Techniques conventionnelles de traitement des eaux

Techniques conventionnelles de traitement des eaux 

Séparation membranaire 

Les différentes techniques de séparation membranaire que ce soit l’ultrafiltration, la nanofiltration ou l’osmose inverse sont des méthodes prometteuses pour l’ élimination des métaux lourds des effluents aqueux. Leur principal avantage est leur modularité qui permet d’utiliser des espaces beaucoup plus réduits pour leur installation .

L’ultrafiltration, qui est opérée à des pressions transmembranaire assez basses, permet principalement d’ éliminer des matières en suspension et des colloïdes. La taille des pores des membranes de microfiltration la rend inefficace pour l’élimination des métaux lourds de l’ eau. Cependant l’ ajout de polymères ou des composés micellaires permet d’ améliorer l’ efficacité de cette technique [13]. La nanofiltration permet de séparer des molécules de plus petit diamètre que l’ultrafiltration et pouvant aller jusqu’à 1 nm. Elle permet de séparer des molécules organiques de poids moléculaire supérieur à 200-400 Da et une grande partie des sels avec des ions divalents. Les presslOns transmembranaires sont supérieures à celle de l’ultrafiltration (3 ,5 à 16 bars)[12]. L’osmose inverse, quant à elle, permet d’ éliminer les matières dissoutes tels que les sels et les ions métalliques. C’ est une technique principalement utilisée pour le dessalement de l’ eau de mer, mais elle peut aussi être utilisée pour l’ élimination des métaux lourds de l’ eau avec des taux de rendement pouvant aller jusqu’ à 99% [13]. Les pressions transmembranaires pour l’osmose inverse sont assez élevées par rapport aux autres techniques et peuvent atteindre 80 bars.

Bien que ces techniques présentent plusieurs avantages, elles présentent un certain nombre de limitations telles que le colmatage, qui avec le temps fait diminuer le flux transmembranaire et augmente la pression ce qui engendre des coûts d’ opération assez élevés [14].

Échange d’ions 

Les techniques de séparation basées sur l’échange d’ions reposent sur le principe d’ un échange réversible d’ions entre un solide (matériau échangeur d’ions, généralement une résine) et un liquide (effluent à traiter). L’échange d’ions est très utilisé dans le traitement des eaux et dans de nombreux autres processus. Il est particulièrement utilisé en synthèse chimique, transformation des aliments, exploitation minière, agriculture et autres domaines divers .

Colonne d’adsorption sur lit fixe 

Parmi toutes ces techniques, l’adsorption est parmi les techniques les plus efficaces et les plus économiques pour l’élimination des métaux lourds de l’eau [14, 17]. Le matériau adsorbant le plus utilisé est le charbon activé, du fait qu’il dispose d’une porosité très développée et une surface spécifique assez élevée. L’ adsorption est un procédé de transfert de phase dans lequel un ou des solutés dissous dans une phase liquide ou gaz est adsorbé à la surface d’un solide .

Vu que l’adsorption est un phénomène directement relié à la surface d’ échange, la porosité est un facteur clé dans ce procédé. Les matériaux adsorbants doivent alors être conçus pour avoir une porosité assez développée avec des surfaces spécifiques allant de 10² m²/gjusqu’à 103 m²/g [18].

Cette technique présente plusieurs avantages autres que sa simplicité et les faibles coûts de son opération, mais le choix du matériau adsorbant est le facteur clé dans l’applicabilité et l’ efficacité économique de cette technique. Le charbon actif reste un adsorbant efficace mais il est plus adapté aux contaminants organiques [18, 19], c’est pourquoi le choix de nouveaux matériaux adsorbants plus adaptés à l’élimination des métaux lourds est un point déterminant pour garantir l’efficacité technico-économique de cette méthode de séparation.