ETUDE DES INTERACTIONS DU SULFATE D’ALUMINIUM AVEC DES COMPOSES PHENOLIQUES ET INCIDENCE DE LA DURETE CALCIQUE ET MAGNESIENNE DES EAUX

Le présent travail a pour but d’observer l’efficacité de la coagulation-floculation par le sulfate d’aluminium sur l’élimination de composés phénoliques (phénol et pyrogallol). Les essais se sont déroulés d'une part sur des solutions synthétiques de composés organiques d’eau distillée enrichies par les ions de calcium et de magnésium introduits sous différentes forme (CaCl2,2H2O ; CaSO4,2H2O ; CaCO3 ; MgCl2,6H2O ; MgSO4,7H2O), et d'autre part sur des eaux de forages algériennes de caractéristiques physico-chimiques différentes. L’ajout de sels minéraux semble améliorer les rendements d’élimination de composés phénoliques testés et avoir un effet sur la gamme de pH optimal de coagulation. L’application de ce procédé à des eaux minéraliseés (eaux de forage), aboutit à une amélioration des rendements comparés à ceux de l'eau distillée. Les résultats obtenus ont ainsi montré que l’efficacité du procédé dépend du nombre et de la position des groupements phénoliques sur les molécules. Les principaux mécanismes seraient soit une adsorption physique, soit un échange de ligand ou une complexation à la surface des flocs d’hdroxydes d’aluminium.  The purpose of this study is to observe the effectiveness of coagulation-floculation by of the aluminum sulphate on the removal of organic compounds based on phenolic (phenol and pyrogallol). Trials were conducted on the one hand on synthetic solutions of organic compounds distilled water enriched by ions of magnesium and calcium introduced in various form (CaCl2,2H2O ; CaSO4,2H2O ; CaCO3 ; MgCl2,6H2O ; MgSO4,7H2O), and on the other hand with Algerian drilling waters of different physicochemical characteristics. The addition of minerals seems to improve the yields of elimination of phenolic compounds tested and have an effect on the optimal pH range of coagulation. An application of this process of mineralized waters (water drilling) leads to improved yields compared with distilled water. The experimental results showed that the process efficiency depends on the number and position of phenolic groups on molecules. The main mechanisms would be either a physical adsorption,an exchange of ligand or complexation on the floc surface of aluminum hydroxide

Incidence de la coagulation-floculation des eaux sur l’élimination de la matière organique aromatique en présence de sels calciques, sulfatés et phosphatés.

L’objectif de notre travail a été d’apprécier l’impact de sels minéraux calciques, sulfatés et phosphatés communément présents dans les eaux à traiter sur l’élimination de composés organiques aromatiques au cours du processus de la coagulation-floculation par le sulfate d’aluminium. Les composés organiques testés sont d’une part, des substances humiques de type humate de sodium, et d’autre part des structures plus ou moins complexes qui se rapprochent le plus de la structure de base des substances humiques (Acide pyromelitique, phénylalanine et catéchol). Les essais de Jar-Test ont été réalisés sur des composés aromatiques dissous dans l’eau distillée seule puis enrichie en sels minéraux et enfin dans des eaux naturelles (eaux souterraines et superficielles), en variant différents paramètres réactionnels tels que le dosage du coagulant, les concentrations initiales des composés organiques, le pH et la force ionique du milieu. L’ajout de sels minéraux a montré une influence notable sur l’abattement des substances humiques et les composés aromatiques simples testés. L’élimination de ces composés a été influencée par le pH qui permet de conditionner d’une part la forme de l’aluminium et la forme de l’électrolyte et d’autre part la structure chimique de ces composés et leurs groupements fonctionnels. Certains anions minéraux tels que les sulfates, les phosphates ou les chlorures peuvent en effet être considérés comme des ligands pouvant entrer en compétition avec les COOH et complexer l’ion aluminium. Toutefois, les éléments constitutifs de la dureté (calcium, magnésium) peuvent provoquer un effet promoteur de la floculation grâce à des phénomènes de pontage ou de complexation avec les composés organiques. L’élimination des composés organiques testés semble fortement dépendre des interactions possibles entre la matrice minérale des eaux et les groupements fonctionnels hydroxylés, carboxylés et aminés de la matière organique aquatique

Coagulation-floculation au sulfate d’aluminium de composés organiques phénoliques et effet de sels de calcium et de magnésium

