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Etude de la dynamique d’adsorption pour l’élimination des polluants organiques dans l’eau
(2025-10-29) MAHI, Chaima; BENAKCHA, Souha
Le but de notre travail est l’étude de l’élimination des composés organiques dans l’eau par adsorption en batch et dans un lit de charbon actif en grain. Ce travail porte sur l’étude de l’élimination de deux polluants organiques couramment présents dans les eaux usées, à savoir le phénol et le bleu de méthylène, par adsorption sur charbon actif en grain (CAG). Les performances du procédé ont été évaluées en mode discontinu (batch) et en mode continu (lit fixe), en considérant le cas de polluants seuls ainsi que celui de leur mélange, afin d’analyser l’effet compétitif entre les deux composés. En mode batch, l’étude des isothermes d’adsorption a montré que les modèles de Langmuir, Freundlich et Temkin décrivent correctement l’adsorption du phénol et du bleu de méthylène sur le CAG, avec une meilleure adéquation globale du modèle de Langmuir, indiquant une adsorption majoritairement en monocouche. Les résultats révèlent une capacité d’adsorption plus élevée pour le bleu de méthylène comparativement au phénol, traduisant une plus grande affinité du CAG pour le colorant. L’étude cinétique a mis en évidence que l’adsorption des deux polluants suit principalement le modèle du pseudo-second ordre, suggérant que le mécanisme d’adsorption est dominé par des interactions de type physico-chimique. Le modèle de diffusion intra-particulaire a montré que la diffusion dans les pores intervient dans le processus sans toutefois constituer l’unique étape limitante. En système continu, les courbes de percée ont permis d’analyser l’influence des paramètres opératoires. Les résultats montrent que l’augmentation de la concentration initiale et du débit d’alimentation entraîne une diminution des temps de percée et de saturation, tandis que l’augmentation de la masse de charbon actif améliore significativement les performances du lit en retardant la saturation. Les modèles dynamiques de Thomas et de Yoon–Nelson ont été appliqués avec succès aux données expérimentales, présentant de bons coefficients de corrélation et permettant d’estimer les paramètres caractéristiques de la colonne. L’étude du mélange phénol–bleu de méthylène a mis en évidence un effet compétitif marqué, se traduisant par une diminution de l’adsorption du phénol en présence du bleu de méthylène, ce dernier présentant une affinité plus élevée pour les sites actifs du CAG. En conclusion, les résultats obtenus confirment l’efficacité du charbon actif en grain pour l’élimination des polluants organiques étudiés, aussi bien en mode batch qu’en mode continu, et soulignent l’importance de la prise en compte des phénomènes de compétition lors du traitement d’eaux contenant plusieurs contaminants.