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June 2002 Phys. Chem. News 6 (2002) 101-109 PCN 101 LA DECOLORATION DES REJETS

June 2002 Phys. Chem. News 6 (2002) 101-109 PCN 101 LA DECOLORATION DES REJETS LIQUIDES DE TEXTILE PAR ELECTROCOAGULATION A. Jarmany1, A. Kheribech1, M. Mountadar2* 1 Laboratoire d’Electrochimie Appliquée, Faculté des Sciences, B.P. 20, 24000 El Jadida, Morocco 2 Laboratoire de l’eau et de l’Environnement Unité de Chimie Analytique et Génie de l’Environnement, Faculté des Sciences, B.P. 20, 24000 El Jadida, Morocco * Corresponding author. E-mail : Mountadar@caramail.com Received : 09 November 2001; revised version accepted :21 February 2002 Abstract In the present study we are interested in the treatment of the industrial wastewater rejection of textile by electrochemical method. The parameters which were varied during our experiments are the pH, the time of electrolysis and the current imput. The results obtained made it possible to develop a process of remove color where the percentages of removal can reach 100% for pH≥4, six minutes of electrolysis and 0.1A of current. This treatment allows also a significant removal of the D.C.O who exceeds 80% for a pH around to neutrality. The water, treated by these technique, respects the strengths Moroccan standards. Keywords : Textile wastewater; Color; Treatment; Electrochemical method. Résumé Dans cette étude, nous nous intéressons au traitement du rejet liquide industriel de textile par voie électrochimique. Les paramètres qui ont été variés au cours de nos expériences sont le pH, le temps d’électrolyse et le courant imposé. Les résultats obtenus ont permis d’obtenir des taux de décoloration pouvant atteindre 100% pour un pH supérieur à 4, un temps d’électrolyse correspondant à 6 minutes et un courant imposé égal à 0.1A. Ce traitement a permis également une élimination importante de la D.C.O qui dépasse 80% pour un pH proche de la neutralité. Les eaux traitées par cette technique respectent les normes Marocaines en vigueurs. Mots clés: Eau usée; Textile; Colorant; Traitement; Méthode électrochimique. 1. Introduction Dans les industries de textiles, les rejets polluants entraînent de sérieux problèmes sur l’environnement à cause de leur coloration intense, leurs teneurs élevées en matières organiques difficilement biodégradables (détergeant, tensioactifs …), en matières en suspension et en sels [1-3]. De nombreuses études ont été effectuées dans le but de traiter ces effluents en identifiant des méthodes économiques de traitement [3, 4] telles que les traitements : biologiques, par oxydation, par procédés membranaires, par adsorption sur matériaux et par coagulation-floculation [5-7]. Malheureusement, tous ces procédés de décoloration présentent des inconvénients majeurs qui résident dans plusieurs aspects [7, 8] et limitent ainsi le choix d’un tel procédé pour le traitement de ces eaux. Notre travail consiste à la décoloration par électrocoagulation [9-11]: il s’agit d’une électrolyse d’un effluent coloré provenant d’une société de confection industrielle installée à El Jadida. L’objectif de cette étude est de rendre l’effluent global incolore, plus biodégradable et à diminuer surtout ca D.C.O pour respecter les normes marocaines en vigueur. 2. Matériels et méthodes Pour effectuer le traitement électrochimique de l’effluent coloré nous avons procédé au montage électrochimique qui contient : deux électrodes anode et cathode (métal acier plan) qui sont espacées de 3 cm l’une de l’autre et sont plongées dans l’eau usée de textile . L’air total de la surface effective d’électrodes est 18 cm2. Le courant imposé est contrôlé par un ampèremètre. Dans chaque essai, on traite 150 ml d’échantillon; de l’eau usée dans la cellule électrolytique sous agitation. Le pH initial des échantillons est ajusté par HCl pour avoir un milieu acide et par NaOH pour avoir un milieu alcalin. A. Jarmany et al, Phys. Chem. News 6 (2002) 101-109 102 Toutes les mesures sont effectuées après filtration des échantillons traités et les électrodes sont bien polies par le papier abrasif avant chaque essai. La D.C.O, la décoloration, le pH et la C.E sont mesurés avant et après chaque traitement pour déterminer les conditions opératoires optimales. 