The MUG (Montreal Urban Community) treatment plant produces approximately 270 tons of dry sludge daily (270 tds/day) during the physico-chemical treatment of wastewater. Recently, this treatment plant endowed a system of drying and granulation of sludge for valorization as an agricultural fertilizer having a capacity of 70 tds/day (25% of the daily sludge production). However, the metal content (mainly Cu and Cd) of the sludge surpasses the norms for biosolids valorization. In order to solve this problem, a demonstration project, from the lab scale to the industrial pilot plant, was carried out to test the Metix-AC technology for the removal of metals. A strongly metal-loaded filtrate was generated during the sludge decontamination. Tests concerned the study of the metal recovery by total precipitation and selective precipitation, as well as the use of alternative products for the metal precipitation. Other works consisted to simulate the acid filtrate recirculation from the decontaminated sludge (25% of the total volume) in the untreated sludge (75% of the total volume) intended for the incineration. The total precipitation with hydrated limeappearedeffectivefortherecoveryof metals (87% Cd, 96% Cr, 97% Cu, 98% Fe, 71% Ni, 100% Pb, 98% Zn). However, this option entails the production of an important quantity of metallic residue, which should be disposed of expensively as dangerous material. The selective iron precipitation does not appear to bean interesting option because the iron in solution within the leached sludge was principally present in the form of ferrous iron, which cannot be precipitated at pH lower than five. On the other hand, the use of commercial precipitating agents (TMT-15, CP-33Z, CP-NB and CPX) without pH adjustment of filtrate gave good results for the recovery of Cu and, to a lesser degree for the recovery of Pb. However, the efficiency for the other metals' (Cd, Cr, Fe, Ni and Zn) recovery was weaker (< 25%). Finally, the acid filtrate recirculation containing solubilised metals in untreated sludge destined for incineration appears to be the most interesting option. Metals in solution in the acid filtrate, precipitate or adsorb effectively (97% Cd, 97% Cr, 99% Cu, 82% Ni, 100% Pb and 87% Zn) on the solids of the untreated sludge. Moreover, TCLP tests were done on ashes produced during the incineration of sludge mixed with the acid filtrate produced during sludge decontamination. These tests showed that there were no significant differences, as regards the extractability of metals, between such ashes and those produced during the untreated sludge incineration without addition of filtrate. Therefore, it was predictable that this method can respect the current environmental standards required by the different governmental authorities.
The Montreal Urban Community (MUC) treatment plant produces approximately 270 tons of dry sludge daily (tds/day) during physicochemical wastewater treatment. The sludges are burned and contribute to the greenhouse effect by producing atmospheric CO2. Moreover, the sludge emanates a nauseating odour during its thermal stabilisation and retains unpleasant odours for the part (25%) that is dried and granulated. To solve this particular problem, the treatment plant authorities are currently evaluating an acidic chemical leaching (sulfuric or hydrochloric acid) process at a pH between 2 and 3, using an oxidizing agent such as ferric chloride or hydrogen peroxide (METIX-AC technology, patent pending; [20]). They could integrate it to a 70 tds/day granulated sludge production process. Verification of the application of METIX-AC technology was carried out in a pilot plant set up near the sludge production plant of the MUC. The tests showed that METIX-AC technology can be advantageously integrated to the process used at the MUC. The residual copper (274 ± 58 mg/kg) and cadmium (5.6 ± 2.9 mg/kg) concentrations in the treated sludge meet legislation standards. The results have also shown that odours have been significantly eliminated for the dewatered, decontaminated, and stabilized biosolids (> 97%) compared to the non-decontaminated biosolids. A high rate of odour elimination also was obtained for the liquid leached biosolids (> 93%), compared to the untreated liquid biosolids. The fertilising value (N and P) is well preserved by the METIX-AC process. Dissolved organic carbon measurements have showed that little organic matter is brought in solution during the treatment. In fact, the average concentration of dissolved organic carbon measured in the treated liquid phase is 966 ± 352 mg/l, whereas it is 1190 ± 325 mg/l in untreated sludge. The treated sludge was first conditioned with an organic polymer and a coagulant aid. It was successfully dewatered with various dehydration equipments (filter press, rotary press, centrifuge).
