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European Scientific Journal December 2019 edition Vol.15, No.36 ISSN: 1857 – 78

European Scientific Journal December 2019 edition Vol.15, No.36 ISSN: 1857 – 7881 (Print) e - ISSN 1857- 7431 402 Traitement Expérimental Par Coagulation Floculation Des Effluents Brutes D’une Industrie Aéronautique À Casablanca (Maroc) S. Namoussi, Y. Errougui, M. Chlaida, A. Nahli, C. Merbouh, A. Naamane, S. El Amrani, N. Iounes, Laboratoire d'Ecologie et d'Environnement (LEE), Université Hassan II- Casablanca, Faculté des Sciences Ben M'sik, Sidi Othmane, Casablanca, Maroc Doi:10.19044/esj.2019.v15n36p402 URL:http://dx.doi.org/10.19044/esj.2019.v15n36p402 Résumé Les effluents de l’industrie de traitement de surface présentent souvent une forte charge en produits chimiques très toxiques qui doivent être traités conformément à une réglementation de plus en plus stricte. Dans ce travail, nous avons effectué une caractérisation des effluents liquides d’une unité de traitement de surface au Maroc qui a révélé une forte pollution colloïdale (Turbidité=131 NTU), une charge en matière oxydable élevée (DCO = 960 mg/l) et en éléments métalliques (Fer, cuivre, zinc, nickel, aluminium, chrome et cyanure). L’objectif de cette étude expérimentale consiste à appliquer un traitement physico-chique par coagulation-floculation à ces eaux uses industrielles toxiques en vue de les conformer aux normes de rejet dans le réseau d’assainissement local. En effet, ce traitement, précédé d’un ajustement du pH, une oxydation des cyanures et d’une réduction du chrome hexavalent, a abouti à une réduction très satisfaisante de la toxicité de ces effluents avec des taux d’abattement de 94% pour la DCO et jusqu'à 99 % pour la turbidité et charge métallique. Mots clés : Traitement de surface, rejets, caractérisation, coagulation/floculation, métaux lourds European Scientific Journal December 2019 edition Vol.15, No.36 ISSN: 1857 – 7881 (Print) e - ISSN 1857- 7431 403 Experimental Treatment By Coagulation Flocculation Of Raw Effluents From An Aerospace Industry In Casablanca (Morocco) S. Namoussi, Y. Errougui, M. Chlaida, A. Nahli, C. Merbouh, A. Naamane, S. El Amrani, N. Iounes, Laboratoire d'Ecologie et d'Environnement (LEE), Université Hassan II- Casablanca, Faculté des Sciences Ben M'sik, Sidi Othmane, Casablanca, Maroc Abstract Effluents from the surface treatment industry often have a high load o f highly toxic chemicals that need to be treated in accordance with increasing ly stringent regulations. In this work, we performed a characterization of liqu id effluents from a surface treatment unit in Morocco that revealed high collo idal pollution (Turbidity=131 NTU), high stainless material (COD=960 mg/l ) and metal elements (Iron, copper, zinc, nickel, aluminum, chromium and cy anide). The objective of this experimental study is to apply a physico-chemical treatment by coagulation-flocculation to these toxic industrial wastewater in order to comply with the discharge standards in the local sewage system. This treatment, preceded by pH adjustment, cyanide oxidation and reduction of hexavalent chromium, resulted in a very satisfactory reduction in toxicity of these effluents with abatement rates of 94% for COD and up to 99% for turbidity and metal load. Keywords: Surface Treatment, Discharges, Characterization, Coagulation/Fl occulation, Heavy Metals Introduction Les industries de traitement de surface font partie des secteurs d’activités industrielles les plus polluants car elles utilisent de nombreux European Scientific Journal December 2019 edition Vol.15, No.36 ISSN: 1857 – 7881 (Print) e - ISSN 1857- 7431 404 produits chimiques en particulier à bas de métaux et de diverses substances organiques ou/et minérales caractérisés par leur toxicité pour l’homme et l’environnement (Yatribi et al., 2000 ; Druart et al.,2016 ;Zongo, 2009). En effet, les effluents générés par ces industries contiennent entre autres des résidus tels que les cyanures, acides, bases et des métaux lourds (Nikel, Zinc, Cadmium, Chrome …)(Montvydienė et al., 2007; Crini et al., 2012; CARPP, 2002). Du fait de leur toxicité vis à vis de l’environnement, ces effluents industriels doivent être traités pour respecter les seuils imposés par la réglementation (SEMEMEE, 2010 ; MDMEMEE, 2014) avant leurs rejets au niveau du réseau d’assainissement ou dans le milieu naturel. Le traitement physico-chimique constitue souvent le procédé le plus appliqué pour éliminer ces polluants organiques et minéraux utilisés dans la plupart des industries de traitement de surface (Blais et al., 1999 ; Abid et al., 2010 ; Sancey et al., 2010). Au Maroc, la problématique majeure de ce type d’effluents réside dans le fait qu’ils ne sont pas toujours traités par la majorité des industries, ce qui peut porter atteinte au réseau d’assainissement local et aux équipements des stations d’épuration urbaines auxquelles ses industries sont raccordées (Chlaida et al., 2011). Au même moment, il y a un risque de contamination des ressources hydriques aussi bien superficielles que souterraines (Bouderka et al., 2016) voir même marines (Ayah et al., 2015 ; Siba et al., 2018) et littorales (Izougarhane et al., 2016). Ce travail s’intéresse au traitement des effluents liquides d’une filière de traitement de surface d’une industrie de fabrication de pièces aéronautiques située au niveau de la plateforme aéroportuaire Mohammed V à Casablanca. L’objectif est d’appliquer un traitement physico-chimique expérimental d’affinage par coagulation/floculation aux eaux usées issus des différents bains de traitement et rinçage. Auparavant, ces eaux usées, et avant leur rejet dans le réseau d’assainissement local, subissent un prétraitement de décyanuration/déchromatation pour éliminer les cyanures et transformer le chrome hexavalent(Cr6+) en chrome trivalent (Cr3+) en vue de se conformer aux valeurs limites stipulées dans les normes marocaines de rejets d’émission spécifiques aux industries de traitement de surface (SEMEMEE, 2010). Fonctionnement de la filière Description du procédé de traitement de surface Au sein de cette unité industrielle, les pièces aéronautiques fabriquées subissent un traitement de surface au sein d’une série de cuves intégrées dans les chaînes de production de l’entreprise (Figure 1). Ces cuves fonctionnent soit comme des bains de traitement et ou des bains de rinçage des pièces fabriquées (Khyati et al., 2004). European Scientific Journal December 2019 edition Vol.15, No.36 ISSN: 1857 – 7881 (Print) e - ISSN 1857- 7431 405 Figure : Composition générale de la chaîne de traitement de surface Les produits utilisées au niveau des bains de traitement, qui se retrouvent généralement dans les eaux en sortie de chaîne de production, sont formés de plusieurs espèces chimiques : acides, bases, métaux (chrome, nickel, aluminium, Fer …), cyanures, chrome hexavalent (Cr6+)(Crini et al., 2012). Quant aux bains de rinçage intercalés entre les différents bains de traitement, ils permettent de stopper et neutraliser les réactions chimiques et d’éviter également la contamination des bains avals (Laforest, 1999 ; Leveillard,2011). Les différents polluants issus des différentes cuves de traitement varient suivant le type de procédé de production lié au substrat à traiter et à la composition des bains utilisés (Tireche, 2008). Les rejets les plus concentrés en polluants correspondent aux eaux des bains de traitement qui sont vidangés une fois les éléments chimiques se présentent hors tolérances de fonctionnement. Les rejets dilués sont essentiellement constitués des eaux issues des bains de rinçage (Tatangelo, 2006). L’analyse de la composition physico-chimique de ces effluents (Tableau V) révèle une charge en matières oxydables (DCO), en matières en suspension (MES) et colloïdale (turbidité) importantes dépassant largement les valeurs limites de rejet stipulées dans les normes marocaines de rejets d’émission spécifiques aux industries de traitement de surface (SEMEMEE, 2010). Au même moment, le rapport DCO/DBO5 reste très élevé (32) confirmant que les eaux usées générées son très loin d’être biodégradables d’autant plus que les teneurs des différents éléments métalliques, à l’exception du Cu, s’avèrent élevées et non conformes aux normes précitées. Sur le plan quantitatif, l’entreprise consomme annuellement environ 4041 m3 d’eau potable et génère parallèlement chaque année 2367,58 m3d’eaux usées issues des bains de traitement (soit 522,88 m3 dont 14 ,52 m3 sont cyanurés, 177,69 m3 sont chromiques et 330,67 m3 sont acido-basiques) et des bains de rinçage (soit 1853,7 m3 dont 775,10 m3 sont chromiques, 10,8 m3 sont cyanurés et 1067,80 m3 sont acido-basiques). European Scientific Journal December 2019 edition Vol.15, No.36 ISSN: 1857 – 7881 (Print) e - ISSN 1857- 7431 406 Traitement des rejets par décyanuration et déchromatation Le cyanure, encore couramment employé dans la composition des bains (CARPP, 2002), est un produit à caractère très toxique qu’on doit convertir en substance moins toxique (Pareau, 1995 ; Roques, 1998). La méthode la plus utilisée à l’échelle industrielle, est l’oxydation du cyanure (CN¯ ) en cyanate (CNO¯ ) par l’hypochlorite de sodium (NaClO) à un pH supérieur à 9,5 selon la réaction globale (Tatangelo, 2006 ; Abid et al., 2010 ; Euvrard, 2017 ; Laforest ,1999) NaCN + NaClO→ NaCNO + NaCl La quantité d’hypochlorite de sodium utilisée, selon la concentration de cyanures à éliminer, a été déterminée suivant l’instruction contrôle de la société sous la référence IC-R5.05-098. Ainsi, pour l’oxydation d’1kg de cyanure (CN¯ ) en cyanate (CNO¯ ), il convient d’utiliser 22 litres d’hypochlorite de sodium (NaClO) commercial 47 à 50° chlorométriques. Le chrome, également employé dans la composition des bains de traitement (CARPP, 2002), est un produit à caractère toxique qui nécessite une déchromatation. La méthode la plus utilisée est la réduction du chrome hexavalent (Cr6+) en chrome trivalent (Cr3+) à l’aide du bisulfite de sodium (NaHSO3) à pH acide entre 1,8 et 2,5 (Abid et al., 2010 ; Sancey et al., 2010). Cette réduction est marquée par un changement très net de la coloration de la uploads/Industriel/ traitement-experimental-par-coagulation-floculation-des-effluents-brutes-d-x27-une-industrie-aeronautique-a-casablanca-maroc.pdf