Traitement de l'azote ammoniacal dans les effluents miniers contaminés au moyen de procédés d'oxydation avancée

The mining industry is the one that moves the largest volume of material. The use of explosives, to extract ore from the soil, as well as the use of cyanide, for the extraction of precious metals such as gold, generate NH3-N which is found in the final effluent. Although it is not regulated, but being toxic to fish, it requires a good management and even a treatment to comply with government standards that require the discharge of a non-toxic effluent to trout and daphnia. Several types of technologies exist to treat NH3-N as physical, biological and chemical, but all have their advantages and limitations. The cold temperatures in the region of Abitibi-Témiscamingue sometimes make traditional processes less efficient, such as biological processes. The objectives of this project were to treat the NH3-N of several synthetic and real effluents from several mines with advanced oxidation processes either with the use of O3, UV and H2O2. The tests were first performed in batch mode, with synthetic effluents, and then with actual effluents using the best method. Finally, a continuous test with one of the real effluents was carried out to verify the feasibility of the project. Testing with microbubbles and O3 gave the best results. Indeed, more than 92.6 % of the initial concentration of NH3-N, i.e. 70 mg/L in a volume of 100 L, was successfully treated at pH 9 with a synthetic effluent in 90 minutes. The use of Br as a catalyst increased treatment efficiency. The combination of H2O2 with O3 was not effective and even inhibited the treatment. The combination of UV with O3 was less efficient than O3 alone, under the conditions tested.

Résumé

L'industrie minière est celle qui déplace le plus grand volume de matériel. L'utilisation d'explosifs, afin d'extraire le minerai du sol, ainsi que l'utilisation du cyanure, pour l'extraction des métaux précieux tels que l'or, génèrent du N-NH3 qui se retrouve à l'effluent final. Même s'il n'est pas normé, en étant toxique pour les poissons, ce dernier nécessite une bonne gestion et même un traitement afin de pouvoir se conformer aux normes gouvernementales qui exigent de rejeter un effluent non toxique pour les truites et daphnies. Plusieurs types de technologies existent afin de traiter le N-NH3 soit physiques, biologiques et chimiques, mais elles ont toutes leurs avantages et limites. Les froides températures de la région d'Abitibi-Témiscamingue rendent parfois les procédés plus traditionnels moins efficaces, par exemple les procédés biologiques. Ce projet avait pour objectifs de traiter le N-NH3 de plusieurs effluents synthétiques et réels provenant de plusieurs mines avec des procédés d'oxydation avancée soit avec l'utilisation de l'O3, des UV et du H2O2. Les essais ont d'abord été faits en mode batch avec des effluents synthétiques puis avec des effluents réels en utilisant la meilleure méthode. Finalement, un essai en continu avec un des effluents réels a été réalisé pour vérifier la faisabilité du projet. Les essais avec les microbulles et l'O3 ont donné les meilleurs résultats. En effet, plus de 92,6 % de la concentration présente de N-NH3, soit 70 mg/L initialement dans un volume de 100 L, a réussi à être traité à pH 9 avec un effluent synthétique en 90 minutes. L'utilisation du Br comme catalyseur augmente l'efficacité de traitement. La combinaison de H2O2 avec l'O3 n'était pas efficace et a même inhibé le traitement. La combinaison des UV avec l'O3 est moins efficace que l'O3 seul, dans les conditions testées