Behavior of metallic elements (Cu, Cd, Pb and Zn)

in three sewage sludge of Marrakech city-Morocco. Analytical study and treatment

COMPORTEMENT DES ÉLÉMENTS METALLIQUES ( Cu, Cd, Pb et Zn) DANS TROIS TYPES DE BOUES RÉSIDUAIRES DE LA VILLE DE MARRAKECH-MAROC. ETUDE ANALYTIQUE ET TRAITEMENT

S. Bounit1*, M. El Meray1, A. Chehbouni2, H. Ait Hsine3

1 Laboratoire d’Électrochimie et Chimie Analytique, Département de Chimie, Université Cadi Ayyad,

Faculté des Sciences Semlalia, B.P 2390 Marrakech, Maroc

2 Laboratoire de Mécanique de Fluide et d’Énergétiques, Département de Physique, Université Cadi Ayyad,

Faculté des Sciences Semlalia, B.P 2390 Marrakech, Maroc

3Laboratoire d’Automatique, Département de Physique, Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences Semlalia,

B.P 2390 Marrakech, Maroc

* Corresponding author. E-mail :bounit@ucam.ac.ma

Received : 11 June 2002; revised version accepted : 26 December 2003

Abstract

The quantity of sludge produced does not cease to increase these last years. These sludge are regarded as ultimate waste that require a treatment. The determination of treatment depends on nature of sludge and more particularly on their compositions

In this direction, we made analytical analyses of three types of sludge of Marrakech (M1, M2 and M3), for which the goal is to determine the suitable type of treatment. The analytical studies carried out are the physicochemical, thermal and mineralogical analyses. Correlation between the parameters were also carried out.

The experimental results show that sludge M1can be used in agriculture, while sludge M2 and M3 contain significant contents of traces elements especially the cadmium which exceeds the limiting values of the sludge intended to agriculture according to article of law January 8, 1998. The thermal analyses and the X-ray show the possibility of treating these sludge by incineration. The rate elimination of the traces metal in these sludge by incineration in a fluidized bed reactor is of 13.43 % Cu, 29.41 % Cd, 19.25 % Zn and 30.34 % Pb for sludge M2, as well as 14.91 % Cu, 33.33 % Cd, 19.53 % Zn and 34.59 % Pb for sludge M3 at the temperature 700 °C.

Keywords : Sludge; Heavy metals; Analytical study; Incineration; Treatment.

Résumé

La quantité des boues produite ne cesse d’augmenter ces dernières années (notamment à Marrakech). Ces boues sont considérées comme des déchets ultimes qui nécessitent un traitement. La détermination de processus de traitement dépend de la nature des boues et plus particulièrement de leurs compositions.

Dans ce contexte, nous avons fait des études analytiques de trois types de boue de la ville de Marrakech ( M1 : boue témoin, M2 : boue résiduaire urbaine et M3 : boue résiduaire urbaine et industrielle). Le but est de déterminer le type de traitement convenable de ces boues. Les études effectuées sont les analyses physico-chimiques, thermiques et minéralogiques. Des corrélations entre les paramètres physico-chimiques et les éléments métalliques (Cu, Cd, Pb et Zn) ont été également effectuées en utilisant le logiciel STAL-LAB de CENET-France Version 2.1

Les résultats expérimentaux montrent que la boue M1 peut être valorisée en agriculture, tandis que les boues M2 et M3 contiennent des teneurs importantes en éléments métalliques, surtout le cadmium qui dépasse les valeurs limites des boues destinées en agricole selon l’arrêté de 8 janvier 1998. L’étude thermique et les analyses RX montrent la possibilité de traiter ces boues par incinération. Le taux de vaporisation des éléments métalliques dans ces boues par incinération à une température de 700 °C dans un réacteur à lit fluidisé est de l’ordre de 13.43 % Cu, 29.41 % Cd, 19.25 % Zn et 30.34 % Pb pour la boue M2, ainsi que 14.91 % Cu, 33.33 % Cd, 19.53 % Zn et 34.59 % Pb pour la boue M3.

Mots clés : Boues; Métaux lourds ; Étude analytique; Incinération; Traitement.

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