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Récupération de métaux en solution par adsorption sur différentes biomasses végétales: application à des effluents industriels.

Fiset, Jean-François (2001). Récupération de métaux en solution par adsorption sur différentes biomasses végétales: application à des effluents industriels. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 258 p.

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Résumé

Le présent projet de recherche consiste à évaluer la capacité d'adsorption de différents déchets végétaux (écailles d'arachides, copeaux de bois, mousse de tourbe, écailles de cacao) pour la récupération économique des métaux présents dans divers types d'effluents acides. Des essais d'adsorption en erlenmeyer ont été effectués en utilisant d'abord un lixiviat synthétique de concentrations équimolaires (0,25 mM) à un pH de 2,0 afin de vérifier la capacité d'adsorption des substrats. Il s'est avéré que le plomb s'adsorbe facilement à pH acide. Un isotherme de Langmuir a révélé que la capacité maximale d'adsorption du plomb sur des écailles de cacao est de 7,56 mg/g. Dans le but d'améliorer les capacités d'adsorption, divers traitements chimiques ont été appliqués aux adsorbants. Un traitement à l'hydrogénophosphate de sodium a permis d'améliorer considérablement les capacités d'adsorption de la mousse de tourbe. Les résultats ont fait état qu'il est possible d'enlever plus de 90 % du plomb de la solution synthétique à un pH de 2,0. Étant donné que la solution synthétique possède une matrice chimiquement peu chargée comparativement à un lixiviat d'origine industrielle, la capacité d'adsorption a aussi été évaluée avec succès à partir de deux autres lixiviats. L'un provenait de la décontamination de boues résiduaires de la station d'épuration des eaux usées de la Communauté Urbaine de Montréal et le second était issu de la décontamination d'un sol contaminé en métaux provenant de la ville de Montréal. La présente étude a permis de démontrer qu'il est possible de réaliser la récupération de métaux toxiques présents dans des effluents très acides par adsorption sur des biomasses végétales peu dispendieuses.

Abstract

Standards that must be met by industries discharging effluent containing heavy metals are becoming increasingly stringent. Conventional methods of achieving required concentrations of heavy metals in liquid discharge have proven to have limitations and are often very costly. The use of inexpensive organic and inorganic adsorbents to eliminate heavy metals from contaminated industrial effluent and natural waters has been shown to be an effective alternative to traditional physico-chemical methods. This research project involves the evaluation of the adsorption capacity of various types of plant waste (peanut shells, wood chips, cacao shells, peat moss) used in the economic recovery of metals in various types of acid effluent. The adsorption capacity of the substrates was tested by adsorption trials carried out in Erlenmeyers using, initially, an equimolar synthetie leachate (0.25mM) at a pH of 2.0. Lead was easily adsorbed onto substrates with acidic pH levels. A Langmuir isotherm demonstrated that the maximum adsorption capacity for lead is 7.56 mg/g cacao shells. With a view to improving adsorption recoveries, various chemical treatments were applied to the adsorbents. Treatment with sodium phosphate salt significantly improved the adsorption capacity of peat moss. The results demonstrated that over 90% of the lead in a synthetic solution of pH 2.0 can be removed. Because the matrix of the synthetic solution contained a smaller load than a leachate of industrial origin, the adsorption capacity was also successfully evaluated for two other leachates. One of the leachates was the product of the decontamination of sewage sludge at the Montreal Urban Community wastewater treatment plant, and the other the product of the decontamination of metal-contaminated soil from the city of Montreal. This study demonstrated that toxic metals can be removed from strongly acidic effluent by adsorption onto inexpensive plant biomass.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Blais, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse: Tyagi, Rajeshwar D.
Mots-clés libres: lixiviat; isothermes; adsorption; décontamination; écailles d'arachides; copeaux de bois; écailles de cacao; métaux; récupération
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 20 août 2012 19:02
Dernière modification: 18 nov. 2015 15:47
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/318

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