Détermination de la capacité de sorption de la fibre lignocellulosique phosphorylée pour le traitement passif des métaux en solution à l'échelle pilote

Les objectifs de ce projet étaient de 1) déterminer la capacité d’adsorption d’un nouveau médium de filtration, la fibre lignocellulosique phosphorylée (FLP) à l’échelle pilote, 2) d’évaluer le niveau de dégradation du substrat après traitement et 3) de proposer des recommandations pour le traitement à grande échelle d’un site minier abandonné. L’hypothèse derrière ces objectifs était que la FLP est un substrat approprié pour le traitement passif d’une eau affectée par un drainage minier acide et chargée en métaux au moyen d’une barrière perméable réactive. Dans le cadre de ce projet, un essai par pompage et traitement d’une durée de dix semaines a été réalisé sur un ancien site minier et des essais de caractérisation de la FLP ont été réalisés au laboratoire. Les essais de caractérisation du substrat incluaient la détermination de la conductivité hydraulique, la teneur en eau, la capacité d’échange cationique (CEC), le point de charge zéro (PCZ), la capacité tampon, le pH et la cinétique et l’équilibre d’adsorption avec les cations d’intérêts (Ca, Mg, Fe, Mn et Zn). Les propriétés de surface de la FLP sont prometteuses pour l’enlèvement des métaux en solution avec une CEC de 540 meq.100g-1, un PCZ de 7,3, une capacité tampon de 13,9 cmolH+.kg-1 et un relargage de carbone organique limité. Sur le terrain, des capacités d’adsorption de 1 635 mg.g-1, de Fe, 23,1 mg.g-1 de Mn et 18,1 mg.g-1 de Zn ont été atteintes avec des concentrations moyennes à l’entrée des filtres de 1 160 mg.L-1, 18,3 mg.L-1 et 16,8 mg.L-1, pour le Fe, Mn et Zn respectivement. Au laboratoire, ces capacités de rétention étaient plutôt de 165 mg.g-1, 1,1 mg.g-1 et 5,8 mg.g-1 pour le Fe, Mn et Zn, respectivement, ce qui représente une diminution respective de 90 %, 95 % et 66 % par rapport à l’essai de terrain. La rétention du Mn et Zn au laboratoire a atteint des valeurs respectives de 9,8 mg.g-1 et 11,2 mg.g-1 dans des réacteurs sans fer, bien que la rétention totale ait diminué drastiquement dans ces réacteurs (rétention totale (Ca, Mg, Fe, Mn et Zn) de 315 mg.g-1 pour l’essai avec fer et 193 mg.g-1 sans fer).»