Lโeau est un รฉlรฉment essentiel ร la vie ayant une importance au niveau planรฉtaire, si son abondance est subsistante, sa qualitรฉ qui est en grand pรฉril doit รชtre nรฉcessaire pour une utilisation saine par la nature et lโhomme. Parmi les diffรฉrents dangers qui concernent lโutilisation de lโeau, la pollution par les activitรฉs industrielles de lโhomme [1]. Le terme pollution est qualifiรฉcomme รฉtant un apport dโรฉlรฉments toxiques engendrant une รฉlรฉvation de leur teneur dans lโeau, pouvant constituer un danger potentiel pour lโรฉquilibre รฉcologique et la santรฉ publique limitant ainsi son utilisation. La qualitรฉ de lโeau quโelle soit destinรฉe ร la consommation humaine, ร lโirrigation ou tout simplement rejetรฉe dans la nature, vers les riviรจres, les ocรฉans ou le sol, est un souci majeur pour les organismes nationaux et internationaux. Car si la demande en eau pure est importante, son รฉpuration nโest pas valorisรฉe financiรจrement, du fait quโun grand dรฉbit doit รชtre traitรฉavec des normes de plus en plus exigeantes et une rรฉduction maximum des coรปts de traitement. La contamination des eaux par des polluants dโorigines diverses, en particulier les colorants est un problรจme dโactualitรฉ. Une grande variรฉtรฉ de colorants est utilisรฉe par diffรฉrentes industries comme la peinture, le papier et le textile. Il a รฉtรฉ rรฉvรฉlรฉ par lโassociation de lโรฉcologie et de toxicologie des colorants industrielles (AETC) que 90 % des colorants utilisรฉs par lโindustrie textile ont leur dose lรฉtale LD50 supรฉrieure ร 2ร103 mg kg-1 [2]. Leur prรฉsence dans lโeau vient du procรฉdรฉ de coloration, oรน 10-15% de ces polluants sont perdus et rejetรฉs dans le rรฉseau dโassainissement. Une fois dans lโenvironnement, leur รฉlimination est difficile ร cause de leur faible biodรฉgradabilitรฉ, par consรฉquent ceci pose un sรฉrieux problรจme environnemental รฉtant donnรฉ que ces composรฉs organiques sont cancรฉrogรจnes, mutagรจnes, et nocifs pour la faune et la flore [3]. Ceci a donc encouragรฉ les chercheurs ร amรฉliorer les diffรฉrents procรฉdรฉs de dรฉpollution existants, ainsi quโau dรฉveloppement de nouveaux procรฉdรฉs permettant lโรฉpuration des rejets tous en respectant les normes de rejet internationales. Actuellement diffรฉrentes mรฉthodes ont รฉtรฉ utilisรฉes pour le traitement des effluents industriels ou domestiques qui peuvent รชtre classรฉs en trois classes : les procรฉdรฉs chimiques, biologiques et physiques englobant les procรฉdรฉs dโoxydation avancรฉe, lโusage de boue activรฉ, lโรฉlectrolyse, lโรฉchange ionique, la prรฉcipitation, la flottation, la filtration membranaire ainsi que lโadsorption.
Pollution des eaux par les colorants textiles
Enjeu de lโeau
Lโeau est un รฉlรฉment essentiel ร la vie sur terre, il faut noter que 97,2 % de lโeau sur terre est une eau salรฉe qui vient des mers ainsi que des ocรฉans, mais ces propriรฉtรฉs rendent cette eau inutilisable aux usages domestiques, industriels ou ร la consommation quotidienne. Dans le cas de lโeau douce plus de 99,4 % des rรฉserves sont piรฉgรฉes dans la glace ou bien situรฉes dans les nappes souterraines profondes avec seulement 0,2 % situรฉ ร la surface [1], mais sa mal rรฉpartition dans le monde est devenue un enjeu gรฉopolitique important, faisant dโelle une ressource rare. Dโoรน lโimportance de la prรฉserver des diffรฉrents types de pollution pouvant porter atteinte ร la santรฉ humaine et ร lโรฉcosystรจme avec lโutilisation de traitements efficaces pouvant se conformer aux normes de rejet.
Dรฉfinition de la pollution et les diffรฉrentes sources de pollution
Le terme pollution peut รชtre dรฉfini comme รฉtant une modification du milieu par des impuretรฉs solides liquide et gazeux, conduisant ร des effets directs ou indirects qui altรจre la constitution physicochimique du milieu. Cette pollution provient de diffรฉrentes sources telles que la pollution urbaine constituรฉe de ยพ des eaux usรฉes ou mรฉnagรจres, pollution agricole du fait de lโutilisation des engrais et des pesticides et la pollution industrielle gรฉnรฉrer lors de lโextraction et de la transformation des matiรจres premiรจres en produit final. Les effluents industriels peuvent venir de plusieurs types dโindustries telles que : lโindustrie agroalimentaire, papeteries, usine textile.
