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1 - CONTEXTE

2 - PRÉPARATION, PROPRIÉTÉS ET PRINCIPALES APPLICATIONS DU CHITOSANE

3 - TRAITEMENT DES EAUX PAR DU CHITOSANE

4 - MÉCANISMES D’INTERACTIONS POLLUANT-CHITOSANE

5 - QUESTIONS ET PERSPECTIVES

6 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : RE126 v2

Mécanismes d’interactions polluant-chitosane
Traitement des eaux par du chitosane : intérêts et méthodes

Auteur(s) : Grégorio CRINI, Pierre-Marie BADOT, Nadia MORIN-CRINI

Date de publication : 10 févr. 2019

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RÉSUMÉ

Les produits chimiques utilisés dans les procédés physico-chimiques et biologiques de traitement des eaux usées posent des problèmes environnementaux et de santé. Le chitosane, biopolymère qui apparaît comme une alternative efficace et écoresponsable, fait l’objet de cet article. Cette substance est devenue un acteur du traitement des eaux. Son utilisation dans les domaines de la coagulation/floculation, l’adsorption et de l’ultrafiltration assistée est abordée. Les mécanismes d’interaction contaminants-chitosane sont ensuite décrits, avant de conclure sur les questions pendantes et perspectives relatives à ce matériau.

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ABSTRACT

Water treatment by chitosan: Interests and methods

The chemical products used in physico-chemical and biological processes to treat waste waters raise environmental and health issues. The chitosan, a biopolymer which is considered as an eco-friendly and efficient alternative of biological origin is the subject of this article. The chitosan has become an actor in water treatment. Its use in coagulation/flocculation, adsorption and chitosan-assisted ultrafiltration processes is given. The contaminants-chitosan interaction mechanisms are then presented and the article concludes with the main issues and prospects of this material.

Auteur(s)

  • Grégorio CRINI : Ingénieur d’études, habilité à diriger des recherches - UMR 6249 Chrono-environnement, université Bourgogne Franche-Comté, Besançon, France

  • Pierre-Marie BADOT : Professeur des universités - UMR 6249 Chrono-environnement, université Bourgogne Franche-Comté, Besançon, France

  • Nadia MORIN-CRINI : Ingénieure de recherches, habilitée à diriger des recherches - UMR 6249 Chrono-environnement, université Bourgogne Franche-Comté, Besançon, France -  : Cet article est la version actualisée de l’article [RE 126] intitulé « Traitement des eaux par du chitosane : intérêts, méthodes et perspectives » rédigé par Grégorio CRINI, Pierre-Marie BADOT, Nadia MORIN-CRINI et paru en 2009.

INTRODUCTION

Les procédés physico-chimiques et biologiques de traitement des eaux usées utilisant des produits chimiques conventionnels tels que les formulations métalliques à base d’aluminium ou de fer et les polymères organiques à base d’acrylamide sont certes efficaces et viables économiquement mais ils posent de sérieux problèmes environnementaux et de santé. À l’heure où la demande du public en matière de produits renouvelables, biodégradables et sans impact croît avec la sensibilisation à la protection de l’environnement, les matériaux d’origine biologique comme le chitosane apparaissent porteurs de solutions alternatives et innovantes. Cet aminopolysaccharide possède un fort potentiel dans le traitement des eaux en raison de sa nature biologique, de sa provenance (obtenu principalement à partir de déchets de l’industrie de la pêche), de sa non-toxicité, de son caractère polycationique qui le distingue des autres polysaccharides et polymères naturels, et de sa versatilité technologique. Ce biopolymère suscite en effet un intérêt croissant depuis les années 2000 pour récupérer et éliminer des contaminants présents dans les effluents industriels en raison de son large domaine d’applications. Cet article fait le point sur l’utilisation du chitosane dans des procédés d’adsorption, de coagulation/floculation et d’ultrafiltration membranaire.

Points clés

Domaine : Traitement et ingénierie des eaux usées

Degré de diffusion de la technologie : Émergence

Technologies impliquées : filtration, adsorption, échange d’ions

Domaines d’application : eaux industrielles, eaux papetières, eaux de station d’épuration

Principaux acteurs français :

  • Pôles de compétitivité : écotechnologies, Aqua-valley, Dream, Hydreos

  • Centres de compétence : Office international de l’eau

  • Industriels : France chitine

Autres acteurs dans le monde :

European Chitin Society http://www.euchis.org

Neweaver https://lafabrique-france.aviva.com

SFly Greentech http://www.sflyproteins.fr

Chitosanlab Vegan https://chitosanlab.com

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KEYWORDS

wastewater   |   treatment   |   chitosan   |   contaminants

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-re126

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4. Mécanismes d’interactions polluant-chitosane

Les propriétés physico-chimiques originales de l’aminopolysaccharide chitosane sont essentiellement liées aux groupements amines des chaînes macromoléculaires . Les fonctions amine permettent la complexation des cations métalliques en milieu neutre, mais sa protonation en milieu acide confère au chitosane des propriétés cationiques uniques par rapport aux autres biopolymères. Ce caractère cationique en milieu acide est également à l’origine de la fixation des colorants anioniques et des anions métalliques. C’est en général la polycationicité du chitosane qui est souvent mise en avant pour expliquer les mécanismes d’interaction contaminants-chitosane. Les caractéristiques acido-basiques dépendront, toutefois, du DD, de la MM, et de la répartition entre les unités N-acétyl-D-glucosamine et D-glucosamine le long des chaînes...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BOEGLIN (J.C.) -   Lutte contre la pollution de l’eau – Inventaire des traitements.  -  [G 1 250]. Base documentaire Environnement (1999).

  • (2) - BOEGLIN (J.C.) -   Traitements physico-chimiques de la pollution insoluble.  -  [G 1 250]. Base documentaire Environnement (2002).

  • (3) - BOEGLIN (J.C.) -   Traitements physico-chimiques de la pollution soluble.  -  [G 1 271]. Base documentaire Environnement (2002).

  • (4) - SUN (L.M.), MEUNIER (F.) -   Adsorption – Aspects théoriques.  -  [J 2 730]. Base documentaire Opérations unitaires Génie de la réaction chimique (2003).

  • (5) - ZOULALIAN (A.) -   Particules poreuses interactives – Interactions physiques d’adsorption.  -  [J 1 092]. Base documentaire Opérations unitaires Génie de la réaction chimique (2006).

  • ...

1 Événements

Salon Pollutec – Salon des acteurs de l’environnement et de l’énergie :

http://www.pollutec.com

Colloque national Eau et changement climatique – Agence de l’eau, Lyon – 15-11-2018 :

http://www.eaurmc.fr

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2 Réglementation

Directive 2000/60/CE établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l’eau (JO des Communautés européennes, L. 327 du 22.12.2000, p. 1).

Directive 2006/118/CE sur la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration (JO des Communautés européennes, L. 372 du 12.12.2006, p. 19).

Article R. 1321-48 du code de la santé publique. Toute personne responsable de la mise sur le marché d’un matériau ou d’un objet doit donc : i) proposer des matériaux et objets respectant les dispositions spécifiques fixées par la réglementation pour le groupe de matériaux et objets auquel il appartient : ii) s’assurer, préalablement à la mise sur le marché, du respect des dispositions spécifiques le concernant ; iii) tenir à disposition, de...

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