Étude des procédés d'élimination du chlorure dans l'eau durant le processus de traitement à la station cité Bouzide Ouargla

Abstract

This study aims to evaluate the effectiveness of two biosorbents, namely eggshells and activated carbon, in reducing chloride ion concentrations in drinking water. A Box-Behnken Design (BBD) experimental approach was applied to optimize operating conditions based on three variables: adsorbent mass (500–1500 g), contact time (30–90 min), and stirring speed (50–250 rpm). The physicochemical parameters of water (pH, ORP, conductivity, TDS, and salinity) were measured before and after treatment. Before treatment, chloride concentration was 1682.7 mg/L for the sample treated with eggshells and 2449.5 mg/L for the one treated with activated carbon. After treatment with eggshells, chloride concentrations ranged from 1320.6 to 1526.5 mg/L, with final pH values between 7.21 and 7.52, indicating a slight alkalizing effect. Conductivity increased up to 6312 μS/cm, and TDS reached 3156 mg/L. For activated carbon, chloride concentrations after treatment ranged from 2159.08 to 2231.76 mg/L, indicating a less pronounced removal efficiency. The pH remained close to neutrality (7.13 to 7.35), and ORP values revealed a more reducing environment, reaching as low as -33.9 mV. These results demonstrate that both materials offer potential for improving drinking water quality, with eggshells showing better performance under the tested conditions. Their use represents a sustainable, economical, and environmentally friendly approach to treating water with excessive anionic content such as chloride.

تهدف هذه الدراسة إلى تقييم فعالية مادّتين مازتين حيويتين، وهما قشور البيض والفحم النشط، في تقليل تركيز أيونات الكلوريد في مياه الشرب. تم استخدام تصميم تجريبي من نوع Box-Behnken (BBD) لتحسين ظروف التشغيل بناءً على ثلاثة عوامل: كتلة المادة المازة (500–1500 غ)، وزمن الاحتجاز (30–90 دقيقة)، وسرعة التحريك (50–250 دورة/دقيقة). حيث تم تحليل الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه الـ pH، إمكانات الأكسدة والاختزال ORP، التوصيلية الكهربائية، المواد الصلبة الذائبة TDS والملوحة قبل وبعد المعالجة. قبل المعالجة، كان تركيز الكلوريد 1682.7 ملغ/ل للماء المعالج بقشور البيض، و2449.5 ملغ/ل للماء المعالج بالفحم النشط. بعد المعالجة بقشور البيض، تراوح تركيز الكلوريد بين 1320.6 و1526.5 ملغ/ل، وكان الرقم الهيدروجيني النهائي بين 7.21 و7.52، مما يدل على تأثير قلوي طفيف. كما ارتفعت التوصيلية إلى 6312 μS/cm والـ TDS إلى 3156 ملغ/ل. أما بالنسبة للفحم النشط، فقد تراوح تركيز الكلوريد بعد المعالجة بين 2159.08 و2231.76 ملغ/ل، أي بانخفاض أقل مقارنةً بما تحقق باستخدام قشور البيض. وظل الرقم الهيدروجيني قريبًا من الاعتدال (7.13 إلى 7.35)، بينما أظهر ORP سلوك اختزاليًا واضحًا وصل إلى 33.9- mV . تُظهر هذه النتائج أن كلا المادتين يمكن أن تسهاما في تحسين جودة مياه الشرب، مع أداء أفضل لقشور البيض في ظل الظروف التجريبية المعتمدة. كما تمثل هذه الطريقة حلاً مستدامًا واقتصاديًا وصديقًا للبيئة لمعالجة المياه التي تحتوي على تركيزات مرتفعة من الأيونات مثل الكلوريد.

Cette étude a pour objectif d’évaluer l’efficacité de deux biosorbants, les coquilles d’œufs et le charbon actif, pour la réduction de la concentration en ions chlorure dans l’eau potable. Un plan d’expériences de type Box-Behnken (BBD) a été utilisé pour optimiser les conditions opératoires en fonction de trois facteurs : la masse de l’adsorbant (500–1500 g), le temps de séjour (30–90 min) et la vitesse d’agitation (50–250 tr/min). Les paramètres physico-chimiques de l’eau (pH, ORP, conductivité, TDS et salinité) ont été analysés avant et après traitement. Avant traitement, la concentration en chlorures était de 1682,7 mg/L pour l’échantillon destiné aux coquilles d’œufs et de 2449,5 mg/L pour celui destiné au charbon actif. Après traitement par les coquilles d’œufs, les concentrations ont varié entre 1320,6 mg/L et 1526,5 mg/L, avec un pH final compris entre 7,21 et 7,52, traduisant un léger effet alcalinisant. En parallèle, la conductivité a augmenté jusqu’à 6312 μS/cm et le TDS jusqu’à 3156 mg/L. Pour le charbon actif, les concentrations de chlorures après traitement ont été comprises entre 2159,08 mg/L et 2231,76 mg/L, soit une réduction moins significative que celle obtenue avec les coquilles. Le pH est resté proche de la neutralité (entre 7,13 et 7,35), et l’ORP a montré un caractère réducteur plus marqué (jusqu’à -33,9 mV). Ces résultats démontrent que les deux matériaux peuvent jouer un rôle dans l’amélioration de la qualité de l’eau potable, avec une efficacité plus marquée pour les coquilles d’œufs dans les conditions expérimentales choisies. Leur utilisation représente une approche durable, économique et écologiquement responsable pour le traitement des eaux contenant des excès d’anions comme le chlorure.