bonne sélectivité dans un système chargé en colorant, démontrant ainsi la faisabilité de ce procédé de traitement pour une éventuelle application industrielle. Les résultats obtenus pour l'adsorption en batch du Cr (VI) ont montré que la boue d'alun permet la fixation du Cr (VI) à plus de 99%. Les boues d'alun ont montré une plus grande efficacité dans l'élimination du colorant par rapport au chrome hexavalent. Une autre voie est investiguée qui est la valorisation des boues des unités de potabilisation dans les matériaux de construction en substitution d'une partie du ciment. En se basant sur sa composition chimique, les boues des unités de potabilisation ne sont pas des pouzzolanes naturelles, mais on peut les classer dans la classe N comme matériau pouzzolanique pour remplacer le ciment dans le béton. Les résultats expérimentaux montrent qu'une substitution à 5% présente le meilleur taux de substitution de ciment par la boue. A 28 jours de durcissement, les résistances à la compression de tous les mortiers de boue ont satisfait les exigences comme matériau de construction. L'étude du potentiel d'immobilisation du Cr (VI) par le procédé de Stabilisation / Solidification est examinée en utilisant trois tests, sur monolithe, sur le matériau broyé et le procédé de lixiviation caractéristique de toxicité (TCLP). Le procédé de fabrication des mortiers, la teneur initiale en Cr (VI) ainsi que le temps de durcissement du mortier ont été mis en évidence en examinant leurs influences respectives sur la résistance à la compression ainsi que sur la lixiviation du Cr (VI). Les analyses par DRX, FTIR et MEB-EDS ont été réalisées pour clarifier le mécanisme d'immobilisation. L'addition du Cr (VI) a induit une diminution de la résistance à la compression par rapport au mortier sans Cr (VI). L'application de la norme EN 196-1 pour la fabrication du mortier affecte la S/S du Cr (VI) dans le mortier. L'adsorption et la précipitation du chrome sur les boues d'alun, puis leur incorporation dans le mortier ont permis une immobilisation efficace du Cr (VI). Le taux de rétention augmente avec le temps de durcissement et dépasse les 99%, ce qui donne une bonne stabilité du Cr (VI) dans les mortiers. Les concentrations de Cr (VI) dans les lixiviats sont inférieures à 0,6 mg L-1, limite admissible pour une réutilisation sur site. Par conséquent, le mortier de ciment substitué par la boue d'alun contenant du Cr (VI) stabilisé/solidifié peut être valorisé comme matériau de construction.