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Traitement tertiaire d'effluents domestiques par électrocoagulation-électroreduction.

Senghor, Fatou (2013). Traitement tertiaire d'effluents domestiques par électrocoagulation-électroreduction. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 172 p.

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Résumé

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Les eaux usées domestiques (EUD) sont des eaux qui contiennent une panoplie de polluants de type organique, inorganique (phosphore, azote ammoniacal, nitrites et nitrates, métaux, etc.) et microbien (bactéries, virus, parasites, etc.) qui peuvent échapper aux systèmes classiques d'assainissement autonome. Non traitées ou insuffisamment traitées, les EUD présentent un risque pour la santé publique du fait qu'elles peuvent contaminer les eaux destinées à la consommation, les eaux de surface et/ou les eaux souterraines. Il est ainsi primordial d'adopter des stratégies efficaces de traitement afin d'atteindre de manière optimale les normes de rejets qui évoluent vers une sévérité croissante et ce, aussi bien en ce qui concerne les concentrations que les charges rejetées en polluants. Les techniques électrolytiques peuvent constituer une avenue potentielle de traitement efficace des EUD. L'intérêt de ces procédés réside dans leur aspect non polluant et leur facilité d'automatisation. La présente étude a pour objectif de proposer et d'évaluer un procédé électrolytique, combinant à la fois l'électrocoagulation (EC) et l'électro-réduction (ER). Ce procédé dénommé d'électrocoagulation-électro-réduction (EC-ER) vise la production in situ d'agents coagulants (Fe2+/Fe3+ ou At3l obtenus par dissolution anodique et d'agents oxydants (H20z). Ces agents devraient permettre d'éliminer principalement la pollution organique (soluble et insoluble), ainsi que les polluants inorganiques et microbiens, tout en favorisant la clarification des eaux usées. La présente étude a été réalisée à l'échelle de laboratoire sur une cellule électrolytique parallélépipédique (configuration mono-polaire) équipée d'une électrode anodique de fer (Fe) ou d'aluminium (Al) et d'une électrode cathodique de carbone vitreux (CV). La première partie de l'étude a consisté à évaluer la capacité de la cellule électrolytique à produire des agents coagulants et oxydants. À l'issu de cette première étape, des essais d'optimisation de l'efficacité du procédé ont été réalisés. Ces essais ont été menés sur une EUD issue d'un système de traitement biologique. L'objectif de l'optimisation est la détermination des paramètres opératoires affectant les performances du procédé EC-ER. Pour ce faire, différentes conditions expérimentales (intensité du courant, temps de rétention hydraulique, temps de décantation, type d'électrode) ont été testées. Les conditions optimales du traitement ont été les suivantes: une intensité de 0,4 A, un temps de traitement de 60 min, un temps de décantation de 60 min et l'utilisation d'une électrode de Fe (anode). L'application du procédé EC-ER dans les conditions optimales a permis d'atteindre un taux d'abattement de la demande chimique en oxygène (DCO) réfractaire d'environ 63,7 ± 10,7 %. Un taux d'enlèvement de la turbidité de 77,4 ± 6,9 % et une décoloration des eaux de 83,4 ± 10,4 % ont été également enregistrés. À cela, il faut ajouter l'élimination du phosphore estimée à 96,4 ± 3 %. Une étude sur site de pilotage a. également été réalisée afin de valider les résultats obtenus à l'échelle de laboratoire. Une cellule électrolytique de forme cylindrique a été utilisée. La cellule a été équipée d'électrodes concentriques de Fe et de cv. La couleur, la turbidité et la DCO ont été éliminées à des taux respectifs de 90,5 %, 94,3 % et 82,1 % pour une intensité de courant imposé de 3,0 A. Cependant, la désinfection n'a pas été totale. En moyenne, les CF ont été éliminés à 96,0 %. L'élimination du phosphore total (Ptotal) a été quasi totale, avec des concentrations résiduelles inférieures à 1,0 mg/L (0,09 mglL - 0,11 mg/L). L'élimination de la DBO a été également presque totale avec des concentrations résiduelles s'approchant de la limite de détection (<2 mg/L).

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Drogui, Patrick
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: eaux usées domestiques; électrocoagulation; électroreduction; électrotechnologie
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 26 avr. 2016 18:49
Dernière modification: 26 avr. 2016 18:49
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/3361

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