Collection Mémoires et thèses électroniques
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Annexe 5 Protocole expérimental du fractionnement sur résine DAX-8 du concentré de NF

Le fractionnement de la matière organique contenue dans le concentré de NF produit le 20 mai 2004, dans le cadre de ce projet, a été réalisé sur une colonne de résine Supelite DAX-8, une résine macroporeuse non-ionique qui a pour caractéristique de retenir les molécules aromatiques les plus hydrophobes. Ces essais ont été effectués dans le but de mieux évaluer la nature des molécules de MON contenues dans cette eau. Ils correspondent au deuxième volet de caractérisation de cette eau. Les conditions d'opération appliquées lors de la NF étaient : vp = 28 L/(h.m2), TRG = 75% et Qr = 19 L/min lors de l'échantillonnage du concentré. Le taux de récupération correspond à un taux de concentration de 400 % des substances complètement retenues par la membrane. Le fractionnement a également été réalisé sur l'eau brute du Saint-Laurent alimentant l'UTE de Sainte-Foy.  Cet essai sur l’eau brute a permis d'évaluer approximativement la performance d'enlèvement de la matière organique hydrophobe par le traitement conventionnel de l'UTE.  Le montage utilisé est schématisé à la Figure 45.

Figure 45 : Montage expérimental utilisé pour le fractionnement de la MON du concentré de NF sur résine DAX-8

Figure 45 : Montage expérimental utilisé pour le fractionnement de la MON du concentré de NF sur résine DAX-8

Pour le fractionnement de la matière organique, l'échantillon d'eau brute a d'abord été préfiltré pour enlever la fraction particulaire de la MON. Les particules peuvent modifier les propriétés d'adsorption de la colonne. On observe, entre autres, pour des eaux de surface non filtrées, l'accumulation d'un gâteau de particules qui peut agir comme un milieu filtrant différent de la résine. La préfiltration de l'échantillon de concentré de NF a été réalisée selon le même protocole expérimental, même si a priori il a déjà passé par le préfiltre installé en amont du montage pilote à l'UTE de Sainte-Foy. Avant d'être écoulé de façon gravitaire dans la colonne d'adsorption, chaque échantillon a été acidifié à pH 2 avec de l'acide chlorhydrique 12 M. L'ajout d'acide vise à favoriser la forme associée des fonctions carboxyles et phénoliques présentes sur les molécules de MON. Leur reprotonation diminue leur charge et, par le fait même, leur affinité pour l'eau. Les molécules les plus hydrophobes étant ainsi moins solubles, elles présentent davantage d'affinité pour la résine DAX-8 constituée de polymères organiques. L'effluent récolté est donc constitué de molécules plus hydrophiles que la fraction retenue, puisque les molécules non retenues présentent des masses moléculaires plus faibles et un contenu en oxygène plus élevé.

Les échantillons initiaux et leur fraction hydrophile ont été analysés en triplicatas avec un analyseur de COT.  Les résultats de ces essais de caractérisation sont disponibles à la section 4.3.2 du présent mémoire.

© Mathieu Bonnelly, 2005