research

Adsorption des matières organiques des eaux usées urbaines sur la bentonite modifiée par Fe(III), Al(III) et Cu(II)

Abstract

Une argile naturelle, la bentonite de Maghnia (ouest d’Algérie), a été purifiée et caractérisée par calcination, pH‑métrie, IR, XRD et SEM. Les résultats obtenus ont montré que l’argile a une conductance de 66,4 µS, une capacité d’échange cationique (CEC) de 0,91 méq/g et contient 12 % de matières organiques. Les caractérisations par IR, XRD et SEM ont montré que la bentonite de Maghnia (B) est composée de quartz comme impureté majeure, d’illite (7 %) et principalement de montmorillonite.Cette argile a été saturée au sodium (Na+) et associée au fer (III), à l’aluminium (III) et au cuivre (II). Ces derniers sont insérés, par couple (Al-Cu, Fe-Cu et Fe-Al, 50 ‑ 50 % en atomes), dans l’espace inter-feuillets de la montmorillonite sodée. Le rapport massique métaux/B est égal à 0,0625.Les échantillons obtenus sont appliqués pour fixer les matières organiques (MO) des eaux usées, très chargées, de la ville de Sidi Bel-Abbès (ouest d’Algérie). Ces matières organiques représentent 60 % des matières en suspension (MES).L’adsorption des MO a été suivie par photométrie à 470 nm et à température ambiante (20 °C). Cette adsorption a été ajustée au modèle de Freundlich dans le cas de la bentonite et au modèle d’Elovich dans le cas de la bentonite modifiée. Sur l’argile seule l’adsorption des MO est en monocouche, alors qu’elle est en multicouche sur tous les trois autres systèmes. Les taux de fixation des matières organiques sont égaux à 67,1; 76,0; 82,6 et 87,7 % respectivement sur B, Al‑Cu/B, Fe‑Cu/B et Fe‑Al/B. Ces systèmes ont des capacités maximales d’adsorption (qm), respectives, de 570; 860; 890 et 1 010 mg MO/g. Les systèmes au fer sont les plus performants, en particulier Fe‑Al/B.Clay functions as a recyclable surfactant support for the adsorption and subsequent combustion of organic pollutants. The fact that this technology is coupled with general water treatment processes is in itself advantageous. The adsorption of organic matter (OM) from the urban wastewater of Sidi Bel-Abbes City (western Algeria) onto modified clays was investigated in this study. Bentonite from Maghnia (western Algeria) was used in a purified form. The natural clays were washed several times with distilled and deionised water and were completely dispersed in water. After 17 hours at rest, the dispersion was centrifuged for one hour at 2400 rpm. The size of the clay particles obtained was  0.96 and KE = 2•10‑3, 15•10‑3 and 11•10‑3 L•g‑1 respectively for Al-Cu/B, Fe-Cu/B and Fe-Al/B). The adsorption was in monolayers on bentonite and in multilayer form on the other systems. The degree of OM removal was 67.1, 76.0, 82.6 and 87.7% respectively for bentonite (B), Al-Cu/B, Fe-Cu/B and Fe-Al/B. The maximal adsorption capacities (qm) for these systems were: 570, 860, 890 and 1010 mg OM•g‑1, respectively for the four sorbents. The qm values indicate the degree of surface covering of the solid phase (θ); this coverage was 0.80, 0.72 and 0.86 respectively for Al-Cu/B, Fe- Cu/B and Fe-Al/B.The systems containing iron were powerful, particularly Fe-Al/B; this system was able to completely remove the organic matter found in the wastewater. The result was confirmed by the abatement of the COD. This parameter decreased from 537 to 55 mg/L in a trial where one litre of wastewater was treated with 0.67 g of bentonite and 42 mg of Fe-Al/B (50/50 atomic ratio)

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