L’objectif de la présente étude est d’observer l’efficacité de la coagulation-floculation par le sulfate d’aluminium sur l’élimination des composés organiques à fonctions phénoliques (phénol et pyrogallol). L’intérêt s’est porté plus particulièrement sur l’incidence de sels minéraux constitutifs de la dureté « calcium et magnésium » et souvent présents dans la matrice minérale des eaux algériennes.Des essais de Jar-Test ont été réalisés sur les deux composés phénoliques dissous dans l’eau distillée seule, puis enrichie en sels minéraux. Ces essais ont été réalisés sur des solutions synthétiques d’eau distillée enrichies par les ions de calcium et de magnésium introduits sous différentes formes (CaCl2•2H2O; CaSO4•2H2O; CaCO3; MgCl2•6H2O; MgSO4•7H2O) et, enfin, avec les eaux souterraines de la région. Différents paramètres réactionnels ont été variés (ex. : l’effet du pH et l’influence de la teneur en sels) et cette approche a permis une meilleure compréhension des mécanismes d’interactions composés phénoliques / sels calciques et magnésiens.Les résultats obtenus indiquent que l’efficacité du procédé dépend du nombre et de la position des groupements phénoliques sur les molécules. Les principaux mécanismes seraient soit une adsorption physique, soit un échange de ligand ou une complexation à la surface des flocs d’hydroxydes d’aluminium. L’ajout de sels minéraux semble améliorer les rendements d’élimination de composés phénoliques testés et avoir un effet sur la gamme optimale de pH de coagulation. Une application de ce procédé à des eaux minéralisées (eaux de forage) de la région de Biskra, située au sud-est de l’Algérie, a abouti à une amélioration des rendements comparés à ceux dans de l'eau distillée.The objective of this study was to observe the effectiveness of coagulation-flocculation by aluminum sulfate on the removal of organic compounds with phenolic functional groups (phenol and pyrogallol). The work focused on the impact of the inorganic components of water hardness, calcium and magnesium, which are often present in the inorganic matrix of Algerian waters. Jar-test trials were conducted on the two phenolic compounds dissolved in distilled water only and then in water enriched with mineral salts. The tests were performed on synthetic solutions of distilled water enriched with calcium and magnesium ions, introduced in various forms (CaCl2•2H2O; CaSO4•2H2O; CaCO3; MgCl2•6H2O; MgSO4•7H2O). Several reaction parameters were varied, notably the pH and the salt content, and this approach yielded a better understanding of the mechanisms of interaction between phenolic compounds and calcium/magnesium salts.The obtained results indicate that the process efficiency depends on the number and position of phenolic groups on the organic molecules. The main mechanisms could be a physical adsorption, a ligand-exchange reaction or surface complexation on the aluminum hydroxide floc. The addition of inorganic salts appears to improve removal efficiencies for the tested phenolic compounds and affects the optimal pH range for coagulation. The application of this method to mineralized waters (well water), collected in the region of Biskra located in the southeastern Algeria, resulted in improvement of yields, compared to those obtained in distilled water

Adoucissement des eaux souterraines de la région orientale du Sahara septentrional algérien : cas de la région de Biskra

Dans la ville de Biskra, l’alimentation en eau potable des habitants et l’irrigation des cultures reposent sur l’exploitation des eaux souterraines des aquifères du Sahara Septentrional. L’un des enjeux majeurs pour la durabilité de l’utilisation de cette ressource est la qualité des eaux de certains aquifères (Phréatique et Miopliocène). Ces dernières sont fortement minéralisées (entre 2 et 3 g∙L‑1 de sel dissous). Leur faciès chimique dominant est le sulfaté-chloruré avec un excès de chlorures, supérieur à la norme de l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) de 250 mg∙L‑1. Afin de remédier à ce problème de salinité et dans le but de développer une technique d’adoucissement fiable et économiquement soutenable, nous avons dans ce travail expérimenté deux procédés d’adoucissement partiel, la coagulation-floculation au sulfate d’aluminium d’une part et la précipitation à la chaux éteinte Ca(OH)2 d’autre part. Les principaux résultats confirment que l’élimination des ions chlorures est plus ou moins faible, pour les deux procédés testés et sont respectivement de 29,7 % et de 19,1 %. Nous avons également mis en évidence que le traitement des eaux à la chaux éteinte était plus efficace, les ions sulfates étant réduits à 73,3 %. Toutefois, ce procédé a augmenté le pH des eaux traitées, ce qui a nécessité en aval un ajustement de ce dernier. De même, la concentration en ions bicarbonates a diminué d'environ 85 % car l'emploi de la chaux agit non seulement sur les chlorures et les sulfates associés aux ions calcium et magnésium, mais aussi sur les bicarbonates. Ces essais ont également permis de justifier le choix de la méthode la plus adaptée techniquement et économiquement pour l’adoucissement des eaux de la région d’étude.In Biskra drinking water supply for inhabitants and the irrigation of crops are based on the exploitation of the groundwater aquifers of the northern Sahara. One of the major challenges for the sustainability of use of this resource is water quality of some aquifers (phreatic and Miopliocene). These are highly mineralized (between 2 and 3 g∙L‑1 of dissolved salt), the dominant chemical facies being sulphate-chloride with an excess of chlorides higher than the World Health Organization (WHO) standard (250 mg∙L‑1). To remedy this problem of salinity and in order to develop a reliable and economically sustainable softening technique, we have tested two partial softening processes in this work, coagulation-flocculation with aluminum sulphate on the one hand and precipitation with slaked lime Ca(OH)2 on the other. The main results confirm that the removal of chloride ions is low for both tested processes, 29.7% and 19.1% respectively. We have also demonstrated that water treatment with slaked lime was more efficient, sulphate ions being reduced to 73.3%. However, this process increased the pH of the treated water and required a subsequent pH adjustment. Similarly, the concentration of bicarbonate ions decreased by about 85% because the use of slaked lime acts not only on chlorides and sulphates associated with calcium and magnesium ions, but also on the bicarbonate ions. These tests were also used to justify the choice of the most appropriate method technically and economically for softening water in the study are