Дисертації: "[628.16"

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Matthews, Robert. "Use of phase change material for microbiological incubators : designing for low resource settings." Thesis, University of Bristol, 2014. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.616870.

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Анотація:

A novel incubator, which utilises latent heat energy storage, has been researched, designed and developed. Without the need to rely on an electricity supply, the new incubator will enable reliable microbiological testing to be conducted in low resource settings, as found in many developing countries. Microbiological contamination of drinking water is a significant cause of death and disease in developing countries. Water quality monitoring is an important aspect of water safety. There is a need for more widespread usage of microbiological testing, and the lack of a reliable method for incubating tests is a barrier where infrastructure and resources are limited. This thesis documents research to develop an incubator that is appropriate for use in low resource settings. This utilises a phase change material (PCM), which enables latent heat energy storage in order to maintain incubation temperature. It has been demonstrated experimentally that such an incubator can be used to perform microbial water quality monitoring using an enzyme substrate test, without compromising performance of the test. It delivers reliable operation across a range of environmental conditions that are likely to be encountered in developing countries, including protecting the test against overheating in hot climates. It does not require an electricity supply for operation. Research in several fields has been undertaken to inform and evaluate the development of the PCM incubator. Key original contributions of this research include: 1) Evaluation of incubation temperature standards for E. coli testing using enzyme substrate tests; 2) Investigation into the effect of temperature on growth characteristics of individual E. coli organisms in a water test; 3) Development of a model to predict test result at variable incubation temperature; 4) Examination of PCMs suitable for incubation of microbiological tests; 5) Analysis of ambient temperature incubation as a means of conducting microbiological analysis; 6) Design, development and evaluation of a PCM incubator suitable for use in low resource settings. The PCM incubator described herein has the potential to enable water quality monitoring to be performed in low resource areas where water is largely untested and which also suffer from the greatest impact on health due to contaminated water. This technology also has the potential to be applied in other fields, such as clinical microbiology or environmental monitoring. Ultimately, by enabling microbiological testing, latent heat incubation by means of a PCM incubator has the potential to improve human health in low resource areas of developing countries. Keywords: Incubator; phase change material (PCM); latent heat energy storage; water testing; drinking water quality; developing countries; low resource settings; Escherichia coli; growth rate; lag phase; relative lag time; Colilert®, Aquatest

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Suja, Fatihah. "Effect of full- and partial-bed configuration on the performance characteristics of the biological aerated filter." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2004. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.402409.

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MacAdam, Jitka. "Calcium carbonate scale formation and control." Thesis, Cranfield University, 2005. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/10544.

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Анотація:

Scale formation in domestic appliances is a widespread problem in the UK. This project has focussed on calcium carbonate scale formation in electric showers. A literature survey identified that CaCO; deposition on heated surfaces could be controlled by chemical or non chemical methods, each with various degrees of effectiveness. One of the most effective control methods was the addition of chemicals, although this may not be the most suitable option for the domestic environment. So here the chemical inhibitors tested were used for a benchmark for all the other studies. Two laboratory tests were involved t allow u to study CaCO; precipitation and scale formation. The effect of chemical additives on CaCO; precipitation was investigated using a jar tester. The longest delay to precipitation was obtained by polyacrylic acid dosing, closely followed by zinc. To study CaCO; formation on a heated surface, a rapid scaling test was developed. This test was conducted at 42°C and 70°C to examine and compare a range of treatment options, including chemical dosing, electrolytic, magnetic and electronic water conditioning and low fouling surfaces. From the options examined, the most successful was electrolytic dosing of zinc/copper media with over 95% reduction in scaling at both temperatures. Further, the use of low fouling surfaces, such as Diamond - like carbon coating could also potentially be used in electric showers. Reduction in scaling achieved on this surface was on average 68%. Surface properties of the materials were analysed using an atomic force microscope and their relationship with the scaling behaviour of the surfaces examined. The scaling rates at both temperatures typically increased with increasing adhesion force but no clear relationship was found between the roughness of the surfaces and their scaling behaviour. The relationship between CaCO3 precipitation and scale formation in synthetic solution and natural hard water was also explored here. The induction period in natural hard water was 55 minutes longer and the scaling rate 40% lower than i synthetic hard solution of similar composition. In addition, two shower test rigs, one based at Cranfield University and the other in Attleborough were used in this study. These were used primarily to enable the compilation of background data on scale formation in electric showers, where it was found that the design of the unit has a significant influence on the scale formation. The test rig was also used t test the strategies identified during the laboratory phase of the work. It was found that electrolytic zinc dosing reduced scaling by up to 54%, depending on the shower unit design.

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Martinod, Aurelie Charlotte. "An integrated study of CaCO3 formation and inhibition." Thesis, University of Leeds, 2008. http://etheses.whiterose.ac.uk/4411/.

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Анотація:

The management of mineral scale is a challenge in many industrial fields and environmental issues relating to eutrophication are leading industry to develop environmentally-friendly solutions to scale control. The determination of the strategy of inhibition is a real challenge as many factors influence the formation of calcium carbonate formation and affect the performance of scale inhibitors. The processes of CaC03 formation on a surface have been studied. The mechanisms of inhibition of three green (Carboxymethyl Inulin, CMI, Polymaleic acid, PMA and Polyaspartic acid, PA) and one conventional (Polyphosphinocarboxylic acid, PPCA) scale inhibitors of calcium carbonate nucleation and growth have been investigated. The interactions between the chemicals and the surface have been studied by chronoamperometry. The use of surface analysis enabled these interactions to be characterised. The in-situ electrochemical flow cell permitted the characterisation of the crystals formed (size, number and surface coverage of the electrode) and the affinity of the chemicals to inhibit the nucleation and/or the growth to be determined. Important information on the different effects of scale inhibitors on CaC03 polymorphs has been found by use of Synchrotron X-Ray Diffraction (SXRD) as an in-situ method for crystal characterisation. The inhibitors partly inhibit the deposition of CaC03 by forming a film on the deposition surface. The interactions between the inhibitors and the metal surface occur via the cations Ca2+ and/or Mg2+. The adsorption of the chemicals on the crystals ofCaC03 has been investigated and it appears that the PPCA, PMA and PA act by blocking the growth sites of the crystals. Each inhibitor exhibits an affinity to the surface of deposition and with the CaC03 crystals but to a different extent resulting in different inhibition efficiencies. The PPCA affected greatly the deposition of CaC03 and PA and PMA exhibited similar effects. Nevertheless the PA is more efficient when it is present during the nucleation step or early crystallisation whereas PMA acts more during the growth process. The SXRD permitted three steps of growth to be detected in the non-inhibited case and PMA, PA, CMI act by reducing the growth of the different planes whereas the PPCA totally inhibited two main crystal planes (the aragonite (032) and the vaterite (300» and an acceleration of the growth of the calcite C(006)) and of the aragonite A( Ill) was observed.

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Chang, Tao. "Robust model predictive control of water quality in drinking water distribution systems." Thesis, University of Birmingham, 2003. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.398894.

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Анотація:

This thesis develops online feedback control of chlorine residuals performing at the lower level of a hierarchical structure of integrated quantity and quality control in drinking water distribution systems (DWDS), which provides a practical solution for online water quality control in DWDS. Input-output and state-space models of the chlorine residuals are developed from mathematical models of chlorine residual dynamics. The existing path analysis algorithm is extended and utilized to obtain the parameter structure. Joint parameter and model structure error estimation is developed using bounding approach based on a point-parametric model. The uncertainty radius of the system is outlined through robust output prediction, through which requirements for model accuracy from robust model predictive control (MFC) are explicitly imposed on model estimation. Hence, an integrated design of controller and model estimation is achieved. MFC is applied for chlorine residual control based on the set-bounded model. To fulfil output constraints under system uncertainties, safety zones are employed, which are designed from an online evaluation of the uncertainty scenarios of the system, to restrict the output constraints. The safety zones can be obtained by solving a nonlinear constrained optimization problem using a significantly simplified relaxation-gain algorithm. The resulting robust MFC (RMPC) is decentralized assuming communication among the decentralized RMPCs is available. The proposed methodology is verified by applying it to a simulated benchmark DWDS. Simulation study of model estimation and RMPC operation is presented and discussed.

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Benabderraziq, Hind. "Modalités et processus de la contamination des eaux souterraines : application à la présence du sélénium dans la nappe de la craie (Nord de la France)." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10018/document.

