Search

Le dispositif Mudwizard® de l’entreprise québécoise Technosub permet d’atténuer l’impact écologique des mines : il rend possible la réutilisation de 90% de l’eau nécessaire au bon fonctionnement des mines et prolonge la durée de vie des pompes en réduisant jusqu’à 95% la quantité de matières en suspension. Ce dispositif repose sur les principes combinés de floculation (agglomération des matières en suspension) suivi de la décantation accélérée des boues. Face au manque de solution de traitement de l’azote ammoniacal adaptée au milieu minier, Technosub a développé une solution fondée sur la précipitation (formation d’un solide insoluble par réaction chimique) de l’ammoniaque en struvite, un engrais agricole. Une fois précipité, le traitement de l’ammoniaque peut être effectué par floculation et décantation de façon similaire aux boues tel que démontré et commercialisé sous Mudwizard®. Néanmoins, les vitesses de sédimentation des flocs de struvite formés en laboratoire ne sont actuellement pas suffisantes pour permettre une séparation efficace par décantation compte tenu des contraintes d’espace et des forts débits requis. Ce projet de recherche s’intéresse donc à l’exploration d’autres méthodes de séparation solide-liquide que la décantation en régime continu comme celle utilisée actuellement avec le Mudwizard® afin de séparer de façon plus efficace les flocs d’ammoniaque de l’eau. Après avoir évalué empiriquement trois méthodes différentes de séparation solide-liquide (séparation acoustique, rideau de bulles et flottation), le phénomène de décantation floconneuse (floculation et décantation simultanée) en régime transitoire, ainsi que l’augmentation artificielle de la concentration en particules par réutilisation du lit ont été identifiés expérimentalement comme prometteurs pour obtenir des efficacités d’élimination plus importantes. Pour une solution de concentration initiale en ammoniaque de 90 ppm dans un décanteur de profondeur 0.5 m, une réduction de 89% des pa

The knowledge of suspended particulate matter (SPM) and turbidity dynamics in coastal waters is essential for studying marine ecosystems. Flocculation/deflocculation processes are crucial mechanisms controlling the dynamics of SPM physical characteristics and thus, the fate of these SPM in the environment. This PhD thesis focuses on the SPM characteristics and their dynamics in coastal waters, from tidal to annual scales, in response to hydrodynamic, hydrological and biological forcing that take place at the interface between estuaries and coastal seas. To this end, optical and acoustic sensors were deployed in situ through 6 field campaigns in 2016, in order to characterize and quantify SPM in the water column, near the mouth of the Seine estuary (France). A critical analysis of LISST-100X measurements in coastal waters is presented. The quantification of uncertainties on SPM concentration measurements is investigated: it highlights the crucial effect of salt retention, and the need for a minimum mass to filter, around 10 mg. A method for estimating an optimal filtration volume based on a reference turbidity measurement is proposed. High frequency measurements show that the dynamics of SPM and median diameter are controlled by the advection-flocculationsedimentation- resuspension cycle. These results allow to classify the factors controlling flocculation processes. Turbulence is identified as the main factor at the semi-diurnal and semi-lunar tidal scales, as the maximum median size of flocs decreases when the tidal currents intensify. At the seasonal scale, the variation of SPM characteristics (size, density, settling velocity) is correlated to the variability of the organic matter (OM) content: in particular, flocculation is enhanced by an increase of the particular OM fraction. The resulting larger and lesser dense flocs are also more resistant to the fragmentation induced by shear. This work also investigates the fractal approach applied to flocs. The fractal d, La connaissance de la dynamique des matières en suspension (MES) et des turbidités en milieu côtier est un élément clé pour comprendre les écosystèmes marins. Les processus de floculation/défloculation représentent des mécanismes essentiels contrôlant la dynamique des caractéristiques physiques des MES et, par conséquent, leur devenir dans l’environnement. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la caractérisation des MES et leur variabilité de l’échelle tidale à l’échelle annuelle en mer côtière, en réponse aux différents forçages hydrodynamiques, hydrologiques et biologiques ayant lieu à l’interface entre estuaire et baie. À cette fin, des capteurs optiques et acoustiques ont été déployés in situ, lors de 6 campagnes en mer réalisées en 2016, en vue de caractériser et de quantifier les MES dans la colonne d’eau, à la sortie de l’embouchure de l’estuaire de Seine (France). Une analyse critique des mesures granulométriques issues du LISST- 100X est proposée. Un travail de quantification des incertitudes de mesure associées à l’estimation de la concentration en MES a mis en avant le risqué lié à un rinçage insuffisant des filtres et a conduit à définir une masse minimum à filtrer, de l'ordre de 10 mg, quelle que soit la concentration. Ce travail a notamment permis de proposer une méthode d’estimation d’un volume optimal de filtration basée sur une mesure préalable de turbidité de référence. Les mesures à haute fréquence ont montré que la dynamique des caractéristiques physiques des MES en termes de concentration et de taille médiane sont contrôlées par le cycle advection-floculation-sédimentation-remise en suspension. Ces résultats ont permis de hiérarchiser les paramètres de contrôle des processus de floculation. La turbulence a été identifiée comme le principal paramètre de contrôle à l’échelle tidale et semi-lunaire, la taille médiane maximale des flocs étant inversement corrélée à l’intensité des courants. À l’échelle saisonnière, la variation des caracté

The knowledge of suspended particulate matter (SPM) and turbidity dynamics in coastal waters is essential for studying marine ecosystems. Flocculation/deflocculation processes are crucial mechanisms controlling the dynamics of SPM physical characteristics and thus, the fate of these SPM in the environment. This PhD thesis focuses on the SPM characteristics and their dynamics in coastal waters, from tidal to annual scales, in response to hydrodynamic, hydrological and biological forcing that take place at the interface between estuaries and coastal seas. To this end, optical and acoustic sensors were deployed in situ through 6 field campaigns in 2016, in order to characterize and quantify SPM in the water column, near the mouth of the Seine estuary (France). A critical analysis of LISST-100X measurements in coastal waters is presented. The quantification of uncertainties on SPM concentration measurements is investigated: it highlights the crucial effect of salt retention, and the need for a minimum mass to filter, around 10 mg. A method for estimating an optimal filtration volume based on a reference turbidity measurement is proposed. High frequency measurements show that the dynamics of SPM and median diameter are controlled by the advection-flocculationsedimentation- resuspension cycle. These results allow to classify the factors controlling flocculation processes. Turbulence is identified as the main factor at the semi-diurnal and semi-lunar tidal scales, as the maximum median size of flocs decreases when the tidal currents intensify. At the seasonal scale, the variation of SPM characteristics (size, density, settling velocity) is correlated to the variability of the organic matter (OM) content: in particular, flocculation is enhanced by an increase of the particular OM fraction. The resulting larger and lesser dense flocs are also more resistant to the fragmentation induced by shear. This work also investigates the fractal approach applied to flocs. The fractal d, La connaissance de la dynamique des matières en suspension (MES) et des turbidités en milieu côtier est un élément clé pour comprendre les écosystèmes marins. Les processus de floculation/défloculation représentent des mécanismes essentiels contrôlant la dynamique des caractéristiques physiques des MES et, par conséquent, leur devenir dans l’environnement. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la caractérisation des MES et leur variabilité de l’échelle tidale à l’échelle annuelle en mer côtière, en réponse aux différents forçages hydrodynamiques, hydrologiques et biologiques ayant lieu à l’interface entre estuaire et baie. À cette fin, des capteurs optiques et acoustiques ont été déployés in situ, lors de 6 campagnes en mer réalisées en 2016, en vue de caractériser et de quantifier les MES dans la colonne d’eau, à la sortie de l’embouchure de l’estuaire de Seine (France). Une analyse critique des mesures granulométriques issues du LISST- 100X est proposée. Un travail de quantification des incertitudes de mesure associées à l’estimation de la concentration en MES a mis en avant le risqué lié à un rinçage insuffisant des filtres et a conduit à définir une masse minimum à filtrer, de l'ordre de 10 mg, quelle que soit la concentration. Ce travail a notamment permis de proposer une méthode d’estimation d’un volume optimal de filtration basée sur une mesure préalable de turbidité de référence. Les mesures à haute fréquence ont montré que la dynamique des caractéristiques physiques des MES en termes de concentration et de taille médiane sont contrôlées par le cycle advection-floculation-sédimentation-remise en suspension. Ces résultats ont permis de hiérarchiser les paramètres de contrôle des processus de floculation. La turbulence a été identifiée comme le principal paramètre de contrôle à l’échelle tidale et semi-lunaire, la taille médiane maximale des flocs étant inversement corrélée à l’intensité des courants. À l’échelle saisonnière, la variation des caracté

