Comparative studies of raw and modified Arachis hypogaea (groundnut husk) in the treatment of industrial effluents

Abstract

This study investigates the performance and comparison of low cost biochar made from agricultural wastes, Groundnut husk with the aim of treating palm oil and rubber processing effluent to ensure their safety before discharged into the environment. Composite sampling was employed in obtaining effluent samples which were analysed before and after treatment. The raw and modified biochars were prepared and characterized using standard methods for some selected parameters: pH, bulk density, moisture content, ash content, surface area, pore size, pore volume, and chemical functional groups. The results obtained for the palm oil mill effluent had pH of 5.20, Electrical conductivity (4371.37±11.53us/cm), Total dissolved solid (2868.67±4.73 mg/L), Total nitrogen (962.67±2.52 mg/L), Chemical oxygen demand (10955.67±9.07 mg/L) and Coliform (120 CFU/mL) while the rubber processing mill effluent had pH of 4.78±0.13, Electrical conductivity (3823.61±59.78 us/cm), Total dissolved solid (2867.44±9.61mg/L), Total nitrogen (535.00±7.55mg/L), Chemical oxygen demand (4425.67±61.70mg/L) and Coliform (100 CFU/mL). The treatment employs column adsorption studies with varying adsorbent loads. Optimum dose of adsorbent established for the effluent samples were 10g/100mL for the maximum adsorption capacity. The treatment with this dose of adsorbents (10g/100mL) shows that modified groundnut husk has the highest treatment efficiency for palm oil mill and rubber processing mill effluents in terms of reduction in the parameters monitored. A plot of the data obtained using the adsorbents conformed to the Freundlich and Langmuir isotherm models using methylene blue solution. The adsorption Isotherm of the modified groundnut husk fit better. The adsorbent under study can therefore be used as alternative in order to reduce the high cost of conventional adsorbent used in effluent management.

Cette étude porte sur l’évaluation des performances et la comparaison d’un biocharbon à faible coût, produit à partir de déchets agricoles, notamment les coques d’arachide, dans le but de traiter les effluents issus de la transformation de l’huile de palme et du caoutchouc, afin de garantir leur innocuité avant leur rejet dans l’environnement. Un échantillonnage composite a été utilisé pour collecter les échantillons d’effluents, lesquels ont été analysés avant et après traitement. Les biocharbons brut et modifié ont été préparés et caractérisés selon des méthodes normalisées en déterminant certains paramètres sélectionnés, notamment le pH, la masse volumique apparente, la teneur en humidité, la teneur en cendres, la surface spécifique, la taille des pores, le volume des pores et les groupes fonctionnels chimiques. Les résultats obtenus pour les effluents des huileries de palme ont montré un pH de 5,20, une conductivité électrique de 4 371,37 ± 11,53 µS/cm, une teneur en matières dissoutes totales (TDS)de 2 868,67 ± 4,73 mg/L, une teneur en azote total de 962,67 ± 2,52 mg/L, une demande chimique en oxygène (DCO) de 10 955,67 ± 9,07 mg/L et une concentration en coliformes de 120 UFC/mL. Quant aux effluents provenant de la transformation du caoutchouc, ils présentaient un pH de 4,78 ± 0,13, une conductivité électrique de 3 823,61 ± 59,78 µS/cm, une teneur en matières dissoutes totales de 2 867,44 ± 9,61 mg/L, une teneur en azote total de 535,00 ± 7,55 mg/L, une demande chimique en oxygène de 4 425,67 ± 61,70 mg/L et une concentration en coliformes de 100 UFC/mL. Le traitement a été réalisé au moyen d’études d’adsorption en colonne, avec différentes masses d’adsorbant. La dose optimale d’adsorbant déterminée pour les échantillons d’effluents était de 10 g/100 mL, correspondant à la capacité maximale d’adsorption. À cette dose, le biocharbon modifié à base de coques d’arachide a présenté la meilleure efficacité de traitement des effluents des huileries de palme et des unités de transformation du caoutchouc, en termes de réduction des paramètres analysés. L’ajustement des données obtenues avec les adsorbants aux modèles d’isothermes de Freundlich et de Langmuir, à l’aide d’une solution de bleu de méthylène, a montré une bonne conformité à ces deux modèles. Toutefois, l’isotherme d’adsorption du biocharbon modifié à base de coques d’arachide présentait un meilleur ajustement. Par conséquent, l’adsorbant étudié pourrait constituer une alternative aux adsorbants conventionnels, contribuant ainsi à réduire les coûts élevés associés à la gestion et au traitement des effluents.