[PDF] Dégradation des effluents textiles (cas dun colorant synthétique : le

View - Download Dégradation des effluents textiles (cas dun colorant synthétique : le

Previous PDF

Next PDF

Institut International d'IngĠnierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO

Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org

DEGRADATION DES EFFLUENTS TEXTILES (CAS D

COLORANT SYNTHETIQUE : LE BLEU DE METHYLENE)

PAR PROCEDE FENTON EN UTILISANT LA LATERITE

TION DU

MASTER II

OPTION : .EAU ET ASSAINISSEMENT

Présenté et soutenu publiquement le 25 Juin 2014 par :

Brigitte MABA

Travaux dirigés par :

Dr. Hela KAROUI

Dr. Yohan RICHARDSON

Président : Igor OUEDRAGO

Membres et correcteurs:

Franck LALANNE

Odilon CHANGOTADE

Promotion [2013/2014]

n colorant synthétique : le bleu de méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page i

DEDICACE

Ce travail est dédié à :

™ Aux mémoires de : mon époux, Mr. ZOUTENE Mahouli et mon grand-père, Mr. TIRTOUA

Pierre

™ Mes frères : Eric, Francis et Julien

™ : Victorine et Elodie

™ Ma grande mère

™ Mes oncles et mes tantes

™ Mes enseignants

™ Mes amis (es).

D méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page ii

RESUME

Les effluents industriels issus des activités textiles présentent souvent une grande charge

polluante diffici décontamination par les procédés conventionnels biologiques ou

couteux. Le procédé fenton est un POA qui permet la dégradation (minéralisation) en milieux

aqueux des polluants organiques bio-récalcitrants. Dans ce travail, nous avons étudié la

dégradation du colorant bleu de mét utilisation du fer

industriel (procédé Fenton classique) a été utilisée comme référence et des essais de substitution

du fer industriel par le fer extrait de latérites provenant de deux régions du Burkina-Faso ont été

réaliséstérite a été réalisée par une attaque acide avec trois types

HCl) H2SO4) et HNO3).

Pour le fer industriel, plusieurs paramètres expérimentaux comme le pH, le rapport (R) des

dégradation la plus rapide est obtenue à un pH = 3 et pour un rapport de concentration R= 5 pour

le fer industriel. Pour le fer latéritique, la dégradation la plus rapide est observée en utilisant

l'acide sulfurique. Les taux de dégradation obtenus sont de 95,7% au bout de 20 min pour le fer industriel et de 99,9% pour le fer extrait de la latérite au bout de 40 mn. montré que la réaction de dégradation du BM est de pseudo ordre un (1) aussi bien lors de

L'utilisation de la latérite comme une

source de fer largement disponible semble une stratégie prometteuse pour limiter les impacts

environnementaux et diminuer le coût du procédé Fenton (utilisation de matériaux locaux), le

rendant ainsi plus accessible aux pays en développement. Mots clés : Bleu de méthylène, dégradation ; procédé fenton ; latérite D méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page iii

ABSTRAT

Industrial effluents from textile activities often have a poorly biodegradable pollutant content which impacts on the environment and humans. Decontamination by conventional biological or

physical processes is often ineffective and therefore requires the use of advanced oxidation

processes (AOPs) more expensive. The Fenton process is a POA that allows complete degradation (mineralization) in aqueous media of bio-reluctant organic pollutants. This work explores the degradation of methylene blue dye (BM) by fenton process. The use of industrial iron (conventional Fenton process) was used as a reference and tests of substitution of industrial iron by the iron extracted from laterites coming from two areas in Burkina-Faso were performed. The extraction of iron from laterite was performed by acid attack with three types of acid: acid chlorydric (HCl), acid sulphuric (H2SO4) and acid nitric (HNO3). For industrial iron, several studied. The fastest degradation is obtained at pH 3 and for a ratio R = concentration R =5 for

industrial iron. For laterite-derive iron, the fastest degradation is observed by using the sulphuric

acid. Degradation rates of 95.7% after 20 min and 99.9% after 40 min were obtained for industrial iron and iron extracted from laterite, respectively. Kinetics study demonstrated that the

