Préparation de granulés adsorbants innovants à base de géomatériaux et de liant inerte

Abstract

Le principal objectif de cette présente étude consiste à préparer des granulés solides et uniformes destinés à l’adsorption dynamique de polluants hydrosolubles. Les granulés à base d’un complexe organo-inorgano montmorillonite ponté au fer et de gluten (G), en tant qu’agent liant inerte, noté (COIMG-Fe), ces granulés ont été préparés par granulation. Les conditions optimales de granulation sont liées essentiellement à la concentration de G (40 %) dans le mélange ainsi qu’une compression entre deux roues identiques (diamètre : 1,5 mm ; distance de séparation : 1mm) réglable à une vitesse de rotation de 2,5 tr. min-1 durant 24 sec. Deux classes granulométriques ont été sélectionnées, dont la première a une taille inférieure à 800 µm, et la deuxième de taille comprise entre 800 et 1200 µm. Afin d’évaluer la résistance et la solidité de ces différents grains, des tests mécaniques de friabilité et de délitement ont été effectués. L’efficacité de ces nouveaux granulés (COIMG-Fe) a été évaluée à travers les différents tests d’adsorption envers deux colorants cationiques (vert malachite VM et B RB), et deux cations métalliques (Cu2+ et Cd2+). Les tests d’adsorption, en réacteur discontinu en systèmes monosolutés simples et multisolutés binaires, réalisés à un pH 6 et une concentration initiale de 10 mg/L pour les colorants et 50 mg/L pour les cations métalliques, ont révélé des taux d’élimination dépassant les 67 mg.g-1 à des concentrations résiduelles de l’ordre de 2 mg.L-1 pour les colorants , et 105 mg.g-1 à des concentrations résiduelles de l’ordre de 14 mg.L -1 pour les cations métalliques, montrant l’affinité de cette nouvelle génération de granules aux adsorbats étudiés. En réacteur continu, en mode dynamique, les courbes de percée sont étudiées et modélisées par les modèles de Thomas, de Clark et de Yoon & Nelson, le temps de saturation a passé de 25 à 220 heures. L’analyse statistique appliqué sur les résultats de l’étude en batch de vert malachite VM, des propriétés physiques des granulés par ACP a permis de corréler la taille, la porosité, le pHpzc, et la capacité d’échange cationique CEC avec la quantité d’adsorption de VM.