SCIENCES DE LA MATIERE CHIMIE décoloration des rejets du textile Département de Chimie Filière Licence Fondamentale SCIENCES DE LA MATIERE CHIMIE PROJET TUTORE Electrocoagulation pour la décoloration des rejets du textile Présenté par : HAJRI AYOUB HIMAFI JAOUAD LAALIANI ABDELLATIF Encadrant : Pr T. RAIS Examinateur : Pr M. KINANY. Président : Pr M. LAKHDAR Année Académique 2014/2015 1

PLAN Introduction I- Etude théorique II- Etude expérimentale Les colorants textile traitement des eaux textile Le procédé de l’électrocoagulation Principales lois d’électrolyse Les colloïdes II- Etude expérimentale Matériel et méthode d’analyse Etudes des effets sur l’EC Conclusion 1

INTRODUCTION 1

Partie I : Etude théorique Les colorants textile Généralités sur les colorants

Classification des colorants Partie I : Etude théorique Les colorants textile Classification des colorants Classification chimique  Classification tinctoriale 1

Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation Définition : L’électrocoagulation est une technologie qui résulte de l’interaction de trois technologies qui sont : L’électrochimie. La coagulation. La flottation. 1

Théorie : Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation Formation du coagulant « in situ » Déstabilisation des particules en suspensions Formation des microbulles « H2 » Flottation des flocs Théorie : 1

Schéma du principe d’électrocoagulation Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation 1 Schéma du principe d’électrocoagulation

Les réactions aux électrodes Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation Les réactions aux électrodes Anode Cathode  1 l’oxydation du métal va passer de l’état solide à l’état ionique selon la premiére réaction Le cation mettallique formé qui est (fe2+) va se combiné avec la molécule d'oh- qui vient de la réduction de l'eau à la cathode pour formé le complexe fe(oh)2 ui va joué le role du caogulant la réduction de l’eau conduit à la formation d’hydrogène ou le dégagement va permetre la flottation des particules floculées

Les flocs 2.00A Agitateur DC voltage source = Al3+ = Bulle d’H2 = Les particules à éliminer = (OH- ) 2.00A Agitateur Les flocs 1 L’électrocoagulation se caractérise par une génération d’ions métalliques (Fe2+ou Al3+) due à l’oxydation de l’anode . Les ions métalliques réagissent à leur tour avec les ions hydroxyles (OH-) qui sont produits à la cathode avec un dégagement d’hydrogène (H2) . - les flocs formés ont une forte tendance à flotter alors L’hydrogène ainsi généré participe donc à la flottation des flocs et favorise ainsi l’élimination des matières en suspension L'agitation est nécessaire dans ce genre de traitement , parcequ'il permet d'avoir une dispersion uniforme du coagulant libérée par les anodes , et donc elle augement la probabilité d'affrontement entre le coagulant et les colloides , mais une vitessei d'agitation trés elevée peut avoir des effets négatives qui se manifeste dans la destruction des flocs Ce qui necessite de trouver une vitesse optimale qui augemente la vitesse d'EC mais qui conserve aussi les flocs sur la surface du réacteurs On remarque une perte importante dans la plaque d’anode puisqu’il se sacrifie ,

Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation Les Avantages Rendement pratiquement qualitatif Equipement compact et simple Efficace pour les pollutions colloïdes et très fines. 1

Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation La présence des ions calcium et hydrogénocarbonates formation de dépôts de carbonate de calcium sur la cathode augmente la résistance électrique de la cellule Les inconvénients : 1

Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation Aluminium :  C’est le métal le plus couramment utilisé en électrocoagulation, puisqu’il possède de forme ionique trivalent . 1

Les Réactions de réduction deAl3+ Partie I : Traitement des eaux usées Électrocoagulation Les Réactions de réduction de Al3+ 1 Les Réactions de réduction deAl3+

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Principales lois d’électrolyse Partie I : Traitement des eaux usées Principales lois d’électrolyse L’électrolyse :   L’électrode positive est aussi nommée anode, car elle est le siège d’un phénomène d’oxydation. L’électrode négative est aussi nommée cathode, car elle est le siège d’un phénomène de réduction. 1

