Résumés
Résumé
L’objectif de la présente étude est d’observer l’efficacité de la coagulation-floculation par le sulfate d’aluminium sur l’élimination des composés organiques à fonctions phénoliques (phénol et pyrogallol). L’intérêt s’est porté plus particulièrement sur l’incidence de sels minéraux constitutifs de la dureté « calcium et magnésium » et souvent présents dans la matrice minérale des eaux algériennes.
Des essais de Jar-Test ont été réalisés sur les deux composés phénoliques dissous dans l’eau distillée seule, puis enrichie en sels minéraux. Ces essais ont été réalisés sur des solutions synthétiques d’eau distillée enrichies par les ions de calcium et de magnésium introduits sous différentes formes (CaCl2•2H2O; CaSO4•2H2O; CaCO3; MgCl2•6H2O; MgSO4•7H2O) et, enfin, avec les eaux souterraines de la région. Différents paramètres réactionnels ont été variés (ex. : l’effet du pH et l’influence de la teneur en sels) et cette approche a permis une meilleure compréhension des mécanismes d’interactions composés phénoliques / sels calciques et magnésiens.
Les résultats obtenus indiquent que l’efficacité du procédé dépend du nombre et de la position des groupements phénoliques sur les molécules. Les principaux mécanismes seraient soit une adsorption physique, soit un échange de ligand ou une complexation à la surface des flocs d’hydroxydes d’aluminium. L’ajout de sels minéraux semble améliorer les rendements d’élimination de composés phénoliques testés et avoir un effet sur la gamme optimale de pH de coagulation. Une application de ce procédé à des eaux minéralisées (eaux de forage) de la région de Biskra, située au sud-est de l’Algérie, a abouti à une amélioration des rendements comparés à ceux dans de l'eau distillée.
Mots-clés :
- Composés phénoliques,
- sels minéraux,
- coagulation-floculation,
- sulfate d’aluminium,
- dureté,
- pH
Abstract
The objective of this study was to observe the effectiveness of coagulation-flocculation by aluminum sulfate on the removal of organic compounds with phenolic functional groups (phenol and pyrogallol). The work focused on the impact of the inorganic components of water hardness, calcium and magnesium, which are often present in the inorganic matrix of Algerian waters. Jar-test trials were conducted on the two phenolic compounds dissolved in distilled water only and then in water enriched with mineral salts. The tests were performed on synthetic solutions of distilled water enriched with calcium and magnesium ions, introduced in various forms (CaCl2•2H2O; CaSO4•2H2O; CaCO3; MgCl2•6H2O; MgSO4•7H2O). Several reaction parameters were varied, notably the pH and the salt content, and this approach yielded a better understanding of the mechanisms of interaction between phenolic compounds and calcium/magnesium salts.
The obtained results indicate that the process efficiency depends on the number and position of phenolic groups on the organic molecules. The main mechanisms could be a physical adsorption, a ligand-exchange reaction or surface complexation on the aluminum hydroxide floc. The addition of inorganic salts appears to improve removal efficiencies for the tested phenolic compounds and affects the optimal pH range for coagulation. The application of this method to mineralized waters (well water), collected in the region of Biskra located in the southeastern Algeria, resulted in improvement of yields, compared to those obtained in distilled water.
Keywords:
- Phenolic compounds,
- inorganic salts,
- coagulation-flocculation,
- aluminum sulfate,
- hardness,
- pH
Parties annexes
Bibliographie
- ACHOUR S. (2001). Incidence des procédés de chloration, de floculation et d’adsorption sur l’évolution de composés organiques et minéraux des eaux naturelles. Thèse de Doctorat d’État, Université de Tizi-ouzou, Algérie, 231 p.
- ACHOUR S. et S. GUERGAZI (2002). Incidence de la minéralisation des eaux algériennes sur la réactivité de composés organiques vis-à-vis du chlore. Rev. Sci. Eau, 15, 649-668.
- ACHOUR S. et N. GUESBAYA (2005). Coagulation-floculation par le sulfate d’aluminium de composés organiques phénoliques et de substances humiques. Larhyss J., 4, 153-168.
- AFOUFOU F. (2002). Incidence de la préoxydation au chlore et au permanganate de potassium sur l’élimination des substances humiques par floculation. Mémoire de Magister, École Nationale Supérieure d'Hydraulique, Blida, Algérie, 109 p.
- BISSON M., R. DIDERICH, G. LACROIX, J.P. LEFEVRE, S. LEVEQUE, H. MAGAUD, et C. VILLEY (2005). « INERIS - Fiche de données toxicologiques et environnementales des substances chimiques - Phénol ». Verneuil-en-Halatte, France.
