Contribution a la valorisation d’un biosorbent local dans le traitement des eaux usées par le gaz naturel

Abstract

Dans cette étude, les fibres de Luffa Cylindrica (LC) ont été utilisées comme nouvel adsorbant biologique pour l'élimination des ions Pb (II), Zn (II), Cu (II) et Cr (VI) des eaux usées pétrolières de Hassi R'mel, Laghouat, Algérie. Ce biosorbant a été analysé par diffraction des rayons-X, microscopie électronique à balayage couplée à la spectroscopie des rayons X à dispersion d’énergie (MEB/EDS), spectroscopie infrarouge (IR) et l’analyse thermogravimétrique (TG -DTG). Dans des conditions optimales, la biosorption maximale des ions sur les fibres de LC s'est avérée être de 8,9, 4,67, 3,9 et 5,91 mg/g pour Pb (II), Zn (II), Cu (II) et Cr (VI), respectivement. Ces résultats ont montré que le biomatériau est efficace pour éliminer les ions Zn (II), Cu (II) et Cr (VI) des eaux usées pétrolières mais qu'il n'est pas suffisant pour éliminer tout le Pb (II) existant dans les eaux usées industrielles de Hassi R'mel. Ainsi, un nouveau biosorbent a été développé à partir de la microalgue verte unicellulaire Chlorella pyronoidosa immobilisée dans le luffa Cylindrica (CP-LC) pour l'élimination des ions plomb. La capacité de biosorption maximale et le rendement de biosorption de Pb (II) ont été obtenus à 123 mg/g et 41,36 %, respectivement. Dans la conception expérimentale du processus d'élimination du Pb (II), un nouveau modèle mathématique a été développé pour prédire les données d'équilibre. Les résultats de la réalisation de ce modèle ont considérablement amélioré une approximation des données expérimentales avec un (R²= 0,999) et des valeurs d'erreur très faibles. Les facteurs thermodynamiques calculés (∆G°, ∆H°, ∆S°) ont indiqué que tous les bioprocédés étaient spontanés et exothermiques. Enfin, nos résultats suggèrent que la méthode d'adsorption assistée par luffa Cylindrica native et immobilisée a une grande capacité à éliminer les métaux lourds à partir des eaux usées industrielles. Mots clés : Algue, luffa Cylindrica, biosorption, cinétique, modèle mathématique, eau industrielle.