Physico-chemical characterization of peat used in urban water treatment | Caractérisation physico-chimique de tourbe utilisée en épuration d'eau usée urbaine

International audience

English. Peat beds are currently used for urban water treatment procedures, although reactions occuring within such beds are still unknown : filtration, ion exchange, adsorption or biodégradation by immobilized biomass. This work intends to characterize by physico-chemical parameters the evolution of peat used in water treatment. It is based upon comparison of 5 physical and 4 physico-chemical parameters on peat sampled either on 2 french treatment plants located in Queveauvillers (Somme department) and in Levis Saint Nom (Yvelynes department) or from 2 commercially available eutrophic and oligotrophic sources. Heurteauville and Floratorf, respectively.Among physical parameter tested, namely humidity and (M.O.T.) organic matter content, (R.A.) air and (R.F..) water retention values and (M.V.A.) apparent density, most significant changes were observed with organic matter content, i.e. its weight loss between 105 and 500 "C.Several physico-chemical parameter determinations have been tested, including equilibrium pH in peat suspensions, (C.E.P.) proton, (C.F.C.) alcaline and (C.E.M.) metallic cation exchange capacities. The first and most easily measured parameters, i.e. equilibrium pH within 40 g/1 peat suspensions, showed most significant variations when peat was used in treatment plants. Thus we recomend to compare organic matter content and/or equilibrium pH of peat sampled either on water treatment beds or on a reference source, i.e. « unused » peat, before deciding the renewal of such beds. Both parameters evolution may be related to inorganic deposition on beds, biodégradation of peat organic matter and/or partial dissolution of humic and fulvie acids in neutral or slightly basic pH waste waters, which all may play a prominent role in this treatment procedure.

French. Des lits de tourbe sont couramment utilisés en assainissement urbain bien que la nature des phénomènes d'épuration soient encore inconnus : filtration, échange d'ions, adsorption ou biodégradation par biomasse immobilisée. Ce travail tente de caractériser l'évolution de la tourbe au cours de son utilisation en station à l'aide de paramètres physico-chimiques. Il repose sur la comparaison des valeurs de 5 paramètres physiques et 4 paramètres physico-chimiques d'échantillons de tourbe provenant soit de 2 stations françaises situées à Queveauvillers (Somme) et Levis Saint-Nom (Yvelynes), soit de 2 sources disponibles commercialement, à savoir une tourbe brune eutrophe d'Heurteauville et une tourbe blonde oligotrophe Floratorf. Parmi les paramètres physiques que nous avons testés, le taux d'humidité ou de matière organique (M.O.T.), de rétention d'air (R.A.) ou d'eau (R.E.) et la masse volumique apparente (M.V.A.), les variations les plus significatives ont été observées avec les taux de matière organique des échantillons de tourbe, c'est-à-dire leur perte de poids entre 105 et 500 "C. Nous avons mesuré plusieurs paramètres physico-chimiques, en particulier le pH d'équilibre, les capacités d'échange protonique (C.E.P.), canonique (C.E.C.) et métallique (C.E.M.) : la détermination du pH d'équilibre de suspensions de tourbe à 40 g/1 semble la méthode la plus simple à mettre en oeuvre et celle qui a permis de mettre en évidence les variations les plus significatives lors de l'utilisation de la tourbe en station. Nous suggérons par conséquent de comparer le taux de matière organique et/ou le pH d'équilibre d'échantillons de tourbe prélevés dans les lits et dans des lots de référence, c'est-à-dire non utilisés en station, avant de décider de renouveler ces lits. Les variations de ces deux paramètres lors de l'utilisation de la tourbe sont la conséquence de dépôts de matière minérale sur les lits, de biodégradation de la matière organique de la tourbe et/ou de la dissolution partielle des acides humiques et fulviques dans des eaux usées de pH neutre ou légèrement alcalin, phénomènes qui peuvent tous avoir un effet important sur ce procédé de traitement.