Les types de polluants dans lโeauย
Les contraintes exercรฉes sur lโeau par lโhomme et ses activitรฉs industrielles sont la cause principale ร la pollution des ressources en eaux, et la prรฉsence de polluants dans lโeau peut รชtre dโorigine chimique et/ou biologique [2], les polluants peuvent aussi รชtre classรฉs suivant leur niveau de toxicitรฉ en macro ou micro polluants composรฉs, prรฉsents en faible concentration qui sont dangereux vis-ร -vis de lโhomme et de lโenvironnement. Une autre distinction peut รฉgalement รชtre faite entre les polluants bioaccumulables et non biodรฉgradables, oรน ces derniers nรฉcessitent un traitement spรฉcifique et adรฉquat pour leur รฉlimination.
Polluants organiques
Les rejets pharmaceutiques, colorants, dรฉtergents, dรฉsinfectants sont des molรฉcules synthรฉtiques produites industriellement de faรงon quotidienne et posent un sรฉrieux problรจme, ร cause de leur rรฉsistance au traitement biologique. Ces polluants vont se retrouver dans les cours dโeau, car lโabsence des infrastructures de traitement des eaux, fait que la plupart des industries algรฉrienne dรฉversent leurs effluents directement dans les cours dโeau, en les exposants ainsi ร la nature et lโhomme. Les pesticides, les hydrocarbures et les produits pharmaceutiques sont eux aussi considรฉrรฉs comme des polluants organiques, ces composants sont des molรฉcules stables dangereuses pour lโhomme. Les pesticides sont trรจs utilisรฉs en agricultures spรฉcialement pour lโexploitation de certaines cultures comme banane, le cafรฉ, le riz et le coton. Leur rรดle et de la protection et lโaugmentation des rรฉcoltes agricoles, mais leur prรฉsence dans lโeau peut causer certain cancer ou des problรจmes de fertilitรฉ [3].
Polluants inorganiquesย
Les mรฉtaux lourds sont considรฉrรฉs comme รฉtant les principaux polluants inorganiques ils peuvent รชtre prรฉsents dans lโeau sous forme ionique, et lโorigine de leur prรฉsence vient du phรฉnomรจne dโรฉrosion qui les met en solution lors de la circulation de lโeau. Leur prรฉsence dans lโeau peut aussi รชtre provoquรฉe par les activitรฉs industrielles de lโhomme telles que les industries รฉlectroniques ou par les activitรฉs mรฉtallurgiques, car celles-ci se trouvent gรฉnรฉralement prรจs des fleuves ou de la mer du fait de lโaccessibilitรฉ de lโeau qui va servir au refroidissement des รฉquipements, ou bien pour le lavage faisant de lโeau lโexutoire pour le rejet des diffรฉrents effluents fortement polluรฉs. Les minรฉraux comme lโarsenic (As), les cyanures (CN- ), le Plomb (Pb), le mercure (Hg), le cadmium (Cd) et le chrome (Cr) sont des micropolluants toxiques issus de diverses industries chimiques et mรฉtallurgiques. Ils sont susceptibles de porter atteinte ร la santรฉ de lโhomme, car ils sont bioaccumulables dans lโorganisme. Dโautres รฉlรฉments comme le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le fer (Fe), le fluor (F) les nitrates (NO3-) et les phosphates (PO4 3-) sont prรฉsents naturellement dans les eaux, car ce sont des polluants dโorigine anthropiques et peuvent รชtre toxiques quand ils sont prรฉsents ร une certaine concentration.
Effluents de lโindustrie textileย
Dans notre travail nous sommes intรฉressรฉs ร la pollution engendrรฉe par lโindustrie textile, car cโest un secteur trรจs diversifiรฉen termes de procรฉdรฉs et de produits. De plus, il dispose dโune longue chaรฎne de procรฉdรฉ compliquรฉ qui peut engendrer une pollution importante [4] avec des effluents ayant une haute concentration en polluants organiques et inorganiquestels que des sels, des mรฉtaux et des agents oxydants. Ces effluents ont aussi une trรจs forte coloration et des pH extrรชmes [5].
Procรฉdรฉ de teinture
Lโindustrie textile utilise un procรฉdรฉ de teinture qui implique une interaction entre le colorant et la fibre pour obtenir un produit rรฉpondant aux exigences du consommateur, qui sont la beautรฉ de la couleur, la rรฉsistance au lavage ainsi quโร lโoxydation de lโair [6]. Le procรฉdรฉ de teinture passe par une sรฉrie dโรฉtapes durant laquelle la matiรจre ร teindre (coton, fibre, la laine) est prรฉparรฉe avant sa coloration, lโรฉtape de prรฉparation consiste ร un รฉtirement, un lavage, un blanchiment, une coloration et un rinรงage.
Etirement
Cโest une opรฉration durant laquelle la matiรจre ร teindre est รฉtirรฉe pour gagner en force afin dโรฉviter la rupture des fibres, elle sโeffectue avec un rouleau [7] et dans 75 % des opรฉrations dโรฉtirements, on utilise des substances chimiques persistantes, qui se retrouvent dans lโeau en fin de traitement tel que les polyvinyle alcool (PVA), polycrylates [8].