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Анотація:

Dans le Nord de la France, les eaux de la nappe de la craie sénoturonienne situées au sud de Lille (Emmerin, Houplin-Ancoisne, les Ansereuilles et Salomé) sont confrontées à l'augmentation du sélénium dépassant la limite de potabilité (10 μg.L-1) avec une variabilité spatiale et locale qui atteint parfois 60 μg.L-1. Les différents niveaux lithologiques, à l'exception de la craie sénonienne, contiennent du sélénium naturel. Les valeurs maximales mesurées se singularisent dans les niveaux argileux de l'Yprésien (4.87 mg/kg), les argiles alluvionnaires (4.8 mg/kg) et les sédiments des cours d'eau avec une part importante d'origine anthropique (entre 2.1 à 15.8 mg/kg). Le sélénium a une grande affinité à la matière organique. Parmi ses phases porteuses, la fraction soluble/échangeable est la fraction de sélénium la plus mobile. Les isotopes du strontium couplés avec Ca/Sr et Mg/Sr ainsi que les rapports isotopiques de strontium 87Sr/86 Sr ont été utilisés pour identifier les principales masses d'eau souterraines et leurs mélanges. Les conditions du milieu oxydantes ou réductrices sont contrôlées par les variations du niveau piézométrique qui est sous influence des variations inter-annuelles et saisonnières de la nappe et les pompages. Néanmoins, chaque champ captant se distingue par ses conditions géologiques et hydro-géochimiques. La mobilisation du sélénium peut se faire par le biais des eaux d'infiltration (par le haut), les fluctuations de la nappe (par le bas), les transferts latéraux (interconnexions entre forages par effet des gradients hydrauliques) et les mélanges des eaux provenant des secteurs avoisinants
In north France, the concentration of selenium in the groundwater of the Turonian-Senonian chalk layers located in the south of Lille (Emmerin, Houplin -Ancoisne , the Ansereuilles and Salome) exceeds drinking-water limit of 10 µg/L and reaches 60 μg/L in some located small areas. The various lithological levels, except the Senonian chalk, contain natural selenium. The maximum measured values stand out in the Ypresian clay layer (4.87 mg/kg), alluvial clays (4.8 mg/kg) and sediments of rivers with important influence of anthropogenic origin (between 2.1 to 15.8 mg/kg). Selenium has a high affinity to the organic material. The soluble/exchangeable fraction is the most mobile selenium one. Strontium isotopes coupled with Ca/Sr and Mg/Sr and strontium isotopes ratios 87Sr/86Sr were used to identify the main groundwater bodies and theirs mixtures. Oxidizing or reducing environment conditions are controlled by the variations in the groundwater level which is influenced by the inter-annual and seasonal changes in the water and pumping process. However, each well field is characterized by its geological and hydro–geochemical conditions. The selenium may be mobilized through seepage (from the top), water levels variations (from the bottom), lateral transfers (interconnections between boreholes due to hydraulic gradients) and mixtures of water from surrounding areas

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Barthelemy, Kévin. "Adsorption des anions phosphate par des composés ferriques en vue du traitement des eaux usées : approche en réacteur homogène et en mode hydrodynamique contrôlé." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0237.

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Анотація:

Les travaux présentés dans ce mémoire sont consacrés à l'étude des processus d'adsorption des anions phosphate par la rouille verte ferrique carbonatée et la ferrihydrite. L'objectif final vise une application au traitement des eaux usées en milieu rural. La synthèse des deux oxydes de fer a été réalisée et leurs propriétés physico-chimiques caractérisées. Un intérêt particulier a été consacré à comparer les propriétés structurales de la rouille verte ferrique en fonction de différents paramètres de synthèse. Une étude approfondie des propriétés physico-chimiques de surface de la ferrihydrite par spectroscopie de photoélectrons X a quant à elle été réalisée. La réactivité de ces deux oxydes a ensuite été abordée en mode discontinu où l'équation cinétique du pseudo-second ordre et le modèle d'isotherme de Freundlich offrent les meilleurs ajustements. L'influence de divers paramètres a été prise en compte comme le pH, la force ionique, etc. Le mode continu a été envisagé sur un matériau de filtration constitué de l'oxyde de fer déposé sur de la pouzzolane. La méthode de fabrication ainsi que les conditions optimales de préparation du matériau de filtration ont été déterminées. Les mécanismes d'adsorption en condition de flux hydrodynamique ont alors mis en évidence des phénomènes advectifs, diffusifs et une régionalisation de l'eau régissant l'adsorption au sein de la colonne. Des informations telles que les capacités d'adsorption ou l'influence du débit sur le processus d'adsorption ont pu être également obtenues. Une expérience préliminaire sur une eau usée prétraitée met finalement en évidence une quantité adsorbée particulièrement intéressante pour une application industrielle potentielle
The Ph.D. work, presented in this manuscript, is devoted to evaluating phosphate adsorption process on carbonate ferric green rust and ferrihydrite. The main objective concerns an application for the treatment of waste water in rural areas. Both iron oxides are first synthesized and their physico-chemical properties characterized. The ferric green rust structural properties differences as a function of synthesis parameters such as aging period and addition of hydrogen peroxide solution is of particular interest. A detailed study of surface physico-chemical properties by X Photoelectron Spectroscopy is carried out in the case of ferrihydrite. The reactivity of these two iron oxides is then evaluated in batch experiments. Adsorption process follows the pseudo-second order kinetic equation and Freundlich isotherm model which give the best adjustments of experimental data. The influence of various parameters such as pH, ionic strength, etc on phosphate adsorption is also taken into account. Column experiments are afterwards carried out by using filtration material constituted of iron oxide deposited onto pozzolana. The optimal conditions to prepare this filtration material are naturally predetermined. Phosphate adsorption in hydrodynamic mode is characterized by advective and diffusive mechanisms and water regionalization which govern the adsorption process in the column. Moreover, phosphate adsorption capacity and flow rate influence on adsorption process are obtained. Finally, a preliminary experiment on a pre-treated waste water finally shows that the filtration material is potentially interesting for an industrial application

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Pelleïeux, Sandra. "Intéraction de bactériophages avec des surfaces colonisées par des biofilms d'eau potable et évaluation de protocoles de nettoyage." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0082/document.

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Анотація:

Bien que les microorganismes pathogènes soient rarement détectés au sein de réseaux de distribution d'eau potable, ils peuvent constituer un danger pour la santé humaine en cas de contamination accidentelle. Le devenir des virus entériques au sein d'un système de distribution d'eau est largement méconnu, alors que de telles informations sont nécessaires pour améliorer les procédures de prise en charge en cas d'incidents. Dans ce contexte, trois bactériophages ARN F-spécifiques, MS2, GA et Q[bêta], ont été utilisés comme modèles des virus entériques pathogènes, dans des conditions expérimentales mimant un système de distribution d'eau. Ce travail visait d'une part à comparer l'accumulation des phages sur des surfaces en polyéthylène haute densité (PEHD) colonisées ou non par des biofilms d'eau potable et d'autre part à évaluer, sur les bactériophages adhérés, l'efficacité de protocoles de nettoyage basés sur une chloration ainsi qu'une augmentation des contraintes hydrodynamiques. En résumé, les différentes vitesses d'eau étudiées n'ont pas conduit à des différences significatives dans l'accumulation des bactéries et des phages sur les surfaces, mais ont toutefois abouti à des concentrations surfaciques en phages significativement supérieures à celles observées en conditions hydrostatiques. Quelles que soient les conditions expérimentales (vitesses d'eau à la surface, présence ou absence d'un biofilm), le bactériophage MS2 présente systématiquement les plus faibles concentrations sur les surfaces. La séquence d'adhésion des trois bactériophages sur biofilms est en accord avec leur séquence d'hydrophobicité. Le protocole de chloration (4 à 5 mg Cl2.L-1) évalué dans cette étude peut être ponctuellement appliqué en cas de contamination de l'eau. Après 60 minutes de chloration, l'abattement est de 0,7 log10 pour les bactéries et il est compris entre 2 et 3 log10 pour les phages adsorbés sur les surfaces, alors qu'aucun phage infectieux n'est plus détecté dans l'eau dès 5 minutes de chloration. Ces résultats soulignent l'effet protecteur du biofilm, même jeune. Enfin, la chloration apparaît être plus efficace que l'augmentation des contraintes hydrodynamiques pour éliminer les bactériophages adhérés aux surfaces
Although pathogens remain widely uncommon in water distribution networks, they may constitute a real threat for human health when accidentally introduced in the system. There is a lack of knowledge about virus behaviour into water distribution systems whereas such information is critical for a better viral risk management. In this context, three F-specific RNA bacteriophages -MS2, GA and Qbeta- were used as models, in experimental conditions mimicking water distribution systems. The purpose of the present work was at first to compare the viral accumulation of bacteriophages on high-density polyethylene (HDPE) colonised or not with drinking water biofilms. The second objective was to evaluate, on phages adsorbed in the biofilm, the efficiency of a cleaning protocol, based on chlorination and increase in the hydrodynamic strengths. To sum up, the water velocities tested in this work had little influence on both the bacterial and virus accumulation on surfaces, but applying a water flow led to an increase in the number of adsorbed phages in comparison with hydrostatic conditions. Whatever the conditions (water velocity, colonisation or not with a biofilm) MS2 phage was found to be the less adherent one. On HDPE colonised with a two-month old biofilm, the adhesion sequence was consistent with the sequence of hydrophobicity of the phages. The chlorination protocol tested in our study (4 to 5 mg CL2/L) can be applied punctually in distribution networks. After 60 minutes of chlorination the log-reduction was about 0.7 log10 for bacteria and between 2 and 3 log10 for bacteriophages, while no more infectious phages were detected in water after 5 minutes. Those results highlight that even two-month-old biofilms provide to viruses a protection against disinfection protocol. At last, the chlorination appears to be more efficient to inactivate viruses adsorbed on surfaces than an increase in the water flow velocity