The aim of this research was to evaluate the coagulating/flocculating characteristics of three natural polymers: green plantain peel starch, orange peel pectin and tamarind seed extracts in three solutions (water, sodium chloride and ammonium acetate), for the purification of raw natural water with turbidity of 5,32 NTU. Natural polymers did not present coagulant activity due to the low turbidity of raw natural water. However, they showed flocculant activity in combination with aluminum sulfate. The optimal combinations of aluminum sulfate [mg/L] + natural polymer [mg/L] were: 50+0,2 for starch, 60+0,06 for pectin, 60+0,6 for tamarind extract in water, 60+0,5 for tamarind extract in sodium chloride and 60+0,2 for tamarind extract in ammonium acetate. Removal values of turbidity and color were about 87% and 92%, respectively. Residual sludge exceeded the maximum permissible limits for discharging to the sewer system. In addition, it showed a toxic effect on the mitotic activity of onion roots with an IC50 of 0,5 to 2%., El objetivo de esta investigación fue evaluar las características coagulantes/floculantes de tres polímeros naturales: almidón de cáscara de plátano verde, pectina de cáscara de naranja y extracto de semilla de tamarindo en tres soluciones (agua, cloruro de sodio y acetato de amonio), para la purificación de agua natural cruda con turbidez de 5,32 NTU. Los polímeros naturales no presentaron actividad coagulante debido a la baja turbidez del agua natural cruda. Sin embargo, mostraron actividad floculante en combinación con sulfato de aluminio. Las combinaciones óptimas de sulfato de aluminio [mg/L] + polímero natural [mg/L] fueron: 50+0,2 para almidón, 60+0,06 para pectina, 60+0,6 para extracto de tamarindo en agua, 60+0,5 para extracto de tamarindo en cloruro de sodio y 60+0,2 para extracto de tamarindo en acetato de amonio. Los valores de eliminación de turbidez y color fueron aproximadamente 87% y 92 %, respectivamente. El lodo residual excedió los límites máximos permisibles para la descarga al sistema de alcantarillado, además, mostró un efecto tóxico sobre la actividad mitótica de las raíces de cebolla a un CI50 de 0,5 a 2 %.

The aim of this research was to evaluate the coagulating/flocculating characteristics of three natural polymers: green plantain peel starch, orange peel pectin and tamarind seed extracts in three solutions (water, sodium chloride and ammonium acetate), for the purification of raw natural water with turbidity of 5,32 NTU. Natural polymers did not present coagulant activity due to the low turbidity of raw natural water. However, they showed flocculant activity in combination with aluminum sulfate. The optimal combinations of aluminum sulfate [mg/L] + natural polymer [mg/L] were: 50+0,2 for starch, 60+0,06 for pectin, 60+0,6 for tamarind extract in water, 60+0,5 for tamarind extract in sodium chloride and 60+0,2 for tamarind extract in ammonium acetate. Removal values of turbidity and color were about 87% and 92%, respectively. Residual sludge exceeded the maximum permissible limits for discharging to the sewer system. In addition, it showed a toxic effect on the mitotic activity of onion roots with an IC50 of 0,5 to 2%., El objetivo de esta investigación fue evaluar las características coagulantes/floculantes de tres polímeros naturales: almidón de cáscara de plátano verde, pectina de cáscara de naranja y extracto de semilla de tamarindo en tres soluciones (agua, cloruro de sodio y acetato de amonio), para la purificación de agua natural cruda con turbidez de 5,32 NTU. Los polímeros naturales no presentaron actividad coagulante debido a la baja turbidez del agua natural cruda. Sin embargo, mostraron actividad floculante en combinación con sulfato de aluminio. Las combinaciones óptimas de sulfato de aluminio [mg/L] + polímero natural [mg/L] fueron: 50+0,2 para almidón, 60+0,06 para pectina, 60+0,6 para extracto de tamarindo en agua, 60+0,5 para extracto de tamarindo en cloruro de sodio y 60+0,2 para extracto de tamarindo en acetato de amonio. Los valores de eliminación de turbidez y color fueron aproximadamente 87% y 92 %, respectivamente. El lodo residual excedió los límites máximos permisibles para la descarga al sistema de alcantarillado, además, mostró un efecto tóxico sobre la actividad mitótica de las raíces de cebolla a un CI50 de 0,5 a 2 %.

The aim of this research was to evaluate the coagulating/flocculating characteristics of three natural polymers: green plantain peel starch, orange peel pectin and tamarind seed extracts in three solutions (water, sodium chloride and ammonium acetate), for the purification of raw natural water with turbidity of 5,32 NTU. Natural polymers did not present coagulant activity due to the low turbidity of raw natural water. However, they showed flocculant activity in combination with aluminum sulfate. The optimal combinations of aluminum sulfate [mg/L] + natural polymer [mg/L] were: 50+0,2 for starch, 60+0,06 for pectin, 60+0,6 for tamarind extract in water, 60+0,5 for tamarind extract in sodium chloride and 60+0,2 for tamarind extract in ammonium acetate. Removal values of turbidity and color were about 87% and 92%, respectively. Residual sludge exceeded the maximum permissible limits for discharging to the sewer system. In addition, it showed a toxic effect on the mitotic activity of onion roots with an IC50 of 0,5 to 2%., El objetivo de esta investigación fue evaluar las características coagulantes/floculantes de tres polímeros naturales: almidón de cáscara de plátano verde, pectina de cáscara de naranja y extracto de semilla de tamarindo en tres soluciones (agua, cloruro de sodio y acetato de amonio), para la purificación de agua natural cruda con turbidez de 5,32 NTU. Los polímeros naturales no presentaron actividad coagulante debido a la baja turbidez del agua natural cruda. Sin embargo, mostraron actividad floculante en combinación con sulfato de aluminio. Las combinaciones óptimas de sulfato de aluminio [mg/L] + polímero natural [mg/L] fueron: 50+0,2 para almidón, 60+0,06 para pectina, 60+0,6 para extracto de tamarindo en agua, 60+0,5 para extracto de tamarindo en cloruro de sodio y 60+0,2 para extracto de tamarindo en acetato de amonio. Los valores de eliminación de turbidez y color fueron aproximadamente 87% y 92 %, respectivamente. El lodo residual excedió los límites máximos permisibles para la descarga al sistema de alcantarillado, además, mostró un efecto tóxico sobre la actividad mitótica de las raíces de cebolla a un CI50 de 0,5 a 2 %.