Lavage
Le lavage est lโรฉtape oรน les fibres sont lavรฉes, car elles contiennent des impuretรฉs naturelles qui peuvent interfรฉrer dans la coloration telle que les huiles, des graisses, de la cire [9]. Leur prรฉsence gรฉnรจre une pollution importante provoquant une augmentation de la DCO et vient sโajouter ร cela certaines substances chimiques telles que les dรฉtergents [10].
Blanchiment
Le blanchiment est gรฉnรฉralement utilisรฉ pour enlever la couleur du coton, la laine et certain fibre synthรฉtique ร lโaide du peroxyde dโhydrogรจne et lโhypochlorite de sodium, ces rejets sont caractรฉrisรฉs par une faible DBO, mais ils ont un taux de matiรจre en suspension รฉlevรฉ.
La coloration
Une fois prรฉparรฉ, le tissu va รชtre colorรฉ, en plus des colorants gรฉnรฉrรฉs au cours de cette รฉtape dโautres polluants peuvent aussi se retrouver dans les rejets telle que des sels (NaCl, NaSO3, sels dโammoniaque), mรฉtaux (Cuivre, Chrome, Zinc, cadmium) utilisรฉs comme agent de fixation entre la fibre et le colorant [5]. La concentration du colorant dans lโeau rejetรฉe et le type de pollution va dรฉpendre du colorant utilisรฉ. En effet, le pourcentage de fixation des colorants est un paramรจtre trรจs important, car il nous permet dโavoir une idรฉe sur la quantitรฉ de colorant qui se trouve dans les rejets, ces pertes sont de lโordre de 2-10 % pour les colorants basiques et directs, ร l’รฉgard des colorants rรฉactifs qui peuvent atteindre 50 % .
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Table des matiรจres
Introduction gรฉnรฉrale
Synthรจse bibliographique
Chapitre I Pollution des eaux par les colorants textiles
I-1 Introduction
I-2 Enjeu de lโeau
I-3 Dรฉfinition de la pollution ainsi que les diffรฉrentes sources de pollution
I-3-1 Les types de polluants dans lโeau
I-3-2 Polluants organiques
I-3-3 Polluants inorganiques
I-4 Effluent de lโindustrie textile
I-4-1- Procรฉdรฉ de teinture
I-4-2 Etirement
I-4-3 Lavage
I-4-4 Blanchiment
I-4-5 La coloration
I-4-6 Rinรงage
I-5 Impact des colorants sur lโhomme et lโenvironnement
I-6 Rรจglementation et lรฉgislation
I-7 Conclusion
Chapitre II Procรฉdรฉs de traitement des effluents textiles
II-1- Introduction
II-2- Epuration des effluents textiles
II-2-1 Traitement biologique
II-2-1-1 Traitement aรฉrobie
II-2-1-2 Traitement anaรฉrobie
II-2-2-Le traitement chimique
II-2-2-1 Procรฉdรฉs dโoxydation
II-2-2-2 Procรฉdรฉs dโoxydation avancรฉe
II-2-2-3 Procรฉdรฉ Fenton
II-2-2-4 Procรฉdรฉ photo Fenton
II-2-2-5 Ozonation couplรฉ ร UV
II-2-2-6 Photocatalyse hรฉtรฉrogรจne
II-1-3-Le traitement physique
II-1-3-1 Coagulation floculation
II-1-3-2 Procรฉdรฉ membranaire
II-1-3-3 Adsorption sur charbon actif
II-2 Dรฉfinition de lโadsorption
II-2-1 Charbon actif
II-2-1-1 Carbonisation
II-2-1-2 Activation
II-2-1-3 Activation physique
II-2-1-4 Activation chimique
II-2-4 Propriรฉtรฉ du charbon actif
II-2-4-1 Le volume poreux et la taille des pores
II-2-4-2 Surface spรฉcifique
II-2-4-3 Fonction de surface
II-2-4-3-1 Groupements acides
II-2-4-3-2 Groupements basiques
II-2-4-4 Le point de charge nul (pHPCN)
II-2-5 Rรฉgรฉnรฉration du charbon actif
II-2-5-1 Rรฉgรฉnรฉration physique
II-1-5-2 Rรฉgรฉnรฉration biologique
II-2-5-3 Rรฉgรฉnรฉration chimique
II-3 Conclusion
Chapitre III Biosorbants et Procรฉdรฉs de biosorption
III-1 Introduction
III-2 Dรฉfinition de la biosorption
III-3 Biosorbant
III-3-1 Biosorbants dโorigine agro industrielle
III-3-2 Biosorbants composรฉs essentiellement de matiรจre polysaccarides
III-3-2-1 Bactรฉries
III-3-3 Biosorbants dโorigine aquatique
III-3-3-1 Algues
III-3-3-2 Prรฉsentation de la biomasse Lemna Minor
III-3-3-3 Utilisation de la biomasse Lemna Minor
III-5 Prรฉtraitement des biosorbants
III-5-1 Effets de prรฉtraitement des biosorbants sur leurs propriรฉtรฉs physico-chimiques
III-6 Conclusion
Conclusion gรฉnรฉrale