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Halwani, Bouchra. "Recyclage des eaux grises : Etude de nouvelles filières de traitement." Thesis, Lille, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R066.

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Анотація:

Le recyclage des eaux constitue une bonne option pour une majeure partie des eaux usées résiduaires urbaines rejetées dans le milieu naturel. L'eau grise compose 61% du flux total des eaux usées, elle provient essentiellement de l’usage en salle de bain, en cuisine et lavage de linge (machines à laver). Une fois traitée, cette eau peut être facilement réutilisée à l'exclusion de l'office comme eau potable. Ce travail de recherche explore les possibilités de traitement des eaux grises et de choisir les techniques de traitement les plus efficaces et les moins coûteuses. Nous avons identifié les différents types de procédés de traitement, puis nous avons choisi les systèmes qui peuvent fournir à la fois de l'efficacité et la faisabilité pour le traitement des eaux grises à faible charge. Après avoir sélectionné deux systèmes de traitement, nous les avons fusionnés en un seul système. Ces deux systèmes s'appuient fortement sur les procédés d'adsorption. Différents types d'adsorbants, à faible coût et adapté aux pays en voie de développement ont été testés : résidus de briques, du charbon actif et différentes granulométries de sable. La demande chimique en oxygène, la turbidité et le pourcentage d'élimination des agents actifs ont été utilisés pour juger l’efficacité de chaque adsorbant. Après avoir sélectionné le support de filtration, nous nous sommes concentrés sur le concept de phytoremédiation en utilisant différents types de plantes. Le choix s’est porté sur la Lavande pour réaliser les expérimentations. Deux paramètres ont été suivis, la demande chimique en oxygène et la turbidité, pour juger l’efficacité du traitement sur un système pilote.Les résultats obtenus montrent que le pilote est opérationnel et permet de récupérer une grande quantité d'eau qui pourrait être réutilisée dans les toilettes ou l'irrigation. La dimension sociétale est un élément très important dans le succès de tout nouveau système de traitement destiné à une large utilisation par la population ou la collectivité. En fonction de l'option choisie, des enquêtes ont été réalisées pour percevoir la volonté d’engagement dans une telle voie de traitement
Greywater constitutes 61% of the total wastewater stream that includes bathroom waters, kitchen water and washing machines. When treated, this source can be easily reused in wide options excluding potable uses. This study explores the opportunities to treat greywater and try to choose the most efficient yet cheap treatment systems.An overall view of different types of treatment systems was conducted, and then we chose which systems could deliver both efficiency and feasibility for low load greywater. After selecting two types of treatment systems, we needed to merge both of them into one system that will enhance the treatment efficiency. These two systems rely tightly on adsorption that is why we wanted to identify which adsorbent can offer the best percentage of pollutants elimination but still fit in the low budget of low income countries. Different types of adsorbent were tested: different bricks residues, activated carbons and different grain size of sand. Chemical oxygen demand, turbidity and the percentage of elimination of active agents were used to judge their effectiveness. After selecting fine sand and coarse sand, a phytoremediation concept was used, this require testing different type of plants. Lavender was then selected to be part of our system. Chemical oxygen demand and turbidity were used to judge whether or not our system could deliver good results. After running these two tests, our pilot showed great results and recovered great amount of water that could be then used in different reuse options like toilet flushing or irrigation. Because user’s opinion and social acceptance is a threat to any new treatment system, we visited some of the nearest hotels and resorts to see their willingness to engage in such treatment path. In addition, cost is always a major throwback to any new treatment system; therefore, cost benefit analysis was used to ensure the feasibility of our pilot

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Ben, Sghaier Rafika. "Perturbateurs endocriniens dans le milieu aquatique : développement analytique et faisabilité de traitement." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10126/document.

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La présence des perturbateurs endocriniens dans le milieu aquatique a suscité des préoccupations croissantes en raison de leurs effets néfastes potentiels sur les écosystèmes et les humains. Celles-ci sont généralement présents à l’état de trace (ng/L), dans des matrices aqueuses complexes, telles que les eaux de surfaces ce qui rend l’analyse difficile. Dans ce travail, on a mis au point une méthode analytique pour la détermination simultanée de 13 substances perturbatrices endocriniennes (PEs) dans l’eau, dont 5 estrogènes stéroïdes, 1 progestérone, 1 androgène et 6 composées phénoliques, , par la chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). La méthode a été validée. Les limites de quantification étaient respectivement de 1 ng/L et de 5 à 50 ng/L pour les composés phénoliques et les hormones. La méthode mise au point a été appliquée pour évaluer le niveau de contamination des PEs ciblées dans de nombreux sites du Nord de la France et de la Tunisie. La majorité des composés considérés ont été détectés dans les sites d'échantillonnage. La dernière partie de ce travail est consacrée à l'étude de faisabilité d'élimination du PEs par des techniques d'adsorption sur les résidus d’une brique modifiée et la bio-rémédiation par l’algue bleu-vert (Spiruline)
The occurrence of endocrine-disrupting compounds in the aquatic environment has brought increasing concern due to their potential adverse impacts on ecosystems and humans. These compounds are generally present in complex water matrices, such as surface waters at trace levels (ng/L) making their analysis difficult. In this work, an analytical method for the simultaneous determination of 13 endocrine disrupting chemicals (EDCs), including 5 steroid estrogens, 1 progestogen, 1 androgen and 6 endocrine-disrupting phenols in water was developed using solid phase extraction (SPE), derivatization and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).The method was validated by spiking the 13 EDCs to the interest matrix. The limits of quantification were 1 ng/L and 5-50 ng/L for phenolic compounds and hormones respectively. The validated method was applied to assess the contamination level of the targeted EDCs in many sites in Northern France and in Tunisia. The majority of the considered compounds were detected in the different sampling sites. The last part of this work is the feasibility study for the elimination of PE by adsorption techniques on modified brick residues and bio-remediation by blue-green algae (SPIRULINA)

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Helali, Sihem. "Application de la photocatalyse pour la dégradation des polluants chimiques et bactériologiques dans l’eau en utilisant des catalyseurs irradiés par des photons de lumière naturelle ou artificielle (UV‐A /UV‐B)." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10316/document.

