Adsorption du bleu de méthylène sur un déchet vert modifié

Abstract

Les déchets verts peuvent présenter un meilleur matériau brut pour la préparation de charbon actif de bonne qualité avec une capacité d’adsorption très élevée. Dans ce contexte, notre démarche se base sur l’utilisation d’un déchet vert (une plante) largement disponible dans notre région afin de produire un charbon actif. Dans notre étude, premièrement nous avons utilisé la plante dans sa totalité (feuilles, racine, fleurs) et par la suite nous avons uniquement utilisé les feuilles de la plante afin de faire une comparaison des performances d’adsorption. Les matériaux bruts ont été activé thermiquement (DT/DF) pour les appliquer à l'adsorption d’une solution aqueuse de colorant de famille xanthine, le Bleu de méthylène. L’étude de l’adsorption du BM, a montré que pour un temps d’équilibre de 30 minute pour les deux matériaux DT et DF donnaient respectivement un taux d’élimination de 95 et 81 %. Il a aussi été constaté que pour une concentration d’adsorbant de 20g/l nous obtenons un rendement de 90 et 81 % pour les matériaux DT et DF respectivement. Pour l’étude du pH les meilleurs rendements ont été obtenus à des valeurs de pH basiques. L’étude de l'isotherme a montré que le modèle de Langmuir simule mieux les isothermes à des valeurs de la constante KL de 0,27 et 0,08 correspondant à une capacite maximale d’adsorption de b de 4,41 et 4,35 mg/g pour le matériau DT et DF respectivement. En ce qui concerne le modèle cinétique appliqué, il s’agit du modèle de pseudo deuxième ordre car la valeur du coefficient de corrélation (R2=0,99) est proche de l’unité. La cinétique d’adsorption du BM par le matériau DT obéit à la cinétique de deuxième pseudo ordre par contre pour le matériau DF représenté partiellement par le modèle deuxième pseudo ordre. La quantité maximale adsorbée est qmax=2,97 et 2,18 pour le matériau DT et DF respectivement. Cette étude permet de montrer qu’un matériau peu couteux, tel qu’un déchet vert peut être valorisé dans le traitement des eaux polluées par des colorants. Un aspect encourageant pour le développement durable et la protection de l'environnement.

Mots clés : Valorisation, Adsorption, Déchet vert, Bleu de méthylène.

Abstract Green waste can present a better raw material for the preparation of good quality activated carbon with a very high adsorption capacity. In this context, our approach is based on the use of a green waste (a plant) widely available in our region to produce activated carbon. In our study, we first used the plant in its entirety (leaves, root, flowers) and then we only used the leaves of the plant in order to make a comparison of the adsorption performance. The raw materials were thermally activated (DT/DF) to apply them to the adsorption of an aqueous solution of the dye of the xanthine family, methylene blue. The study of the adsorption of BM showed that for a 30-minute equilibrium time for the two materials, DT and DF gave a removal rate of 95 and 81%, respectively. It was also found that for an adsorbent concentration of 20g/l we obtain an efficiency of 90 and 81% for DT and DF materials respectively. For the pH study, the best yields were obtained at basic pH values. The study of the isotherm showed that the Langmuir model better simulates the isotherms at values of the KL constant of 0.27 and 0.08 corresponding to a maximum b adsorption capacity of 4.41 and 4.35 mg/g for the DT and DF material respectively. As far as the applied kinetic model is concerned, it is the pseudo second-order model because the value of the correlation coefficient (R2=0.99) is close to unity. The kinetics of BM adsorption by the DT material obey the second-pseudo-order kinetics, on the other hand, for the DF material, partially represented by the second-pseudoorder model. The maximum amount adsorbed is qmax=2.97 and 2.18 for DT and DF respectively. This study shows that an inexpensive material, such as green waste, can be recovered in the treatment of water polluted by dyes. This is encouraging for sustainable development and environmental protection.

Keywords : Valorization, Adsorption, Green waste, Methylene blue

ملخص يمكن أن تقدم النفايات الخضراء مادة خام أفضل لإعداد الكربون المنشط عالي الجودة مع قدرة امتصاص عالية جدا. في هذا السياق ، يعتمد نهجنا على استخدام النفايات الخضراء )مصنع( المتاحة على نطاق واسع في منطقتنا لإنتاج الكربون المنشط. في دراستنا ، استخدمنا النبات بالكامل أولا )الأوراق ، الجذر ، الزهور( ثم استخدمنا أوراق النبات فقط من أجل إجراء مقارنة بين أداء الامتزاز. تم تنشيط المواد الخام حراريا ) DT / DF ( لتطبيقها على امتزاز محلول مائي لصبغة عائلة الزانثين ، الميثيلين الأزرق. أظهرت دراسة امتزاز BM أنه لمدة 30 دقيقة من وقت التوازن للمادتين ، أعطى DT و DF معدل إزالة 95 و 81 ٪ على التوالي. وقد وجد أيضا أنه بالنسبة لتركيز الممتزات البالغ 20 جم / لتر ، نحصل على كفاءة 90 و 81 ٪ لمواد DT و DF على التوالي. بالنسبة لدراسة الأس الهيدروجيني ، تم الحصول على أفضل الغلة عند قيم الأس الهيدروجيني الأساسية. أظهرت دراسة متساوي الحرارة أن نموذج Langmuir يحاكي بشكل أفضل متساوي الحرارة عند قيم ثابت KL 0 . 27 و 0.08 المقابلة لقدرة امتصاص b القصوى البالغة 4.41 و 4.35 mg / g لمادة DT و DF على التوالي. بقدر ما يتعلق الأمر بالنموذج الحركي المطبق ، فهو نموذج شبه من الدرجة الثانية لأن قيمة معامل الارتباط ) R2 = 0.99 ( قريبة من الوحدة. من ناحية أخرى ، فإن حركية امتزاز BM بواسطة مادة DT تطيع حركية الترتيب الزائف الثاني ، لمادة DF ، ممثلة جزئيا بنموذج الترتيب الزائف الثاني. الحد الأقصى للكمية الممتصة هو qmax = 2.97 و 2.18 ل DT و DF على التوالي. تظهر هذه الدراسة أنه يمكن استرداد مادة غير مكلفة ، مثل النفايات الخضراء ، في معالجة المياه الملوثة بالأصباغ. وهذا أمر مشجع للتنمية المستدامة وحماية البيئة.

الكلمات المفتاحية : التثمين، الامتزاز، النفايات الخضراء، الميثيلين الأزرق.