Biochars from solid digestates as sorbing materials for metal(loid)s removal from water

Les digestats des boues d'épuration (SSD) et les digestats de la fraction organique des déchets ménagers (OFMSWD) ont été récemment considérés comme des sources potentielles pour la production de biochars en raison des quantités grandissantes de digestats solides restant à la fin de la digestion anaérobie. La pyrolyse des digestats solides est connue comme une technique pour promouvoir le recyclage des déchets organiques et générer des bio-produits à valeur ajoutée (i.e. biochar). En outre, en raison d'une capacité de sorption des métal(loïde)s des biochars moins bonnes par rapport aux charbon actifs traditionnels, la modification chimique des biochars bruts est considérée comme une alternative pour améliorer les propriétés de surface des biochars et induire ainsi une meilleure capacité de sorption des métal(loïde)s. Les biochars ont été traités avec 2 M de KOH ou 10% de H2O2, suivis d'un lavage en batch seul ou batch combiné avec un lavage en colonne à l’aide d'eau ultrapure. Les analyses des propriétés de biochar, le pH du point de charge nulle, la surface spécifique et la capacité d'échange cationique ont été effectuées sur les biochars bruts et modifiés afin de relier leurs propriétés de surface au comportement de sorption vis-à-vis des métal(loïde)s. Tous les biochars ont ensuite été utilisés pour étudier l'influence du traitement chimique et de la procédure de lavage des biochars sur le comportement de sorption du Pb(II), Cd(II) et As(III, V) à travers l’étude de la cinétique et des isothermes de sorption. De plus, l’évolution de l'état redox As (i.e. As(III, V)) pendant la sorption de l'As(III) sur la surface du biochar et en solution liquide a été déterminée par extraction solide-liquide suivie d'une analyse en chromatographie liquide.Les résultats ont montré des augmentations de la capacité de sorption pour le Pb(II), le Cd(II) et l’As(V) après traitement chimique du biochar. Par exemple, la capacité de sorption maximale (Qm) (Cd(II)) a été augmentée de 15,4 µmol g−1 sur le biochar de SSD brut à 306,1 µmol g−1 après le traitement au KOH (au pH initial de 5,0). De même, la valeur de Qm du Pb(II) a augmenté de 6,5 mg g−1 (biochar de SSD) à 25 mg g−1 sur le biochar modifié par H2O2. Néanmoins, la capacité de sorption du biochar SSD modifié par KOH n'a pas été déterminée en raison de l’impossibilité de modéliser les données expérimentales avec le modèle de l’isotherme de Langmuir. Cela indique qu'un lavage insuffisant du biochar SSD modifié par KOH pe