Etude de l'efficacité des procédés électrochimiques (EF et EC) dans le traitement des polluants organiques en milieux aqueux

Abstract

Les effluents industriels, chargés des polluants organiques et inorganiques, notamment, les colorants synthétiques (à 15% des rejets de textile, papeterie, tannerie et autres), constituent une véritable inquiétude environnementale. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à la dégradation et l’élimination des différents types de colorants à savoir le jaune titane (JT), le bleu cibacette (BC) et le rouge érionyle (RE) par les deux procédés, l’Electro-Fenton (EF) et l’Electrocoagulation (EC). Les résultats obtenus ont révélé des meilleures efficacités d’élimination (86, 85 et 88%) à pH 3 et 0,5 g L-1 de H2O2. Ces taux ont été nettement améliorés avec l’augmentation de l’intensité du courant (50-200mA), avec l’augmentation de la concentration initiale du colorant (30 à 50 mg L-1) pour JT, BC et RE, respectivement et l’utilisation de couple d’électrodes Pt/feutre de carbone. Les analyses HPLC et LCMS ont montré l’oxydation des colorants étudiés en sous-produits aromatiques et acides carboxyliques. Ainsi, les taux de minéralisation, après 4h et 30min d’électrolyse par EF, étaient respectivement, 80, 79 et 90% pour JT, BC et RE. Le procédé d’EC élimine efficacement les trois colorants et dépond fortement des paramètres expérimentaux, à pH 6 (71, 93 et 91,22%) et à la concentration initiale du colorant entre 50 et 100 mg L-1 (72, 90 et 93%) pour le JT, BC et RE, respectivement. La cinétique d’adsorption des colorants sur Al(OH)3s suit fortement la réaction du pseudo second ordre et elle est confirmée par la formation des flocs au cours du traitement par EC détectées par IFTR et MEB. Les résultats expérimentaux sont modélisés en utilisant le modèle de Freundlich, Langmuir et D-R. L'utilisation de la méthode des plans d'expériences a permis d’établir un modèle mathématique approprié en confirmant les résultats expérimentaux obtenus et en déterminant les conditions optimales. Les résultats des bioessais ont montré une déplétion remarquable dans les réserves énergétiques (protéines totales) et une corrélation positive entre l’activité de la catalase et la concentration des colorants dans l’eau; par l’induction rapide de la réponse enzymatique. La réduction de cette activité en fonction du temps de traitement par EF a révélé que la catalase peut être qualifié pour évaluer l’effet du colorant et ses sous-produits générés pendant le traitement par EF.