Élaboration et régénération d’un adsorbant naturel à base de déchets alimentaire pour l’élimination de colorants organiques

Abstract

تُعالج هذه الدراسة إشكالية التلوث المائي الناتج عن الملوثات العضوية، من خالل اعتماد مقاربة بيئية تهدف إلى تثمين النفايات الغذائية عبر تحويلها إلى مادة ماصة حيوية قابلة إلعادة االستخدام. تم تحضير هذا الممت ّز من بقايا غذائية محلية بطريقة بسيطة وفعالة، ثم تطبيقه في إزالة صبغة أزرق الميثيلين، باعتبارها نموذ ًجا للملوثات الصناعية المتكررة في مياه الصرف . شمل العمل توصيف المادة الماصة من خالل عدة اختبارات فيزيائية وكيميائية، مع دراسة تأثير مجموعة من العوامل التشغيلية مثل كمية الممت ّز، درجة الحموضة، درجة الحرارة، وزمن التالمس، من أجل تحديد الشروط المثلى لالمتزاز. وقد أظهرت النتائج أن الممت ّز يتمتع بكفاءة عالية وصلت إلى 96% في إزالة الملوث، مما يدل على فعاليته الكبيرة في التطبيقات البيئية. كما تم تقييم سلوك المادة الماصة وفق نماذج االمتزاز اإليزوثرمية لكل من Langmuir وFreundlich، حيث تبيّن أن ا مع البيانات التجريبية .أما من حيث الحركية، فقد تمت دراسة نماذج االمتزاز من نموذج Langmuir هو األكثر تطابقً المرتبة األولى والثانية، وأثبت نموذج المرتبة الثانية مالءمته األفضل لوصف سلوك االمتزاز . وأخي ًرا، تناولت الدراسة إمكانية تجديد المادة الماصة باستخدام مذيبات مختلفة، مما يعزز قابليتها إلعادة االستخدام ويجعلها خيا ًرا مستدا ًما واقتصاديًا لمعالجة المياه. الكلمات المفتاحية: الميثيلين األزرق، الماص الحيوي، ن.ب،. االمتزاز، التجديد، الصبغة. Abstract This study focuses on the valorization of food waste by transforming it into a natural adsorbent used for the removal of organic pollutants from contaminated water. The prepared adsorbent was obtained from local food residues through a simple and eco-friendly method and was applied to remove methylene blue (BM), a common dye found in industrial wastewater. The material was characterized using various physical and chemical techniques, and the influence of operational parameters such as adsorbent dosage, pH, temperature, and contact time was examined to optimize the adsorption process. The results demonstrated a high removal efficiency reaching 96%, indicating the strong potential of the prepared biosorbent in environmental applications. The adsorption behavior was modeled using Langmuir and Freundlich isotherms, where the Langmuir model provided the best fit to the experimental data. Additionally, adsorption kinetics were analyzed using pseudo-first-order and pseudo-second-order models, with the pseudosecond-order model offering the most accurate description of the process. Furthermore, regeneration tests were conducted using different solvents to evaluate the reusability of the biosorbent, supporting its potential as a sustainable and cost-effective solution for water treatment. Key words: Methylene blue, biosorbent, N.B, adsorption, desorption, regeneration, dye. Résumé Cette étude vise à valoriser des déchets alimentaires en les transformant en un biosorbant naturel, destiné à l’élimination du Bleu de méthylène (BM), un polluant organique courant dans les effluents industriels. Le matériau a été préparé à partir de résidus alimentaires locaux selon une méthode simple et respectueuse de l’environnement. La caractérisation du biosorbant a été réalisée par plusieurs techniques physiques et chimiques, et l’effet de paramètres tels que la masse, le pH, la température et le temps de contact a été étudié. Les résultats ont mis en évidence une efficacité d’adsorption atteignant 96 %, traduisant une performance élevée du matériau. L’étude isothermique a été conduite à l’aide des modèles de Langmuir et Freundlich, avec une bonne adéquation du modèle de Langmuir aux données expérimentales. Du point de vue cinétique, le modèle du pseudo-deuxième ordre a montré une meilleure description du processus d’adsorption que celui du premier ordre. Enfin, la régénération du biosorbant a été explorée à l’aide de différents solvants, confirmant son potentiel de réutilisation dans une perspective durable et économique. Mots clés : Bleu de méthylène, biosorbant, N.B, adsorption, desorption, régénération, colorant.