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La dégradation photocatalytique de deux amines, la méthylamine (MA) et la diméthylamine (DMA), a été étudiée en présence de TiO2 Degussa P25. Différents paramètres ont été étudiés: l'adsorption à l’obscurité et sous UV, la photolyse, les cinétiques de dégradation, l'effet du pH, l'effet de la nature et de l'intensité du flux photonique ainsi que les voies de dégradation de la MA et DMA.A l’obscurité, le taux de recouvrement des groupes OH est similaire pour la MA et DMA. Sous UV, ce taux devient deux fois plus élevé pour la MA. Les réactivités de MA et DMA sont directement corrélées à leur adsorption sous UV. Les atomes d'azote sont principalement décomposés en ammonium. Le nitrite a été également détecté, mais rapidement oxydé en nitrate. À pH basique, l'hydrolyse photo‐assisté et l'attaque de OH• sur l’atome N augmente. DMA est essentiellement transformé en MA. Les analyses du Carbone Organique Total (COT) montrent la présence de produits finaux contenant de l’azote difficilement minéralisables. Nous avons montré que, quelle que soit l'énergie des photons (UV‐A ou UV‐B), le rendement quantique reste constant et égal à 0,033.L'inactivation photocatalytique de E. coli en présence de la lumière solaire naturelle en absence (SODIS) et en présence de différents catalyseurs a été étudiée. L'effet de la température sur l'inactivation de E. coli a été aussi étudié. Les résultats ont montré que l’addition des différents types de catalyseurs accélère l'effet bactéricide du rayonnement solaire. Aucun phénomène de reviviscence bactérien n’a été observé après l'arrêt de l'exposition solaire durant au moins 72 heures. Seulement les ions ammonium et potassium ont été détectés au cours de l'inactivation de E. coli en accord avec la perforation de la membrane et l’oxydation des protéines
The photocatalytic degradation of two amino‐compounds, methylamine (MA) and dimethylamine (DMA) was investigated in the presence of UV‐irradiated TiO2 aqueous suspensions. Different parameters were studied: adsorption under dark and UV conditions, photolysis, kinetics of degradation, effect of pH, effect of the nature and intensities of photonic flux and finally the chemical pathway MA and DMA degradation.While, the percentage of covered OH in the dark was equal for MA and DMA, it becomes twice higher for MA under UV. The reactivity of MA and DMA is directly correlated with the adsorption under UV. The nitrogen atoms were decomposed mainly to ammonium. Nitrite was also formed but was rapidly oxidized to nitrate. At basic pH, photo assisted hydrolysis and the attack of OH• on N‐atom increase. DMA is mainly transformed to MA. Total Organic Carbon (TOC) analysis show the presence of final slightly mineralised intermediate compounds containing nitrogen atom. We shown that, whatever the energy of photons (UV‐A or UV‐B), the same quantum yield equal to 0.033 was obtained.The photocatalytic inactivation of E. coli under natural solar irradiation in the absence (SODIS) as well in the presence of different concentrations of varied photocatalysts has also been investigated. The effect of temperature on E. coli inactivation was studied. Results show that the additions of any types of catalyst to the water accelerate the bactericidal action of solar irradiation and leads to a total disinfection. No bacterial regrowth was observed during the subsequent dark period. Ammonium and potassium ions were formed during E. coli inactivation in agreement with the membrane perforation and the oxidation of proteins

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Deblonde, Tiphanie. "Évaluation des risques sanitaires de la consommation d'eaux potentiellement chargées en résidus de médicaments." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0295/document.

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La pollution médicamenteuse est effective dans les compartiments hydriques de l'environnement. Les stations d'épuration et de potabilisation ne réussissent pas à éliminer la totalité des molécules présentes dans les eaux usées, et leur rendement d'épuration est variable en fonction des familles thérapeutiques. De ce fait, des résidus médicamenteux sont retrouvés dans les eaux destinées à la consommation humaine. C'est pourquoi l'objectif de notre travail était d'évaluer les risques pour la santé des populations qui consomment une eau potentiellement chargée en résidus médicamenteux. Dans un premier temps, nous avons donc identifié la nature de la contamination pharmaceutique des eaux usées et des eaux destinées à la consommation humaine. Le nombre important de spécialités pharmaceutiques présentes rend impossible une analyse successive du risque pour chaque molécule, nous avons construit une méthode de hiérarchisation destinée à identifier rapidement les principes actifs présentant un risque plus important, afin de dérouler prioritairement la méthode complète d'EQRS pour ces produits pharmaceutiques. Cette partie de notre travail a permis d'une part d'identifier les critères à prendre en compte pour une optimisation de la hiérarchisation. Puis, nous avons pu sélectionner 12 molécules pour lesquelles une EQRS pourrait être mise en place. Nous avons décidé de nous focaliser sur l'évaluation quantitative du risque lié à la consommation d'eau polluée par des traces de trois molécules cytostatiques identifiées comme prioritaires lors du déroulé de notre méthodologie de hiérarchisation : l'ifosfamide, le cyclophosphamide et le 5FU ainsi que pour un mélange équi-concentration de ces trois médicaments. Des tests de toxicité (bleu Trypan, comètes, micronoyaux) nous ont aidés à analyser la relation dose-réponse pour ces molécules. Ainsi, nous avons pu identifier le potentiel dangereux de ces substances, évaluer leur relation dose-réponse, puis analyser l'exposition professionnelle et environnementale des populations, pour enfin calculer le risque. Les conclusions de notre EQRS sont à relativiser en raison du caractère préliminaire de nos données
The drug pollution is effective on environmental water compartments. Sewage treatment plants and water purification fail to remove all the molecules present in wastewater and their removal rate varies according to therapeutic classes. Therefore, pharmaceuticals residues are found in human consumption water. The aim of our study is to build a risk assessment to the health of the population who consume water which contain pharmaceuticals residues. As a first time, we identified the nature of the pharmaceutical wastewater contamination and human consumption water. The large number of medicinal products makes it impossible risk assessment for each molecule, we built a hierarchical method for quickly identification of active substance having a higher risk to make a complete sanitary risk assessment for these pharmaceuticals. This part of our work, allowed us to, in first step, identify the criteria to be taken into account for optimizing hierarchy. Then, we could select 12 molecules for which sanitary risk assessment could be implemented. We decided to focus on the quantitative risk assessment of the consumption of polluted water with traces of three cytostatic molecules identified as priorities with our ranking methodology: ifosfamide, cyclophosphamide and 5- FU and a mixture of these three drugs with same concentrations. Toxicity test (Trypan blue, comets assay, micronuclei test) helped us to analyze the dose-response relationship for these molecules. Thus, we could identify the hazardous potential of these substances, assess the dose-response relationship, and analyze occupational and environmental exposure of population to finally calculate the risk. Our sanitary quantitative risk assessment conclusions must be considered with caution given the nature of preliminary data

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Ephraim, Augustina. "Valorization of wood and plastic waste by pyro-gasification and syngas cleaning." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2016. http://www.theses.fr/2016EMAC0019/document.

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Les déchets de bois et de plastiques sont des ressources prometteuses pour la production du gaz de synthèse (syngaz) par la pyro-gazéification grâce à leurs disponibilités et leurs caractéristiques énergétiques. Cependant, le syngaz issu de ces déchets peut contenir des teneurs élevées en chlorure d’hydrogène (HCl) qui est corrosif et toxique et qui doit donc être éliminé. Premièrement, les expériences de pyrolyse des mélanges de bois de peuplier et de plastiques ont mis en évidence l’influence des plastiques sur les produits obtenus. En effet, le HDPE et PS augmentent respectivement le pouvoir calorifique du syngaz et le rendement en huiles, tandis que le PVC augmente le rendement en char et le HCl dans le syngaz. Ensuite, les expériences de pyro-gazéification à l’échelle pilote ont montré que l’ajout de 1 % en masse de PVC dans un déchet de bois augmente la teneur en goudrons et HCl dans le syngaz par un facteur respectivement de 2 et 5,5, tandis que la concentration de chlore dans le char résiduel est 16 fois plus élevée. En parallèle, un model CFD a été développé pour simuler la pyro-gazéification du déchet de bois en couplant les phénomènes d’écoulement de fluides, transfert de masse et de chaleur, et les réactions chimiques. Ce modèle se compose des sous-modèles de séchage, pyrolyse, oxydation et gazéification du char. Les résultats de simulation sont en bon accord avec les données expérimentales obtenues par des expériences dans un gazéifieur à l’échelle pilote. En outre, les analyses de sensibilités du sous-modèle de la gazéification de char ont été réalisées. Finalement, une étude expérimentale a été conduite sur le traitement de HCl dans le syngaz. L’étude se concentre sur la valorisation de deux résidus solides industriels issus de la production de bicarbonate et carbonate de sodium. Leurs réactivités sont comparées avec celles de deux adsorbants commerciaux, NaHCO3 et Ca(OH)2. L’effet de la matrice gazeuse sur la performance des adsorbants est également examiné. Les résidus industriels ont un potentiel intéressant par rapport aux adsorbants commerciaux. Les résultats obtenus montrent des nouvelles approches pour la purification du syngaz généré par la gazéification des déchets de bois et de plastiques
Wood and plastic waste are interesting feedstock for the production of syngas via pyro- gasification, mainly due to their abundant supply and good fuel properties. However, syngas derived from waste may contain significant amounts of hydrogen chloride (HCl), which is corrosive and toxic and must therefore be removed. In this work, co-pyrolysis experiments were first conducted in order to study the influence of mixing different plastics with wood samples on the pyrolysis products. It was found that HDPE and PS significantly increase the heating value and HCl content of the gas product respectively, while PVC increases the yield of char and HCl. Next, pilot-scale experiments were performed, which revealed that adding 1 wt% PVC to wood waste raises the content of tar and HCl in syngas by factors of 2 and 5,5 respectively, and also elevates the chlorine concentration in the char residue 16 time over the value obtained in the absence of PVC. In parallel, a CFD model was developed to simulate the pyro-gasification of wood waste by coupling fluid flow, heat and mass transfer, and chemical reactions. This model consists of drying, pyrolysis, oxidation and char gasification sub-models. The simulation results were in good agreement with experimental data obtained from the pilot-scale experiments. Furthermore, sensibility analyses on the char gasification sub-model were performed. Finally, an experimental study was conducted on the removal of HCl from syngas. The study focused on valorizing two industrial solid wastes generated from the process of sodium carbonate and sodium bicarbonate manufacture. Their HCl adsorption performance were compared to those of the commercial sorbents, NaHCO3 et Ca(OH)2. Moreover, the effect of gas matrix on their performance was studied. The industrial wastes showed potential for treating acid gas as compared to the commercial sorbents used. This opens up new approaches to the purification of syngas generated by the pyro-gasification of wood and plastic waste