The knowledge of suspended particulate matter (SPM) and turbidity dynamics in coastal waters is essential for studying marine ecosystems. Flocculation/deflocculation processes are crucial mechanisms controlling the dynamics of SPM physical characteristics and thus, the fate of these SPM in the environment. This PhD thesis focuses on the SPM characteristics and their dynamics in coastal waters, from tidal to annual scales, in response to hydrodynamic, hydrological and biological forcing that take place at the interface between estuaries and coastal seas. To this end, optical and acoustic sensors were deployed in situ through 6 field campaigns in 2016, in order to characterize and quantify SPM in the water column, near the mouth of the Seine estuary (France). A critical analysis of LISST-100X measurements in coastal waters is presented. The quantification of uncertainties on SPM concentration measurements is investigated: it highlights the crucial effect of salt retention, and the need for a minimum mass to filter, around 10 mg. A method for estimating an optimal filtration volume based on a reference turbidity measurement is proposed. High frequency measurements show that the dynamics of SPM and median diameter are controlled by the advection-flocculationsedimentation- resuspension cycle. These results allow to classify the factors controlling flocculation processes. Turbulence is identified as the main factor at the semi-diurnal and semi-lunar tidal scales, as the maximum median size of flocs decreases when the tidal currents intensify. At the seasonal scale, the variation of SPM characteristics (size, density, settling velocity) is correlated to the variability of the organic matter (OM) content: in particular, flocculation is enhanced by an increase of the particular OM fraction. The resulting larger and lesser dense flocs are also more resistant to the fragmentation induced by shear. This work also investigates the fractal approach applied to flocs. The fractal d, La connaissance de la dynamique des matières en suspension (MES) et des turbidités en milieu côtier est un élément clé pour comprendre les écosystèmes marins. Les processus de floculation/défloculation représentent des mécanismes essentiels contrôlant la dynamique des caractéristiques physiques des MES et, par conséquent, leur devenir dans l’environnement. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la caractérisation des MES et leur variabilité de l’échelle tidale à l’échelle annuelle en mer côtière, en réponse aux différents forçages hydrodynamiques, hydrologiques et biologiques ayant lieu à l’interface entre estuaire et baie. À cette fin, des capteurs optiques et acoustiques ont été déployés in situ, lors de 6 campagnes en mer réalisées en 2016, en vue de caractériser et de quantifier les MES dans la colonne d’eau, à la sortie de l’embouchure de l’estuaire de Seine (France). Une analyse critique des mesures granulométriques issues du LISST- 100X est proposée. Un travail de quantification des incertitudes de mesure associées à l’estimation de la concentration en MES a mis en avant le risqué lié à un rinçage insuffisant des filtres et a conduit à définir une masse minimum à filtrer, de l'ordre de 10 mg, quelle que soit la concentration. Ce travail a notamment permis de proposer une méthode d’estimation d’un volume optimal de filtration basée sur une mesure préalable de turbidité de référence. Les mesures à haute fréquence ont montré que la dynamique des caractéristiques physiques des MES en termes de concentration et de taille médiane sont contrôlées par le cycle advection-floculation-sédimentation-remise en suspension. Ces résultats ont permis de hiérarchiser les paramètres de contrôle des processus de floculation. La turbulence a été identifiée comme le principal paramètre de contrôle à l’échelle tidale et semi-lunaire, la taille médiane maximale des flocs étant inversement corrélée à l’intensité des courants. À l’échelle saisonnière, la variation des caracté

The knowledge of suspended particulate matter (SPM) and turbidity dynamics in coastal waters is essential for studying marine ecosystems. Flocculation/deflocculation processes are crucial mechanisms controlling the dynamics of SPM physical characteristics and thus, the fate of these SPM in the environment. This PhD thesis focuses on the SPM characteristics and their dynamics in coastal waters, from tidal to annual scales, in response to hydrodynamic, hydrological and biological forcing that take place at the interface between estuaries and coastal seas. To this end, optical and acoustic sensors were deployed in situ through 6 field campaigns in 2016, in order to characterize and quantify SPM in the water column, near the mouth of the Seine estuary (France). A critical analysis of LISST-100X measurements in coastal waters is presented. The quantification of uncertainties on SPM concentration measurements is investigated: it highlights the crucial effect of salt retention, and the need for a minimum mass to filter, around 10 mg. A method for estimating an optimal filtration volume based on a reference turbidity measurement is proposed. High frequency measurements show that the dynamics of SPM and median diameter are controlled by the advection-flocculationsedimentation- resuspension cycle. These results allow to classify the factors controlling flocculation processes. Turbulence is identified as the main factor at the semi-diurnal and semi-lunar tidal scales, as the maximum median size of flocs decreases when the tidal currents intensify. At the seasonal scale, the variation of SPM characteristics (size, density, settling velocity) is correlated to the variability of the organic matter (OM) content: in particular, flocculation is enhanced by an increase of the particular OM fraction. The resulting larger and lesser dense flocs are also more resistant to the fragmentation induced by shear. This work also investigates the fractal approach applied to flocs. The fractal d, La connaissance de la dynamique des matières en suspension (MES) et des turbidités en milieu côtier est un élément clé pour comprendre les écosystèmes marins. Les processus de floculation/défloculation représentent des mécanismes essentiels contrôlant la dynamique des caractéristiques physiques des MES et, par conséquent, leur devenir dans l’environnement. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la caractérisation des MES et leur variabilité de l’échelle tidale à l’échelle annuelle en mer côtière, en réponse aux différents forçages hydrodynamiques, hydrologiques et biologiques ayant lieu à l’interface entre estuaire et baie. À cette fin, des capteurs optiques et acoustiques ont été déployés in situ, lors de 6 campagnes en mer réalisées en 2016, en vue de caractériser et de quantifier les MES dans la colonne d’eau, à la sortie de l’embouchure de l’estuaire de Seine (France). Une analyse critique des mesures granulométriques issues du LISST- 100X est proposée. Un travail de quantification des incertitudes de mesure associées à l’estimation de la concentration en MES a mis en avant le risqué lié à un rinçage insuffisant des filtres et a conduit à définir une masse minimum à filtrer, de l'ordre de 10 mg, quelle que soit la concentration. Ce travail a notamment permis de proposer une méthode d’estimation d’un volume optimal de filtration basée sur une mesure préalable de turbidité de référence. Les mesures à haute fréquence ont montré que la dynamique des caractéristiques physiques des MES en termes de concentration et de taille médiane sont contrôlées par le cycle advection-floculation-sédimentation-remise en suspension. Ces résultats ont permis de hiérarchiser les paramètres de contrôle des processus de floculation. La turbulence a été identifiée comme le principal paramètre de contrôle à l’échelle tidale et semi-lunaire, la taille médiane maximale des flocs étant inversement corrélée à l’intensité des courants. À l’échelle saisonnière, la variation des caracté

The aim of this research was to evaluate the coagulating/flocculating characteristics of three natural polymers: green plantain peel starch, orange peel pectin and tamarind seed extracts in three solutions (water, sodium chloride and ammonium acetate), for the purification of raw natural water with turbidity of 5,32 NTU. Natural polymers did not present coagulant activity due to the low turbidity of raw natural water. However, they showed flocculant activity in combination with aluminum sulfate. The optimal combinations of aluminum sulfate [mg/L] + natural polymer [mg/L] were: 50+0,2 for starch, 60+0,06 for pectin, 60+0,6 for tamarind extract in water, 60+0,5 for tamarind extract in sodium chloride and 60+0,2 for tamarind extract in ammonium acetate. Removal values of turbidity and color were about 87% and 92%, respectively. Residual sludge exceeded the maximum permissible limits for discharging to the sewer system. In addition, it showed a toxic effect on the mitotic activity of onion roots with an IC50 of 0,5 to 2%., El objetivo de esta investigación fue evaluar las características coagulantes/floculantes de tres polímeros naturales: almidón de cáscara de plátano verde, pectina de cáscara de naranja y extracto de semilla de tamarindo en tres soluciones (agua, cloruro de sodio y acetato de amonio), para la purificación de agua natural cruda con turbidez de 5,32 NTU. Los polímeros naturales no presentaron actividad coagulante debido a la baja turbidez del agua natural cruda. Sin embargo, mostraron actividad floculante en combinación con sulfato de aluminio. Las combinaciones óptimas de sulfato de aluminio [mg/L] + polímero natural [mg/L] fueron: 50+0,2 para almidón, 60+0,06 para pectina, 60+0,6 para extracto de tamarindo en agua, 60+0,5 para extracto de tamarindo en cloruro de sodio y 60+0,2 para extracto de tamarindo en acetato de amonio. Los valores de eliminación de turbidez y color fueron aproximadamente 87% y 92 %, respectivamente. El lodo residual excedió los límites máximos permisibles para la descarga al sistema de alcantarillado, además, mostró un efecto tóxico sobre la actividad mitótica de las raíces de cebolla a un CI50 de 0,5 a 2 %.

