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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement supérieure et de la recherche scientifique Université des sciences et technologies houari Boumediene Faculté de Génie mécanique et Génie des Procédés En vue l’obtention du diplôme MASRER En Génie des procédés Option Ingénierie et Gestion des eaux Thème Proposé par : Présenté par : Mme. DJEDOUANI DJAMILA Mlle. MERBOUCHE AMINA Mlle. BELARBI WISSEM Soutenu le Mardi 15 Septembre 2020 devant le jury composé de : Mlle. WAFI NESRINE Présidente MCB USTHB Mme. BRAHEMI LAMIA Examinatrice MAB USTHB Mme. DJEDOUANI DJAMILA Promotrice MCB USTHB Promotion 2019/2020 Elimination d’un colorant Bleu de Méthylène (BM) par adsorption sur le CAP Tout d’abord, nous remercions le Dieu, de nous avoir donné la force, la Volonté et le courage afin d’accomplir ce modeste travail. Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude et nos vifs remerciements les plus reconnaissants à notre encadreur, Mme Djedouani pour ses orientations, ses conseils avisent, sa générosité, à ses connaissances et nous le remercions aussi pour le temps qu’il nous a consacré. Nous voudrions remercier Mlle.N.WAFI qui nous a fait le grand honneur d'accepter la présidence de notre jury de mémoire dans cette période sensible et dure. Nous tenons aussi à remercier Mme.L.BRAHEMI pour avoir accepté d'examiner ce travail et de faire partie du jury. Merci également à tous ceux qui ont participé de loin ou de prés à la réalisation de ce travail, et à mes enseignants qui nous ont suivies tout au long de notre cursus universitaire, qu’ils trouvent ici notre profonde reconnaissance. Finalement, nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à nos familles et nos amis(es) qui ont toujours nous encourager, nous aider et nous supporter tout au long des années. Dédicaces La vie n’est qu’un rêve tout commence puis s’achève, il y’a toujours un salut pour faire un début, il ya aussi une fin pour finir notre chemin et on doit se quitter pour se voir demain. C’est avec un grand plaisir que je dédie ce modeste travail : A celle qui a été toujours à mes cotés et à la personne la plus chère au monde : à toi ma mère. A celui qui a combattu toute sa vie pour procurer tout ce dont j’avais besoin, celui qui m’a soutenu tout au long de mon parcours : à toi mon père. J’espère toujours rester fidèle aux valeurs morales que vous m’avez apprises. « Que Dieu vous gardes et vous accordes longue vie » A mes très chères soeurs : Asma, khadidja, Assia, Hiba et mon petit frère adoré Abderaouf. A mon fiancé Abdelkader, qui a su me réconforter, me redonner du Courage et m’épauler lors des moments difficiles. A mes milleures copines : Selma, Nesrine, Djihen, Zineb, Yasmine, Soumia, Hiba, Hanane, Asma, Nedjma, Wafaa. Aux les quelles je souhaite la réussite et le bonheur dans lavenir. A tous ceux qui sont proches de mon coeur et dont je n’ai pas cité le nom A mon binôme Wissem et sa famille. A.MERBOUCHE Dédicaces Tout d’abord et avant toute chose je remercie ALLAH de m’avoir donné le courage d’entamer et de finir ce mémoire dans cette condition, fruit de mes années de dur labeur. Je dédie ce modeste travail à : La lumière qui me montre le chemin quand je me sens perdue, Ma très chère mère ; Puisse DIEU la garder. A mon cher père qui m’a beaucoup soutenu ; Puisse DIEU le garder. A mes deux chers frères : Alla Eddine et Walid qui m’ont toujours encouragé et qui étaient toujours présents pour moi. A m’a chère sœur : Soumia qui m’a beaucoup encouragée. A mon soutien moral, ma chère sœur et copine : Yasmine. A mes chères copines. A m’a chère binôme : Amina et sa famille. A tous ceux qui sont proches de mon cœur. A Tous ceux qui m’ont soutenue de près ou de loin. W.BELARBI SOMMAIRE Liste des abréviations Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale……………………………………………………………………….. 