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Mackeown, Henry. "Evaluation de la réduction du potentiel de formation des trihalométhanes et des acides haloacétiques par des procédés de traitement de l’eau potable : application sur des eaux impactées par les ions iodure et bromure." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R059.

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Les désinfectants utilisés dans la production d’eau potable réagissent avec la matière organique naturelle et produisent des sous-produits de désinfection. Les ressources en eaux potables dans les régions côtières sont susceptibles d’être impactées par des concentrations plus élevées en ions iodure entraînant la formation de sous-produits iodés, plus toxiques que leurs analogues bromés et chlorés. Deux méthodes analytiques par chromatographie gazeuse avec injection par headspace-trap ont été développées à l’Université de Lille : une méthode pour analyser les trihalométhanes – en particulier les espèces iodées (I-THMs) – et une méthode pour les acides haloacétiques (HAAs). Ces méthodes ont été utilisées pour une étude sur une usine de traitement de l’eau ainsi que pour l’évaluation de résines échangeuses d’ions, dans le cadre d’un ambitieux projet de modernisation de l’usine. En plus de tests de potentiels de formation, différents scénarios de concentrations croissantes en ions iodure et bromure ont été testés. Les résultats ont également été reliés à la caractérisation de la matière organique naturelle, avec l’abattement des substances humiques et des building blocks entraînant la plus grande réduction en potentiel de formation des THMs, durant la coagulation-décantation et lors du traitement par résines échangeuses d’ions. Les I-THMs et HAAs déjà formés furent significativement éliminés par les filtres à charbon actif sur l’usine de traitement, abaissant la cytotoxicité relative globale. La résine Amberlite IRA410 a eu la meilleure performance parmi les 4 résines testées sur l’abattement du carbone organique dissous et la réduction en potentiel de formation des sous-produits de désinfection
Disinfectants react with natural organic matter (NOM) to produce undesired disinfection by-products (DBPs). Drinking water resources in coastal areas can be impacted by higher concentrations of iodide leading to the formation of iodinated DBPs which are more toxic than their brominated and chlorinated analogues. Two analytical methods to analyse DBPs by headspace-trap gas chromatography were developed at Lille University: one for the trihalomethanes – with a focus on iodinated species (I-THMs) – and one for the haloacetic acids (HAAs). Those methods were implemented in a collaboration with De Watergroep to look at the removal of these DBP precursors in a full-scale drinking water treatment plant as well as in the assessment of ion exchange resins, as part of an ambitious project to modernize the plant. As well as formation potential tests on real waters, different scenarios of increasing iodide and bromide concentrations were tested. The results were also related to the characterization of the natural organic matter, with the removal of humic substances and building blocks leading to the greatest abatement of THM formation potential during coagulation-decantation and ion exchange treatment. Preformed I-THMs and HAAs were greatly removed by the granular activated carbon filters in the full scale plant, reducing the overall relative cytotoxicity. Amberlite IRA410 had the best performance amongst 4 resins on NOM removal and DBP formation potential reduction

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Poulier, Gaelle. "Etude de l’échantillonnage intégratif passif pour l’évaluation réglementaire de la qualité des milieux aquatiques : application à la contamination en pesticides et en éléments trace métalliques des bassins versants du Trec et de l’Auvézère." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0032/document.

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Parce qu’ils sont peu coûteux, faciles d’utilisation, et surtout très efficaces, les pesticides sont devenus une composante majeure de l’agriculture moderne et se sont imposés dans de nombreuses activités urbaines et domestiques. Ces molécules se retrouvent aujourd’hui dans tous les compartiments de l’environnement notamment dans les milieux aquatiques. Le suivi resserré des substances actives et de leurs résidus, présents dans l’environnement à des concentrations potentiellement dommageables pour les écosystèmes, apparaît aujourd’hui comme une nécessité. L’application de la Directive cadre sur l’eau, l’une des principales réglementations européenne ciblant les eaux, requiert des techniques d’échantillonnage et d’analyse performantes, alliant haute sensibilité, facilité de mise œuvre, coûts abordables, et surtout précision et fiabilité. Actuellement, la méthodologie employée consiste en des prélèvements ponctuels d’eau à pas de temps lâche (une fois par mois en général) suivi de l’analyse en laboratoire. Cette approche souffre d’un manque de représentativité temporelle, couplée à une sensibilité analytique souvent peu satisfaisante. Les techniques d’échantillonnage passif développées au cours des 20 dernières années pourraient être intégrées dans les réseaux de surveillance réglementaires afin de pallier ces manques, mais des questions subsistent encore quant à leur opérationnalité. Ces travaux de thèse visent à développer puis tester les échantillonneurs passifs sur le terrain afin de déterminer leur adéquation avec les exigences de la Directive cadre sur l’Eau, et le cas échéant, mettre en évidence les principaux verrous scientifiques résiduels. L’originalité de ce travail réside dans:- la variété des outils évalués : trois échantillonneurs différents ont été étudiés (Le Polar Organic Chemical Integrative Sampler (POCIS), le Chemcatcher et le Diffusive Gradient in Thin film (DGT). Les méthodes classiques de prélèvement ponctuels ont également été mise en œuvre.- la variété des environnements étudiés : deux bassins versant très différents ont été considérés, l’un présentant une contamination en pesticides forte, l’autre une contamination modérée.- La mise en en œuvre des échantillonneurs passifs dans un réel contexte réglementaire, les cours d’eau choisis faisant l’objet d’un contrôle opérationnel. Les données acquises avec les échantillonneurs passifs ont ainsi pu être comparées avec les suivis de l’Agence de l’Eau
The intensive use of pesticides in agriculture and urban activities since the 1950s has led to diffuse contamination of environmental compartments (air, soil, water). The presence of these molecules can lead to toxic effects for biota. The implementation of the Water Framework Directive (WFD) requires the use of an efficient monitoring network, based on reliable sampling and analytical techniques. Nowadays, grab sampling followed by extraction of analytes and chromatographic analysis is the most widespread strategy because of its simplicity of implementation but it also has numerous drawbacks. The crux of the issue lies in the lack of temporal representativeness and the low analytical sensibility. An alternative strategy to overcome some of these problems could be the use of passive samplers. This contribution aims at discuss about the possible application of passive samplers in regulatory monitoring programs. The originality of this work lies in :The variety of tested devices: three different samplers was studied (The Polar Organic Chemical Integrative Sampler (POCIS), the Chemcatcher and the Diffusive Gradient in Thin Film (DGT). Conventional grab sampling strategies were also evaluated.The variety of studied environments: two very different watersheds were selected. The first one presented a high level of contamination; the second had a low contamination in pesticides.The implementation of passive samplers in a real regulatory context, as the selected streams were monitored by the Water Agency for operational control. Data from the Water Agency could therefore be compared with passive sampler data

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Ivanovsky, Anastasia. "Ouvrages d’assainissement des eaux et qualité du milieu récepteur en zone urbaine : cas de rejets dans La Marque à Villeneuve d’Ascq." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10167/document.