174 p. ; ill. ; 30 cm, L’objectif de ce travail est l’application des techniques électrochimiques pour le traitement des émulsions d’huile de coupe. Pour aboutir à cet objectif, une série d’essais a été réalisé dans un réacteur électrochimique fonctionnant en batch. La technique d'électroflottation s’est avérée inefficace pour le traitement d’émulsions concentrées. Le couplage de cette dernière avec la floculation chimique a donné d’excellents résultats pour le traitement des émulsions huile-eau (4% massique). La conduite des expériences a été réalisée en utilisant une méthodologie expérimentale basée sur une modélisation en surface de réponses (RSM). Le traitement des émulsions d’huile de coupe par électrocoagulation a montré que cette méthode électrolytique est très efficace pour l’abattement de la turbidité et de la DCO. Les résultats expérimentaux ont indiqué que l'électrocoagulation était très efficace et capable de réaliser un abattement de la turbidité et de la DCO de 99% et de 90% respectivement et cela pour une densité de courant, 25mAcm−2, et un temps de traitement de 22min. L'analyse de la variance ANOVA a montré une valeur élevée du coefficient de détermination (R2= 0.998), ce qui montre qu’un ajustement satisfaisant est assuré par le modèle de régression de second ordre entre les données expérimentales et estimées l’étude comparative basée sur l’efficacité de traitement et la consommation énergétique a montré que l’électrocoagulation et le couplage de l'électroflottation avec la floculation semblent des procédés plus efficaces que le procédé d’électroflottation dans ce genre d’opérations

174 p. ; ill. ; 30 cm, L’objectif de ce travail est l’application des techniques électrochimiques pour le traitement des émulsions d’huile de coupe. Pour aboutir à cet objectif, une série d’essais a été réalisé dans un réacteur électrochimique fonctionnant en batch. La technique d'électroflottation s’est avérée inefficace pour le traitement d’émulsions concentrées. Le couplage de cette dernière avec la floculation chimique a donné d’excellents résultats pour le traitement des émulsions huile-eau (4% massique). La conduite des expériences a été réalisée en utilisant une méthodologie expérimentale basée sur une modélisation en surface de réponses (RSM). Le traitement des émulsions d’huile de coupe par électrocoagulation a montré que cette méthode électrolytique est très efficace pour l’abattement de la turbidité et de la DCO. Les résultats expérimentaux ont indiqué que l'électrocoagulation était très efficace et capable de réaliser un abattement de la turbidité et de la DCO de 99% et de 90% respectivement et cela pour une densité de courant, 25mAcm−2, et un temps de traitement de 22min. L'analyse de la variance ANOVA a montré une valeur élevée du coefficient de détermination (R2= 0.998), ce qui montre qu’un ajustement satisfaisant est assuré par le modèle de régression de second ordre entre les données expérimentales et estimées l’étude comparative basée sur l’efficacité de traitement et la consommation énergétique a montré que l’électrocoagulation et le couplage de l'électroflottation avec la floculation semblent des procédés plus efficaces que le procédé d’électroflottation dans ce genre d’opérations

Les effluents textiles contenant des colorants réactifs sont souvent très complexes et nécessitent des traitements intensifs. De nos jours, la combinaison de deux ou plusieurs techniques opératoires, en se servant des progrès scientifiques permettant une bonne commande du procédé, est devenue une alternative intéressante. Par ailleurs, les argiles et les minéraux argileux, du fait d’avoir des propriétés leur permettant d’être à la fois adsorbants et adjuvants de floculation, attirent un intérêt particulier des chercheurs dans le domaine du traitement des effluents industriels. Dans cette étude, un effluent textile qui représente les eaux résiduaires de l’unité de teinture du coton Denitex, Tlemcen en Algérie, a été traité par un procédé combiné. Le traitement comporte deux étapes : la première est une coagulation-floculation (CF) à l’aide des sels d’aluminium pré-neutralisés jusqu’à un rapport OH/Al égal à 2,25, donnant naissance au polycation de structure AlO4Al12(OH)24(H2O)12, appelé aussi Al13, en association avec une bentonite algérienne (B). Dans la deuxième étape, qui succède à la première, l’électroflottation (EF) a été utilisée pour exploiter son rôle de séparation solide-liquide, et aussi pour améliorer l’efficacité du traitement. Dans les deux techniques utilisées : (CF) et (EF), les conditions opératoires, telles que le pH, la concentration des réactifs, le temps de contact, d’une part, et aussi la densité du courant électrique et la consommation d’énergie, d’autre part, ont été déterminées. Les résultats obtenus indiquent que l’effluent traité par cette méthode ne contient pratiquement plus de couleur ni de DCO : 99,71 % et 99,07 % d’élimination sont obtenus, respectivement., Textile effluents containing reactive dyes are often very complex and require intensive treatments. Nowadays, the combination of two or more techniques has become an interesting alternative, because of scientific progress allowing for a good control of the processes. Clays and clay minerals, because of their properties enabling them to be simultaneous adsorbents and flocculation additives, are of particular interest to researchers in industrial wastewater treatment. In this study, a textile effluent that represents the wastewater of a cotton dyeing plant (Denitex, Tlemcen, Algeria) was treated by a combined process. The treatment was divided into two stages: the first was a coagulation-flocculation (CF) stage using pre-neutralized aluminium salts, called Al13 polycations (AlO4Al12(OH)24(H2O)12), as a coagulant associated with an Algerian bentonite (B); in the second stage, an electroflotation technique (EF) was used. The EF technique was not only used as a solid-liquid separation operation, but also in the improvement of the effectiveness of the treatment. For the CF and EF treatments of wastewater, the effects of pH, reagent concentrations, contact times as well as electric current and energy consumption were investigated. The effluent treated by this combined method contained essentially no colour or COD: 99.7% and 99.1% elimination were obtained, respectively.

