Procédés hybrides pour le traitement des eaux usées de buanderies commerciales en utilisant des substances polymériques extracellulaires, l'électrocoagulation et l'ultrafiltration.

Kumar, Sushil (2024). Procédés hybrides pour le traitement des eaux usées de buanderies commerciales en utilisant des substances polymériques extracellulaires, l'électrocoagulation et l'ultrafiltration. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 220 p.

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Résumé

La gestion et le traitement des eaux usées provenant de buanderies commerciales posent d'importants défis environnementaux et économiques. Cette thèse aborde cette problématique en proposant des solutions novatrices et respectueuses de l'environnement pour le traitement des eaux usées de buanderies commerciales (EUBC) au Québec, Canada. Trois approches distinctes sont explorées : i) l'utilisation de substances polymériques extracellulaires (SPE) comme bio-floculants, ii) l’application de l’électrocoagulation constituée de morceaux de métaux angulaires d’électrodes sacrificielles utilisées sous forme de lit fixe dans le réacteur électrolytique (procédé EC-ELF) et; iii) l’emploi combiné d'ultrafiltration (UF) et de SPE pour le traitement des des eaux usées de buanderies commerciales. La première partie de l’étude consiste à produire les SPE à partir de glycérol brut et de boues de papeterie par une souche bactérienne (BS-04). Deux types de SPE, SPE visqueux (S-SPE) et SPE de bouillon (B-SPE), sont utilisés pour le traitement des EUBC. Une analyse comparative avec des coagulants chimiques conventionnels (FeSO4, CaCl2, Alun) montre des résultats prometteurs. Le S-SPE présente une activité de floculation (AF) plus élevée, éliminant 83,0  1,0 % de la turbidité, 77  2 % des solides en suspension (SS) et 76,0  1,0 % de la demande chimique en oxygène (DCO) des EUBC. La combinaison de S-SPE et d'alun atteint des taux d'élimination remarquables de 98,09  0,09 % de la turbidité, 95,42  0,58% des SS et 83,08  1,10 % de la DCO des EUBC. La deuxième partie de l’étude a consisté à appliquer le procédé EC-ELF utilisant des électrodes en morceaux de métaux de fer angulaires installés dans le réacteur sous forme de lit fixe, suivi de l’ajout de polymère de synthèse ou de SPE. Un plan d’expérience constitué du plan factoriel (PF) suivi du plan central composite (PCC) a permis d’optimiser le procédé pour le traitement des EUBC. L’application des conditions optimales (intensité de courant de 3.0 A, un temps de traitement de 60 minutes et une dose de SPE améliorée de 5,8 mg/L à 8,0 mg/L) a permis une élimination efficace de la turbidité (98 ± 2 %), des solides totaux (TS) (95 ± 3 %), de la DCO (89 ± 5 %) et de nonylphénol ethoxylates (NPEO) (53 ± 2 %). Les paramètres opératoires optimisés reprèsentent un coût de traitement de 1,20 $CAN/m3. La dernière partie des travaux a consisté à introduire les SPE dans la boucle de recirculation de l’ultrafiltration de manière à atténuer l'encrassement de la membrane et à allonger ainsi sa durée de fonctionnement normal. Des études d'optimisation révèlent une augmentation du débit de perméat, de l'élimination de la turbidité et de l'élimination de la DCO. Dans des conditions optimisées (TMP : 18 psi, température : 60 ˚C, dose de SPE : 14,17 mg/L), l'UF couplée à des SPE atteint un débit de perméat de 0,81 L/min, une élimination de la turbidité de 99,0 ± 1,0 %, une élimination de la DCO de 80,0 ± 1,0 % et un temps de lavage de 31 minutes. Les estimations de coûts (0.93$ CAD/ m3) indiquent des dépenses énergétiques (0.86 $/ m3) comparables à celles du procédé EC-ELF, confirmant la faisabilité économique de cette approche. Cette thèse offre des perspectives précieuses sur les approches novatrices et durables pour le traitement des EUBC et la promotion d'une gestion responsable des eaux usées dans les installations de blanchisserie commerciale.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Frogui, Patrick
Mots-clés libres:	Eaux usées de blanchisserie commerciale (CLWW) ; Substances polymériques extracellulaires (SPE) ; L’électrocoagulation constituée d’électrodes sacrificielles utilisées sous forme de lit fixe dans le réacteur électrolytique (EC-ELF) ; Ultrafiltration (UF) ; Traitement durable des eaux usées.
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	04 févr. 2025 15:46
Dernière modification:	04 févr. 2025 15:46
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16284

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