Étude de la dépollution de boue industrielles contaminées par des métaux lourds par couplage de procédés

Depollution of tow heavy metal contaminated industrial waste sludges using coupled processes

• Auteur / Autrice : Mohamed Cheikh
• Direction : Jean-Pierre Magnin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Génie des procédés

Résumé

Ce travail représente une contribution à l'étude de la dépollution de deux types de boues industrielles (BI et B2) contaminées par les métaux lourds (Zn et Pb). Différents couplage de procédés physicochimiques et biologiques sont utilisés pour lixiver et récupérer ultérieurement les métaux. Les résultats montrent que contraircment à la boue 1, la boue 2 nécessite un traitement de dépollution avant décharge. La lixiviation par les ultrasons semble inefficace car la taille des grains du substrat est très fine. Le traitement par l'EDTA à 1200 mg. L-1 (agitation) permet de lixivier la totalité de Pb à pH 6 et 45% de Zn à pH 3. L'acidification à pH2 couplée à l'agitation, améliore significativement la lixiviation de Zn (63%). Au cours des tests de biolixiviation par Acidithiobaci/lus ferrooxidans, la totalité de Zn est lixiviée en 4 jours en absence de fer, ou en 7 jours si le fer est ajouté. La microflore indigène contribue considérablement à ce processus de lixiviation. D'autre part, l'étude de la fixation de Zn par R. Capsulatus (conduite en batch) a prouvé que si la concentration initiale de Zn ne dépasse pas 100 mg. L-I, les deux souches (BIO et RC220) exhibent des taux d'élimination considérables (jusqu'à 95%) et la fixation décrit le modèle de Freundlich. Cependant, si la concentration de Zn, dépasse les 100 mg. L-1 (100 à 600), les potentialités de biosorption de la bactérie chutent énormément (le pourcentage d'élimination max : BIO, 30% et RC220, 9%).

The aim of this study was to investigate an adequate leaching and uptake technique for metal removal from Zn-Pb contaminated industrial carbon slurry (Zn 8600 mg. Kg-l, Pb 389 mg. Kg-I). Coupled processes such as ex1raction with mineraI acids, EDT A addition, ultrasound, and bioleaching are investigated. Pb was totally removed by EDT A treatment (1200 mg. CI, pH 6). Ultrasonic treatment was inetficient in metalleaching at ail tested pH and with or without EDT A addition, due to the smaller size of carbon particles. A ferrous-oxidising endogenous flora lixiviates 90% of Zn at pH2. 5 in 7 days. By addition of an Acidithiobacillus ferrooxidans living biomass, 100 % of Zn is removed in 4 days. Also, zinc uptake potentialities of the purple non-sulphur bacterium Rhodobacter capsulatus strains BIO and RC220 were investigated using Batch biosorption experiments. It was found that biosorption eapacities of BIO and RC220 biomass increase when metal concentration move from 1 to 100 mg. L-1 , and the data can he weil modelled according to the Freundlich adsorption isotherm. However, at Zn concentrations ranging between 100 to 600 mg. Loi, favourable Langmuir isotherms are observed and the two strains show a different trend in uptake potentialities (Q mqx: BlO= 153 and RC220 =6. 053 mg. G-').