Le premier volet de la présente étude vise à évaluer la performance du réacteur biologique à support fluidisé SMBRMD avec garnissage PEENOX MD pour l'épuration des eaux usées de la Municipalité de Mont-Saint-Grégoire (MMSG). Ce système comprend deux réacteurs à biomasse fixe disposés en série, suivis d'un décanteur. Conformément aux critères de suivi de démonstration du MDDEP, cette nouvelle technologie a été analysée sur une période d'un an (de juin 2009 à mai 2010). Le suivi a permis de mieux comprendre les processus impliqués dans le réacteur en fonction des conditions environnementales et de la qualité de l'affluent. Une fois le système stabilisé, il a été démontré que le premier réacteur était très efficace pour l'enlèvement de la matière organique, où des taux d'abattement de 78 ± 21 et 89 ± 18 % ont été observés pour la DCO S et la DBOC5S , respectivement. Aussi, les deux réacteurs SMBR ont permis un enlèvement de l'azote ammoniacal de 99 ± 1 %. La nitrification, présente dans les deux réacteurs, était responsable de l'enlèvement de l'azote ammoniacal à 67 ± 19 %. Globalement, la performance observée à l'usine depuis l'implantation des réacteurs SMBR est supérieure à celle mesurée avec le système précèdemment utilisé, soit les biodisques. De plus, les paramètres à l'effluent sont davantage constants. Le deuxième volet du projet aborde le traitement par coagulation et floculation de l'eau usée échantillonnées à l'usine de la MMSG. L'efficacité déphosphotante de l'alun a d'abord été évaluée en laboratoire, sous des conditions expérimentales contrôlées, et comparée à celle observée à la MMSG. Puis, l'influence des conditions de mélange et de la concentration en MES sur la performance de l'alun a été analysée. Par la suite, le pouvoir déphosphatant de deux solutions de chitosane, un polymère biodégradable et non toxique issu de la chitine, a été examiné. Toutefois, le chitosane ne permettant pas d'abattre les fractions dissoutes de phosphore, l'utilisation simult

Le premier volet de la présente étude vise à évaluer la performance du réacteur biologique à support fluidisé SMBRMD avec garnissage PEENOX MD pour l'épuration des eaux usées de la Municipalité de Mont-Saint-Grégoire (MMSG). Ce système comprend deux réacteurs à biomasse fixe disposés en série, suivis d'un décanteur. Conformément aux critères de suivi de démonstration du MDDEP, cette nouvelle technologie a été analysée sur une période d'un an (de juin 2009 à mai 2010). Le suivi a permis de mieux comprendre les processus impliqués dans le réacteur en fonction des conditions environnementales et de la qualité de l'affluent. Une fois le système stabilisé, il a été démontré que le premier réacteur était très efficace pour l'enlèvement de la matière organique, où des taux d'abattement de 78 ± 21 et 89 ± 18 % ont été observés pour la DCO S et la DBOC5S , respectivement. Aussi, les deux réacteurs SMBR ont permis un enlèvement de l'azote ammoniacal de 99 ± 1 %. La nitrification, présente dans les deux réacteurs, était responsable de l'enlèvement de l'azote ammoniacal à 67 ± 19 %. Globalement, la performance observée à l'usine depuis l'implantation des réacteurs SMBR est supérieure à celle mesurée avec le système précèdemment utilisé, soit les biodisques. De plus, les paramètres à l'effluent sont davantage constants. Le deuxième volet du projet aborde le traitement par coagulation et floculation de l'eau usée échantillonnées à l'usine de la MMSG. L'efficacité déphosphotante de l'alun a d'abord été évaluée en laboratoire, sous des conditions expérimentales contrôlées, et comparée à celle observée à la MMSG. Puis, l'influence des conditions de mélange et de la concentration en MES sur la performance de l'alun a été analysée. Par la suite, le pouvoir déphosphatant de deux solutions de chitosane, un polymère biodégradable et non toxique issu de la chitine, a été examiné. Toutefois, le chitosane ne permettant pas d'abattre les fractions dissoutes de phosphore, l'utilisation simult

La coagulation et la floculation sont deux étapes essentielles dans le traitement des eaux. Les graines de Moringa oleifera sont un floculant végétal qui introduisent des matières organiques dans les eaux clarifiées. C’est pour cela que nous avons testé le pouvoir floculant d’une caséine acide extraite de la crème de coco. Ce floculant comprend 83 % de matières organiques et 17 % de matières minérales. Les résultats des essais au jar-test effectués au laboratoire ont indiqué que son pouvoir floculant est supérieur à celui des graines de Moringa oleifera mais inférieur à celui du sulfate d’aluminium. Les concentrations des métaux usuels ont connu une réduction assez sensible au cours de la clarification soit 79 % pour l’aluminium, 54 % pour le cuivre, 58 % pour le fer et 80 % pour le zinc. Le pH a connu une légère baisse ce qui a entraîné une diminution du titre alcalimétrique complet (TAC). Les concentrations de la DCO et de la DBO ont légèrement augmenté., The clarification process is an important step during the treatment of raw waters. For this reason, under-developed countries have undertaken research on vegetable flocculants. In this context we determined the flocculation power of acidic casein from Cocos nucifera cream. This flocculant contains 83% organic matter and 17% mineral matter. The results of a clarification jar-test, carried out in the laboratory, indicated that the flocculant power is inferior to that of aluminium sulphate, but higher than Moringa oleifera seed powder. The metal concentrations present in raw water were significantly reduced by the treatment; 79% for aluminium, 54% for copper, 58% for iron and 80% for zinc. The pH and complete alkalimetric titer (CAT) values also slightly decreased. However, the Chemical Oxygen Demand and the Biochemical Oxygen Demand slightly increased.

Les boues rouges sont un résidu du procédé Bayer. Elles sont constituées d'une phase solide en suspension dans une phase liquide. Il est nécessaire de séparer les deux phases à de multiples reprises au cours du procédé. Pour ce faire, les boues rouges doivent subir un processus de floculation avant d'être séparées par décantation. La floculation est présentement réalisée dans un puits d'alimentation, un système fonctionnel mais problématique à plusieurs niveaux. Ce document présente le développement d'une nouvelle technologie visant à remplacer le puits d'alimentation. Le « floculateur » a comme objectif de floculer une suspension de boues rouges aussi efficacement que possible tout en étant robuste par rapport aux fluctuations du système. Tout d'abord, les matières premières sont caractérisées. Ensuite, la théorie pertinente sur le procédé Bayer, la séparation solide-liquide et la CFD est présentée, accompagnée d'une analyse du circuit de lavage à contre-courant. Il y est démontré qu'un floculateur idéal devrait pouvoir traiter une alimentation ayant une concentration de solide aussi élevée que 400 g/1. De plus, une étude détaillée de la sonde Lasentec - le principal instrument de mesure du projet - est réalisée. Les différentes variables permettant de quantifier la distribution granulométrique sont analysées et les meilleures sont sélectionnées. Une revue exhaustive de la littérature sur les puits d'alimentation et de tous les brevets reliés à la floculation au cours des 25 dernières années est aussi incluse. Par la suite, le puits d'alimentation est simulé par CFD. Deux geometries sont considérées : un puits pilote et un puits industriel. Un modèle de floculation est développé et incorporé aux simulations. Les résultats indiquent que l'étape de dispersion du floculant est problématique à l'échelle industrielle. De plus, la dispersion demeure inadéquate peu importe la position de l'injection de floculant. Améliorer l'étape de dispersion devient donc la priorité du

Hydrophobic organic contaminants (HOCs) are important pollutants in urban estuaries. HOCs include polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH), polychlorinated biphenyls (PCBs), and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs). Sorption to resuspended particles and sediments plays an important role controlling the water column residence times and spatial distributions of HOC in aquatic environments. Pollutant residence times and the time required to reach sorptive equilibrium are highly dependent on the chemical character, the surrounding environment, and particle types and compositions. If rates of sorption are slow relative to particle residence times, HOC behavior may be described using kinetically-limited partitioning behavior. In this study, a flocculation model that simulates flocculation of activated carbon, organic carbon, and inorganic solids ranging in diameter from 2 to 1000 μm has been developed. A multi-class flocculation-based contaminant fate model is adapted to describe desorption kinetics for contaminants associated with flocculated particles during a resuspension event. The model is effective in predicting transport of hydrophobic organic contaminants among different size flocs, water, and two sediment layers. The model also demonstrates the impact of fractal geometry, bottom shear stress, particle composition, floc size, fraction of organic carbon (fOC), fraction of activated carbon (fAC), organic carbon partition coefficient (KOC), and total suspended solids (TSS) on contaminant desorption rate and residence time. Under different scenarios, this model's results support the importance of multi-floc cluster, sediment-water interaction, and of flocculation for the contaminant desorption rate in the water column. In a floc-rich environment flocculation is an important mechanism redistributing contaminants among flocs. When flocculation is considered in a dynamic particle environment that includes sediment resuspension, settling, a

