Développement de procédés hybrides d'enlèvement de l'azote ammoniacal sur phase concentrée

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Au Canada, l'ammoniac (NH3) fait partie de la 2e liste de substances d'intérêt prioritaire et il a été inscrit à la Liste des substances toxiques de l'Annexe 1 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (Gouvernement du Canada, 1999). Mis en vigueur le 28 juin 2012 en vertu de la Loi sur les pêches, le Règlement sur les effluents des systèmes d'assainissement des eaux usées précise que le propriétaire ou l'exploitant d'un système d'assainissement (débit supérieur à 100 m3 par jour) et ne peut rejeter un effluent qui présente une létalité aiguë et dont la concentration maximale d'ammoniac non ionisé (N-NH3) est supérieure à 1,25 mg-N/L à 15C ± 1C. Selon l'inventaire national des rejets de polluants, la quantité d'ammoniac rejeté dans l'eau au Canada n'a diminué que de 8 % durant la période 2004-2014, s'établissant en 2014 à 45 163 tonnes. Près de 94 % des rejets sont attribuables aux effluents de stations d'épuration. Cette situation révèle l'urgence et l'importance de développer des technologies et des méthodes efficientes et économiques d'enlèvement de l'azote des effluents, d'où la justification du programme de recherche proposé. ***L'objectif général du programme consiste à développer des méthodes hybrides de traitement (combinant des voies chimique, électrochimique et biologique) visant l'enlèvement de l'azote ammoniacal des eaux usées municipales et industrielles dans le but de produire un sous-produit final inoffensif, l'azote moléculaire N2. L'une des difficultés liée à l'enlèvement de l'azote réside dans les températures d'eaux rencontrées en période hivernale, rendant les méthodes de traitement actuelle peu efficaces. La présente approche générale vise un changement de paradigme en matière de traitement, soit en cherchant à d'abord à concentrer l'azote sur un media solide (fixation rapide) pour ensuite le transformer en conditions contrôlées plutôt que de le traiter directement au fil de l'eau (et en phase diluée) au gré des conditions et saisons comme le font traditionnellement les systèmes en stations. Le programme inclue des expérimentations sur des unités pilotes de laboratoire combinant les différentes voies de traitement, dont celles biologiques de nitrification et de dénitrification. En plus de l'avancement des connaissances scientifiques dans le domaine, les retombées attendues liées à la réalisation d'un tel programme résident dans le développement de technologies novatrices, performantes (tant en eau froide qu'en eau tempérée) et économiques répondant aux préoccupations environnementales sur l'ammoniac. Les voies d'applications futures sont multiples au Canada, tant dans le secteur municipal qu'industriel. Le programme prévoit l'intégration et la formation de nombreux étudiants de 1er, 2e et 3e cycle universitaire durant ses cinq années de réalisation.