Performance hydraulique et traitement du filtre réactif dans les systèmes de traitement des eaux usées décentralisés

Il y a une préoccupation importante concernant le rejet des eaux usées domestiques dans les eaux de surface et les eaux souterraines, notamment dans les zones non raccordées aux installations d'assainissement centralisées. Le phosphore et l'azote, qui sont des nutriments clés, sont de grands contributeurs à l'eutrophisation. Dans le Chapitre 2, les systèmes de traitement sur site sont évalués, soulignant l'importance du traitement tertiaire dans leurs processus. Les filtres réactifs montrent un potentiel prometteur en tant qu'unités de traitement tertiaire pour les systèmes sur site, offrant une élimination efficace des polluants. Dans chapitre 3, trois filtres réactifs à base de scories d’aciérie ont été alimentés avec des effluents domestiques secondaires contenant des bicarbonates (column 1-blank), des bicarbonates avec du carbone organique soluble (column 3-organic matter) et des bicarbonates avec des matières particulaires (column 2-TSS) sur une période de 30 jours. Les échantillons d'eau ont été analysés pour les concentrations en nutriments et en métaux, l'alcalinité et le pH, tandis que les scories d’aciérie sont été examinés par microscopie électronique à balayage. La précipitation de la calcite a épuisé les scories d’aciérie sans provoquer d'accumulation de pression. L'indice de saturation et la forme des précipités de calcite ont été influencés par la présence de carbone organique. Les principales réactions étaient la formation de calcite, la libération d'hydroxyde et la formation d'hydroxyapatite. Une élimination efficace du phosphate a été observée, avec des concentrations de sortie inférieures à 1 mg P-PO4/L. Environ 30 % de l'ammonium (NH4+) a été éliminé dans les filtres alimentés par du carbone organique biodégradable, la nitrification étant dépendante des niveaux de pH. Les filtres réactifs à base de scories d’aciérie se sont avérés adaptés au traitement tertiaire des eaux usées domestiques à forte alcalinité, soulignant l'importance du contrôle de l'alcalinité. Dans une étude parallèle à chapitre 4, deux filtres réactifs avec des scories d’aciérie de four à arc électrique (colonne 1-S et colonne 2-R) ont été utilisés pour le traitement tertiaire chez les utilisateurs domestiques de l'eau souterraine. La colonne 1-S a été alimentée avec des eaux usées secondaires synthétiques contenant de l'azote (N), du phosphore (P), de l'alcalinité, des solides en suspension totaux (TSS) et de la matière organique biodégradable. En revanche, la colonne 2-R a été alimentée avec des eaux usées secondaires réelles avec une haute alcalinité mais sans vi phosphore. Les données de pH ont mis en évidence l'impact de l'alcalinité, atteignant 9,9 dans la Colonne 1-S et 8,6 dans la Colonne 2-R. Les scories d’aciérie ont montré une grande sélectivité pour le phosphate par rapport aux carbonates, même à des niveaux de phosphate faibles. Des conditions anoxiques-faiblement oxiques ont été confirmées, avec une élimination de l'azote d'environ 24 % dans la Colonne 1-S. La concentration d'ammonium a diminué sur six mois, avec une diminution initiale des nitrates due à la dénitrification, suivie d'une augmentation. Les indices de saturation ont indiqué une précipitation partielle de l'hydroxyapatite et la formation de calcite tout au long de la Colonne 1-S, tandis que la Colonne 2-R a connu un changement dû au remplacement des bicarbonates. L'analyse EDS a confirmé une élimination majeure du phosphate et de la calcite dans les sections inférieures de la colonne. Les mesures de la pression sont restées stables, probablement en raison d'un dépôt efficace des particules.