Traitement électrochimique des eaux minières contaminées par des sulfates.

Paré, Ilham Hildaa Nado (2022). Traitement électrochimique des eaux minières contaminées par des sulfates. Mémoire. Québec, Maîtrise en sciences de l'eau, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 87 p.

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Résumé

Bien que les exploitations minières soient d’une importance économique avérée, elles sont associées à des problèmes environnementaux tels que les drainages miniers acides (DMA). Les DMA sont formés à la suite de la réaction de l’eau, de l’air et des minerais contenant du soufre. L’élimination des sulfates dans les eaux minières contribue alors à la préservation des ressources en eau en limitant la formation de DMA et en évitant ainsi leurs impacts néfastes sur l’environnement. Le but de cette étude est de proposer une filière de traitement électrolytique des eaux minières chargées en ions sulfates en combinant électrocoagulation (EC), l'électrodialyse (ED) et l'électro-oxydation (EO). Une telle filière permet grâce à l’utilisation de l’EC d’assurer une clarification des eaux, avant le dessalement par ED, suivie du traitement subséquent par EO du concentrât (chargé en ions sulfates) en vue de la production in situ de persulfates et la désinfection des eaux résiduaires. Le prétraitement des effluents miniers par électrocoagulation à 0,5 A pendant 15 min moyennant une anode en aluminium a permis de réduire leur turbidité et leur contenu en MES respectivement de 86 et 81%. L’étude paramétrique et l’optimisation de la récupération des sulfates par électrodialyse des effluents miniers ont permis de réduire la concentration en sulfates de 1225 à 55 mg/L en appliquant 0,66 A pendant 39 min. L’électro oxydation des sulfates a permis en moyenne de produire 0,14 mmol/L de persulfates à 2 A pendant un temps d’électrolyse de 60 min. Appliqués à la désinfection des eaux usées municipales, ces oxydants électro-générés ont permis l’abattement de plus de 95% des coliformes fécaux.

Although mining operations are of proven economic importance, they are associated with environmental problems such as acid mine drainage (AMD). AMD is formed as a result of the reaction of water and air on sulfur-bearing ores. The elimination of sulfates in mining waters contributes to the preservation of water resources by limiting the formation of AMDs and thus avoiding their harmful impacts on the environment. The aim of this study is to propose an electrolytic treatment process for mine water loaded with sulfate ions by combining electrocoagulation (EC), electrodialysis (ED) and electro-oxidation (EO). Thanks to the use of EC, such a process allows a clarification of the water, before desalination by ED, followed by the subsequent treatment by EO of the concentrate (loaded with sulphate ions) for the in situ production of persulphates and the disinfection of the wastewater. Pre-treatment of the mine effluent by electrocoagulation at 0.5 A for 15 min with an aluminum anode reduced turbidity and TSS content by 86 and 81% respectively. The parametric study and optimization of sulfate recovery by electrodialysis of mining effluents allowed to reduce the sulfate concentration from 1225 to 55 mg/L by applying 0.66 A for 39 min. Sulfate electrooxidation produced an average of 0,14 mmol/L persulfates at 2 A for an electrolysis time of 60 min. When applied to municipal wastewater disinfection, these electro-generated oxidants resulted in the removal of more than 95% of fecal coliforms.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Drogui, Patricket Jaait, Mokhtar
Mots-clés libres:	sulfate; drainage minier acide; électrolytique; électrocoagulation; électrodialyse; électro-oxydation; électrode; étude paramétrique; optimisation de la récupération des sulfates; DMA, electrolytic; electrocoagulation; electrodialysis; electro-oxidation; electrode; parametric study; optimization of sulphate recovery
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	30 mars 2023 18:50
Dernière modification:	30 mars 2023 18:50
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/13175

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