Les floculants à base de polyacrylamide (PAM) sont produits à partir du monomère toxique : l’acrylamide (AMD) et peuvent en contenir des quantités résiduelles (jusqu’à 0,1% en Europe). Après utilisation pour faciliter la séparation solide/liquide des eaux de procédés dans les industries de granulat, ces floculants sont stockés avec les boues de décantation dans des lagunes à partir desquelles une dissémination de l’AMD et du PAM vers les eaux de surface ou les eaux souterraines peut avoir lieu. Dans ces travaux de thèse, les interactions du PAM et de l’AMD avec des particules de boue et des phases argileuses (kaolinite et illite, utilisées pour étanchéifier les lagunes de décantation) ont été étudiées. Pour pouvoir quantifier correctement l’AMD, une méthode d’analyse basée sur la HPLC/MS/MS en injection directe a été développée. Cette méthode a été validée avec les normes Afnor NF T 90-210 et NF T 90-220 avec une limite de quantification égale à 1 µg/L. L’étude de l’interaction de l’AMD avec des particules de boue d’un site de granulat et deux argiles (kaolinite et illite) a mis en évidence une faible adsorption de l’AMD sur ces phases solides (<10%), indépendante du temps, de la concentration en AMD et du pH. Inversement, le PAM s’adsorbe fortement et irréversiblement sur la boue, la kaolinite et l’illite avec une cinétique rapide de 1er ordre. Les isothermes d’adsorption sont bien corrélées avec les modèles de Langmuir et de Freundlich. Les quantités d’adsorption du PAM sont indépendantes du pH des suspensions mais fortement impactées par la force ionique qui influence les interactions électrostatiques entre le PAM et les surfaces solides. / Polyacrylamide (PAM) based floculants are produced from the highly toxic acrylamide (AMD) monomer and can contain residual amounts (up to 0.1% in Europe) of AMD. After they are used to facilitate liquid/solid separation of process water in aggregate quarries, PAM floculants are stored, with the sewage sludge, in decantation lagoons. Dissemination of AMD and PAM to groundwater and surface water from these lagoons can occur. In this work, we aimed to study the interactions of AMD and PAM with sludge particles and clays (kaolinite and illite used for decantation lagoon sealing) from aggregate quarry. To correctly quantify the AMD, analytical method based on HPLC/MS/MS with direct injection was developed. This method was validated according to the Afnor guidelines (NF T 90-210 and NF T 90-220) with a limit of quantification of 1 µg/L. Results of AMD adsorption experiments showed a low adsorption of AMD to sludge and clay (kaolinite and illite) particles, which is independent of time, AMD concentration and pH. Inversely, PAM was found to adsorb strongly and irreversibly to sludge, kaolinite and illite with a rapid kinetic of adsorption which consists of first order kinetic. Adsorption isotherms are well correlated with Langmuir and Freundlich models. PAM adsorption quantities are independent on the pH of suspensions, but are strongly impacted by the ionic strength which affects electrostatic interactions between PAM and solid surfaces.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2015NICE4032 |
| Date | 03 July 2015 |
| Creators | Mnif, Ines |
| Contributors | Nice, Marmier, Nicolas |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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