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HAL Id: hal-03174283 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03174283 Submitted on 19 Mar 2021 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Distributed under a Creative Commons Attribution| 4.0 International License Traitement des margines par électrocoagulation N. Sadif, M. Mountadar, F. Hanafi To cite this version: N. Sadif, M. Mountadar, F. Hanafi. Traitement des margines par électrocoagulation. Déchets Sciences et Techniques, INSA de Lyon 2008, 50, pp.8-12. 10.4267/dechets-sciences-techniques.1448. hal- 03174283 8 DÉCHETS - REVUE FRANCOPHONE D’ÉCOLOGIE INDUSTRIELLE - N° 50 - 2e TRIMESTRE 2008 - REPRODUCTION INTERDITE Résumé Les pays méditerranéens sont très concernés par les problè- mes de pollution causés par la production des margines, qui sont les effluents provenant de la production d’huile d’olive. Pour y faire face, les recherches scientifiques se multiplient pour proposer des alternatives au déversement direct de ces effluents dans le milieu naturel. Dans cette étude, nous nous intéressons au traitement des margines par voie électrochimique. Les paramètres opératoi- res étudiés sont le pH, le temps d’électrolyse et le courant imposé. Les résultats obtenus ont permis d’obtenir des taux de décoloration pouvant atteindre 95 % pour un pH égal à 7, un temps d’électrolyse de 15 minutes et un courant imposé égal à 0,5 A. Ces conditions ont permis également des abattements importants de la DCO. Mots clés : margine, procédés électrochimiques 1. Introduction Les pays méditerranéens sont confrontés à la problématique de l’élimination des margines provenant de la production d’huile d’olive. Ces dernières sont généralement rejetées dans le milieu naturel sans aucun traitement préalable, engen- drant ainsi des problèmes graves de pollution pour l’environ- nement. En effet, ces effluents ont un fort pouvoir polluant dû à une forte charge en demande chimique et biologique en oxygène (DCO et DBO5) [1 ; 2 ; 3] et à la présence de composés phénoliques et aromatiques qui sont très difficile- ment biodégradables [4 ; 5 ; 6]. De nombreuses études ont été effectuées dans le but de trai- ter ces effluents en proposant des méthodes économiques de traitement telles que les traitements biologiques [3 ; 10 ; 11 ; 12], les traitements chimiques par oxydation [3] ou par coagulation floculation [7 ; 8 ; 9]. Notre travail consiste à réduire la matière organique, la colo- ration et les phénols par électrocoagulation [13 ; 14 ; 15 ; 16]. Il s’agit d’une électrolyse d’un effluent coloré qui présente une forte charge en matière polluante, provenant de la région de Marrakech. L’objectif de cette étude est de traiter l’effluent pour le rendre incolore, pour diminuer sa DCO et son contenu en phénols, afin de respecter les normes marocaines en vigueur. 2. Matériels et méthodes Pour effectuer le traitement électrochimique de l’effluent, nous avons utilisé un montage expérimental composé de deux électrodes métalliques espacées de 2 cm et plongées dans l’effluent. L’aire totale de la surface effective d’électrode est 9 cm2. Le courant imposé est mesuré par un ampèremè- tre. Dans chaque essai, on traite 100 mL d’échantillon, dans la cellule électrolytique sous agitation. Le pH initial des échantil- lons est ajusté par ajout d’acide sulfurique pour obtenir un milieu acide et par ajout de chaux pour un milieu alcalin. Toutes les mesures sont effectuées après filtration des échan- tillons traités et les électrodes sont bien polies avec du papier abrasif avant chaque essai. La DCO, la décoloration, le pH, les polyphénols sont mesurés après chaque traitement pour déterminer les conditions opératoires optimales. 3. Résultats et discussion 3.1 Caractéristiques des échantillons Lors de cette étude, les essais ont été réalisés sur les eaux résiduaires diluées à 10 %. Ces eaux usées ont été choisies à cause de leur concentration en matière organique relative- ment élevée. Le tableau 1 ci-dessous présente les caractéris- tiques des margines utilisées. Tableau 1 : Caractéristiques des margines étu- diées. L’effluent est acide et fortement chargé (DCO = 152 g/L, concentration en polyphénols = 15 g/L). La coloration est considérée comme un indicateur de la pol- lution organique dissoute [12]. Les échantillons de margines étudiés présentent une coloration sombre (marron). Cette coloration est due en