In recent years, the study of different aspects related to the behaviour of microalgae has received renewed interest due to the wide field of application of these microorganisms. Algae cultures have been principally developed as an important source of many products, such as aquaculture feeds, human food supplements, and pharmaceuticals, and they have also been suggested as a very good candidate for fuel production. The process of recovering the cells from the culture solution is an important factor in the determination of the cost and quality of the products. The harvesting of algal cells by flocculation is a more convenient process than conventional methods such as centrifugation and gravity filtration because it allows the treatment of large quantities of culture. The aim of this work is to study the effectiveness of different flocculants commonly used in the wastewater treatment for the recovery of microalga. Several experimental conditions have been optimized, such as pH, concentration of flocculant, sedimentation time, etc. The microalga used in this study is a Nannochloropsis sp. from water of the gulf of Mazarrón (Spain). The flocculants employed in this work were FeCl3·6H2O and Al2(SO4)3·18H2O. Furthermore, chitosan, a cationic polyelectrolyte has been used for the microalgae harvesting. The different compounds have been evaluated at five different concentration values ranging from 10-170 ppm and each concentration has been tested at three different pH ranging from 6.5-10. The results show that for low flocculant concentration, the activity showed by the two inorganic salts is similar (around 30 % biomass recovery). An optimal concentration of 70 ppm has been obtained by using FeCl3·6H2O and Al2(SO4)3·18H2O, and an increase of this concentration does not show a significant effect in the biomass recovery. However, the efficiency obtained for FeCl3·6H2O is close to 90 % at the optimal concentration, while in the Al2(SO4)3·18H2O case, this value is close to 80

In recent years, the study of different aspects related to the behaviour of microalgae has received renewed interest due to the wide field of application of these microorganisms. Algae cultures have been principally developed as an important source of many products, such as aquaculture feeds, human food supplements, and pharmaceuticals, and they have also been suggested as a very good candidate for fuel production. The process of recovering the cells from the culture solution is an important factor in the determination of the cost and quality of the products. The harvesting of algal cells by flocculation is a more convenient process than conventional methods such as centrifugation and gravity filtration because it allows the treatment of large quantities of culture. The aim of this work is to study the effectiveness of different flocculants commonly used in the wastewater treatment for the recovery of microalga. Several experimental conditions have been optimized, such as pH, concentration of flocculant, sedimentation time, etc. The microalga used in this study is a Nannochloropsis sp. from water of the gulf of Mazarrón (Spain). The flocculants employed in this work were FeCl3·6H2O and Al2(SO4)3·18H2O. Furthermore, chitosan, a cationic polyelectrolyte has been used for the microalgae harvesting. The different compounds have been evaluated at five different concentration values ranging from 10-170 ppm and each concentration has been tested at three different pH ranging from 6.5-10. The results show that for low flocculant concentration, the activity showed by the two inorganic salts is similar (around 30 % biomass recovery). An optimal concentration of 70 ppm has been obtained by using FeCl3·6H2O and Al2(SO4)3·18H2O, and an increase of this concentration does not show a significant effect in the biomass recovery. However, the efficiency obtained for FeCl3·6H2O is close to 90 % at the optimal concentration, while in the Al2(SO4)3·18H2O case, this value is close to 80

L'alumine est extraite de la bauxite grâce au procédé Bayer. Au cours de l'étape de décantation de ce procédé, les particules de boues rouges sont séparées de la liqueur contenant l'aluminate par des agents de floculation. Ces agents permettent l'agglomération des particules en agrégats plus volumineux, qui sédimentent plus rapidement, permettant ainsi d'améliorer l'efficacité de l'étape de séparation solide/liquide. Cependant, les méthodes actuelles de floculation ne permettent pas d'éliminer complètement les matières particulaires présentes dans la liqueur surnageante. Conséquemment, une étape de filtration est nécessaire pour réduire la quantité de matières particulaires en suspension à une concentration d'environ 10 mg/L. Ce mémoire présente une étude effectuée dans le cadre du programme de maîtrise en ingénierie de l'Université du Québec à Chicoutimi, portant sur les principales variables susceptibles d'améliorer la clarté d'une suspension de boues rouges par floculation. Les variables à l'étude sont le type d'agents de floculation, la séquence d'injection des agents ainsi que le niveau et la durée d'agitation appliqués à la suspension floculée. Ce travail de recherche a été effectué en collaboration avec le Groupe de Recherche Universitaire de Séparation Solide/Liquide (GRUSSL) et le Centre de Recherche et de Développement Arvida (CRDA). L'objectif principal de cette étude consiste à effectuer des essais de floculation en changeant les variables afin d'établir les conditions optimales de séparation solide/liquide, et ainsi réduire la quantité de matières particulaires en suspension dans la surverse à un niveau inférieur à celui retrouvé en usine. Un montage expérimental, basé sur la géométrie Couette, a été élaboré afin de permettre l'étude en continu de la floculation et de déterminer les conditions optimales d'utilisation des agents de floculation. Les essais de floculation ont été réalisés sous des conditions généralement retrouvées dans les circuits de lav

Dans le cadre de la maîtrise en Ingénierie de l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), ce mémoire présente une étude portant sur les principaux paramètres susceptibles d'améliorer la clarté d'une suspension de boue rouge par floculation. Ce travail de recherche a été réalisé en collaboration avec le Groupe de Recherche Universitaire en Séparation Solide Liquide (GRUSSL) de l'UQAC et le Centre de Recherche et de Développement Arvida (CRDA) du groupe Alcan. Tous les essais de floculation ont été effectués suivant la méthodologie du test du cylindre. Cette méthodologie permet d'estimer l'efficacité de l'étape de décantation du procédé Bayer. Trois mesures importantes sont déterminées par cette méthodologie : la vitesse de sédimentation, la clarté du liquide surnageant (exprimé en mg/L) et le pourcentage de solides dans le sédiment final. Évidemment, des corrélations sont observées entre les résultats obtenus par ce test et ceux obtenus pour les decanteurs en usine. L'objectif principal de ce projet était de réduire la quantité de matières particulaires en suspension dans la surverse à un niveau inférieur à ceux retrouvé actuellement en usine. Pour arriver à réaliser une étude comparative sur la clarté d'une surverse, la méthodologie du test du cylindre a été optimisée afin de réduire la variabilité des mesures de vitesse de décantation pour des essais effectués dans les mêmes conditions expérimentales. L'optimisation de la méthodologie du test du cylindre a permis de réduire considérablement la variabilité des mesures de vitesse. Des écarts de 5% et moins sont maintenant obtenus pour des vitesses de sédimentation entre un polymère d'essai et un polymère témoin. Les essais de clarté ont été réalisés en deux parties : une première partie des essais a été effectuée aux conditions d'opération retrouvées en usine, au niveau des décanteurs secondaires ou laveurs, et la seconde partie des essais a été réalisée aux conditions d'opération retrouvées en usine, dans les decant