BM degradation is a pseudo first order reaction in relation to BM concentration for both

industrial iron and laterite-derived iron. The use of widely available laterite as an iron source is promising to both limit the environmental impacts and improve the cost efficiency of the Fenton process, resulting in a greater affordability in developing countries. Keywords: Methylene blue, degradation; Fenton laterite D méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page iv

REMERCIEMENT

Le travail de rechercha été réalisé au Laboratoire Eau Dépollution Ecosystème et Santé (LEDES) ofonde gratitude au Directeur de recherche, le Professeur Hamma YACOUBA et au Directeur du LEDES le Docteur Yacouba KONATE pour leurs équipes. Je tiens à remercier ratoire pour leur disponibilité, leur conseil et la confia RICHARDSON pour avoir suivi ce travail avec un grand intérêt. Ils ont su me donner un esprit critique, un esprit de discernement, une rigueur lors de la réalisation des essais et analyses au laboratoire et de ma rédaction. Leurs attentions inlassables et leurs enthousiasmes de chercheurs ont instauré assurés de ma profonde gratitude. pour leur bonne humeur, leur collaboration, leur soutien amical et chaleureux. n colorant synthétique : le bleu de méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page v

Table de matière

DEDICACE .............................................................................................................................................. i

RESUME ..................................................................................................................................................ii

ABSTRAT ............................................................................................................................................... iii

REMERCIEMENT ................................................................................................................................. iv

TABLE DE MATIERE ............................................................................................................................ v

LISTE DES FIGURES ........................................................................................................................... vii

LISTE DES TABLEAUX ..................................................................................................................... viii

LISTE DES ABREVIATIONS ............................................................................................................... ix

INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................................. 1

CHAPITRE I : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ..................................................................................... 4

I- LES COLORANTS (Caractéristiques, classification et toxicité) ............................................ 4

1- Historique des colorants .......................................................................................................... 4

2- Définition des colorants ........................................................................................................... 4

3- Classification des colorants synthétiques ................................................................................ 4

4- Les colorants aziniques (thiazines) .......................................................................................... 5

5- Toxicité des colorants .............................................................................................................. 5

6- Propriétés physico-chimiques du bleu de méthylène .............................................................. 5

II- TRAITEMENT DES REJETS TEXTILES ............................................................................. 6

1- Généralités sur les méthodes de traitements ............................................................................ 6

A- Méthodes biologiques .......................................................................................................... 7

B- Méthodes physiques ............................................................................................................ 7

B.1- Coagulation-floculation ......................................................................................................... 8

B.2- Filtration membranaire .......................................................................................................... 8

B.3- Adsorption sur charbon actif et autres matériaux .................................................................. 8

C- Méthodes chimique ............................................................................................................. 9

2- Procèdes classiques de traitement des effluents textiles : Procé

(POA) .............................................................................................................................................. 9

3- Réactif de Fenton (H2O2/Fe2+) ............................................................................................... 11

III- LA LATERITE...................................................................................................................... 12

D méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page vi

CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODE .................................................................................... 14

I- PRODUITS ET MATERIELS .............................................................................................. 14

1. Les produits utilisés (Fer industriel, H2O2, B.M ; acide ; latérite) ......................................... 14

2- Matériels utilisés.................................................................................................................... 14

II- METHODOLOGIE EXPERIMENTALE ............................................................................. 18

1- Préparation de la solution du bleu de méthylène ................................................................... 18

2- Principe de la spectrophotométrie UV/Visible ...................................................................... 18

3- Caractérisation par spectrophotométrie UV/Visible des solutions du B.M ........................... 19

4- Préparation des solutions de fer ............................................................................................. 20

