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Augmentation de l'efficacité de déphosphatation d'un filtre multi-média à base de tourbe par addition d'un agent dopant.

Roberge, Guy (1992). Augmentation de l'efficacité de déphosphatation d'un filtre multi-média à base de tourbe par addition d'un agent dopant. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 182 p.

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Résumé

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Plusieurs études ont déjà démontré les capacités filtrantes exceptionnelles que possède la tourbe. Un système de filtration utilisant la tourbe est particulièrement efficace pour réduire la demande biochimique en oxygène, les matières en suspension, les bactéries coliformes et aussi les virus. Les mécanismes impliqués dans l'enlèvement des éléments nutritifs tels l'azote et le phosphore (P) sont relativement bien connus, même s'ils ne sont pas tous déterminés et compris. L'enlèvement du P est bien corellé à la concentration en fer, aluminium et calcium contenus dans la tourbe. Ceci implique qu'un type de tourbe peut posséder un pouvoir élevé de déphosphatation et qu'un autre semblable peut avoir une efficacité moindre. Cette observation est fréquemment retrouvée dans la littérature. Une façon simple de contourner ce problème de sélection de tourbe serait d'utiliser une tourbe commerciale et d'y ajouter un agent dopant. Le choix de l'agent dopant le plus efficace parmi les quatre testés était basé sur des essais en cuvées. L'ajout d'un résidu, à titre d'agent dopant, de l'industrie de l'aluminium (les boues rouges) a été testé avec une tourbe horticole commerciale. Suite à des essais en colonnes, l'efficacité de déphosphatation est passée de ≈20% à plus de 95% et la concentration de l'effluent en Ptotal était inférieure à 0,15 mg.L-1. L'effet dopant semblait décroître avec le temps et surtout proportionnellement à la charge hydraulique. Pour une charge de 30 cm.j-1, la déphosphatation respectait les recommandations gouvernementales (Ptota1 dans l'effluent <1 mg.L -1) pour une période de 50 jours. L'efficacité des autres paramètres indicateurs classiques tels la DB O5, les matières en suspension et l'enlèvement des coliformes fécaux ne furent pas altérés. Après cette période, une nouvelle quantité de boue rouge a été ajoutée à la surface du filtre et les fortes efficacités de déphosphatation obsetvées au début de l'expérimentation ont été retrouvées. Le fait d'ajouter, au filtre, ce résidu industriel contenant des métaux lourds n'a pas semblé ajouter de métaux lourds toxiques à l'effluent car la tourbe est elle-même efficace pour l'enlèvement des métaux. Avec une efficacité de déphosphatation élevée, le filtre à base de tourbe semble être un moyen économique, efficace, d'opération facile et serait une alternative intéressante pour des petites municipalités où les phénomènes d'eutrophisation sont problématiques.

Abstract

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Many studies have reported the high filtration capacities of peat moss. A peat filtration systems is particularly efficient for biochemical oxygen demand, suspended solids, for fecal coliforms and also for virus removal. Mechanisms involved in nutrients removal such as nitrogen and phosphorus (P) seem to be well known, even if they are not all clearly understood. The P removal is correlated to the iron, aluminum, calcium and ash content of the peat. This means that one peat may have good P removal but another apparently similar may not. This fact is frequent when you consult the literature. An easy way to cope this phenomenon would be to use any commercial peat and to add a boosting agent. The choice of a doping agent was based on batch studies and four agents were tested. The use of a waste from aluminum industry (red muds) was added, as doping agent, to a commercial peat. Based on a column study, the phosphorus removal efficiency was raised from ≈20% to over 95% and the effluent P concentration was less than 0,15 mg.L-l. This boosting effect seemed to decrease with time and especially the hydraulic loading. For a load of 30 cm.day-l, the P removal met governmental guidelines(effluent <1 mg.L-l) for about 50 days. Other c1assic efficiency parameters were not altered. After this period of time, a quantity of red mud was added to the filter and the P removal efficiency regained the initial efficiencies. The fact of adding a mining waste didn't seem to add any toxic heavy metals in the effluent since peat itself is a good metal removal media. With good P removal, the peat filter system represents a inexpensive, efficient, easy to operate and would be of great interest for small communities where eutrophication problems is a concern.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Couillard, Denis
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: agent dopant; boue rouge; déphosphatation; filtration; filtre; système; tourbe
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 15 janv. 2014 17:04
Dernière modification: 17 mars 2016 13:21
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1951

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