ÉTUDE D’UN SYSTÈME DE DÉPOLLUTION D’EFFLUENTS DE L’INDUSTRIE TEXTILE PAR UN PROCÉDÉ COUPLANT ADSORPTION ET ÉLECTROCATALYSE HÉTÉROGÈNE

Abstract

Ce travail propose une solution durable et économiquement viable pour traiter la pollution de l'eau par les colorants synthétiques, réputés pour leur persistance et leur toxicité, en couplant l'adsorption avec les Procédés Electrochimiques d'Oxydation Avancée (PEOA). La Rhodamine B (RhB), un colorant modèle toxique, a été sélectionnée pour cette étude. Deux matériaux carbonés ont été utilisés, feutre de carbone (FC) utilisé comme cathode et charbon actif (disque Brita®) choisi pour sa forte capacité d'adsorption et son double rôle d'adsorbant et d'électrode (cathode). Les anodes étaient en titane platiné (Ti/Pt) ou en oxyde de titane sousstœchiométrique. Les résultats démontrent que le barbotage d'air comprimé est aussi efficace que l'oxygène pur pour le procédé Electro-Fenton (EF), tout en étant plus économique. La cinétique de dégradation est accélérée avec l'augmentation de la densité de courant, les constantes de vitesse étant plus élevées pour l'Oxydation Anodique (OA) et le procédé couplé EF/OA que pour l'EF seul. La concentration initiale en RhB influence fortement cette cinétique, une faible concentration favorisant une dégradation plus rapide. Le suivi de la toxicité par le test Microtox® a révélé une réduction notable, particulièrement marquée par le procédé EF/OA. L'efficacité de minéralisation, évaluée par l'abattement du Carbone Organique Total (COT), atteint 90,4 % pour EF/OA, contre 83,4 % pour OA et 68,3 % pour EF, avec une consommation énergétique plus faible pour le procédé couplé. L'analyse UHPLC-HRMS a identifié des intermédiaires de dégradation, confirmant une voie dominante par N-déséthylation. Parallèlement, l'étude d'adsorption a montré que le FC est peu adsorbant, contrairement au charbon actif dont l'efficacité dépend du pH, du temps de contact, de la masse et de la concentration initiale. Les modèles cinétiques et isothermes (Freundlich) indiquent une adsorption multicouche sur une surface hétérogène. Ces propriétés adsorbantes ont été exploitées pour le couplage de procédés, en pré-concentrant le polluant à la surface de l'électrode. L’utilisation du charbon actif a ainsi permis d'optimiser la dégradation électrochimique tout en réduisant les coûts énergétiques. En conclusion, ces résultats apportent une approche prometteuse pour le traitement des effluents textiles, combinant efficacement les avantages de l'adsorption et des PEOA et ouvrent des perspectives intéressantes pour la dépollution de l'environnement.