- BONNARD N., M.T. BRONDEAU, D. JARGOT, D. LAFON, S. MIRAVAL et SCHNEIDER (2011). Phénol, Fiche toxicologique. Fiche établie par les services techniques et médicaux, Institut national de recherche et de sécurité, Paris, France, 8 p.
- CHRISTIAN V., B. KIMBERLY, I. EVA et V. DEBBIS (2000). Impact of enhanced and optimized coagulation on removal of organic matter and biodegradable fraction in drinking. water. Water Res., 34, 3247-3257.
- CLÉMENT M., R. SEUX et B. MOUSSA (1983). Études des facteurs déterminant la fuite en aluminium dans les eaux d’alimentation préparées à partir d’eaux clarifiées par des sels de ce métal. Trib. Cebedeau, 480, 336, 469-481.
- DJELLOULI H.M., S. TALEB, A. BENGHALEM, A. CHERITI et A. MESLI (2010). Étude in vitro de l’inhibition de la précipitation de l’oxalate de calcium par les eaux saumâtre sahariennes par conductimètre. Phys. Chem. News, 52, 98-106.
- EHTASH M. (2011). Purification des eaux polluées par du phénol dans un pertracteur à disques tournants. Thèse de Doctorat en génie des procédés, Institut national des sciences appliquées de Rouen, France, 196 p.
- ENVIRONNEMENT CANADA (2002). Qualité des eaux de surface au Canada - Un aperçu. Direction de la qualité des eaux, Direction générale des eaux intérieures, Ottawa, Canada, 4 p.
- GUESBAYA N. (1998). Élimination des composés organiques par le procédé de coagulation-floculation. Mémoire de Magister en sciences hydrauliques, Université de Biskra, Algérie, 98 p.
- JECKEL M. (1986). Interactions of humic acids and aluminum salts in flocculation process. Water Res., 20, 1535-1542.
- JULIEN F., B. GUEROUX et M. MAZET (1994). Comparaison de l’élimination de molécules organiques par coagulation-floculation et par adsorption sur flocs d’hydroxyde métallique préformés. Water Res., 28, 2567-2574.
- LEFEBVRE E. (1990). Coagulation des substances humiques aquatiques par le fer ferrique en milieu aqueux. Effet de la préoxydation. Thèse de Doctorat, Université de Poitiers, France, 220 p.
- LEFEBVRE E. et J.P. CROUE (1995). Modification de la matière organique lors des traitements conventionnels de potabilisation. Rev. Sci. Eau, 8, 463-479.
- MAZET M. et M.T. WAIS MOSSA (1991). Influence des sels minéraux sur l’adsorption des acides humiques sur flocs d’hydroxydes de fer préformés. Environ. Technol., 12, 725-730.
- RAJKUMAR D., K. PALANIVELU et N. BALASUBRAMANIAN (2005). Combined electrochemical degradation and activated carbon adsorption treatments for wastewater containing mixed phenolic compounds. Environ. Eng. Sci., 4, 1-9.
- RAHNI M. (1994). Coagulation-floculation de quelques composés organiques par le fer ferreux en milieu aqueux. Étude de mécanisme et comparaison avec l’adsorption. Thèse de Doctorat, Université de Poitiers, France, 141 p.
- REZEG A. (2004). Élimination d’acides organiques hydroxylés et carboxylés par coagulation-floculation au sulfate d’aluminium. Mémoire de Magister en sciences hydrauliques, Université de Biskra, Algérie, 81 p.
- REZEG A. et S. ACHOUR (2009). Mécanismes d’élimination d’acides organiques aromatiques par le sulfate d’aluminium et effet de la minéralisation. Courrier Sav., 9, 25-33.
- RODIER J., B. LEGUBE et N. MERLET (2009). L’analyse de l’eau. 9e édition, DUNOD (Éditeur), Paris, France.
- Tabet Helal M.A. et N. Ghellai (2007). Caractérisation des eaux du barrage Hammam Boughrara (Algérie, Nord Occidental) destinées à la consommation humaine et à l’irrigation. Workshop : Gestion de l’Eau, Atelier Écotoxicologue et Hydrologie. Université de Corse, France, p. 260-270.
- YOUCEF L. et S. ACHOUR (2001). Défluoruration des eaux souterraines du sud algérien par la chaux et le sulfate d’aluminium. Courrier Sav., 1, 65-71.