Charbon actif pour les eaux usées contenant de l'arsenic

Introduction

L'arsenic (As) est un élément hautement toxique, largement présent dans la nature et les eaux usées industrielles. Le rejet d'eaux usées contenant de l'arsenic menace non seulement l'environnement, mais cause également de graves dommages à la santé humaine par l'eau potable ou la chaîne alimentaire.

L'élimination efficace de l'arsenic des eaux usées est devenue un sujet de recherche majeur dans le domaine de la protection de l'environnement. Le charbon actif est devenu un choix incontournable pour le traitement des eaux usées contenant de l'arsenic grâce à son excellente capacité d'adsorption et à sa grande adaptabilité.

Sources d'eaux usées contenant de l'arsenic

Eaux usées minières :

Au cours du processus d’extraction et de fusion de l’or, du cuivre et d’autres mines, l’arsenic pénètre dans les eaux usées en tant qu’élément sous-produit.
Au cours du processus de flottation et de lixiviation des minerais contenant de l’arsenic, des eaux usées à forte concentration d’arsenic seront produites.

Industrie électronique :

Les composés d’arsenic sont utilisés dans le processus de production de semi-conducteurs, d’énergie photovoltaïque, etc., et des résidus d’arsenic peuvent être contenus dans les eaux usées.

Industrie chimique :

Les composés d’arsenic sont utilisés dans la production de certains pesticides, médicaments et colorants, ce qui entraîne une pollution des eaux usées.

Contamination des eaux souterraines :

Dans certaines régions, les eaux souterraines contiennent naturellement de fortes concentrations d’arsenic, notamment dans les zones de roches sédimentaires ou volcaniques.
L'arsenic dissous dans les eaux souterraines existe sous forme d'arsenic trivalent (As³⁺) et d'arsenic pentavalent (As⁵⁺).

Quel type de charbon actif convient aux eaux usées contenant de l’arsenic ?

Le charbon actif peut adsorber efficacement les composés d'arsenic présents dans les eaux usées grâce à sa structure poreuse bien développée et à sa surface spécifique élevée (généralement de 500 à 1 500 m²/g). De plus, il peut améliorer considérablement sa capacité d'adsorption de l'arsenic par modification d'imprégnation (par exemple, avec du fer, du manganèse, de l'alumine, etc.).

Charbon actif imprégné de fer : L'oxyde de fer présente une forte affinité avec les ions arsenic (notamment As³⁺ et As⁵⁺) et peut améliorer considérablement la capacité d'adsorption grâce à des réactions de complexation. Il présente une grande sélectivité pour les ions arsenic et convient au traitement des eaux usées à forte concentration en arsenic.
Exemple de réaction chimique :
Fe(OH)₃ + H₃AsO₄ → FeAsO₄·H₂O
Charbon actif imprégné de manganèse : L'oxyde de manganèse possède de fortes propriétés oxydantes et peut oxyder l'arsenic trivalent (As³⁺) en arsenic pentavalent (As⁵⁺), améliorant ainsi l'efficacité d'élimination.
Charbon actif imprégné d'alumine : La surface en alumine présente une forte capacité d'adsorption des ions arséniate (AsO₄³⁻). Elle est donc adaptée à la purification de l'eau potable.

Conclusion

Le charbon actif joue un rôle important dans le traitement des eaux usées contenant de l'arsenic grâce à son excellente capacité d'adsorption et à ses propriétés respectueuses de l'environnement. L'utilisation de charbon actif modifié (tel que le charbon actif imprégné de fer ou d'alumine) permet d'éliminer efficacement l'arsenic trivalent et pentavalent, réduisant ainsi la concentration d'arsenic dans l'eau en dessous des normes de sécurité. Que ce soit pour le traitement des eaux usées minières ou la purification de l'eau potable, le charbon actif constitue une solution économique, efficace et durable.

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