Abstract:
L’objectif de cette étude est de préparer des adsorbants à base de boue résiduaire de la
station d’épuration de la ville de Constantine (STEP d’Ibn Ziad) et d’évaluer la capacité
d’adsorption par rapport à certains polluants organiques, en solutions aqueuses, de celui
présentant les meilleurs caractéristiques. Neuf adsorbants ont été préparés par carbonisation
(pyrolyse) sous trois températures de pyrolyse 450, 650 et 850°C et en trois temps de pyrolyse
de 30, 60 et 120 min. Deux adsorbants ont été préparés par activation chimique à l’aide de
NaOH et H2SO4. Les caractéristiques chimiques et structurales des adsorbants ont été
examinées par l’utilisation de l’analyse chimique globale (taux de cendres, matières volatiles
et carbone fixe), de l’analyse chimique de surface (pH en solution, pHPZC, titrage de Boehm et
la spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourrier (FTIR)) et de l’analyse morphologique
(détermination de la surface spécifique de BET).
L’adsorption, en mode batch, du phénol et du 2-chlorophénol (2-CP) sur l’adsorbant
préparé par activation chimique à l’acide sulfurique SBA à été étudiée sous différentes
paramètres comme : le temps de contact, la concentration initiale du polluant, la dose de
l’adsorbant et le pH de la solution. Le processus d’adsorption des deux polluants a été
extrêmement rapide et l’adsorption de la forme moléculaire du phénol et du 2-CP a été
indépendante du pH.
Afin de déterminer la meilleure isotherme d’adsorption, les données expérimentales de
l’équilibre d’adsorption ont été analysées par le moyen des deux modèles classiques
d’isotherme : Langmuir et Freundlich qui a mieux représenté les résultats expérimentaux
obtenus. Le coefficient n du modèle de Freundlich a confirmé que le SBA est un bon
adsorbant pour l’élimination du phénol et du 2-CP.
Les modèles cinétiques du pseudo premier ordre PFO et pseudo-second ordre PSO ont
été utilisés pour analyser les données cinétiques obtenues à trois concentrations (50, 100 et
200 mg/l). Le modèle cinétique du pseudo second-ordre a été trouvé en assez bonne
concordance avec les résultats expérimentaux. L’application du modèle de la diffusion
intraparticulaire IPD a permis de conclure que le processus de diffusion intraparticulaire n’est
pas le seul impliqué dans l’adsorption du phénol et du 2-CP sur le SBA.
Les paramètres thermodynamiques déterminés dans le cas de l’adsorption du phénol
suggèrent que l’adsorption est physique et que le processus d’adsorption est spontané et de
nature exothermique.
L’adsorbant utilisé dans ce travail s’est montré comme un matériau performant dans
l’élimination du phénol et du 2-chlorophénol de l’eau, et peut être utilisé avec succès dans le
traitement des eaux usées.
