الغاز الطبيعي من الاستخراج إلى التحول الطاقوي: دراسة نظرية لعمليات المعالجة، النقل والأبعاد البيئية والاقتصادية

Abstract

Cette étude vise à développer un système intégré de traitement des eaux polluées à l’aide d’un nanocomposite hybride constitué d’oxyde de zinc nanométrique biosynthétisé (ZnO) et de charbon actif (AC). Les nanoparticules de ZnO ont été préparées par une méthode de synthèse verte utilisant l’extrait de feuilles de Pistacia lentiscus, puis associées au charbon actif selon un rapport massique de 1:1 afin d’obtenir le nanocomposite hybride ZnO/AC. Les matériaux obtenus ont été caractérisés par diffraction des rayons X (DRX/XRD) et spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Les performances de matériaux ont été évaluées pour l’élimination des polluants organiques présents dans les eaux usées à travers la réduction de la demande chimique en oxygène (DCO) après 30, 60 et 90 minutes de traitement. L’évolution de l’oxygène dissous (OD) et de la température a également été suivie. Les résultats ont montré que le composite hybride ZnO/AC présente la meilleure efficacité d’élimination, atteignant 80 % après 90 minutes, contre 70 % pour le ZnO et 60 % pour le charbon actif seul. Les analyses DRX et FTIR ont confirmé la réussite de la synthèse et de l’intégration des deux matériaux. L’amélioration des performances est attribuée à l’effet synergique entre les propriétés d’adsorption du charbon actif et l’activité photocatalytique du ZnO. Cette étude démontre ainsi le potentiel du composite ZnO/AC comme matériau performant, économique et respectueux de l’environnement pour le traitement des eaux polluées. تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نظام متكامل لمعالجة المياه الملوثة باستخدام مركب نانوي هجين مكوّن من أكسيد الزنك النانوي المحضر حيويًا (ZnO) والكربون النشط (AC). تم تحضير جسيمات أكسيد الزنك النانوية بطريقة التخليق الأخضر باستعمال مستخلص أوراق نبات الضرو (Pistacia lentiscus)، ثم دمجها مع الكربون النشط بنسبة وزنية (1:1) للحصول على المركب الهجين ZnO/AC. تم توصيف المواد المحضرة بواسطة تقنيتي حيود الأشعة السينية (XRD) ومطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) للتأكد من نجاح التخليق والتركيب. تم تقييم أداء المواد المحضرة في إزالة الملوثات العضوية من مياه الصرف من خلال قياس الطلب الكيميائي للأكسجين (DCO/COD) عند أزمنة تماس مختلفة (30، 60، و90 دقيقة)، مع متابعة تغيرات الأكسجين المذاب (DO) ودرجة الحرارة. أظهرت النتائج أن المركب الهجين ZnO/AC حقق أعلى كفاءة إزالة للملوثات العضوية بلغت 80% بعد 90 دقيقة، مقارنة بـ 70% لأكسيد الزنك النانوي و60% للكربون النشط. كما بينت نتائج XRD وFTIR نجاح دمج أكسيد الزنك مع الكربون النشط دون التأثير على البنية البلورية للمادة. تشير النتائج إلى وجود تأثير تآزري بين الامتزاز الذي يوفره الكربون النشط والتحفيز الضوئي الذي يوفره أكسيد الزنك، مما أدى إلى تحسين كفاءة المعالجة وتسريع إزالة الملوثات. وتؤكد هذه الدراسة إمكانية استخدام المركب الهجين ZnO/AC كحل فعال وصديق للبيئة لمعالجة المياه الملوثة.