Etude de matériaux de garnissage en vue d'une réduction géométrique des filtres biologiques dans le cadre de l'assainissement autonome

par Mourad Mohammedi

Thèse de doctorat en Chimie et microbiologie de l'eau

Sous la direction de Michel Baudu.


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  • Résumé

    L'objectif de ce travail est d'observer le comportement de materiaux filtrants tres differents vis-a-vis de criteres dont depend la qualite d'une epuration biologique. Les criteres retenus sont l'hydrodynamique du filtre insature, la capacite d'aeration des massifs, ainsi que leur aptitude a eliminer les matieres en suspension. Les materiaux les mieux adaptes pour une reduction geometrique des filtres biologiques utilises en assainissement autonome sont recherches. L'etude hydrodynamique des materiaux repose sur la determination de leur capacite de retention de l'eau et les temps de sejour moyens dans le filtre. Une methode systemique a ete developpee et permet de caracteriser la quantite totale d'eau mise en jeu dans un massif filtrant. La caracterisation des massifs suivant leur capacite d'aeration consiste a calculer les constantes de transfert propres a chacun des materiaux. Des modeles traduisant l'evolution des concentrations en oxygene dissous en fonction de la charge appliquee et de la hauteur du massif sont proposes. L'aptitude des massifs a eliminer (retention mecanique-hydrolyse) les matieres en suspension a ete etudiee en utilisant des particules synthetiques (amidon insoluble de pomme de terre). Une etude du mecanisme de capture est effectuee sur deux materiaux distincts (sable et sepiolite) et un modele de filtration en profondeur est applique. Il faut noter que les conditions operatoires retenues s'ecartent de celles rencontrees dans la litterature. Un modele general couplant la retention mecanique et la degradation biologique est propose et des simulations numeriques sont presentees. Ces calculs ont ete effectues en utilisant des constantes cinetiques d'hydrolyse des particules determinees experimentalement. Ces diverses etudes ont permis de selectionner la sepiolite et les deux zeolithes (clinomin et chabamin). L'epuration biologique d'un effluent septique menee sur ces materiaux revele d'excellents rendements epuratoires pour une charge de 5 cm. J#-#1. Une elevation de la charge hydraulique est pratiquee (25 cm. J#-#1) et montre que de bonnes performances epuratoires sont conservees, ce qui laisse presager qu'une reduction geometrique des filtres garnis de ces materiaux est possible.

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  • Détails : 173 p

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