Le procédé Bayer est utilisé dans l'industrie de l'aluminium pour extraire l'alumine de la bauxite. Une des étapes critiques de ce procédé est la décantation par gravité des impuretés contenues dans la bauxite préalablement mise en solution. Lors de cette séparation, la liqueur contenant l'alumine en solution est récupérée à la surverse du décanteur tandis que les résidus solides sont évacués par le puits de décharge situé au fond. Durant l'évacuation des résidus, une certaine quantité de liqueur Bayer emprisonnée à l'intérieur de la boue se trouve elle aussi évacuée. Pour optimiser cette séparation, il faut diminuer la quantité de liqueur évacuée et, par conséquent, optimiser le compactage de la boue rouge. Le compactage de la boue rouge est favorisé par l'introduction de grandes structures au fond des décanteurs appelées, râteaux. Ces râteaux, en plus d'augmenter le compactage de la boue, doivent favoriser sont déplacement vers le puits de décharge. Le but de ce projet de maîtrise est d'améliorer l'efficacité des décanteurs et de comparer l'efficacité de différentes configurations de râteaux à compacter et déplacer la boue. Pour évaluer l'efficacité des différentes configurations de râteau, les essais sont effectués, en continu, avec de la boue rouge floculée à l'intérieur d'un décanteur pilote d'échelle 1:11. Des débitmètres massiques sont placés à la surverse et à la sousverse du décanteur pour mesurer les quantités et les concentrations, tandis qu'une cellule de charge est placée sur l'arbre du râteau pour mesurer le couple. Les résultats obtenus montrent que l'espacement entre les lames du râteau est un facteur très important sur le compactage et le déplacement de la boue; si cette espacement est trop faible, il y a obstruction du râteau; si l'espacement est trop grand, le compactage est faible. Les résultats montrent aussi que le décentrage du puits d'alimentation permet la distribution du sable dans tout le volume boue du décanteur, ce qui augmente grandemen

Les traitements physico-chimiques par coagulation-floculation représentent une technologie importante pour la purification de l'eau potable et des eaux usées. Pour améliorer l'efficacité de ces traitements, de nouveaux coagulants à base de sels d'aluminium partiellement hydrolysés ont été développés. L'objectif de ce travail est de comparer, avec l'alun, l'efficacité de ces produits de nouvelle conception pour l'élimination de la matière organique contenue dans l'eau. Un composé modèle, la lignosulfonate, a principalement été étudié. Nous avons également effectué une étude comparative de la cinétique de croissance des flocs de ces divers coagulants en présence de quelques sels inorganiques et de composés organiques couramment retrouvés dans l'eau. Les coagulants étudiés en plus de l'alun sont le polyaluminium silico-sulfate (PASS), le chlorure d'aluminium partiellement neutralisé (PAC), un PAC contenant du sulfate (PACSO 4 ) et une série de PAC modifiés avec du silicate (PACSi) dont le rapport Si/Al varie de 0,02 à 0,08. La lignosulfonate choisie comme composé organique modèle a été fractionnée par ultrafiltration et caractérisée par analyses élémentaires et par plusieurs techniques physico-chimiques (UV, IR, RMN, ATG,...). Des essais de floculation ont été effectués dans diverses conditions expérimentales afin d'étudier les interactions entre la lignosulfonate et les espèces hydrolysées de l'aluminium générés à partir des divers coagulants. Nous avons d'abord effectué une série d'essais à divers pH en maintenant une concentration fixe de contaminant et en faisant varier la concentration des coagulants afin de comparer leur efficacité. Les quantités résiduelles d'aluminium et de lignosulfonate, de même que les potentiels zêta étaient mesurés au cours de ces essais. Par la suite, nous avons déterminé les isothermes d'adsorption de la lignosulfonate et de ses fractions <300 kD, <10 kD et <1 kD sur des flocs formés in situ à partir de l'alun du PASS et du PAC, et ceci

Le but principal de ce travail vise la compréhension des systèmes concentrés à base d'Al(III) utilisés comme agents floculants dans le traitement de l'eau. Ces travaux ont permis de rationaliser les causes de l'instabilité d'un agent floculant à base d'Al[indice inférieur 2](SO[indice inférieur 4])[indice inférieur 3] appelé PASS (polyaluminosilicate sulfate). Pour y arriver, divers agents floculants concentrés (2,5 M Al) et préhydrolysés (r[indice inférieur OH/Al]= 1,5) ont été synthétises à partir d'AlC[indice inférieur 3] auquel a été substitué de l'Al[indice inférieur 2](SO[indice inférieur 4][indice inférieur 3] en différentes proportions. La source d'alcali utilisée est un aluminosilicate de sodium (AS) et/ou un aluminate de sodium. Aussi, l'influence du silicate et du sulfate sur les espèces de l'Al(III) présente en milieu concentré et en conditions plus diluées (0,1-0,01 M Al) a été étudiée. La caractérisation des systèmes concentrés a été effectuée grâce aux techniques d'ultrafiltration (UF) et de compression osmotique. Les études de la dynamique d'instabilité du PASS ont été faites par turbidimétrie et UF. L'influence du silicate et du sulfate sur la spéciation de l'Al(III) en solution diluée a été mesurée par titrage alcalimétrique et par résonance magnétique nucléaire (RMN) de l'[indice supérieur 27] Al. Certaines espèces pouvant être précipitées, leur analyse a été faite par spectroscopie infrarouge (IR) et par diffraction des rayons X (DRX). L'étude par compression osmotique des AS alcalins révèle que les systèmes AS utilisés pour la synthèse des agents floculants sont attractifs donc thermodynamiquement instables, peu importe le degré d'alcalinité.Le diamètre des particules et leur charge sont semblables et indépendants du degré d'alcalinité. Lors de leur mélange a l'AlCl [indice inférieur 3] et/ou Al[indice inférieur 2](SO[indice inférieur 4])[indice inférieur 3] en solution, les AS se fragmentent. L'ultrafiltration (UF) a permis de déterminer une co

La distribution des microflocs selon leur diamètre au cours d'essais de floculation peut être suivie au moyen du Multisizer Coulter Il. Cet appareil a l'inconvénient de briser les gros flocs et de mal détecter les très petites particules, mais il est excellent pour la caractérisation des microflocs de 2 à 10 µm de diamètre. Le protocole suivi pour la formation des flocs est celui du jar-test standard, légèrement adapté, pour pallier à certaines contraintes de l'instrument. Les paramètres étudiés sont la concentration des particules en suspension, leur distribution selon la taille, le diamètre moyen et le volume total des particules en suspension. On montre que la distribution des particules prend une forme pyramidale autour d'un diamètre moyen de 5 µm et ce, dans les deux premières minutes de la réaction de floculation. La suite du processus correspond à un étalement lent et graduel de cette distribution, sans variation du diamètre moyen, mais avec la formation de flocs supérieurs à 5 µm et la persistance des petites particules. La reproductibilité de ces résultats a également été étudiée et on montre que le compteur Coulter est assez précis pour détecter les limites de reproductibilité des essais de floculation. Cependant, la vérification des lois de cinétique de floculation et la détermination du volume total des suspensions sont sujettes à caution et demandent une interprétation.

L'introduction de nouveaux floculants, les poly-alumino-silico-sulfates (PASS), utilisés pour le traitement physico-chimique de l'eau soulève des interrogations quant à la structure, la composition et la stabilité des polymères qu'ils contiennent en fonction des conditions initiales de synthèse. Des expériences de caractérisation comme l'ultrafiltration et la microscopie électronique ont permi d'identifier certaines caractéristiques clefs qui pourraient permettre de répondre à ces interrogations. D'autre part, une étude comparative de l'enlèvement du monophosphate par les PASS et le sulfate d'Al(III) et de Fe(III) a été effectuée afin d'apprécier le rôle exact des polymères lors du traitement de l'eau. Des mesures d'adsorption à différents pH couplées à des mesures de potentiel zêta permettent de suggérer quelles sont les interactions principalement responsables de l'enlèvement du phosphate. Ces interactions sont identiques pour tous les floculants étudiés, mais leur importance relative dépend du type de floculant. Certaines conditions expérimentales mettent en relief l'effet de la pré-hydrolyse des PASS. En ces conditions, la pré-hydrolyse partielle des PASS les désavantage par rapport aux autres floculants lors de l'enlèvement du phosphate, mais les avantage quant à la concentration d'aluminium résiduel.