grande partie à la présence des com- posés phénoliques [18] et sa variation est liée à la distribution des types de ces composés [19]. Par ailleurs, les analyses par spectroscopie UV visible (figure 1) montrent l’existence des bandes d’absorbance UV aux alentours de 278 nm qui cor- respondent au domaine d’absorption des polyphénols. Traitement des margines par électrocoagulation N. Sadif, M. Mountadar, F. Hanafi Unité de chimie analytique et génie de l’environnement du Laboratoire de l’eau et de l’environnement Département de chimie, faculté des Sciences, Université Chouaib Doukkali - BP 20 – 24000 El Jadida, Maroc Pour toute correspondance : n_sadif@yahoo.fr ; mounta_dar@yahoo.fr 9 Traitement des margines par électrocoagulation Figure 1 : Absorbance UV visible des margines diluées. 3.2. Paramètres influençant le traitement des margines 3.2.1. Influence du pH sur l’électrocoagulation Le pH initial de la margine est un facteur opératoire impor- tant qui influence les performances du processus électrochi- mique. Pour démontrer son effet sur le rendement du traite- ment, le pH de la margine étudiée est ajusté entre 2 et 10. Le temps de traitement électrochimique et le potentiel sont fixés à 7 minutes et 22 V [17]. Les résultats obtenus sont représentés sur la figure 2, où l’on remarque qu’il y a deux parties distinctes : Figure 2 : pH après le traitement électrochimique en fonction du pH initial. • Pour des pH initiaux acides (pH = 2 à 7), le pH augmente pendant le traitement.Ceci est dû essentiellement à la réduction des ions H+ au niveau de la cathode avec un dégagement d’hydrogène (qui est observé) et une production d’ions Fe+3 suivant les réactions : 2H+ + 2 e- ¡ H2 Fe + 3H+ ¡ Fe+3+ 3e- • Pour les pH basiques (pH ≥ 9), il y a une faible diminution de pH due à la consommation des ions OH- selon la réaction suivante : Fe3+ + 3OH- ¡ Fe(OH)3 L’influence du pH sur la réduction de la DCO, de la colora- tion et des polyphénols a été étudiée. La variation de la DCO est représentée sur la figure 3. Sur toute la gamme de pH, les valeurs finales de DCO obtenues sont de l’ordre de 10 % (environ 15 % pour les pH très acides). Le pourcentage d’éli- mination de la DCO accuse 50,7 % à pH = 7 de la margine traitée. Figure 3 : Variation de la quantité de la DCO de la margine traitée en fonction du pH. Figure 4 : Absorbance UV visible pour différentes valeurs de pH. D’après la figure 4, on constate que le changement d’allure des spectres UV/visible est caractérisé par une diminution de l’intensité d’absorption à 278 nm en fonction du pH, ce qui correspond à la diminution de la matière organique et parti- culièrement des polyphénols. La mesure de l’absorbance, indice de la coloration du rejet à 395 nm (figure 5), montre que le pourcentage de la décoloration atteint 80 % pour les pH supérieurs à 2 et atteint 97,8 % pour les pH supérieurs à 7. On note également une réduction de 50 % de la DCO. Figure 5 : Pourcentage d’élimination de la DCO, absorbances à 395 nm et à 278 nm de la margine traitée en fonction du pH. DÉCHETS - REVUE FRANCOPHONE D’ÉCOLOGIE INDUSTRIELLE - N° 50 - 2e TRIMESTRE 2008 - REPRODUCTION INTERDITE 10 3.2.2. Cinétique du traitement électrochimique La détermination du temps de traitement électrochimique est nécessaire afin de connaître les conditions expérimenta- les optimales pour la dégradation de la matière organique nuisible (DCO et polyphénols) et la décoloration de l’effluent de margine. Pour faire cette étude cinétique, nous avons traité les échantillons à pH = 7 avec un courant imposé de 0,5 A et un potentiel de 22 V [6]. Les figures 6 et 7, qui représentent respectivement l’évolution de la DCO et les absorbances UV à 278 nm et à 395 nm, montrent qu’on a une forte diminution de la DCO qui atteint presque la moitié après 4 minutes et qui devient stable après 15 minutes de traitement avec une concentration finale de 4,2 g/L. Figure 6 : Variation de la quantité de la DCO de la margine traitée par électrocoagulation en fonction du temps. Dans la figure 7, on remarque que l’absorbance UV à 395 nm a fortement diminué après 20 minutes d’électrolyse et que l’absorbance à 278 nm devient presque stable à elle-même après 12 minutes de traitement. Figure 7 : Absorbance UV maximals de la coloration à 395 nm et des phénols à 278 nm en fonction du temps. La figure 8, représentant les pourcentages d’élimination de la uploads/Sante/ 2-sadif.pdf