Traitement des eaux usées dans les filtres plantés à écoulement vertical PDF Download

Author: Kévin Maciejewski
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Languages : fr
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Book Description
Les filtres plantés de roseaux à écoulement vertical ont connu un essor considérable en France lors des 20 dernières années. Les enjeux aujourd'hui sont de mieux maitriser les performances de ces systèmes et d'optimiser le traitement de l'azote et du phosphore. Les travaux présentés ici portent sur un procédé appelé AZOE® dont les deux principales modifications par rapport au système de base sont l'immersion partielle des filtres plantés de roseaux et l'ajout d'un lit bactérien en tête de filière. Les objectifs de ces travaux sont d'approfondir la compréhension des mécanismes de traitement de l'azote sur cette filière, en particulier le lien entre carbone et azote, ainsi que de tester de possibles optimisations. Une attention particulière a été porté aux le développement de méthodologie analytique adaptée aux particularités de ces systèmes. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence que dans ces procédés, la charge carbonée est dégradée jusqu'à 50% sur le lit bactérien, tandis que la nitrification peut atteindre 25% dans certains cas. Le premier étage de filtre planté contribue à la nitrification à hauteur de 75% et à la dénitrification à hauteur de 60%. L'ensemble des travaux ont permis de confirmer que le manque de carbone organique sur le second étage était le principal facteur limitant de la dénitrification et de mieux quantifier l'évolution du ratio carbone : azote tout au long de la filière de traitement. Un des apports de cette thèse a consisté à adapter et/ou développer des approches analytiques spécifiques pour améliorer la compréhension des procédés. Tout d'abord une approche isotopique a été développée en complément d'un traçage hydraulique pour appréhender la dynamique du comportement de l'azote au cours d'une période d'alimentation du système. Un traçage à l'ammonium marqué a permis de mettre en évidence la réactivité de l'azote avec les médias filtrant et de suivre dans le temps le déplacement et les transformations d'une bâchée. Les pilotes expérimentaux ont été équipés d'une installation spécifique permettant le prélèvement de matériaux filtrants sur lesquels les activités enzymatiques de nitrification et de dénitrification de chaque étage ont été mesurés avec une précision d'environ 5 cm au sein des horizons des milieux poreux. Dans une dernière phase destinée à optimiser ces systèmes au regard des limites identifiées, deux stratégies d'apport de carbone organique ont été évaluées pour lever les carences en carbone limitant la dénitrification sur le second étage. La dérivation d'une proportion d'effluent brut vers le second étage a été testée à l'échelle pilote, couplée à la mesure des potentiels microbiens de nitrification et de dénitrification permettant une cartographie fine des horizons impliquées dans le traitement de l'azote en comparaison d'un fonctionnement sans dérivation. Enfin, des essais de laboratoire ont porté sur le choix et l'étude de 7 matériaux biosourcés comme apport de carbone.