Pour optimiser l'efficacité d'un coagulant, plusieurs variables interreliées doivent être considérées. Il s'agit entre autres, du dosage de coagulant, du pH, de la température, des conditions du mélange et des sels dissous. Si le pH est, sans aucun doute, l'un des facteurs les plus importants à suivre, puisqu'il décide de la nature des espèces présentes et de leur solubilité, il n'en demeure pas moins que les sels dissous ont aussi un impact sur le processus de coagulation et ce, en modifiant la plage de pH optimale, le temps requis pour la floculation et le dosage de coagulant. Le but de notre travail consiste à étudier l'effet des anions sur la stabilité et la solubilité des espèces d'aluminium produites lors de l'hydrolyse. Les coagulants utilisés sont une série de polyaluminium-silico­sulfate (PASS) et deux coagulants conventionnels. Les anions retenus dans le cadre de cette étude sont les nitrates, les chlorures, les sulfates et les carbonates, pris à trois niveaux de concentrations 2, 6 et 14 méq/l. Ces concentrations élevées en électrolytes créent un milieu qui s'apparente plus à une eau usée qu'à une eau potable. Nous avons d'abord caractérisé les coagulants PASS par ultrafiltration, puis au moyen d'essais de floculation, nous avons comparé la performance de ces produits à celle de deux coagulants conventionnels, soit l'alun et le chlorure ferrique. Ces essais étaient faits avec une eau synthétique à laquelle les divers anions étaient ajoutés; les paramètres mesurés étaient la couleur, la turbidité, le temps d'apparition des flocs, la grosseur des flocs, le temps de sédimentation, le volume de boues, le pH, la concentration résiduelle en aluminium et en anion, et le potentiel zêta. Les résultats d'ultrafiltration montrent que le pH est le principal facteur qui affecte la dimension des chaînes de PASS. Du point de vue performance, les PASS sont aussi efficaces que les coagulants conventionnels pour l'enlèvement de la couleur et de la turbidité, tout en affect

Au cours de ce travail nous avons étudié la sorption de tensioactifs cationiques sur des vésicules de lipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) en fonction de la température et nous avons mesuré l'effet de cette sorption sur les paramètres (température, volume et coopérativité) de la transition de ces vésicules. Les tensioactifs utilisés sont thermotropique les bromures l'undécyle, de dodécyle, de tridècyle et de tétradécyle pyridinium. Les isothermes de sorption ont été établies par potentiométrie au moyen d'électrodes à membrane spécifiques à chacun des tensioactifs, et les paramètres de la transition ont été déterminés par dilatométrie dynamique. Gràce à un modèle, nous avons pu tirer des isothermes des constantes thermodynamiques standard (formule : voir document). La sorption des molécules tensioactives est un phénomène mixte d'adsorption et de partage entre les phases aqueuse et lipidique. Les molécules à longue chaîne se sorbent en plus grande quantité que celles à chaîne plus courte, et à mesure que la longueur de la chaîne augmente, le phénomène de partage croît en importance par rapport à l'adsorption. Pour une même quantité sorbée, les bromures de n-alcoyle pyridinium à chaîne plus courte abaissent plus la température et la coopérativité de la transition que ceux à chaîne plus longue. Le volume de la transition semble demeurer inchangé. Des études de transitions thermiques à de hautes concentrations de tensioactif (mais sans les isothermes de sorption) indiquent la formation de micelles mixtes à partir d'une certaine concentration totale de tensioactif. A ce moment, la température de la transition se stabilise, sa largeur augmente brusquement et le volume de la transition diminue. Finalement, quelques études d'isothermes en fonction de la température indiquent une augmentation de la quantité sorbée avec la température ainsi qu'un saut de la sorption au voisinage de la transition de phase.

Nous avons étudié le comportement de la transition thermotropique des vésicules de dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), lorsque celles-ci sont en présence de différents polymères. Nous avons aussi examiné sommairement le comportement des liposomes de DPPC en présence de ces mêmes polymères. Les vésicules unilamellaires ont été obtenues par sonication d'une suspension de bicouches multilamellaires. Les polymères ont été ajoutés après que la sonication ait eu lieu. Les polymères étudiés sont le polyéthylèneimine d'une masse molaire moyenne d'environ 70000 Daltons (PEI), et des dérivés de celui-ci. Ces dérivés ont été obtenus par greffage, sur certains des atomes d'azote du PEI, de chaînes alkyles de huit (PEIOC), douze (PEILA) ou seize (PEIPA) carbones. Comme le PEI et ses dérivés sont chargés dans les conditions où nous les avons utilisés, nous avons aussi étudié l'effet du polyéthylèneglycol, comme modèle de polymère non chargé. Les études ont été réalisées à l'aide d'un microcalorimètre à balayage (DSC) MC2 de la compagnie MicroCal, Inc. Nous avons ainsi eu accès à la température, l'enthalpie et la coopérativité de la transition sur les thermogrammes de vésicules, nous avons identifié deux pics de transition attribués à deux populations de vésicules que nous avons lésigné les "petites" et les "grosses". Nous avons donc considéré les thermogrammes comme composés de deux pics symétriques, plus une contribution asymétrique désignée "résidu". Nous avons suivi l'évolution de ces deux pics et de leur résidu en fonction de la concentration de polymère; nous avons aussi suivi la transition des DPPC à partir d'un premier balayage, et de plusieurs balayages consécutifs soit jusqu'à l'atteinte de l'équilibre. Les observations les plus intéressantes portent sur la température de transition. Le PEI fait augmenter la température de transition des DPPC. Ceci est interprété comme étant le signe d'une interaction de type électrostatique du polymère avec la surface de la bicouche.

Le but essentiel de cette recherche est d'élaborer une technique permettant de concentrer ou d'épaissir les boues formées au niveau d'un système d'épuration des eaux de procédés (traitements primaire et secondaire, système de flottation à air dissous avec comme coagulant, l'alum). La première étape de cette recherche vu l'absence totale de données techniques est la quantification et l'identification des différents paramètres caractéristiques des boues. Ce sont principalement les solides en suspension (SS ), les solides volatils (SV), les solides dis sous (SD), les solides dissous volatils (SDV) et par calculs, les solides totaux (ST), les solides totaux volatils (STV) et le pourcentage en eau. Le chapitre 1 expose donc les valeurs quantitatives en deux en­ droits prévus du système d'épuration. Pour pousser un peu plus l'ana­ lyse technique des paramètres et l'explication de certains comportements chimiques et physiques nous évaluons au chapitre 2 la quantité de soli­ des dissous (S D) et dissous volatils (SDV) dans les eaux à l'entrée et à la sortie du système d'épuration. De plus un dosage de l'alum, dans les boues formées, est effectué pour essayer de déceler de trop fortes fluctuations dans l'injection du coagulant. L'étude d'épaississement des boues proprement dite commence au chapitre 3 avec l'application de méthodes chimiques et physiques éprouvées: centrifugation, filtre sous vide, addition de produits chimiques, etc. Avec ce chapitre il ressort que les méthodes classiques d'épaississement sont inadéquates. C'est pourquoi une recherche plus approfondie est effectuée pour découvrir un procédé original et efficace de concentration des boues. Le chapitre quatre passe en revue l'évolution d'un procédé axé sur un décompresseur à air avec l'addition de certains produits chimiques; le chapitre se termine sur l'élaboration théorique d'un plan pilote efficace et rentable à proximité du système d'épuration.