3. Résultats et discussion 3.1 Caractéristiques des échantillons Dans le but de disposer de données réelles, on a utilisé des échantillons prélevés d’un effluent industriel d’une unité de textile installée dans la zone industrielle de la ville d’El Jadida. Actuellement, cet effluent subit un traitement chimique par coagulation-floculation avant d’être rejeté vers le milieu récepteur (la mer). Les eaux usées brutes sont caractérisées par plusieurs paramètres physico-chimiques et les valeurs moyennes des principales paramètres sont rassemblés dans le Tableau 1. On constate que ces eaux sont assez chaudes, de qualité physico-chimique variable en fonction de la nature du tissu lavé et des produits ajoutés pour le lavage (enzymes, pierres ponce, adoucissement, eau de Javel…). Mais, en général, ces eaux sont proches de la neutralité et sont très chargées en matières organiques, en matières en suspension et en sels dissous. Absorbance UV à Paramètres T (°C) pH CE (ms/cm) MES (mg/l) DCO (mg/l) 290nm 660nm Valeurs en moyennes 36 - 44 6.74 – 7.26 2.45 – 3.9 983-1130 1632-2856 1.8-2.98 0.42-1.57 Tableau 1 : Valeurs moyennes des paramètres physico-chimiques principales caractérisant l’effluent de textile. Les valeurs de la D.C.O de ces eaux sont caractéristiques d’un effluent de textile appartenant à la catégorie «très concentrée» selon la classification des effluents de textile ou de teinture [11]. Dans cette classification, on distingue trois groupes majeurs en fonction de la DCO du rejet: très concentré (D.C.O>1600mg/l); moyennement concentré (800mg/l<D.C.O <1600mg/l) et faiblement concentré (D.C.O<800mg/l). De plus, les valeurs de l’absorbance UV maximal à la longueur d’onde maximale (λmax=660nm) montrent que la coloration bleue de ces eaux est très intense. Par ailleurs, les analyses par spectroscopie UV visible (fig. 1) montre l’existence d’une autre bande d’absorbance UV à la longueur d’onde maximale λmax=290nm qui révèle la présence d’un autre chromophore dans le rejet et qui absorbe dans cette longueur d’onde. 3.2 Paramètres influençant le traitement 3.2.1 Influence du pH sur l’électrocoagulation Le pH initial de l’effluent de l’eau usée est un facteur opératoire important qui influence les performances du processus électrochimique. Pour démontrer son effet sur le rendement du traitement, le pH de l’effluent est ajusté entre 1 et 13. Le temps de traitement électrochimique est fixé à 5 minutes avec un courant imposé de 0.1A. Figure 1 : Absorbance UV visible du rejet liquide de textile. A. Jarmany et al, Phys. Chem. News 6 (2002) 101-109 103 0 2 4 6 8 10 12 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 pH initial pH final pH initial pH final Figure 2 : Le pH après le traitement électrochimique en fonction du pH initial. Les résultats obtenus sont représentés sur la figure 2 où l’on remarque qu’il y a deux parties distinctes : • Pour des pH initiaux (pH=3 à pH= 7), le pH final devient plus grand, donc il y a un abaissement d’acidité, ceci est dû essentiellement à la réduction des ions H+ au niveau de la cathode avec une observation claire de dégagement de l’hydrogène suivant la réaction : 2H+ + 2e- H2 * Pour des pH basiques (pH>8), il y’ a une faible diminution de pH ce qui revient à la consommation des ions OH- suivant la réaction suivante : Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 Cependant, la variation de la conductivité électrique (CE), représentée dans la figure 3, montre que pour chaque pH, il y a une très faible variation (inférieure à 0.8mS/cm) entre les CE avant et celles d’après le traitement électrochimique. Ainsi, ces CE suivent les mêmes variations en augmentant le pH de 1 à 13. Cette même figure montre aussi que les faibles valeurs sont enregistrés entre pH=7 et pH=8 ce qui est dû à la neutralité de l’eau. 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 pH CE (ms/cm) avant après Figure 3 : Variation de la conductivité électrique avant et après le traitement électrochimique. Les variations de la D.C.O représentée dans la figure 4 montrent que les valeurs de la D.C.O dépendent du pH de l’échantillon. En effet, elles diminuent légèrement à des pH acides, mais la diminution est importante pour des pH très alcalins (pH≥10) par effet de la coagulation chimique. Dans la figure 5, on représente les valeurs de la DCO avant et après le traitement électrochimique pour des pH compris entre 2 et 9. Il en ressort que les variations de la DCO après électrolyse suivent celles d’avant mais avec une forte diminution pour les pH compris entre 6 et 9. A. Jarmany et al, Phys. Chem. News 6 (2002) 101-109 104 0 1000 2000 3000 4000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH DCO(mg/l) Figure 4 : Variation de la DCO avant le traitement en fonction du pH initial. 0 1000 2000 3000 4000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pH DCO (mg/l) DCO avant DCO après Figure 5 : Variation de la DCO avant et après le traitement électrochimique en fonction du pH. En ce qui concerne la décoloration, la figure 6 présente l’absorbance UV du colorant avant et après le traitement électrochimique pour des pH qui varient de 1 à 13 : uploads/Sante/ 19-6-pdf.pdf