1 Chapitre I : Pollution des eaux I.1 Introduction ………………………………………………………………………………3 I.2 Définition ………………………………………………………………………………... 3 I.3 Les sources de pollution………………………………………………………………….. 4 I.4 Les type de pollution……………………………………………………………………... 4 I.5 Impacts de la contamination ……………………………………………………………... 5 I.6 Les procédés de traitement ………………………………………………………………..6 I.7 Conclusion ………………………………………………………………………………. 7 Chapitre II : pollution des eaux par les colorants textiles et procédés de traitement II.1 Introduction …………………………………………………………………………… 8 II.2 Rejets de l’industrie textile……………………………………………………………. . 8 II.3 Les colorants textiles .......................................................................................…. 8 II.4 Bleu de méthylène dans l’industrie textile ……………………………………………10 II.5 Statistiques de l’industrie textile en Algérie …………………………………………….11 II.6 Nécessité de traitement des effluents textiles …………………………………………..12 II.7 Législation relatives aux rejets d’effluents textiles ……………………………………..12 II.8 Procédés de traitement des rejets textiles ……………………………………………….13 II.9 Conclusion ……………………………………………………………………………..15 Chapitre III : Le procédé d’adsorption III.1 Introduction ……………………………………………………………………………..16 III.2 Définition de l’adsorption……………………………………………………………….16 III.3 Type d’adsorption……………………………………………………………………… 16 III.4 L’adsorption sur charbon actif………………………………………………………..17 III.5 Cinétique d’adsorption………………………………………………………………..17 III.6 Le mécanisme d'adsorption d’un colorant……………………………………………17 III.7 Modélisation des cinétiques d’adsorption……………………………………….……18 III.8 Etude d’équilibre d’adsorption…………………………………………………..……20 III.9 Conclusion……………………………………………………………………………..23 Chapitre IV : Matériels et méthodes IV.1 Introduction.....................................................................................................................24 IV.2 Adsorbant commerciale……………….....…................................................................. 24 IV.3 Colorant d’étude…………………..………… .............................................................. 24 IV.4 Protocole analytique ….................................................................................................. 25 IV.5 Obtention des cinétiques ….............................................................................................29 IV.6 Etude paramétrique……………..………………………………………………………30 IV.7 Les isothermes d’adsorption.......................................................................................... 30 IV.8 Modélisation………..………………………………………………………………….30 IV.9 Conclusion…................................................................................................................ 31 Chapitre V : Résultats et discussion V .1 Introduction .....................................................................................................................32 V.2 Essai préliminaire….........................................................................................................32 V.3 Etude paramétrique…………………………………………………………………....33 V.4 Etude des mécanismes cinétique de l’adsorption ……………………………………...36 V.5 Etude d’équilibre…………………………………………………………………….....43 Conclusion Générale …………………………………….