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La rivière Marque est un petit cours d’eau localisé sur un bassin versant péri-urbain du Nord de la France, traversant des zones agricoles et urbaines. Au niveau de Villeneuve d’Ascq, cette rivière reçoit les eaux de deux principaux ouvrages de traitement de l’eau : (i) les eaux urbaines traitées de la station d’épuration de Villeneuve d’Ascq ; et (ii) les eaux du lac du Héron qui est un bassin d’orage. Afin d’améliorer la compréhension de la rivière dans cette zone, des suivis basse et haute fréquences ont été mis en place en 2014. En complément, une bouée instrumentée appartenant à l’Agence de l’Eau Artois-Picardie a été déployée en 2015 sur le lac. Une approche multi-traceurs a été envisagée pour tenter d’identifier les différentes pressions sur La Marque avec l’étude des paramètres physico-chimiques (O2, pH, conductivité, MES, COD), des nutriments (NO3-, NH4+, PO43-), des micropolluants métalliques (Cu, Pb, Zn) et organiques (CAF, CBZ) et des conditions physiques (débit, pluviométrie). Les points clés mis en évidence sont les suivants : (1) La Marque est fortement impactée par le rejet d’eaux usées non traitées dû à des défaillances dans les réseaux d’assainissement ; (2) la station d’épuration contribue significativement à enrichir La Marque en CBZ et en Zn, ce qui participe vis-à-vis de ce dernier à la dégradation de l’état écologique ; (3) la capacité de traitement par décantation et processus biogéochimiques naturels du lac du Héron est efficace, cependant il est nécessaire d’entreprendre un curage du chenal d’entrée ; et (4) le rejet du lac participe à améliorer ponctuellement mais faiblement la qualité de la rivière, excepté lors d’évènements particuliers
The Marque River is a little watercourse located in a peri-urban watershed in Northern France, going through agricultural and urban areas. Nearby Villeneuve d’Ascq, this river receives waters from two main water treatment plants: (i) the waste water treatment plant of Villeneuve d’Ascq; and (ii) the waters from a stormwater basin, the Heron lake. In order to improve the understanding of the functioning of the river in this area, low and high frequencies monitoring have been undertaken in 2014. In addition, an instrumented buoy belonging to the French Water Agency Artois-Picardie was implemented in 2015 on the lake. A multi-tracers approach was considered in order to identify different pressures on The Marque River including physicochemical parameters (O2, pH, conductivity, SPM, DOC), nutrients (NO3-, NH4+, PO43-), trace metals (Cu, Pb, Zn), organic micro-pollutants (CAF, CBZ) and hydrodynamic conditions (water flow, rainfall). The key points that have been highlighted are as follows: (i) The Marque River is strongly impacted by the discharge of wastewaters, due to sanitation network failures; (ii) the waste water treatment plant contributes significantly to the enrichment of The Marque River in CBZ and Zn, the latter participating to the degradation of the ecological status; (iii) the treatment capacity by naturals settling and biogeochemical processes is efficient within the Heron lake. However, the dredging of the entrance channel must be undertaken; and (iv) the discharge from the lake to the river tends to ameliorate scarcely and punctually the water quality of the river, excepted during special events

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Romero, Millán Lina. "Steam gasification of tropical lignocellulosic agrowaste : impact of biomass characteristics on the gaseous and solid by-products." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0011.

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Dans le contexte économique de la plupart des pays en voie de développement, la gazéification sous vapeur d’eau de résidus agricoles lignocellulosiques pourrait être un procédé intéressant, à la fois pour la génération d’énergie dans des régions isolées et pour la production des produits à valeur ajoutée. Étant donné que la disponibilité des résidus agricoles est souvent saisonnière, différents types de biomasse doivent être utilisés pour assurer le fonctionnement des installations de gazéification. A cet égard, ce travail est axé sur la compréhension de l'impact des caractéristiques de la biomasse sur le procédé de gazéification et les propriétés des sous-produits gazeux et solides. Trois biomasses lignocellulosiques à composition macromoléculaire et inorganique différentes ont été sélectionnées pour cette étude : coques de noix de coco (CS), bambou guadua (BG) et coques de palmier à huile (OPS). La cinétique de décomposition thermique des biomasses a été étudiée sur une échelle thermogravimétrique sous atmosphère inerte et sous vapeur d’eau. Malgré les différences dans la structure macromoléculaire des échantillons, la composition inorganique s’est avérée être le paramètre le plus important influençant la réactivité et la cinétique de gazéification. L'impact bénéfique des métaux alcalins et alcalino-terreux a été confirmé, ainsi que l'effet inhibiteur du Si et du P. Plus précisément, le ratio K/(Si+P) est considéré approprié pour décrire et comparer le comportement des biomasses pendant la gazéification sous vapeur d’eau. En conséquence, une nouvelle approche pour la modélisation de la cinétique de gazéification à partir de la composition inorganique de l’échantillon a été proposée. La validité du ratio K/(Si+P) pour classifier et prédire le comportement des biomasses a également été confirmée par des expériences dans un réacteur à lit fluidisé à l’échelle laboratoire. Les échantillons avec un ratio K/(Si+P) au-dessus de 1 ont montré des réactivités de gazéification supérieures à celles des échantillons dont le ratio était inférieur à 1, et donc, une production de gaz et un rendement énergétique plus élevés. De plus, la composition inorganique a non seulement impacté le taux de gazéification des échantillons, mais également les propriétés du sous-produit solide. En particulier, une réactivité de gazéification plus élevée est liée à des chars avec une surface spécifique et un nombre de groupes fonctionnels plus importants. Une température de 850°C et une fraction de vapeur de 30% dans l’agent de réaction ont été identifiées comme les conditions les plus adaptées à la production simultanée de gaz combustible et de char pouvant être valorisé dans des applications agricoles. Le modèle de gazéification sous vapeur d'eau et les résultats expérimentaux présentés dans ce travail peuvent être une référence pour des applications réelles de gazéification travaillant avec différents types de résidus. Par ailleurs, dans le contexte présenté, la gazéification sous vapeur d’eau de déchets lignocellulosiques peut améliorer l’accès à l’énergie des zones rurales isolées, en promouvant simultanément le développement de projets productifs susceptibles de générer de nouveaux revenus pour les communautés locales
In the context of most developing countries, steam gasification could be a very interesting process for both energy generation in isolated areas and the production of value-added products from lignocellulosic agrowaste. Considering that the availability of agricultural residues is often seasonal, gasification facilities should operate with different feedstocks. In consequence, this work is focused on the understanding of the impact of biomass characteristics on the gasification process and the properties of the gaseous and solid by-products. Three lignocellulosic agrowastes with different macromolecular structure and inorganic composition were selected for this study: Coconut shells (CS), bamboo guadua (BG) and oil palm shells (OPS). The thermal decomposition kinetics of the selected feedstocks was analyzed in a thermogravimetric scale under inert and steam atmosphere. Despite the differences in their macromolecular composition, inorganics showed to be the most important parameter influencing the steam gasification reactivity and kinetics of the samples. The beneficial impact of AAEM was confirmed, as well as the inhibitory effect of Si and P. More specifically, the ratio K/(Si+P) proved to be suitable to describe and compare the steam gasification behavior of lignocellulosic agrowastes. In accordance, a new kinetic modeling approach was proposed to predict the gasification behavior of samples, from the knowledge of their inorganic composition. The validity of the ratio K/(Si+P) to classify and predict the biomass steam gasification behavior was also confirmed from experiments in a lab-scale fluidized bed gasifier. Samples with K/(Si+P) above 1 exhibited higher gasification reactivities compared to samples with ratios below 1, resulting in greater gas yields and higher gas efficiencies. Moreover, inorganics impacted not only the gasification rate of the samples, but also the properties of the gasification solid by-products. In particular, higher gasification reactivities were related to greater char surface areas and contents of oxygenated surface functional groups. A temperature of 850°C and a steam fraction of 30% in the reacting atmosphere proved to be the most suitable gasification conditions for the simultaneous production of fuel gases for energy applications, and a valuable char that could be valorized in soil amendment applications. The gasification model and experimental results presented in this work might be an important reference for real gasification applications working with different kind of residues, when both the gaseous and solid by-products valorization is intended. Moreover, in the presented context, steam gasification of lignocellulosic agrowaste may improve the energy access in rural isolated areas, and simultaneously promote the development of productive projects that could generate new incomes for local communities

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Zodi, Salim. "Étude de l'épuration d'effluents de composition complexe par électrocoagulation et des couplages intervenants entre le traitement électrochimique et l'étape de séparation : application à l'industrie textile et papetière." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0097/document.