5- Préparation des mélanges colorant- réactif de Fenton ........................................................... 21

6- Etude cinétique de la décoloration du B.M ........................................................................... 22

CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSIONS ............................................................................ 24

I- UTILISATION DU FER INDUSTRIEL .............................................................................. 24

1- Effet de pH du milieu ............................................................................................................ 24

2- Effet de la concentration en B.M ........................................................................................... 25

3- Etude spectrophotométrique UV/Visible du bleu de méthylène ........................................... 26

4- Effet de la concentration du H2O2 ......................................................................................... 27

5- Effet de la concentration en fer ............................................................................................. 30

II- UTILISATION DE LATERITE ........................................................................................... 32

1- Effet des lits de latérites (Dano et Koubri) ............................................................................ 32

2- .................................................................... 33

3- .......... 34

4- ................................. 35

5- Etude comparative entre le traitement du B.M en utilisant le rapport R et le fer de la latérite

(Dano et Koubri) ........................................................................................................................... 36

CONCLUSION ..................................................................................................................................... 38

PERSPECTIVES ................................................................................................................................... 39

REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE ............................................................................................... - 40 -

n colorant synthétique : le bleu de méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page vii

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Bleu de méthylène et sa structure chimique ...................................................................... 6

Figure 2: Forme incolore du bleu de méthylène................................................................................ 6

Figure 3: Différents procédés d'oxydations avancés (POA) ............................................................. 9

Figure 4: Localisation des régions (DANO et KOUBRI) ............................................................... 13

Figure 5: DR 5000 et la latérite utilisée pour la dégradation du B.M ............................................. 15

Figure 6: Diagramme de diffraction RX de la latérite de Dano ...................................................... 17

Figure 7: Diagramme de diffraction RX de la latérite de Koubri ................................................... 17

Figure 10: Lit de latérite .................................................................................................................. 21

Figure 11: Attaque acide de la latérite ............................................................................................. 21

Figure 12: Mélange colorant-réactif de Fenton en utilisant le fer industriel ................................... 21

Figure 13: Mélange colorant-réactif de Fenton en utilisant le fer de la latérite .............................. 22

Figure 14: Réaction de pseudo ordre 1 ............................................................................................ 23

Figure 15: Réaction de pseudo ordre 2 ............................................................................................ 23

Figure 16: Effet du pH..................................................................................................................... 24

Figure 17:Effet de la concentration du B.M .................................................................................... 25

Figure 18: Spectre UV/Visible du traitement du B.M par procédé Fenton en utilisant le fer

industriel .......................................................................................................................................... 26

Figure 20: Dégradation du B.M en fonction de la variation de H2O2 ............................................. 28

Figure 21: Effet de R = [H2O2]/ [Fe2+] sur la dégradation du B.M ................................................. 30

Figure 22: Constante cinétique de pseudo-premier ordre de dégradation du B.M en utilisant le fer

industriel .......................................................................................................................................... 31

Figure 23: Dégradation du B.M par les lits de latérites (Dano et Koubri) ...................................... 33

Figure 24: Comparaison de dégradation du B.M par un lit de latérite et une attaque acide de la

latérite de Dano et Koubri ............................................................................................................... 33

Figure 25: Dégradation du B.M par différentes attaques acides des latérites Dano et Koubri ....... 34

Figure 26: Constante cinétique de pseudo-premier ordre de dégradation du B.M en utilisant le fer

extrait de la latérite .......................................................................................................................... 35

Figure 27 : Comparaison entre le traitement du B.M en utilisant les attaques acides et le fer

industriel .......................................................................................................................................... 36

synthétique : le bleu de méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page viii

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Comparaison des pouvoirs oxydants de divers oxydant chimique ........................ 10

Tableau 2: Produits chimiques utilisés ..................................................................................... 14

Tableau 3: Caractéristiques du diffractomètre Bruker D8 vario 1 ........................................... 16

