Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université des Sciences et de la Technologie d’Alger,Houari Boumediène
Affiliation
Département de Probabilités et Statiqtiques
Auteur
AGGUINI, Rabah
Directeur de thèse
Chabani, M. (Maitre de conférence)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Magister
Titre
Modélisation d’un biosorbeur à contact différentiel par approche de la DTS
Mots clés
Adsorption ; Bio-industries ; Matériaux : Biotechnologie ; Tamis moléculaire ; Filtres biologiques ; Fluides, Mécanique des : Modèles mathématiques
Résumé
L’objectif de ce travail est la valorisation d’un déchet végétal " pelure d’oignon" dans le traitement des eaux polluées par le chrome hexavalent. L’analyse de la composition chimique de la pelure d’oignon a montré sa richesse en minéraux et nutriments ce qui confirme l’intérêt de son utilisation comme biosorbant pour l’élimination des métaux lourds. L’analyse spectroscopique infrarouge a permis l’identification des groupements fonctionnels tels que: les polysaccharides, les groupements carboxyliques, alcooliques, connus pour leur implication dans la sorption des polluants métalliques et donc la fixation du chrome hexavalent. En vue de rendre claire les mécanismes de fixation du métal, la composition chimique majoritaire a été établie par microanalyse électronique avant et après sorption. La première partie est consacrée à l’étude en mode discontinu. Les effets des différents paramètres : Vitesse d’agitation, la masse du biosorbant, la concentration initiale en métal, la granulométrie, sont étudiés. Les résultats obtenus ont permis de constater qu’un rendement d’élimination de 99,58 % peut être obtenu si la pelure d’oignon est traitée à froid par l’acide sulfurique. Les conditions opératoires de forte influence sur l’élimination du chrome VI, sont la masse du biomatériau et la concentration initiale en métal. L’approche des mécanismes par modélisation a montré que les limitations diffusionnelles ont un rôle mineur dans le contrôle cinétique. Cette approche est en très bon accord avec l’approche expérimentale où les résultats ont montré que la granulométrie et l’agitation n’ont pratiquement aucun effet sur la cinétique. Le processus d’élimination du chrome (IV) par la pelure d’oignon est contrôlé par les réactions de surfaces avec un ordre global de deux. Les paramètres d’équilibre de la biosorption sont déterminés via une modélisation par l’application de plusieurs modèles d’isotherme d’adsorption. Les résultats obtenus montrent que l’état d’équilibre est bien représenté par l’isotherme de Langmuir avec une capacité maximale de sorption de 17,43 mg/g. La seconde partie porte sur la caractérisation et la modélisation de l’hydrodynamique du biosorbeur à lit fixe par approche de la DTS (distribution des temps de séjour moyen). Nous avons mis au point une installation expérimentale, fonctionnant en dynamique, comportant un lit fixe constitué de la pelure d’oignon. La méthode du traceur, employée, consiste à réaliser une injection échelon du traceur CaCl2 à l’entrée du biosorbeur et de suivre son évolution à la sortie. L’effet de deux facteurs, à savoir le débit d’alimentation et la hauteur du lit sont suivis. Les différents paramètres tels: Le temps de percé, le temps de séjour moyen, la variance et le nombre de Peclet, sont calculés afin de déterminer le modèle d’écoulement le plus adapté à notre réacteur. La courbe de la DTS obtenue a permis une modélisation de l’hydrodynamique par le modèle d’écoulement piston couplé à une dispersion axiale. Le modèle choisi est en bonne concordance avec les résultats expérimentaux.
Date de soutenance
21/06/2012
Cote
660.284 235
Pagination
103 p.
Illusatration
ill.
Format
30 cm.
Notes
Support papier accompagné d’un CD-Rom ; Bibliogr. 6 p.
Statut
Traitée