Etude des propriétés d'adsorption des oxyhydroxydes de fer déposés sur un support naturel (la brique) : « application à l'élimination du fer dans les eaux de forages en République Centrafricaine »

par Saint-Charles Dehou

Thèse de doctorat en Optique et Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère

Sous la direction de Abdel Boughriet, Joseph Mabingui et de Michel Wartel.


  • Résumé

    Si la République Centrafricaine, ne manque pas d’eau, de nombreux forages sont abandonnés, en raison de teneurs en fer trop élevées. Parmi les techniques d’élimination des polluants métalliques utilisables en vue de rendre l’eau propre à la consommation humaine, l’adsorption par l’hydroxyde de fer déposé sur un support semble être une méthode bien adaptée, en raison de son faible coût d’utilisation et de la non génération d’autres polluants. En vue d’optimiser cette technique et de la rendre exploitable dans les pays en voie de développement, nous avons remplacé le support sable par un matériau naturel présent dans la plupart des pays, la brique, et nous avons choisi parmi les oxyhydroxydes de fer, la ferrihydrite qui possède l’aire spécifique la plus élevée. Deux méthodes d’activation du support constitué par des grains de brique ont été optimisées : HCl 1M durant 24h et HCl 6M 6h à 90°C. La composition de la brique et son état de surface ont été étudiés par les techniques FTIR, ESEM/EDS, RX, RMN du solide (27Al et 28Si), ATG /MS, ATG/ATD, mesure d’aire spécifique, ICP-AES. Des études cinétiques sur l’adsorption des ions ferreux ont été réalisées sur la ferrihydrite déposée sur la brique modifiée par les deux traitements chimiques. Le traitement des données cinétiques expérimentales nous a permis d’estimer l’énergie d’activation des systèmes étudiés et les paramètres thermodynamiques résultants. La gamme optimale du pH des eaux à traiter a été établie par la mesure du point de charge nulle (PZNPC). Une approche théorique des phénomènes mis en jeu a été abordée par des expériences sur colonne. La possibilité de régénérer l’adsorbant par l’utilisation d’eau de Javel, comme éluant, a été examinée, en vue de rendre le système opérationnel sur le terrain.

  • Titre traduit

    Adsorption characteristics of iron oxyhydroxide deposited on brick : application to water treatment for iron removal from ground waters in Central African Republic


  • Résumé

    In developing countries, freshwaters contain frequently undesirable and naturally occurring inorganic, microbial contaminants. Thus, ground waters in Bangui regions (Central Africa Republic) _ that serve as sole source of drinking water in the rural communities of the country _ are known to contain elevated amounts of soluble iron (up to 10 mg/liter). This metal precipitates easily in the presence of air oxygen, this becoming undrinkable and even inappropriate to be used for washing / … the laundry. To eliminate this pollutant, there is evidence in the literature that ….with iron oxides / hydroxides can be used as an adsorbent for cations / anions removal from waters. In the present work, we are poured our attention on the use of a new low-cost material, brick _ that is commonly made by local craftsmen in Central African Republic_ which is mainly composed of sand and metakaolinite. To enhance the efficiency of water purification process with the brick, this adsorbent had however to be improved in its chemical nature, crystalline surface properties and preparation methods thermal and acid treatments by using several techniques: FTIR, ESEM/EDS, RX, Solid- RMN (27Al et 28Si), ATG /MS, ATG/ATD, Specific surface, ICP-AES. In this thesis, we have poured our attention on the determination of the chemical composition and crystalline / morphological characteristics of the raw brick and its various modified forms obtained by acid activation. Some kinetic aspects of Fe (II) adsorption onto FeOOH coated brick were further … in this work and activated energy and thermodynamic parameters were evaluated and discussed. Finally, the adsorption of iron (II) onto brick pellets from aqueous solutions was investigate by using a …glass column and performances when filling of the various composites prepared in this work were compared each other : Thomas model was applied to our experimental data to assess the characteristic parameters of the column. Furthermore the possibility to regenerate the adsorbent by the use of bleach as an elute and to use it directly in the field was raised.


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