Elimination des métaux lourds par électrodialyse associée à l’échange d’ions
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Date
2014
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Abstract
L’électropermutation (EP) est bien connue et de nombreuses études décrites dans la littérature
ont montré son efficacité pour l’élimination des métaux lourds des eaux usées. Cependant, très
peu de travaux ont porté sur l’étude des phénomènes qui gouvernent le processus du procédé. En
outre, on n’en trouve pas de travaux publiés sur la séparation sélective entre les métaux de
différentes charges par cette méthode. C’est pour cela, que notre travail a été principalement
orienté dans ces objectifs.
Dans un premier temps, on a optimisé les paramètres opératoires qui pouvaient influencer
l’efficacité de l’EP d’une solution de Cd(II). Dans une seconde étape on a essayé d’établir une
corrélation entre l’affinité des MEIs et les processus d’élimination et de transfert de quelques
cations métalliques (Cd(II), Pb(II), Zn(II) et Mg(II)) en EP. Dans la dernière étape, nous nous
sommes intéressés à l’amélioration de la séparation sélective du Cd(II) d’un mélange
Cd(II)/Na(I) par EP sur résine modifiée par l’alginate (AG).
L’optimisation des paramètres opératoires a permis d’atteindre une efficacité d’élimination du
Cd (II) par EP, sur une résine cationique forte et en mode de circulation de circuit ouvert, égale à
98 % environ. Les résultats de l’étude de l’affinité et de transfert des cations ont fait ressortir que
l’ordre du flux de transfert (J) des cations en EP suit le même ordre d’affinité des MEIs (Pb(II) >
Cd(II) > Zn(II) > Mg(II)) et varient dans le sens inverse des rayons ioniques d’hydratation (r) de
ces cations: rMg(II) > rZn(II) ≥ rCd(II) > rPb(II). Cette étude a montré également que les ordres de
l’affinité des MEIs et du transfert des cations métalliques sont principalement déterminés par les
propriétés des cations. Par contre l’importance de la fixation et du transfert des cations dépend de
la nature des MEIs.
La modification de la résine par l’AG a fait augmenter efficacement la sélectivité de cette résine
vis-à-vis du cation bivalent (Cd(II)) par rapport au cation monovalent (Na(I)). L’EP du mélange
Cd(II)/Na(I) sur résine modifiée a permis d’augmenter l’écart entre les taux d’élimination des
deux cations jusqu’à 45 % environ. L’augmentation de la densité du courant appliquée et de la
concentration de l’acide d’ER favorise le processus d’ER de la résine modifiée et par conséquent
le transfert des ions Cd(II). La réutilisation de la résine modifiée en fixation et en EP a montré
que cette résine a pratiquement un bon potentiel de réutilisation pour trois cycles successifs