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L'électrocoagulation permet d'éliminer simultanément un large spectre de polluants organiques et minéraux, de colorants et de métaux lourds ; de ce fait, il a été beaucoup étudié. En revanche, peu de travaux ont été entrepris pour étudier de façon plus approfondie son fonctionnement. La complexité des effluents pour laquelle il est particulièrement intéressant d'utiliser ce procédé, fait aussi qu'il est difficile d'analyser les résultats. Cette thèse a pour objectif d'apporter une contribution à la compréhension du couplage électrocoagulation - décantation et des interactions liés à des effluents multi-polluants complexes. De plus l'aspect réacteur en continu a été abordé dans le cas d'un effluent synthétique simple pour mieux appréhender les différences par rapport au fonctionnement en discontinu. Cette étude est basée sur une approche systématique qui repose sur les processus élémentaires de l'électrocoagulation: Electrochimie, Coagulation et Séparation physique. Chaque processus fournit une base pour l'étude des interactions qui permettent ensuite la modélisation globale des processus. Afin d'étudier les couplages électrocoagulation-décantation, des effluents textiles industriels ont été traités par électrocoagulation suivie par une étape de décantation en éprouvette, sans agent floculant. L'effet des paramètres d'électrocoagulation sur la décantabilité des effluents traités et l'efficacité d'élimination de la pollution a été étudié en suivant en particulier la vitesse de décantation en éprouvette et en calculant le SVI. Le deuxième objectif de ce notre travail était d'étudier les couplages entre les différents types de pollution à éliminer et plus particulièrement un effluent de papeterie contenant des pollutions organiques et de l'arsenic. Enfin, nous avons réalisé une étude sur les performances du couplage EC-décantation pour le traitement d'un effluent synthétique textile en réacteur continu. Ce dernier est composé de deux éléments, la cellule électrochimique suivie d'une chambre de sédimentation
Electrocoagulation eliminates simultaneously a large spectrum of organic pollutants, dyes and heavy metals; therefore, it has been studied extensively. However, little work has been undertaken to investigate more thoroughly its behaviors. The complexity of the effluent for which it is particularly interesting to use this method also makes it difficult to analyze the results. This thesis aims to contribute to understanding the coupling electrocoagulation - settling and interactions associated with complex effluent multi-pollutants. Also a continuous reactor has been addressed in the case of a simple synthetic sewage to better understand the differences from the batch operation. This study is based on a systematic approach based on the elementary processes of electrocoagulation: Electrochemistry, coagulation and physical separation. Each process provides a basis for studying the interactions that then the overall modeling process. To study the electro-decantation couplings, industrial textile effluents were treated by electrocoagulation followed by a settling step, without flocculent. The effect of parameters on electrocoagulation settleability of treated effluent and removal efficiency of pollution has been studied in particular by following the settling velocity in the test tube and calculating the SVI. The second objective of this our work was to study the coupling between the different types of pollution and to eliminate a particular paper mill effluent containing organic pollutants and arsenic. Finally, we conducted a study on the performance of EC-coupling settling for the treatment of a synthetic textile effluent flow reactor. The latter is composed of two elements, the electrochemical cell followed by a settling chamber

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Rogé, Vincent. "Etude, fabrication et caractérisation de nanostructures catalytiques de type ZnO/SnO2 intégrées à des membranes modèles pour la dépollution de l'eau." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAF046/document.

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La dépollution de l'eau est un des enjeux majeurs du XXIème siècle. Si différentes techniques de retraitement existent déjà, nous investiguons une nouvelle méthode associant les propriétés des membranes filtrantes à celles des matériaux photocatalytiques. Ainsi, nous avons étudié la croissance et l'activité photocatalytique de structures de type noyau/coquille de ZnO/SnO2 intégrées dans des membranes méso-poreuses (alumine poreuse) et macro-poreuses (fibres de verre). L'activité photocatalytique de ces matériaux a été évaluée sur des polluants modèles tels que le bleu de méthylène ou l'acide salicylique, mais aussi sur des polluants organiques identifiés dans les eaux de la rivière luxembourgeoise Alzette. L'impact environnemental des matériaux développés a été déterminé grâce a des analyses de cytotoxicité sur des cellules colorectales de type Caco-2, ainsi que sur des bactéries marines de type Vibrio Fischeri
Water treatment is one of the main challenge to overcome on the XXIst century. If many different techniques already exist, we investigate a new process associating the properties of porous membranes and photocatalytic materials. Thus, we studied the growth and photoactivity of core/shell structures of ZnO/SnO2 integrated into mesoporous (AAO) and macro-porous (glass fiber) membranes . The photocatalytic activity of these materials has been evaluated on organic pollutants like methylene blue or salicylic acid, but also on molecules found in the Luxembourgish Alzette river. The environmental impact of the synthesized structures has been determined with cytotoxic analyses on Caco-2 cells and Vibrio Fischeri bacteria

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Ismail, Mehdi. "Préparation et caractérisation de nouveaux matériaux pour les réactions de dépollution photocatalytique de l'eau dans le visible." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL087N/document.

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Le rôle de WO3 et de Fe2O3 dans l’amélioration de l'activité photocatalytique des dépôts de TiO2 a été étudié, à travers la dégradation de l'acide salicylique avec deux sources de lumière : UV et visible.Différentes procédures de couplage de semi-conducteurs ont été entreprises (imprégnation humide / mélange de semi-conducteurs à l'état solide / sol gel). Aussi différents substrats ont été testés (verre ordinaire, ITO).La spectrophotométrie UV-Visible (sans / avec sphère intégratrice), la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage et la caractérisation électrochimique ont été réalisées afin de mieux comprendre le comportement et le rôle des semi-conducteurs chargés.Des résultats prometteurs ont été trouvés pour les photocatalyseurs préparés par imprégnation humide et par mélange solide (addition de WO3): le gap d’énergie a diminué, l'activité sous la lumière visible a augmenté en conséquence (2,5% molaire de WO3) pour le premier cas. Une amélioration de 30% sous UV (0,5% WO3) a été atteinte pour le deuxième. La méthode Sol gel améliore le recouvrement sur le substrat de verre, elle semble être appropriée pour assurer un bon contact entre les semi-conducteurs et atteindre l’effet désiré : la séparation de charges. Le photocourant a été nettement augmenté avec l’addition de 4% de WO3 (substrat ITO), en cohérence avec le potentiel de circuit ouvert diminué. Cela confirme le rôle positif de WO3 dans la séparation de charges.Les dépôts Fe2O3-TiO2 préparés par imprégnation humide présentent une activité supérieure avec la lampe blanche comparant à la lampe UV (de 1 à 2% molaire de Fe2O3), l’effet positif de l’introduction du fer a également été observé avec la méthode sol gel. Le Fer sous sa forme ionique peut jouer un rôle positif dans le piégeage de charges, mais il peut former des phases allotropiques qui peuvent être des centres de recombinaison
The role of WO3 and Fe2O3 in enhancing the photocatalytic activity of TiO2 deposits has been investigated through the oxidation of salicylic acid using UV and vis-light irradiation. Different procedures of semiconductor loading (wet impregnation/mixing semiconductors in solid form/sol gel) and deposition were undertaken. Also different substrates were tested (ordinary glass, ITO).UV-Vis spectrophotometry (without/with Integrating sphere), X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy and electrochemical characterization were done in order to better understand the behavior and the effective role of loaded semiconductors.Promising results were found for catalysts prepared by wet impregnation and mixing in solid form methods (WO3-loading): the bang gap energy decreased, activity under visible light increased consequently (at 2.5 % molar -WO3) for the first case. 30% improvement under UV (0.5 % -WO3) was reached for the second. Sol gel method enhances coverage on the glass substrate, it seems to be an appropriate method to ensure good contact between semiconductors and reach the charge separation desired effect. Enhanced photocurrent on the ITO substrate confirms the positive role of WO3 in charge separation, in coherence with open circuit potential which was found to be reduced with 4 % WO3 loading. Fe2O3-TiO2 coatings prepared by wet impregnation exhibit higher activity with white lamp comparing to UV lamp (loading from 1 to 2 % Fe2O3), also positive effect of iron introduction was observed with sol gel method. Iron under his ionic form can play positive role in trapping charge, but it can form allotropic phases which can be centers of recombination.Key words: TiO2; WO3; Fe2O3; band gap; salicylic acid; photocatalysis; sol gel

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Gueu, Soumahoro. "Elimination des acides humiques presents dans les eaux par adsorption et/ou photocatalyse." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0043/document.

