Modélisation simplifiée des processus de dégradation des pollutions majeurs des surverses de déversoirs d'orage par les filtres plantés de macrophytes à écoulement vertical - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Access content directly
Master Thesis Year : 2012

Modélisation simplifiée des processus de dégradation des pollutions majeurs des surverses de déversoirs d'orage par les filtres plantés de macrophytes à écoulement vertical

Marie Chelin
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Abstract

Vertical flow constructed wetlands has been constructed as a useful system for CSO treatment. In order to propose design rules, the model RSF_Sim describes the ammonium and COD removal with simple equations. The validity of the model has been investigated on experimental columns. The database was composed by 199 mean samples and 55 times series, which was collected on two different sands and four different infiltration rates. The CSO have been obtained by mixing diluted wastewater and synthetic molecules. Logistic regression and covariance analysis allowed identifying the factors influencing the performance of the columns. The obtained models have been adjusted and evaluated with confusion matrices and the Nash coefficient. Three factors affect mainly the ammonium removal: the type of sand, the infiltration rate and the inflow ammonium loading. The parameters influencing the outflow nitrates loading are the type of sand, the previous dry period, the adsorbed ammonium loading during the last event and the inflow ammonium loading during the current event. This last parameter suggests a nitrification during the feeding. The factors influencing the COD removal could not be determined by statistical models. However, it seems that too big infiltration rates do not allow obtaining a sufficient retention time to active the biomass involving in its removal. The using of regression models allowed identifying the factors influencing the columns performances. However, les found relations are only applicable for the investigated data. They have to be validated on full scale plants. Moreover, the hydraulic state has to be taken into account in the next studies.
Les filtres plantés de macrophytes à écoulement vertical constituent des systèmes adaptés pour limiter les impacts des surverses de déversoirs d'orage sur l'environnement. Dans la perspective de proposer des règles de dimensionnement, le modèle RSF_DiSc décrit le comportement et l'élimination de l'ammonium et de la DCO par des équations simples. Lors de cette étude, la validité de ce modèle a été testée sur 199 échantillons moyens et 55 suivis temporels de colonnes expérimentales. Deux types de sables et quatre vitesses d'infiltration ont été utilisés. L'influent a été obtenu de façon artificielle par dilution d'une eau résiduaire urbaine et addition de molécules synthétiques. Les facteurs d'influence des performances épuratoires du filtre ont été mis en évidence par des régressions logistiques et des analyses de covariance. Ces modèles ont été ajustés puis évalués à l'aide de matrices de confusions et du coefficient de Nash. Trois facteurs influencent particulièrement l'élimination de l'ammonium : le type de sable, la vitesse d'infiltration et la charge polluante appliquée. Les facteurs influençant de manière significative la charge en nitrates dans l'effluent sont le type de sable, la charge en ammonium de la précédente alimentation, la durée de la période de temps sec précédent l'alimentation et la charge en ammonium de l'alimentation suivie. Cette dernière influence suggère la présence d'une nitrification pendant l'alimentation. Les facteurs influençant l'élimination de la DCO dissoute n'ont pas pu être analysés statistiquement. Cependant, il semble que des vitesses d'infiltration trop élevées ne permettent pas d'obtenir un temps de séjour suffisant pour activer la biomasse responsable de sa dégradation. L'utilisation de statistiques de régression s'est révélée pertinente pour mettre en évidence les facteurs d'influence sur les performances des colonnes expérimentales. Cependant, les relations identifiées ne s'appliquent qu'à l'échantillon étudié et nécessitent une validation sur des données collectées sur site à taille réelle. Dans les prochaines études, l'état de saturation hydraulique devra également être pris en compte.
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Dates and versions

dumas-00778815 , version 1 (21-01-2013)

Identifiers

  • HAL Id : dumas-00778815 , version 1

Cite

Marie Chelin. Modélisation simplifiée des processus de dégradation des pollutions majeurs des surverses de déversoirs d'orage par les filtres plantés de macrophytes à écoulement vertical. Sciences agricoles. 2012. ⟨dumas-00778815⟩
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