Contrôle des éléments nutritifs dans le grand bassin marin de l'Aquarium du Québec.

Simard, Marie-Christine (2010). Contrôle des éléments nutritifs dans le grand bassin marin de l'Aquarium du Québec. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 154 p.

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Résumé

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Le Grand Océan de l'Aquarium du Québec permet l'observation de milliers de spécimens de vertébrés et d'invertébrés dans un immense bassin de 350 m3 d'eau marine à une salinité entre 28 et 30 %0. Afin d'obtenir une eau de qualité, le bassin possède son propre système de traitement à circuit fermé récupérant ainsi la majorité de l'eau. Actuellement, un changement d'eau d'environ 10 m3 aux deux semaines est nécessaire pour éviter l'accumulation de certains nutriments comme les nitrates et les phosphates. Par contre, cette action de nettoyage engendre des coûts élevés considérant que l'Aquarium du Québec produit sa propre eau marine. L'objectif de cette étude consistait à évaluer une filière de traitement pour l'élimination des nitrates et des phosphates en eau marine. La méthode la plus utilisée en aquariophilie est une méthode biologique, soit la dénitrification. La dénitrification hétérotrophe a déjà fait ses preuves dans le traitement des eaux, par contre, son opération difficile, sa maintenance rigoureuse et l'ajout d'une source de carbone organique, représentent des inconvénients notables. Afin de contourner ces problèmes, la présente étude a donc porté sur l'étude de la performance de la dénitrification autotrophe à base de soufre élémentaire. Effectivement, cette dernière nécessite un substrat oxydable inorganique, le soufre, qui peut également être utilisé sous forme solide et, ainsi, servir de support bactérien au système. Le principal désavantage de ce système résulte de la diminution de pH suite à l'oxydation du soufre en acide sulfurique, d'où l'utilité d'intégrer un système passif d'ajout de carbonates fait d'écailles d'huîtres concassées. Les travaux ont été réalisés dans quatre biofiltres de laboratoire de 14 L de volume utile faits en plexiglas et recouverts de papier d'aluminium. Ces colonnes ont été remplies de soufre élémentaire et alimentées avec de l'effluent provenant du bassin Grand Océan. Quatre filtres en plexiglas de 1.3 L de volume utile remplis d'écailles d'huîtres concassées ont été utilisés comme source de carbonates et ce, pour augmenter l'alcalinité des eaux suite au traitement par dénitrification biologique. La performance des systèmes de dénitrification a été évaluée principalement sur la base de l'élimination des nitrates, mais plusieurs autres paramètres ont été suivis dont les nitrites, le pH, l'alcalinité, la dureté, les sulfates et le phosphore. La biomasse dénitrifiante a d'abord été acclimatée en fiole conique pour permettre l'inoculation des biofiltres à base de soufre. Une fois la biomasse adaptée en mode discontinu dans le système, différentes configurations en mode continu et différents temps de rétention hydraulique ont été testés afin d'optimiser les conditions de traitement. Un rendement de dénitrification de 100% a été obtenu avec l'utilisation d'un temps de rétention hydraulique (TRH) de 16 h et 19 h et les colonnes d'écailles d'huîtres placées en aval de celles au soufre. Le pH diminue d'environ une unité et l'alcalinité d'environ 100 mg CaC03 L-1, par contre, après le passage dans les colonnes d'écailles d'huîtres le pH et l'alcalinité reviennent pratiquement aux valeurs initiales. D'un autre côté, la déphosphatation chimique et l'électrocoagulation ont été évaluées comme méthodes d'élimination du phosphore. Les deux méthodes ont montré des rendements élevés d'élimination des phosphates. Par contre, en électrocoagulation, les électrodes de fer laissent une coloration rouille et une quantité de fer résiduel élevée dans l'eau traitée même après filtration.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Blais, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Mercier, Guyet Masson, Stéphane (Aquarium de Québec)
Informations complémentaires:	Résumé avec symboles
Mots-clés libres:	bassin marin; aquarium; Québec; dénitrification; nitrates; phosphore
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	27 nov. 2012 21:31
Dernière modification:	23 juill. 2024 14:08
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/489

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