Tableau 4: Récapitulatif des échantillons de latérites par l'analyse par diffraction RX (DRX)

.................................................................................................................................................. 17

Tableau 5: Différents volumes des solutions étalons du bleu de méthylène ............................ 19

Tableau 6: Récapitulatif des absorbances à deux longueurs d'onde (661nm et 291nm) .......... 20

Tableau 7: Rendements de dégradation du B.M par le procédé fenton en fonction du pH: (t =

20 min) ..................................................................................................................................... 24

Tableau 8: Rendements de dégradation du B.M ...................................................................... 25

Tableau 9 : Evolution de kapp la constante apparente de la vitesse de dégradation du B.M..... 26 Tableau 10: Rendement de dégradation du B.M en fonction de la variation de H2O2 ............. 29 Tableau 11: Evolution de la constante de vitesse apparente de la réaction de BM en présence

de la variation du H2O2 ............................................................................................................. 29

Tableau 12: Evolution de la constante de vitesse apparente de la réaction de dégradation du

B.M en fonction du rapport R .................................................................................................. 31

Tableau 13: Rendement de dégradation du B.M par procédé Fenton en utilisant la latérite ... 33

Tableau 14: Tableau de comparaison des rendements de dégradation du B.M par attaques

acides de latérites de Dano et Koubri ....................................................................................... 34

Tableau 15: Evolution de la constante de vitesse apparente de la réaction de dégradation du

B.M en fonction des attaques acides (Dano et Koubri) ............................................................ 35

D méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page ix

LISTE DES ABREVIATIONS

A : Absorbance de la lumière (nm)

B.M : Bleu de méthylène

C : Concentration massique ou molaire en soluté (mg L-1 ou Mmol L-1) C0 : Concentration initiale du bleu de méthylène (mg L-1)

C.A : Code Article

CCI

DBO : Demande Biologique en Oxygène

DCO : Demande Chimique en Oxygène

ENH : Electrode Normal à Hydrogène

e- : Electron

Fe2+ : Fer ferreux

Fe3+ : Fer ferrique

H2O2

H2SO4 : Acide sulfurique

HCl : Acide chlorhydrique

HNO3 : Acide nitrique

I : Intensité lumineuse traversée

I0 : Intensité initiale lumineuse

kapp : constante de vitesse apparente LEDES : Laboratoire Eau Dépollution Ecosystème et Santé mL : Milli litre min : Minute nm : Nanomètre

ȍ : Méga ohm

OH : Radicaux hydroxyles

POA

V : Vitesse cinétique de dégradation

UV : Ultra-violet

µS/cm : Micro-siemens par cm

D méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page x

Ȝ (nm)

Į : Ordre partiel

IJ : Rendement ou taux de dégradation (%)

td : Temps de décoloration (min) synthétique : le bleu de méthylène) par procédé Fenton en utilisant la latérite Brigitte MABA Master II Eau et Assainissement Promotion 2013-2014 Page 1

INTRODUCTION GENERALE

Quel que teur primordial dans toutes les

couches socio-économiques pour les humains et

écosystème, représentsur terre et

et DFHVVpGHVHGpJUDGHUHWSDUIRLVGquotesdbs_dbs42.pdfusesText_42

[PDF] classification des colorants

[PDF] procédés d'oxydation avancée pour le traitement des eaux

[PDF] adsorption des colorants

[PDF] traitement des eaux usées par electrocoagulation memoire

[PDF] réflexion de la lumière définition

[PDF] cours généralités sur les fonctions pdf

[PDF] réflexion personnelle rapport de stage 3eme

[PDF] conclusion rapport de stage

[PDF] ce que le stage m a apporté 3eme

[PDF] réflexion critique rapport de stage

[PDF] propara montpellier rééducation

[PDF] propara avis

[PDF] centre propara montpellier 34

[PDF] mas propara montpellier

[PDF] propara montpellier piscine