Grant: CCI Applied Research and Development Grants
Cégep de Saint-Laurent
$150,000.00
Optimisation et modélisation de filières de traitement biologique pour le traitement des eaux usées municipales froides et diluées
FY 2024-25
Summary
Les trois stations de récupération des ressources de l'eau (StaRRE) de la Ville de Laval sont confrontées à des défis de conception pour leur mise à niveau en raison de conditions d’eaux froides et diluées, notamment pendant la saison hivernale et lors de la fonte des neiges. Pour se conformer aux normes de rejet, ces projets de conception nécessitent la mise en place d'un système de traitement secondaire des eaux usées comprenant notamment l'élimination du carbone, de même que la transformation de l’azote par nitrification et dénitrification. Des études antérieures ont identifié les trois technologies biologiques les plus adaptées pour répondre à ces exigences : le réacteur biologique à garnissage en suspension (RBGS), le filtre biologique aéré (BAF) et le bioréacteur à membrane (MBR).
Pour relever ces défis, l'utilisation d'un modèle mathématique pour la conception et validation d'un traitement secondaire biologique permet d'évaluer différentes alternatives de procédés et de concevoir des contrôles pour améliorer le fonctionnement des stations d’épuration existantes. Cependant, pour refléter de manière précise le fonctionnement réel du système de traitement, ce modèle a besoin d'une caractérisation détaillée des eaux usées, également appelée analyse de fractionnement.
L’objectif du projet est d'optimiser les paramètres de conception d'un système de traitement secondaire biologique de type RBGS pour les eaux usées municipales froides et très diluées des StaRRE de la Ville de Laval. Pour atteindre cet objectif, plusieurs étapes sont prévues. Tout d'abord, il s'agira de documenter la traitabilité des eaux usées municipales froides et diluées, puis d'optimiser les conditions d'opération du traitement physico-chimique. Ensuite, un fractionnement détaillé des eaux affluentes des 3 StaRRE sera réalisé, suivi d'essais à l’échelle de laboratoire avec un système RBGS. Enfin, les résultats de ces essais seront évalués afin de modéliser les processus de traitement secondaire. Il est à noter que les résultats obtenus visent à être transposables aux autres procédés, notamment le BAF, qui est l’option privilégiée par la Ville de Laval.
Ce projet de recherche offre des retombées positives sur les plans socio-économique, environnemental et sanitaire, ce qui en fait une initiative pertinente pour répondre aux besoins des régions urbaines et décentralisées du Canada. Il vise à garantir une gestion efficace des eaux usées, indépendamment des conditions climatiques.
Program
CCI Applied Research and Development Grants
Recipient
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data
As published
Application id
CCARD-2023-00911
Name nom
Desmeules, Pierre-Luc
Department département
Direction des études - Cégep de Saint-Laurent
Organization id
36597
Institution établissement
Cégep de Saint-Laurent
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2024
Competition year année de concours
2023
Award amount
150000
Program id
CCARD
Program name en
CCI Applied Research and Development Grants
Program name fr
ICC Subventions de recherche et développement appliquée
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
nan
Area of application code
9999
Area of application group en
Not available
Area of application group fr
Non disponible
Area of application en
Not available
Area of application fr
Non disponible
Research subject code
9999
Research subject group en
Not available
Research subject group fr
Non disponible
Research subject en
Not available
Research subject fr
Non disponible
Field of research list codes
RDF2080105
Field of research list names en
Wastewater treatment (including water treatment processes)
Field of research list names fr
Traitement des eaux usées (y compris les procédés de traitement de l'eau)
Socioeconomic objective list codes
RDS10202
Socioeconomic objective list names en
Water provision and waste services
Socioeconomic objective list names fr
Services d'approvisionnement en eau et services des déchets
Application title
Optimisation et modélisation de filières de traitement biologique pour le traitement des eaux usées municipales froides et diluées
Keywords
Traitement des eaux froides et diluées; Eaux usées municipales; Fractionnement des eaux usées; Réacteur biologique à garnissage en suspension; Modélisation; Optimisation des processus
Application summary
Les trois stations de récupération des ressources de l'eau (StaRRE) de la Ville de Laval sont confrontées à des défis de conception pour leur mise à niveau en raison de conditions d’eaux froides et diluées, notamment pendant la saison hivernale et lors de la fonte des neiges. Pour se conformer aux normes de rejet, ces projets de conception nécessitent la mise en place d'un système de traitement secondaire des eaux usées comprenant notamment l'élimination du carbone, de même que la transformation de l’azote par nitrification et dénitrification. Des études antérieures ont identifié les trois technologies biologiques les plus adaptées pour répondre à ces exigences : le réacteur biologique à garnissage en suspension (RBGS), le filtre biologique aéré (BAF) et le bioréacteur à membrane (MBR).
Pour relever ces défis, l'utilisation d'un modèle mathématique pour la conception et validation d'un traitement secondaire biologique permet d'évaluer différentes alternatives de procédés et de concevoir des contrôles pour améliorer le fonctionnement des stations d’épuration existantes. Cependant, pour refléter de manière précise le fonctionnement réel du système de traitement, ce modèle a besoin d'une caractérisation détaillée des eaux usées, également appelée analyse de fractionnement.
L’objectif du projet est d'optimiser les paramètres de conception d'un système de traitement secondaire biologique de type RBGS pour les eaux usées municipales froides et très diluées des StaRRE de la Ville de Laval. Pour atteindre cet objectif, plusieurs étapes sont prévues. Tout d'abord, il s'agira de documenter la traitabilité des eaux usées municipales froides et diluées, puis d'optimiser les conditions d'opération du traitement physico-chimique. Ensuite, un fractionnement détaillé des eaux affluentes des 3 StaRRE sera réalisé, suivi d'essais à l’échelle de laboratoire avec un système RBGS. Enfin, les résultats de ces essais seront évalués afin de modéliser les processus de traitement secondaire. Il est à noter que les résultats obtenus visent à être transposables aux autres procédés, notamment le BAF, qui est l’option privilégiée par la Ville de Laval.
Ce projet de recherche offre des retombées positives sur les plans socio-économique, environnemental et sanitaire, ce qui en fait une initiative pertinente pour répondre aux besoins des régions urbaines et décentralisées du Canada. Il vise à garantir une gestion efficace des eaux usées, indépendamment des conditions climatiques.