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Traitement des lixiviats concentrés en métaux lourds suite à la décontamination d'un sol par un procédé biologique et chimique.

Dufresne, Steeve (1998). Traitement des lixiviats concentrés en métaux lourds suite à la décontamination d'un sol par un procédé biologique et chimique. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 198 p.

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Résumé

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La présente recherche vise à la mise en place d'un procédé de traitement de lixiviats acides et riches en métaux. Ces derniers proviennent d'une unité de solubilisation biologique et chimique d'un sol contaminé en métaux lourds visant à respecter le critère C de la politique du Ministère de l'environnement et de la Faune du Québec; notamment pour le plomb, le cuivre et le zinc. Le traitement à la chaux (hydroxyde de calcium) s'avère une approche simple et efficace pour la récupération des métaux en solution des lixiviats. Le procédé retenu utilise deux précipitations afin de récupérer, dans un premier temps, le fer en solution du bioréacteur à un pH de 3.5-3.6 sans que ce dernier soit un déchet dangereux. La deuxième précipitation se réalise à un pH 7.4- 7.5 et elle permet la récupération complète des principaux métaux en solution: Fe3+, AI3+, Pb2+, Fe2+, cu2+ et Zn2+. L'effluent respecte alors les normes de rejet au réseau unitaire de la Ville de Québec tant pour la concentration en métaux que pour le pH. Le rejet zéro demeure une voie importante pour assurer la qualité de l'eau potable puisque les législations tendent de plus en plus à restreindre les rejets aux milieux récepteurs à cause des pressions exercées par la population. La masse de précipité produite est directement proportionnelle à la quantité de chaux ajoutée. Le procédé génère 0.077 t résidus/t sol sec traité et nécessite 0.114 t chaux/t sol sec. De plus, il existe peu de différence qui justifie l'utilisation d'un lait de chaux ayant une concentration de 1% plutôt qu'un de 2% lors du traitement des lixiviats. Les équilibres chimiques reliés aux carbonates semblent contrôler la solubilité des principaux contaminants examinés, à l'exception du plomb et du calcium. Le sulfate de plomb et le sulfate de calcium contrôlent la solubilité respective de ces derniers. Le niveau de carbone dissous de 10.0 mg/L avec un écart type de 5.0 mg/L est suffisant pour permettre la précipitation complète du cuivre, du zinc, du nickel et du fer ferreux. Les carbonates de nickel, de zinc et de fer ferreux (NiC03, ZnC03, FeC03) demeurent les formes les plus probables de se former. La malachite Cu2(OH)2C03, de couleur verte, contrôle la concentration résiduelle du cuivre. Les autres éléments, en l'occurrence le fer ferrique et l'aluminium se retrouvent sous forme d'hydroxydes. A l'égard de l'analyse économique effectuée, le coût de traitement se chiffre à 71.43 $ la tonne, dont 12.48 $/t pour l'immobilisation et 58.95 $/t pour les produits chimiques et les frais d'opération. Le site de Pointe-aux-Lièvres contient 30% de particules fines (Ф 2 mm). Ceci implique alors un coût de 21.43 $ la tonne de sol sec provenant directement du site. Ces coûts s'ajoutent bien sûr à ceux nécessaires pour le prétraitement et la solubilisation des métaux par la lixiviation biologique et chimique. L'usine doit servir à plus d'un projet, sinon les coûts d'immobilisation élevés rendre le traitement trop onéreux.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Couillard, Denis
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: lixiviats acide; traitement; métaux; précipitation; procédé biologique; procédé chimique
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 04 déc. 2014 21:42
Dernière modification: 17 nov. 2015 20:50
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2430

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