Impacts des conditions d'exploitation sur les performances des filtres au charbon actif biologique

L'usine de Sainte-Rose, située à Laval, Qc, utilise une filtration biologique depuis 1986. En 1997, une chloration a été mise en place en amont des 6 filtres au charbon actif biologique (CAB) dans le but de diminuer l'entretien de la station de pompage de relèvement localisée à la suite de l'étape de postozonation mais en amont de la filtration CAB. Typiquement, une dose de 0,3 mg Cl2/L est ajoutée à la sortie des tours de contact d'ozone. Par ailleurs, le charbon présent dans les filtres de cette usine n'a pas été changé depuis de nombreuses années ce qui est également le cas de la majorité des usines où la filtration biologique est utilisée. L'objectif général de ce projet était donc d'étudier l'impact de divers paramètres d'exploitation pouvant mener à une baisse d'efficacité de la filtration biologique afin de mieux comprendre les baisses de performance des filtres CAB observées à l'usine de Sainte-Rose. L'impact d'une chloration en amont des filtres CAB sur leurs performances biologiques a été étudié ainsi que l'impact de la durée d'utilisation du charbon. Pour réaliser ces études, une validation de la représentativité des études effectuées à l'échelle pilote a préalablement été effectuée. Dans le but de répondre à ces objectifs, une étude sur pilote a été menée. Ce pilote était composé de 4 colonnes de 5 cm (2 po.) fonctionnant avec un temps de contact de 11 min. Différents médias et différents affluents ont permis d'établir des comparaisons entre les performances biologiques de filtres contenant des charbons d'âges différents (1, 15 et 20 ans). Les performances d'une colonne avec un affluent chloré ont également été suivies. Les principaux paramètres suivis étaient le carbone organique total (COT), le carbone organique dissous biodégradable (CODB), l'azote ammoniacal, la demande en chlore (24h) et les précurseurs de THM. Des analyses de la colonisation de la surface des charbons ont également été effectuées grâce à la mesure de l'activité des bactéries hétérotrophes et des bactéries nitrifiantes. Une comparaison entre les performances d'une colonne pilote et d'un filtre industriel a été réalisée. L'écart entre les performances des enlèvements de COT du filtre et de la colonne est resté relativement constant au cours de la période de suivi (entre 0,03 et 0,09 mg/L). L'abattement moyen du filtre de l'usine était toutefois légèrement supérieur. La différence de temps de contact en fût vide (TCFV) entre la colonne pilote (11 min) et le filtre de l'usine (17,9 min) pourrait être la cause de cette différence. Aucune différence significative entre la colonne et le filtre pour l'enlèvement de CODB (> 40%) n'a été observée.