Pollution des eaux par les colorants textiles

Lโ€™eau 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 lโ€™homme. Parmi les diffรฉrents dangers qui concernent lโ€™utilisation de lโ€™eau, la pollution par les activitรฉs industrielles de lโ€™homme [1]. Le terme pollution est qualifiรฉcomme รฉtant un apport dโ€™รฉlรฉments toxiques engendrant une รฉlรฉvation de leur teneur dans lโ€™eau, pouvant constituer un danger potentiel pour lโ€™รฉquilibre รฉcologique et la santรฉ publique limitant ainsi son utilisation. La qualitรฉ de lโ€™eau quโ€™elle soit destinรฉe ร  la consommation humaine, ร  lโ€™irrigation 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 nโ€™est pas valorisรฉe financiรจrement, du fait quโ€™un 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 dโ€™origines diverses, en particulier les colorants est un problรจme dโ€™actualitรฉ. Une grande variรฉtรฉ de colorants est utilisรฉe par diffรฉrentes industries comme la peinture, le papier et le textile. Il a รฉtรฉ rรฉvรฉlรฉ par lโ€™association de lโ€™รฉcologie et de toxicologie des colorants industrielles (AETC) que 90 % des colorants utilisรฉs par lโ€™industrie textile ont leur dose lรฉtale LD50 supรฉrieure ร  2ร—103 mg kg-1 [2]. Leur prรฉsence dans lโ€™eau vient du procรฉdรฉ de coloration, oรน 10-15% de ces polluants sont perdus et rejetรฉs dans le rรฉseau dโ€™assainissement. Une fois dans lโ€™environnement, 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 quโ€™au dรฉveloppement de nouveaux procรฉdรฉs permettant lโ€™รฉpuration 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 dโ€™oxydation avancรฉe, lโ€™usage de boue activรฉ, lโ€™รฉlectrolyse, lโ€™รฉchange ionique, la prรฉcipitation, la flottation, la filtration membranaire ainsi que lโ€™adsorption.

Pollution des eaux par les colorants textiles

Enjeu de lโ€™eau

Lโ€™eau est un รฉlรฉment essentiel ร  la vie sur terre, il faut noter que 97,2 % de lโ€™eau 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 lโ€™eau 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 dโ€™elle une ressource rare. Dโ€™oรน lโ€™importance de la prรฉserver des diffรฉrents types de pollution pouvant porter atteinte ร  la santรฉ humaine et ร  lโ€™รฉcosystรจme avec lโ€™utilisation 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 lโ€™utilisation des engrais et des pesticides et la pollution industrielle gรฉnรฉrer lors de lโ€™extraction et de la transformation des matiรจres premiรจres en produit final. Les effluents industriels peuvent venir de plusieurs types dโ€™industries telles que : lโ€™industrie agroalimentaire, papeteries, usine textile.

Les types de polluants dans lโ€™eauย 

Les contraintes exercรฉes sur lโ€™eau par lโ€™homme et ses activitรฉs industrielles sont la cause principale ร  la pollution des ressources en eaux, et la prรฉsence de polluants dans lโ€™eau peut รชtre dโ€™origine 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 lโ€™homme et de lโ€™environnement. 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 dโ€™eau, car lโ€™absence des infrastructures de traitement des eaux, fait que la plupart des industries algรฉrienne dรฉversent leurs effluents directement dans les cours dโ€™eau, en les exposants ainsi ร  la nature et lโ€™homme. Les pesticides, les hydrocarbures et les produits pharmaceutiques sont eux aussi considรฉrรฉs comme des polluants organiques, ces composants sont des molรฉcules stables dangereuses pour lโ€™homme. Les pesticides sont trรจs utilisรฉs en agricultures spรฉcialement pour lโ€™exploitation de certaines cultures comme banane, le cafรฉ, le riz et le coton. Leur rรดle et de la protection et lโ€™augmentation des rรฉcoltes agricoles, mais leur prรฉsence dans lโ€™eau 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 lโ€™eau sous forme ionique, et lโ€™origine de leur prรฉsence vient du phรฉnomรจne dโ€™รฉrosion qui les met en solution lors de la circulation de lโ€™eau. Leur prรฉsence dans lโ€™eau peut aussi รชtre provoquรฉe par les activitรฉs industrielles de lโ€™homme 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 lโ€™accessibilitรฉ de lโ€™eau qui va servir au refroidissement des รฉquipements, ou bien pour le lavage faisant de lโ€™eau lโ€™exutoire pour le rejet des diffรฉrents effluents fortement polluรฉs. Les minรฉraux comme lโ€™arsenic (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 lโ€™homme, car ils sont bioaccumulables dans lโ€™organisme. Dโ€™autres 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 dโ€™origine anthropiques et peuvent รชtre toxiques quand ils sont prรฉsents ร  une certaine concentration.

Effluents de lโ€™industrie textileย 

Dans notre travail nous sommes intรฉressรฉs ร  la pollution engendrรฉe par lโ€™industrie textile, car cโ€™est un secteur trรจs diversifiรฉen termes de procรฉdรฉs et de produits. De plus, il dispose dโ€™une 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
Lโ€™industrie 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 quโ€™ร  lโ€™oxydation de lโ€™air [6]. Le procรฉdรฉ de teinture passe par une sรฉrie dโ€™รฉtapes durant laquelle la matiรจre ร  teindre (coton, fibre, la laine) est prรฉparรฉe avant sa coloration, lโ€™รฉtape de prรฉparation consiste ร  un รฉtirement, un lavage, un blanchiment, une coloration et un rinรงage.

Etirement
Cโ€™est une opรฉration durant laquelle la matiรจre ร  teindre est รฉtirรฉe pour gagner en force afin dโ€™รฉviter la rupture des fibres, elle sโ€™effectue avec un rouleau [7] et dans 75 % des opรฉrations dโ€™รฉtirements, on utilise des substances chimiques persistantes, qui se retrouvent dans lโ€™eau en fin de traitement tel que les polyvinyle alcool (PVA), polycrylates [8].

Lavage
Le lavage est lโ€™รฉtape 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 sโ€™ajouter 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  lโ€™aide du peroxyde dโ€™hydrogรจne et lโ€™hypochlorite 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 dโ€™autres polluants peuvent aussi se retrouver dans les rejets telle que des sels (NaCl, NaSO3, sels dโ€™ammoniaque), mรฉtaux (Cuivre, Chrome, Zinc, cadmium) utilisรฉs comme agent de fixation entre la fibre et le colorant [5]. La concentration du colorant dans lโ€™eau 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 dโ€™avoir une idรฉe sur la quantitรฉ de colorant qui se trouve dans les rejets, ces pertes sont de lโ€™ordre 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 lโ€™eau
I-3 Dรฉfinition de la pollution ainsi que les diffรฉrentes sources de pollution
I-3-1 Les types de polluants dans lโ€™eau
I-3-2 Polluants organiques
I-3-3 Polluants inorganiques
I-4 Effluent de lโ€™industrie 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 lโ€™homme et lโ€™environnement
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 dโ€™oxydation
II-2-2-2 Procรฉdรฉs dโ€™oxydation 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 lโ€™adsorption
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 dโ€™origine agro industrielle
III-3-2 Biosorbants composรฉs essentiellement de matiรจre polysaccarides
III-3-2-1 Bactรฉries
III-3-3 Biosorbants dโ€™origine 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

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