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Congrès Biopolymères 2018 : Deux voies différentes pour la préparation de membranes de filtration bactérienne en cellulose/chitosane pour l'élimination du cuivre dans les eaux usées - Leire Urbina - Université du Pays Basque

 Leire Urbina 

 La présence d'ions cuivre dans les eaux usées est un problème très grave, répandu dans les industries électriques, du cuir, des fongicides ou du papier. Les recherches récentes se concentrent sur le développement de membranes de chitosane (Ch) pour les processus de purification des eaux usées, car ce biopolymère contient un grand nombre de groupes aminés libres qui sont hautement réactifs pour la réaction de chélation métallique des cations. Traditionnellement, le glutaraldéhyde a été utilisé comme agent de réticulation du Ch pour améliorer la résistance chimique et mécanique des membranes, mais son principal inconvénient réside dans la légèreté, de sorte que d'autres alternatives sont à l'étude. Dans ce contexte, les matériaux nanocellulosiques ont également attiré l'attention dans ce domaine en raison de leurs performances mécaniques et de leur surface spécifique élevée. La cellulose bactérienne (BC), un biopolymère biosynthétique par certaines bactéries, offre de nouvelles possibilités dans ce domaine en raison de sa conformation structurelle en réseau 3D hautement cristallin avec d'excellentes propriétés mécaniques à l'état humide. Dans ce travail, des membranes respectueuses de l'environnement par des voies in situ et ex situ basées sur le BC comme modèle pour le Ch comme entité fonctionnelle pour l'élimination du cuivre dans les eaux usées ont été développées. Des composites BC/Ch ont été préparés ex situ en immergeant les membranes humides BC préalablement biosynthétisées dans 0,6 et 1 % (v/v) Ch préparé dans une solution d'acide acétique à 0,5 % dans des conditions d' agitation. Des composites BC/Ch ont été préparés in situ par l'ajout de chitosane (ajout de 0,50 et 0,75 % (p/v) Ch) dans le milieu de culture utilisé pour la biosynthèse du BC. L'influence de la voie de préparation sur les interactions entre les composants, les propriétés mécaniques, la morphologie et la structure des pores a été démontrée. Deux voies ont conduit à des bionanocomposites avec des aspects et des propriétés physico-chimiques différents. La caractérisation morphologique a suggéré une meilleure incorporation de Ch dans la matrice BC par la voie in situ. Enfin, la capacité d'élimination du cuivre de ces membranes a été analysée et la réutilisabilité des membranes a été démontrée. Avec le développement rapide des industries, la rareté des ressources en eau, la croissance démographique, la pollution des eaux de surface et souterraines, les eaux usées toxiques et les maladies qui entraînent un besoin d'accumuler d'eaux usées. L'élimination des ions de métaux toxiques des eaux usées, en particulier des effluents de déchets industriels et miniers, a été largement étudiée ces dernières années. Les eaux usées contenant des métaux lourds sont rejetées directement ou indirectement dans l'environnement, en particulier dans les pays en développement.Les métaux lourds ne sont pas biodégradables contrairement aux contaminants organiques. Ils ont également tendance à s'accumuler dans les organismes vivants. De nombreux ions de métaux lourds sont connus pour être toxiques ou cancérigènes. Le traitement des eaux usées industrielles, qui comprend le zinc, le cuivre, le mercure, le plomb et le chrome, est particulièrement préoccupant pour les métaux chimiques toxiques. Espèces exclusives d'ions Cu (II) dans les ressources en eau douce et mécanisme osmorégulateur des dommages causés aux écosystèmes aquatiques chez les animaux d'eau douce. L'Agence américaine de protection de l'environnement (USEPA) a fixé ses propres limites admissible pour les effluents industriels à 1,3 mg/L. Le cuivre a été rejeté par diverses industries telles que les bains de nettoyage et de placage des métaux, les peintures et les pigments, l'exploitation minière, la fusion, le raffinage du pétrole, les rinçages tels que le laiton, les engrais, la pâte à papier, les circuits imprimés du bois et la production. De plus, le cuivre est phytotoxique et a été pris en compte comme algicide pour contrôler les proliférations d'algues. Diverses technologies de traitement ont été appliquées Deux voies ont conduit à des bionanocomposites aux propriétés physiques et chimiques différentes. Le comportement mécanique à l'état humide, fortement lié à la cristallinité et à la capacité de rétention d'eau, s'est avéré très différent selon la voie de préparation, bien que la teneur en Ch soit très similaire : 35 et 37 poids. pour les membranes in situ et ex situ. La caractérisation morphologique a suggéré une meilleure incorporation de Ch dans la matrice BC par la voie in situ. La capacité d'élimination du cuivre de ces membranes a été analysée et la membrane préparée in situ a montré les valeurs les plus élevées, environ 50 %, pour des concentrations initiales de 50 et 250 mgL -1. De plus, la réutilisabilité des membranes a été réalisée. Le cuivre est l'un des métaux les plus précieux et les plus utilisés dans l'industrie. Il existe de nombreuses techniques pour traiter différents types d'eaux usées industrielles contaminées par des métaux lourds tels que le cuivre. Incluant l'adsorption, la filtration membranaire, la cimentation et l'électrodialyse, cet article se concentre principalement sur les techniques de traitement des eaux usées les plus avancées. La revue examine les différences entre les méthodes de traitement en termes de durée et d'efficacité globale. Le cuivre est l'un des métaux les plus précieux et les plus utilisés dans l'industrie. Il existe de nombreuses techniques pour traiter différents types d'eaux usées industrielles contaminées par des métaux lourds tels que le cuivre. Parmi ces techniques, citons l'adsorption, la filtration membranaire, la cimentation et l'électrodialyse.Cet article se concentre principalement sur les techniques de traitement des eaux usées les plus avancées. L'étude examine les différences entre les méthodes de traitement en termes de durée et d'efficacité globale. Le cuivre est l'un des métaux les plus précieux et les plus utilisés dans l'industrie. Il existe de nombreuses techniques pour traiter différents types d'eaux usées industrielles contaminées par des métaux lourds tels que le cuivre. Parmi ces techniques, citons l'adsorption, la filtration membranaire, la cimentation et l'électrodialyse. Cet article se concentre principalement sur les techniques de traitement des eaux usées les plus avancées. 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