………………………………….45 Références bibliographiques Annexes Résumé Liste des abréviations Liste des abréviations OMS : Organisation mondiale de la santé DCO: Demande chimique en oxygène DBO: Demande biologique en oxygène BM : Bleu de méthylène CA : Charbon Actif PH : Potentiel d'Hydrogène A : Absorbance de la lumière (nm) g: Gramme K: Kelvin Kg: Kilogramme L : Litre m: Masse mg : Milligramme min : Minute ml : Millilitre mol : Mole POA : Procédé d’Oxydation Avancée T : Température UV : Ultra-violet V : Vitesse cinétique de dégradation μm: micromètre v : Volume °C : Degré Celcius C16H18N3SCI : Bleu de méthylène H2O2 : peroxyde d’hydrogène Liste des abréviations T.U.C* : Taux d’Utilisation des Capacités de production L: Langmuir H : Haute affinité qe: quantité du soluté adsorbée par unité de masse de l’adsorbant à l’équilibre kf: constante de Freundlich associée à la capacité d’adsorption n: paramètre énergétique de Freundlich, c-à-d l’affinité du soluté vis-à-vis de l’adsorbant Ce: concentration de l’adsorbat à l’équilibre dans la phase liquide (mg/l) qm : représente la capacité maximale d’adsorption kl: constante d'équilibre de Langmuir (L/g) ε: la porosité q: La quantité adsorbée (mg/g) C0: La concentration initiale de la solution de Bleu de méthylène (mg/L) V: Le volume de la solution (L) m: La masse de l’adsorbant (g) qe: la quantité adsorbée à l'équilibre (mg/g) qt: la quantité adsorbée au temps (mg/g) k1: constant de vitesse d'adsorption de pseudo-premier ordre k2: constant de vitesse d'adsorption de pseudo-second ordre qm: Quantité de substance adsorbée au maximum par unité de poids de l'adsorbant kf et 1/n: constantes de Freundlich DR : Dubinin- Redushkevich C.A.S.7440.: charbon actif commerciale Liste des figures Liste des Figures Chapitre II : pollution des eaux par les colorants textiles et procédés de traitement Figure II.1: Structure chimique du bleu de méthylène 10 Chapitre III : Le procédé d’adsorption Figure III.1 : Le mécanisme d’adsorption 18 Chapitre IV : Matériels et méthodes Figure IV.1 : Charbon actif en poudre C.A.S.7440 24 Figure IV.2 : Flacon de BM 25 Figure IV.3 : Structure chimique de BM 25 Figure IV.4 : Spectrophotomètre UV-Visible 26 Figure IV.5: Balayage spéctrophotométrique UV-Visisble de BM 27 Figure IV.6 : Courbe d’étalonnage de BM 28 Figure IV.7 : La centrifugeuse 29 Figure IV.8 : Les échantillons prélevés au cours du temps pour une cinétique d’adsorption de BM sur charbon actif 29 Chapitre V : Résultats et discussion Figure V.1: Résultats de l’essai préliminaire 32 Figure V.2: Aspect visuelle des solutions de BM après adsorption sur le C.A.S.7440 33 Figure V.3: Influence de la concentration initiale sur l’adsorption de BM par CA 34 Figure V.4: Influence de la masse d’adsorbant sur l’adsorption de BM sur CA 35 Figure V.5: Vérification des mécanismes diffusionnèlles : modèle de diffusion interne C0=2,5mg/l 36 Figure V.6: Vérification des mécanismes diffusionnèlles : modèle de diffusion interne C=13mg/l 37 Figure V.7: Vérification des mécanismes diffusionnèlles : modèle de diffusion interne C=500mg/l 37 Figure V.8: Vérification des mécanismes diffusionnèlles : modèle de diffusion externe C=2,5mg/l 38 Figure V.9: Vérification des mécanismes diffusionnèlles : modèle de diffusion externe C=13mg/l 38 FigureV.10: Vérification des mécanismes diffusionnèlles : modèle de diffusion externe C=500mg/l 39 Figure V.11: Mise en évidence des mécanismes chimiques : modèle de pseudo premier ordre pour C0=2,5mg/l 40 Liste des figures Figure V.12: Mise en évidence des mécanismes chimiques : modèle de pseudo premier ordre pour C0=13mg/l 40 Figure V.13: Mise en évidence des mécanismes chimiques : modèle de pseudo premier ordre pour C0=500mg/l 40 Figure V.14: Mise en évidence des mécanismes chimiques : modèle de pseudo second ordre pour C0=2,5mg/l 41 Figure V.15: Mise en évidence des mécanismes chimiques : modèle de pseudo second ordre pour C0=13mg/l 42 Figure V.16: Mise en évidence des mécanismes chimiques uploads/Geographie/ ilovepdf-merged-pdf.pdf