Les sciences de l'eau connaissent actuellement un développement accéléré. Plusieurs facteurs contribuent à cet élargissement de la base de connaissances explicatives et instrumentales sur l'eau. On note, par exemple,1. les investissements accrus dans la mise au point de systèmes de mesure permettant l'étude approfondie des propriétés de l'eau,2. l'expansion considérable des approches mathématique et systémique à l'interprétation des données, ou encore3. les progrès récents des outils informatiques qui ont favorisé le développement et l'usage des modèles de prédiction et ainsi, l'amélioration significative des connaissances sur la chimie, la biologie et la toxicologie.D'un autre côté, la croissance et la diversification des problèmes sociaux reliés à la raréfaction de l'eau viennent multiplier les domaines d'application des connaissances en vue de trouver des solutions durables aux problèmes. Dans cet article, on s'interroge, dans un tel contexte d'élargissement, sur l'évolution des sciences de l'eau au cours des prochaines années en mettant en évidence les problèmes socio-économiques dont la solution fait appel aux connaissances actuelles, à leur raffinement par les applications ou encore, à de nouvelles capacités techniques d'interprétation des phénomènes hydrologiques. On y distingue entre les activités qui seront entreprises pour résoudre des questions scientifiques fondamentales pouvant se justifier par des retombées possibles pour la société (la poussée scientifique) de celles qui seront engagées pour élaborer des solutions à des problèmes socio-économiques d'importance (les besoins socio-économiques de connaissances). On met ensuite en évidence les facteurs qui interviendront pour favoriser l'épanouissement des initiatives scientifiques, et on évalue l'effet de ces facteurs sur l'orientation de ces initiatives. On pose ainsi l'hypothèse que ce serait surtout la solution des problèmes socio-économiques, en conjugaison avec les aptitudes scientifiques actuelles, qui orienteront les développements des sciences de l'eau dans l'avenir. Enfin, on présente une approche émergente pouvant aider à comprendre l'évolution des sciences de l'eau. Ce modèle de représentation de la dynamique des initiatives scientifiques est caractérisé par deux pôles d'attraction relevant de la solution des problèmes sociaux reliés à la ressource : l'un en relation avec les besoins de connaissances pour la gestion de l'eau et l'autre lié aux besoins spécifiques de connaissances pour l'administration publique de l'eau.The water sciences are now entering a process of accelerated development. Numerous factors can explain this rapid evolution : a) the important investments in measuring systems that now allowed the characterization of water properties, b) the considerable expansion of mathematical and systemic approaches to the interpretation o...
Les stations d'épuration des eaux usées municipales du Québec, comme ailleurs au Canada et aux États Unis, sont en général peu efficaces sur le plan énergétique. Il est donc possible de concevoir des hypothèses de chaînes épuratoires améliorées au plan de leur efficacité énergétique et de leur performance globale en y introduisant, d'une part, diverses MEEE et, d'autre part, certains procédés unitaires améliorant l'épuration. Cependant, le problème de choisir, parmi ces hypothèses de chaînes d'épuration, celle correspondant au procédé le plus adéquat pour prendre en charge une situation donnée, demeure entier. Cet article analyse ce problème de choix pour les stations d'épuration de capacité comprise entre 5,000 m3/d (≈ 5000 personnes) et 100,000 m3/d (≈ 100,000 personnes). En faisant l'hypothèse, d'un côté, que l'ajout des mesures d'efficacité énergétique peut améliorer la consommation énergétique d'une chaîne d'épuration, et d'un autre côté, que l'insertion de segments de procédés peut contribuer à améliorer leur performance globale, nous avons élaboré, à partir des stations d'épuration de types Biofiltration, Physico-chimique, Réacteurs Biologiques séquentiels (deux variantes), Boues activées et Étangs aérés, six (6) hypothèses de chaînes épuratoires (chaînes 1 à 6) respectant les exigences opérationnelles et épuratoires et nous les avons comparées entre elles, sur la base d'une analyse multicritère d'aide à la décision, en vue d'en déterminer les plus performantes. Cette analyse multicritère intègre les aspects techniques, énergétiques, économiques, etc. et prend en compte les préférences du(des) décideur(s) dans le processus de choix. Les résultats obtenus montrent que, parmi les six hypothèses de chaînes étudiées, les trois premières positions sont occupées par les chaînes 3, 1 et 4 respectivement. Ce type d'analyse pourrait jouer un rôle complémentaire à une étude technico-économique visant le choix de technologies d'épuration.Quebec municipal wastewater treatment facilities, like those elsewhere in Canada and the United States, generally are low efficiency energy consumers (ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE (EPRI), 1993; OWEN, 1982; ONTARIO-HYDRO, 1993; METCALF and EDDY, INC., 1992, SASSEVILLE et al., 1995). The work of METCALF and EDDY, INC. (1992) and of EPRI (1993) concluded that it would be possible to substantially reduce electricity demand and to improve the utilization of electrical energy in the municipal wastewater treatment processes by introducing Electricity Saving Measures (ESMs) in the processes and their management.In the province of Quebec, given the potential savings linked to the reduction of electricity consumption in municipal wastewater treatment facilities, and the progressive expansion of the province's wastewater treatment facilities, the adoption of energetically efficient wastewater treatment technologies is particularly timely. SASSEVILLE et al. (1995) estimated that it would be possible to save 5 M $ at the present level of wastewater treatment, based on a cost of about 24 M $ ...
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