Partie I : Traitement des eaux usées Les colloïdes - Définition : Les colloïdes sont des particules organiques ou minérales dont la taille est comprise entre quelques nanomètres et un micromètre environ. - Les particules mises en jeu : Etat de suspension qui regroupe les plus grosses particules Etat colloïdal Etat dissous de sels minéraux et de molécule organique   1

Partie I : Traitement des eaux usées Les colloïdes -Les particules mises en jeu : 1 Temps de décantation de diverses particules

2éme Partie Etude expérimentale 1

Partie II : Etude expérimentale Orange II  HOC10H6N=NC6H4SO3Na 1 Formule moléculaire de l’orange II

Partie II : Etude expérimentale Méthode d’analyse  Comment obtenir les bonnes informations dans le plus optimal des détails et pour le moindre coût ? 1

Module de Box-behnken C’est un plan rotatif du 2éme ordre qui répond à un critère d’optimisation particulier. Pour but de trouver la relation entre la réponse Yth et les paramètre qui intervient. 1

Conditions opératoires Type de colorant : Colorant industriel (orange II ) Paramètres Fixés -pH 8 Surface des électrodes 25 cm² Température Temps de décoloration 25 C° 20 min Concentration du Colorant à éliminer : 1oo ppm 1 Paramètres Variables Intensité de Courant Temps d’électrolyse conductivité

Partie II : Etude expérimentale Les Paramètres Variables 1

Partie II Etude expérimentale Conductivité (mS/cm) Temps (min) Courant (A) mA (g) mC Abs Y (en Al) 1 -1 14.9075 15.5768 1.4680 0,4567 5 14.8953 15.5764 0.6077 0,5381 8 14.8770 15.5755 1.6460 0,6603 12 14.8255 15.5575 0.2582 1,0042 3 14.8147 15.5687 1.4120 1,0763 7 14.7851 0.9076 1,274 9 14.7714 15.5615 0.5367 1,3655 11 14.6842 2.59445 1,9477 13 14.6467 15.5573 1.7167 2,1981 14 14.6150 15.5570 0.4805 2,4098 15 14.5773 15.5516 0.372 2,6616 2 14.5590 15.5510 0.6056 2,7838 4 14.5433 15.5494 1.6071 2,8886 6 14.4870 15.5487 0.3918 3,2645 10 14.4285 15.5458 1.4561 3,6552 1 Les différents résultats pendant l’électrocoagulation

Partie II : Etude expérimentale B C AB AC BC ABC Y EXP Y TH 3 -1 1 67,57 83,25 9 95,35 86,61 7 79,91 86,97 11 96,77 85,97 8 78,54 93,25 89,17 4 81,79 86,12 10 95,1 85,61 5 82,35 85,71 12 93,99 2 79,42 6 88,65 88,33 13 81,65 87,06 14 92,43 87,39 15 93,29 87,49 1 Calcul des rendements expérimentaux et théoriques

Partie II Etude expérimentale Le rendement théorique ( Yth )  A l’aide de cette méthode de Box-Behenken qui explore les relation entre plusieurs variables explicatives nous allons arriver par la suite à prévoir les valeurs opératoires que nous devons imposer pour obtenir les résultats appropriés. Yth = 89,295 - 0,126094*X1 - 1,54695*X2 - 0,753984*X3 + 1,30602*X12 - 0,424063*X1X2 - 0,084375*X1X3 + 3,57617*X22 - 8,00672*X2X3 - 9,90477*X32 1 X1 = l’intensité X2 = le temps d’électrolyse X3 = la conductivité

Partie II : Etude expérimentale Résultats et discussions 1 Digramme de Pareto

Partie II : Etude expérimentale Résultats et discussions 1 Effets de la variation des paramètres sur l’EC

Partie II : Etude expérimentale Résultats et discussions 1 Droite de Henry

Partie II : Etude expérimentale Résultats et discussions 1 Le temps Le courant Etude de la réponse de surface

Conclusion 1

Merci pour votre attention 1