Recherches sur les procédés avancés

Sanni, I., Carabin A., Dirany A., et Drogui P. (2018). « Traitements électrochimiques des eaux usées industrielles : Un exemple de collaboration université-industrie« . Vecteur Environnement : Revue des spécialistes de l’environnement au Québec, vol. 51, no 1, p.30-32.

Yassine Ouarda, Bhagyashree Tiwari, Antonin Azaïs, Marc-Antoine Vaudreuil, Sokhna  Dieng Ndiaye, Patrick Drogui, Rajeshwhar Dayal Tyagi, Sébastien Sauvé, Mélanie Desrosiers, Gerardo Buelna, Rino Dubé (2018). « Synthetic hospital wastewater treatment by coupling submerged membrane bioreactor and electrochemical advanced oxidation process: Kinetic study and toxicity assessment« . Chemosphere 193, pp. 160-169.

In this work, the combination of membrane bioreactor (MBR) and electro-oxidation (EO) process was studied for the treatment of a synthetic hospital wastewater fortified with four pharmaceutical pollutants namely carbamazepine (CBZ), ibuprofen (IBU), estradiol (E-E) at a concentration of 10 μg L−1 venlafaxine (VEN) at 0.2 μg L−1. Two treatment configurations were studied: EO process as pre-treatment and post-treatment. Wastewater treatment with MBR alone shows high removal percentages of IBU and E-E (∼90%). Unlikely for CBZ and VEN, a low elimination percentage (∼10%) was observed. The hydraulic and the solid retention times (HRT and SRT) were 18 h and 140 d respectively, while the biomass concentration in the MBR was 16.5 g L−1. To enhance pharmaceuticals elimination, an EO pretreatment was conducted during 40 min at 2 A. This configuration allowed a 92% removal for VEN, which was far greater than both treatments alone, with lower than 30% and 50% for MBR and EO, respectively. The MBR-EO coupling (EO as post-treatment) allows high removal percentages (∼97%) of the four pharmaceutical pollutants after 40 min of treatment at a current intensity of 0.5 A with Nb/BDD as electrodes. This configuration appears to be very effective compared to the first configuration (EO-MBR) where EO process is used as a pre-treatment. Toxicity assessment showed that the treated effluent of this configuration is not toxic to Daphnia magna except at 100% v/v. The MBR-EO coupling appears to be a promising treatment for contaminated hospital effluents.

Hospital wastewaters, Pharmaceutical pollutants, Electrochemical advanced oxidation process, Membrane bioreactor, Daphnia toxicity test

Combinaison des procédés d’électrocoagulation et d’électro-oxydation pour le traitement des eaux usées résiduaires issues des opérations de nettoyage de cuves industrielles

Mémoire de maîtrise d’Isbath Sanni

Directeur de recherche : Patrick Drogui

Les eaux usées industrielles sont généralement des effluents complexes et difficiles à traiter par des procédés conventionnels. Il devient ainsi prioritaire de développer des procédés innovants et performants permettant l’élimination d’une large gamme de polluants de ces effluents. Les procédés électrochimiques tels que l’électrocoagulation (EC) et l’électro-oxydation (EO), ont récemment montré leur efficacité pour le traitement de matrices industrielles complexes. Comparativement à certains procédés, ceux-ci sont simples d’opération et ne nécessitent pas d’ajout de produits chimiques Ce projet a pour objectif de combiner les procédés d’EC et d’EO pour traiter les eaux résiduaires issues des opérations de nettoyage des cuves industrielles fortement chargées en DCO (Demande Chimique en Oxygène totale (DCOt) de 10360 ± 665 mgO2/L, en phosphore total (Pt) de 22,9 ± 0,9 mg/L) afin de respecter les normes de rejet à l’égout. Après une caractérisation de l’effluent, 1) l’EO a été appliquée seule pour traiter l’effluent ; 2) l’EC a été utilisée comme méthode de prétraitement pour enlever les matières en suspension et le Pt 3) les deux procédés ont été utilisés successivement (EC suivie par EO) afin de favoriser une minéralisation complète de la DCOt après le prétraitement. Pour l’EO, différents paramètres ont été testées soient le type d’anode (bore dopé au diamant (BDD), dioxyde d’iridium (IrO2) et oxyde de métal mixte (MMO), la densité de courant (0,05 à 0,23 A/cm²), la quantité d’électricité (0 à 122 Ah/L). Pour l’EC, la densité de courant variait de 4.5 à 13.6 mA/cm² et la quantité d’électricité (0 à 3,06 Ah/L). Les résultats du traitement par le procédé EO ont montré que le meilleur taux d’abattement de la DCO a été obtenu avec le BDD (91 ± 4,9 %) contre 52 ± 7,3 % pour les autres anodes. Malgré cette élimination importante de la DCO, le procédé EO seul ne permettait pas l’abattement du phosphore total et des particules colloïdales. Ce travail a montré que le couplage a permis l’enlèvement du Pt (97 %) tandis que la DCOt a été éliminée à hauteur de 95 % permettant ainsi le respect de la norme de rejet à l’égout. Par ailleurs, le couplage EC-EO permet de réduire les coûts d’opération à 7,3 CAD$/m³ contre 24 CAD$/m³ lorsque le procédé d’EO est utilisé seul.