Valorisation des boues activées de la STEP de Sidi-Ali pour l'élimination des colorants organiques

Abstract

تُعالج هذه الدراسة إشكالية التلوث المائي الناتجة عن الميكروبات العضوية، من خالل اعتماد مقاربة بيئية تهدف إلى تثمين الحمأة المنشطة (الطمي) الناتجة عن محطة تصفية مياه الصرف الصحي بسيدي علي (مستغانم)، عبر تحويلها إلى مادة ماصة حيوية منخفضة التكلفة. تم تحضير هذه المادة الكربونية الخام بطريقة بسيطة من خالل التكييف الحراري (التجفيف عند 105 درجة المادة الماصة الحيوية 'ظفت ّ ّ مئوية، السحق والغربلة)، مع استبعاد التنشيط الكيميائي عمدا لتقليل التكاليف االقتصادية والبيئية. ُو المحضرة في دراسة مقارنة إلزالة صبغتين نموذجيتين في المحاليل المائية: أزرق الميثيلين (صبغة كاتيونية) والورق كونغو (صبغة أنيونية). شمل العمل دراسة تأثير مجموعة من العوامل التشغيلية في نظام الدفعات مثل جرعة الممتز، درجة الحموضة ،. درجة الحرارة، وزمن التالمس لتحديد الشروط المثلى لعملية االحتجاز(pH( وقد أظهرت النتائج التجريبية كفاءة امتزاز عالية لكال الملوثين. وبي'ن تقييم إيزوثرمات التوازن توافقا ممتازا مع نموذج فيما يخص نظام امتصاص أزرق الميثيلين. أما من حيث الحركية، فقد أثبت نموذج المرتبة الثانية (Langmuir"" (النغموير الزائفة مالءمته األفضل لوصف ديناميكية انتقال الكتلة لكال الصبغتين، مما يشير إلى تحكم بآلية االمتزاز الكيميائي. وأخيرا ، أكدت الدراسة الثرموديناميكية أن عملية االمتزاز ماصة للحرارة لكال النظامين، وتترافق مع زيادة في ختاما يُثبت هذا العمل أن استخدام الحمأة المنشطة الخام يمثل بدي ال بيئيا ، فعا ال العشوائية عند السطح البيني الفاصل بين المادة الصلبة والسائلة. ، واقتصاديا للغاية لمعالجة التدفقات الصناعية السائلة . . الكلمات المفتاحية:الحمأة المنشطة، محطة سيدي علي، مادة ماصة حيوية خام، االمتزاز، أزرق الميثيلين، االحمر كونغو، اإليزوثرمات، الحركية، الثرموديناميك Abstract This study addresses the critical issue of water pollution caused by organic micropollutants through an eco-friendly approach aimed at valorizing activated sludge from the Sidi Ali wastewater treatment plant (STEP) in Mostaganem into a low-cost bio-adsorbent. This raw carbonaceous material was prepared using a simple thermal conditioning process (drying at 105°C, crushing, and sieving), deliberately excluding any chemical activation to minimize both economic and environmental costs. The resulting bio-adsorbent was applied for the comparative removal of two model dyes in aqueous solutions: Methylene Blue (MB, cationic) and Congo Red (CR, anionic). The influence of key operational parameters, including adsorbent dose, pH, temperature, and contact time, was rigorously investigated in a batch system to optimize the retention process. The experimental results demonstrated high adsorption efficiency for both pollutants. Equilibrium isotherm evaluation showed an optimal correlation with the Langmuir model for the Methylene Blue retention system. Kinetic modeling revealed that the pseudo-second-order model was the most adequate to describe the mass transfer dynamics for both dyes, suggesting a chemisorptioncontrolled mechanism. Finally, the thermodynamic study confirmed the endothermic nature of the adsorption process for both systems, accompanied by an increase in randomness at the solid-liquid interface. In conclusion, this work demonstrates that the utilization of raw activated sludge represents a sustainable, high-performing, and highly cost-effective alternative for the treatment of industrial wastewater effluents. Keywords: Activated sludge, Sidi Ali STEP, Raw bio-adsorbent, Adsorption, Methylene Blue, Congo Red, Isotherms, Kinetics, Thermodynamics. Résumé Cette étude traite de la problématique de la pollution hydrique par les micropolluants organiques, en adoptant une approche éco-compatible qui vise la valorisation des boues activées de la STEP de Sidi Ali (Mostaganem) en un bio-adsorbant à faible coût. Ce matériau carboné brut a été préparé par un simple conditionnement thermique (séchage à 105°C, broyage et tamisage), excluant délibérément toute activation chimique afin de minimiser les coûts économiques et environnementaux. Le bio-adsorbant obtenu a été appliqué pour l'élimination comparative de deux colorants modèles en solution aqueuse : le Bleu de Méthylène (BM, cationique) et le Rouge Congo (RC, anionique). L'influence des paramètres opératoires, tels que la dose d'adsorbant, le pH, la température et le temps de contact, a été rigoureusement étudiée en système discontinu afin d'optimiser le processus de rétention. Les résultats expérimentaux ont mis en évidence une efficacité d'adsorption élevée pour les deux polluants. L'évaluation des isothermes d'équilibre montre une corrélation optimale avec le modèle de Langmuir pour le système de rétention du Bleu de Méthylène. Sur le plan cinétique, le modèle du pseudo-second ordre s'est révélé être le plus adéquat pour décrire la dynamique de transfert de masse des deux colorants, ce qui suggère un contrôle par chimisorption. Enfin, l'étude thermodynamique a confirmé le caractère endothermique de l'adsorption pour les deux systèmes, accompagnée d'une augmentation du désordre à l'interface solide-liquide. En somme, ce travail démontre que l'utilisation des boues activées brutes constitue une alternative écologique, performante et hautement économique pour le traitement des effluents industriels. Mots-clés : Boues activées, STEP de Sidi Ali, Bio-adsorbant brut, Adsorption, Bleu de Méthylène, Rouge Congo, Isothermes, Cinétique, Thermodynamique.