Elimination des sels minéraux et des polluants organiques des solutions aqueuses par des procédés électrochimiques

Abstract

الهدف من هذه الدراسة هو تطبيق تقنية هجينة تجمع بين الكهرودياليز التقليدي ) ED ( و الأكسدة الأنودية ) OA ( لمعالجة محلول يحتوي على الميثيل البرتقالي ) MO ( و ملح معدني ، مع التركيز بشكل خاص على منع انسداد الغشاء بواسطة ال MO . أتاح تحليل IR-TF تحديد الاختلاف في التركيب الكيميائي لغشاء التبادل الأنيوني ) MEA ) بوضوح قبل الانسداد وبعده. أكد التحليل المورفولوجي و العنصري بواسطة SEM-EDX تكوين طبقة مهمة من 2PbO على القطب Pb ، وأكد هذا التحليل أيضًا انسداد ال MEA بواسطة ال MO في حالة ED التقليدي مقارنة ب OA-ED . في الواقع ، أدى استخدام قطب 2Pb/PbO )كأنود( في خلية ال ED إلى زيادة معدل تحلل ال MO بشكل كبير وبالتالي تقليل المقاومة الكهربائية للخلية. وهذا يؤدي كذلك إلى الحد من ظاهرة انسداد ال MEA و تكثيف إنتقال أيونات الملح المعدني. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت هذه الدراسة أيضًا أن زيادة كثافة التيار المطبق يزيد من كفاءة أكسدة الملوث العضوي ) OM(. يكون سير عملية تحلل ال MO على قطب 2Pb/PbO في تقنية ال OA-ED بنفس المعدل تقريبًا ، مهما كان التركيز الإبتدائي لل MO بين 5 و 1−mg.L 75 . يسمح ال pH الحمضي )بين 1.5 و 3 ( بالتحلل الكلي أو شبه الكلي لل MO . غير أنه عند pH > 6.8 ، تكون عملية تحلل ال MO أقل أهمية وتتراوح بين 83.5% و 77.4% . الزيادة في تركيز ملح ال 4SO2Na تعزز من عملية تحلل ال MO عن طريق زيادة الناقلية الكهربائية للخليةLe but de cette étude est d’appliquer un procédé hybride couplant l’électrodialyse (ED) conventionnelle à l’oxydation anodique (OA) pour traiter une solution de méthyle orange (MO) et un sel minéral, tout en mettant un accent particulier sur la prévention de colmatage des membranes par le MO. L’analyse IR-TF a permis d’identifier clairement la différence de composition chimique de la membrane échangeuse d’anions (MEA) avant et après colmatage. L’analyse morphologique et élémentaire par MEB-EDX a confirmé la formation d’une couche importante de PbO2 sur la surface de l’électrode Pb. Cette analyse a confirmé également le colmatage de la MEA par le MO dans le cas de l’ED conventionnelle par rapport à l’ED-OA. En effet, l’utilisation d’une électrode en Pb/PbO2 (comme anode) dans la cellule d’ED a permis d’augmenter significativement le taux de dégradation du MO et de diminuer par conséquence la résistance électrique de la cellule. Cela conduit alors à réduire le phénomène de colmatage de la MEA et d’intensifier le transfert des ions du sel minéral. Par ailleurs, cette étude à montré également que l’augmentation de la densité du courant appliquée augmente le rendement d’oxydation du polluant organique (MO). Le processus de dégradation du MO sur une électrode Pb/PbO2 dans un procédé d’ED-OA soit approximativement de la même vitesse, quelque soit C0(MO) comprise entre 5 et 75 mg.L−1. Les pHs acides (entre 1.5 et 3) permettent une dégradation totale ou quasi-totale du MO. Néanmoins, dans des pHs > 6.8 le processus de dégradation du MO soit mois important et varient entre 83.5 % et 77.4 %. L’augmentation de la concentration de Na2SO4 favorise le processus de dégradation du MO en augmentant la conductivité électrique de la cellule