Déphosphatation d'un rejet de ferme piscicole par filtres extensifs de scories d'aciéries

Les activités piscicoles sont à l'origine de certaines altérations et déséquilibres des écosystèmes aquatiques. L'eutrophisation des cours d'eaux entraînant une prolifération des cyanobactéries constitue l'une des préoccupations importante au Québec. Le phosphore qui contribue au développement des cyanobactéries peut se retrouver à une concentration assez élevée dans les rejets piscicoles. Dans un souci de limiter la dégradation des cours d'eau, des exigences de rejets plus sévères ont été imposées par le MDDEP correspondant à une norme de rejet de 4,2 kg P / tonne de poisson produite. Ce rapport présente la conception, construction, la mise en route et les résultats d'opération sur une période de 261 jours d'une unité pilote de déphosphatation du surnageant du silo de stockage des boues d'une ferme piscicole par lits filtrants aérés et filtres extensifs de scories d'aciéries. Le système de traitement proposé est composé de trois parties filtrantes distinctes comprenant dans un premier temps deux lits filtrants aérés (LFA) saturés à écoulement vertical descendant en parallèles alimentés par batch de 30 L / 4 h chacun et dont le temps de rétention est de 2 jours. Ces LFA sont composé principalement de gravier de diamètre 10 à 15 mm et ont pour but l'enlèvement des matières organiques et la nitrification. La deuxième partie de l'unité pilote est composée d'un filtre sacrificiel de scories (FSS) de diamètres 20 à 40 mm et dont le TRH est de 3,5 h. Ce filtre a pour objectif l'enlèvement des bicarbonates, l'enlèvement partiel du phosphore et la prévention du colmatage des colonnes de scories suivantes par l'utilisation de scories plus grandes. La trois partie filtrante est composée de trois lignes en parallèles de deux colonnes de scories (CS) en séries permettant l'enlèvement du phosphore. Ces colonnes sont à flux vertical ascendant et possèdent des scories de diamètres 5 à 10 mm. Les trois lignes de CS possèdent des TRH différents égaux à 9, 24 et 41 heures. L'ensemble des évents des filtres comprenant des scories ont été reliés à un système en recirculation fermée afin de minimiser la dissolution de CO2 atmosphérique, de prévenir la formation de carbonate de calcium CaCO3 et de permettre à l'eau de circuler.

Abstract

Fish farming activities cause various deteriorations and imbalances in aquatic ecosystems. Eutrophication of rivers leading to a proliferation of cyanobacterias is one of the major issues in Quebec. Phosphorus contributes to the development of those cyanobacterias and can found at relatively high concentrations in fish farm effluents. To limit the degradation of rivers, more stringent requirements of discharge have been imposed by the MDDEP corresponding to a standard of discharge of 4.2 kg P/ m. ton of fish produced. This report presents the design, building, starting and operating results over a period of 261 days of a pilot system for the phosphorus removal from the supernatant of a sludge storage silo from a fish farm by means of forced bed aerated reactors and steel slag extensive filters. The proposed treatment system consists of three distinct parts. The first part consisted of two downward vertical flow parallel forced bed aerated reactors (FBAR). They were fed by batches of 30 L/4h giving a void hydraulic retention time (HRT) of 2 days. These FBAR were composed mainly of gravel (10 to 15 mm diameter) and were intended to remove organic matter and to nitrify. The second part consisted of a sacrificial slag filter (SSF) with slag media ranging from 20 to 40 mm in diameter with a void HRT of 3.5 h. This function of this filter was to remove inorganic carbon, phosphorus in part and to prevent clogging of the following slag columns (SC). The third part consisted of three parallel series of two steel slag upflow columns for phosphorus removal. The slag media ranged from 5 to 10 mm in diameter. The three lines of SC had different void HRT of 9, 24 and 41 hours. All vents from filters containing slag were connected to an air barrel with only one air output via a swan nest filled with oil to minimize the dissolution of atmospheric CO2 to minimize the formation of calcium carbonate that could have prevented the water flow.