Sauvageau, Christine
(1997).
Développement d'un procédé d'enlèvement des métaux lourds dans les sols contaminés par lixiviation chimique et/ou microbiologique utilisant Thiobacillus ferrooxidans.
Mémoire.
Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 244 p.
Résumé
Les travaux de ce mémoire visent à établir les lignes directrices d'un traitement d'enlèvement des métaux
contenus dans les sols contaminés. Le but premier du pré-traitement est de réduire la quantité de sol à
traiter en séparant les fractions contaminées des fractions non contaminées qui pourront être retournées sur
le terrain. Après des essais de séparation granulométrique, magnétique et gravimétrique, le traitement de la
fraction de moins de deux millimètres du sol par la spirale permet un premier enlèvement significatif des
métaux. Ainsi, la spirale a réduit la contamination en Pb de 19,9% alors que l'enlèvement observé pour le
Cu et le Zn est de 6,1% et 1,8% respectivement. La possibilité d'une contamination du sol de la Pointe-aux-Lièvres par des métaux particulaires est une hypothèse invoquée suite à l'étude du type d'activité industrielle
dans l'histoire du site et aux difficultés du dosage des métaux dans le sol. Après le pré-traitement, le sol
résiduel toujours contaminé subira un traitement de lixiviation des métaux par voie micro-biologique et/ou
chimique suivi d'une séparation solide-liquide.
Des essais en erlenmeyers ont permis l'acclimatation d'une souche bactérienne capable d'oxyder de fer tout
en acidifiant le milieu. Une telle souche diversifiée se retrouve naturellement dans le sol contaminé et, dans
les conditions propices, peut se développer et entraîner la lixiviation des métaux. Les essais en erlenmeyers
effectués avec les souches acclimatées au FeCl₃ comme source énergétique n'ont pas permis de démontrer
que la solubilisation des métaux était due à l'activité biologique plutôt qu'aux réactions chimiques du FeCl₃.
Les essais de cinétique des métaux démontrent que la biolixiviation est très peu efficace pour la
solubilisation du Pb mais démontre un potentiel intéressant pour les métaux tels le Cu, le Zn et le Cd. Un
procédé de lixiviation chimique à l'aide de réactifs appropriés serait à privilégier dans le cas d'une
contamination au Pb.
Des essais de biolixiviation continu en réacteur de 10 L ont été effectués sur les sols S-8 et S-12 possédant
des degrés de contamination différents. Dans le cas du sol S-12, soit le plus contaminé, le pourcentage de
solubilisation obtenu est de 35% pour le Cu, de 84% pour le Zn et uniquement de 0,8% pour le Pb,
confirmant que ce processus est mal adapté pour ce métal. Avec le sol S-8, le rendement est similaire avec
une solubilisation moyenne de 46% pour le Cu, de 80% pour le Zn et 3,5% pour le Pb. Avec un coût
moyen en produits chimiques de $5,55, le procédé biologique peut être économiquement avantageux.
Différents essais chimiques en cuvées de 20 L ont été entrepris pour cibler les réactifs appropriés à utiliser
pour optimiser l'enlèvement du Pb. Les essais les plus efficaces, soit BCH-5 et BCH-6, permettent une
solubilisation moyenne de 32% du Pb contenu dans le sol S-12. Les solubilisations moyennes du Cu et du
Zn pour ces deux essais sont de 44% et de 62% respectivement. Lors du traitement chimique, il se produit
une perte par solubilisation d'environ 15% du sol introduit dans le réacteur. Ceci entraîne une
concentration des métaux résiduels dans le sol traité, sous-estimant l'enlèvement réel par le procédé.
Dans le cas d'un sol contaminé en Pb, Cu et Zn, il est souhaitable de combiner les traitements chimique et
biologique afin de maximiser l'enlèvement des métaux. Lorsque le procédé chimique précède le procédé
biologique, il en résulte une solubilisation significative des trois métaux. La solubilisation globale est plus
élevée que la lixiviation issue des traitements chimique et biologique pris séparément. Ainsi, pour la chaîne
de traitement mixte #3, les enlèvements par solubilisation pour la partie chimique, biologique puis pour le
traitement global sont respectivement de 35,5%,25,3% et 51,8% pour le Cu, 60,9%, 33,7% et 84,0% pour
le Zn et 31,5%, 1,2% et 32,5% pour le Pb.
Type de document: |
Thèse
Mémoire
|
Directeur de mémoire/thèse: |
Couillard, Denis |
Mots-clés libres: |
enlèvement des métaux; contamination du sol; lixiviation chimique; lixiviation biologique; Thiobacillus ferrooxidans; biolixiviation; micro-organisme |
Centre: |
Centre Eau Terre Environnement |
Date de dépôt: |
11 févr. 2014 16:17 |
Dernière modification: |
17 mars 2016 13:35 |
URI: |
http://espace.inrs.ca/id/eprint/1964 |
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