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Développement d'un procédé hybride d'oxydation électrolytique et d'éléctrocoagulation pour le traitement des eaux usées non connectées à des infrastructures communautaires.

Daghrir, Rimeh (2010). Développement d'un procédé hybride d'oxydation électrolytique et d'éléctrocoagulation pour le traitement des eaux usées non connectées à des infrastructures communautaires. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 210 p.

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Résumé

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Les eaux usées domestiques (EUD) et de restaurant (EUR) provenant des régions isolées contiennent des quantités de polluants organiques, inorganiques et bactériens de nature et de concentrations différentes. Le manque de traitement approprié ou le rejet direct de tels effluents dans l'environnement sans traitement préalable est à l'origine d'une contamination des eaux de surface et des eaux souterraines. Étant donné que les normes environnementales deviennent de plus en plus strictes dans le domaine de l'assainissement des eaux, les recherches s'orientent de plus en plus à identifier des techniques de traitement simples, moins coûteuses et qui assurent une meilleure efficacité d'élimination des différents contaminants. En vue de répondre à ces exigences, les méthodes électrochimiques (électrocoagulation (EC), électrooxydation (EO), électroréduction (ER)) deviennent de plus en plus intéressantes dans les dernières décennies puisque qu'elles permettent d'éviter quelques inconvénients des méthodes conventionnelles de traitement (notamment les techniques physico-chimiques et biologiques). L'objectif principal de ce projet est de développer un procédé hybride d'oxydation et de coagulation par voie électrolytique (ER-EC ou EO-EC) pour éliminer à la fois les polluants solubles et insolubles (de type organique, inorganique et microbien) des eaux usées non connectées à des infrastructures centralisées de traitement d'effluent. Le procédé ER-EC favorise la production d'un agent coagulant (Fe2+/Fe3+ ou A13+) et un agent oxydant (H202). Le procédé EO-EC permet de générer dans un même réacteur un agent coagulant (Fe2+/Fe3+ ou A13+) et un agent oxydant (HelO). L'application de ces technologies (ER-EC ou EO-EC), dans un même réacteur, assure une dégradation des polluants organiques et inorganiques, une désinfection et une clarification efficace de l'effluent. Deux cellules électrolytiques (parallélépipédique et cylindrique) ont été utilisées pour le traitement des EUR et EUD. Une caractérisation des cellules en termes de leur capacité de production d'agent coagulant (Fe2+/Fe3+ ou Al3+) et d'agent oxydant (H202 ou HCIO) a été effectuée. Des concentrations de 4.2 mg L-1 et de 1.6 mg L-1 de peroxyde d'hydrogène ont été obtenues en utilisant respectivement à la cathode le carbone vitreux et le graphite. Un taux de production de chlore actif de 57 mg h-1 A-1 a été obtenu en appliquant une densité de courant de 0.91 à 4.55 mA cm-2 et pour une concentration initiale des. ions chlorures de 30 mg L-1. L'évaluation de la performance du procédé EO-EC pour le traitement des EUR à l'aide d'une cellule parallélépipédique a été basée sur une série d'optimisation de certains paramètres opérationnels, tels que l'intensité de courant imposée, le choix de l'anode, la durée de traitement, l'effet de l'ajustement du pH et de l'ajout de l'électrolyte. À l'aide de cette méthodologie de travail, une intensité optimale de 0.4 A, une durée de traitement de 90 min, un ajustement de pH à 7 et une décantation assistée à l'aide d'un polymère cationique LPM 3135 (10 mg L-1), a conduit à un abattement maximal de la demande chimique en oxygène (DCOr) de 91%, un taux d'enlèvement de la demande biochimique en oxygène (DBO5) de 86%, un réduction de la turbidité de 98%, un taux d'élimination des huiles et des graisses (H&G) allant jusqu'à 98% et une déphosphatation de 88%. Une méthodologie de surface de réponse basée sur l'élaboration d'un plan factoriel et un plan central composite a été utilisée pour optimiser le traitement des EUD par un procédé EO-EC. Les conditions optimales de traitement qui ont été retenues correspondent à l'utilisation d'une électrode d'aluminium fonctionnant à une intensité de courant de 0.7 A pendant 39 min. Un abattement de 80% de la DCOT a été obtenu dans ces conditions. L'ensemble de ces essais a permis d'élaborer et de tester une chaîne complète de traitement hybride (électrolyse ER-EC, décantation et filtration sur sable) pour l'épuration des EUD.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Drogui, Patrick
Co-directeurs de mémoire/thèse: Blais, Jean-François; Mercier, Guy
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: procédé hybride; oxydation électrolytique; électrocoagulation; électrochimique; eau usée domestique; gestion; modèle mathématique; réseau d’égout
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 11 avr. 2014 21:20
Dernière modification: 17 mars 2016 15:11
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2108

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