Influence des variations de qualité d'eau brute et du vieillissement des matériaux filtrants sur la performance de la filtration granulaire

Le traitement de l'eau potable a comme principale mission de protéger la santé publique. En absence d'éclosion de maladies d'origine hydrique, il est difficile d'établir le lien entre la consommation d'eau potable et le risque d'infection de la population desservie (Teunis & Havelaar 2002). Dans ces circonstances, les modèles d'analyse quantitative du risque microbien (QMRA) permettent d'évaluer la relation entre les concentrations de microorganismes pathogènes à la source, le traitement et la distribution des eaux potables et la santé publique (Regli et al. 1991, Teunis et al. 1997). Dans une approche multi-barrières du traitement des eaux potables, la description de la performance de chacun des procédés d'une filière de traitement est considérée lors de l'évaluation de l'exposition (Medema & Ashbolt 2006). Actuellement, la plupart des usines canadiennes desservies par des eaux de surface misent sur l'opération de procédés de filtration granulaire afin d'atteindre les objectifs de traitement en matière de Cryptosporidium et Giardia imposés par la réglementation. Dans ce contexte, il est nécessaire de décrire la performance de ces procédés avec précision afin de pouvoir générer un calcul qui reflète le risque réel d'infection à ces protozoaires parasites. De plus, afin de mieux comprendre les paramètres qui contribuent aux variations de performance de procédés de filtration, il est d'intérêt de combler les lacunes en ce qui concerne l'influence des variations de qualité d'eau brute et de l'impact des caractéristiques des matériaux filtrants sur l'enlèvement de Cryptosporidium et Giardia par filtration granulaire. L'objectif général de ce projet d'études doctorales est de comprendre le rôle (i) du vieillissement des matériaux filtrants et (ii) de la nature des particules à l'eau brute sur l'enlèvement de protozoaires parasites par filtration granulaire.

Abstract

The primary role of drinking water treatment is to protect public health. In the absence of waterborne outbreaks, it is difficult to assess the health risk associated with drinking water consumption (Teunis & Havelaar 2002). In such circumstances, quantitative microbial risk analysis (QMRA) models may be used to assess the relation between microbial concentrations in drinking waters and public health (Regli et al. 1991, Teunis et al. 1997). In a multi-barrier approach to drinking water treatment, process performance of each treatment step contribute to the exposure assessment (Medema & Ashbolt 2006). As most Canadian water treatment plants fed with surface water currently rely on granular filtration processes to meet Cryptosporidium and Giardia treatment requirements as specified by regulation, it is necessary to accurately describe these processes in QMRA models. This is of importance to generate risk calculation outputs that accurately estimate the actual risk of infection associated to these protozoan parasites. Moreover, to better understand the parameters that contribute to performance variations of these processes, it is of interest to fill the gaps with regards to the influence of source water quality variations and the impact of filter media surface properties may have on Cryptosporidium and Giardia removal by granular filtration. The general objective of this Ph.D. thesis is to understand the role of (i) media aging and (ii) of the particulate properties of influent water on protozoan parasite removal by granular media filters.