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Les ressources en eau sont menacées par diverses formes de pollution et les procédés de traitement proposés sont souvent complexes avec des résultats qui ne sont pas toujours satisfaisants. Cette étude vise à développer un traitement, simple et peu coûteux pour réduire au maximum la présence dans l’eau des acides humiques (AH), un polluant organique. L’approche adoptée est la mise en place d’un procédé hybride combinant l’adsorption et la photocatalyse hétérogène réalisée avec le dioxyde de titane. La méthode d’adsorption a été réalisée d’une part avec du charbon actif et d’autre part avec trois argiles provenant de la Côte d’Ivoire. Le charbon actif a été préparé à partir des coques de coco selon une procédure assez simplifiée, sans additifs chimiques, dans le souci d’obtenir un adsorbant économique et écologique. Les trois argiles brutes (Dabou, Yamoussoukro et Katiola) ont chacune subi des opérations de purification pour obtenir des fractions pures. Des tests de caractérisation réalisés par diverses techniques (analyse élémentaire, DRX, adsorption d’azote, IR, etc.) ont été effectués sur les adsorbants obtenus. Les essais d’adsorption réalisés avec le charbon ont montré qu’aucune élimination des AH n’a été observé. La raison principale serait le manque de groupements fonctionnels sur la surface du charbon préparé. Les tests d’adsorption conduit avec les argiles ont montré que ces matériaux sont capables d’éliminer les AH. Les résultats ont révélé que l’argile la plus riche en kaolinite (celle de Yamoussoukro) a une capacité d’adsorption maximale largement supérieure (115 mg/g) par rapport aux autres (20 et 15 mg/g pour Dabou et Katiola respectivement). Cette différence trouve son explication dans la composition minéralogique et structurale de chacune des argiles. Les tests de photocatalyse menés ont montré une dégradation des macromolécules d’AH en des composés de plus petites tailles. La minéralisation de la matière organique a été observée avec une réduction du carbone organique total de l’ordre de 72 et 82 % respectivement aux pH 7 et 3. En mettant en série à pH 3, les deux procédés à savoir l’adsorption suivie de la photocatalyse, une réduction de 95% du carbone organique total des AH est obtenue. Le procédé hybride ainsi réalisé montre un avantage certain car il permet d’éliminer la quasi-totalité de la pollution organique initiale
Water resources are threatened by various forms of pollution and the proposed treatment processes are often complex with results that are not always satisfactory. This study aims to develop a simple and inexpensive treatment to minimize the presence of humic acids (HA), an organic pollutant, in water. The approach adopted is the establishment of a hybrid process combining adsorption and heterogeneous photocatalysis performed with titanium dioxide. The adsorption method was carried out primary with activated carbon and secondary with three clays from Ivory Coast. Activated carbon was prepared from coconut shell by a simplified procedure, without chemical additives, in order to obtain an economic and ecological adsorbent. The three raw clays (Dabou, Yamoussoukro and Katiola) each underwent purification operations to obtain pure fractions. Characterization tests including various techniques (elemental analysis, XRD, nitrogen adsorption, IR, etc.) were carried out on the adsorbents obtained. Adsorption tests carried out with the coal showed that no elimination of HA was observed. The main reason is the lack of functional groups on the surface of the prepared coal. The adsorption tests conducted with the clays have shown that these materials are capable of removing HA. The results revealed that the clay richest in kaolinite (Yamoussoukro) has a much higher maximum adsorption capacity (115 mg/g) compared to the others (20 and 15 mg/g for Dabou and Katiola respectively). This difference found its explanation in the mineralogical and structural composition of each of the clays. Photocatalysis tests showed a degradation of the macromolecules of HA into smaller sizes compounds. The mineralization of the organic matter was observed with total organic carbon reduction rate equal to 72 and 82% at pH 7 and 3 respectively. By placing in series the two processes namely adsorption followed by photocatalysis, the removal percentage of HA obtained at pH 3, is about 95%. This hybrid process shows an advantage since it makes it possible to eliminate almost all of the initial organic pollution

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Ma, Qiuming. "Etude de faisabilité d'un module plan intégrant distillation membranaire et collecteur solaire pour le dessalement autonome et décentralisé d'eau de mer : conception, modélisation et optimisation pour une application aux petites communautés isolées." Thesis, Toulouse, INSA, 2019. http://www.theses.fr/2019ISAT0006.

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Les petites unités de dessalement au point d’usage sont une alternative pour l’accès à l'eau potable des communautés isolées de zones côtières ou insulaires. Dans cette thèse, la distillation membranaire (MD) est le procédé de choix pour l’application visée. De plus, les lieux d’implantation ciblés souffrent souvent d’un manque d’accès à l’énergie, mais la plupart d’entre eux sont exposés à des niveaux élevés de radiation solaire. Afin de réduire les pertes de chaleur du système et d'intensifier le procédé, un module intégrant des membranes planes de MD sous vide (VMD) et un collecteur solaire à plaque plane (FPC) apparaît comme une technologie possible. Cette étude a pour objectifs d’étudier la faisabilité de ce concept et de déterminer les paramètres de l’équipement et les conditions opératoires les plus favorables pour l’application visée en cherchant à réduire la consommation d’électricité (par des panneaux photovoltaïques PV) et améliorer simultanément l’efficacité énergétique et la production d’eau dans l’ensemble du module VMD-FPC. Les analyses de sensibilité et les optimisations multi-objectifs sont effectuées à partir de séries de simulations. La productivité quotidienne peut atteindre 96 L pour une surface de module de 3 m2. Un coût énergétique quasi-constant d’une puissance PV de 4,2 à 5,0 W L-1 est observé, permettant d’ajuster la capacité du système. Pour une puissance PV limitée à 130 W (installation mobile), plus de 30 L de distillat peuvent être obtenus avec une surface de 0,83 m2 par une belle journée d'été à Toulouse, en tenant compte des paramètres de fonctionnement optimisés et des matériaux réels
Small-scale desalination at the point of use offers a potential access to drinking water to communities living in remote coastal areas or isolated islands. In this dissertation, Membrane Distillation (MD) is the applied technology for the aforementioned application scenario. Moreover, the target places are also often in the lack of stable and centralized heat and power supply, while most of them benefit from high solar radiations. In order to further reduce the system heat loss and to intensify the process, the integration in the same module of flat-sheet distillation membranes for Vacuum MD (VMD) and direct solar heating by flat-plate collector (FPC) appears as a possible option. This study aims to explore the feasibility of this concept and to determine the more favorable design and operating conditions for the target application. The main task in this regard is to reduce electricity consumption (provided by photovoltaic PV panels) and simultaneously improve the energy efficiency and water production throughout the VMD-FPC module. The sensitivity analyses and multi-objective optimizations are conducted based on series of simulations. Results show that the potential daily productivity of the system can reach up to 96 L for a module surface area of 3 m2. A quasi-constant power cost of PV of 4.2 - 5.0 W L-1 is observed, permitting a flexible adjustment of the system capacity. Under a limitation of an average PV power of 130 W, more than 30 L of distillate can be obtained with a surface area of 0.83 m2 on a sunny summer-day in Toulouse, taking the optimized operating parameters and real-world material properties into account

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Liang, Fenglin. "Caractérisation et modélisation du comportement rhéologique des boues résiduaires urbaines concentrées." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2016. http://www.theses.fr/2016EMAC0014/document.

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Les grandes quantités d’eaux usées générées par l’activité humaine doivent être traitées pour minimiser le risque sanitaire et l’impact sur les milieux récepteurs. Les boues résiduaires sont le principal coproduit de ce traitement. Afin de les valoriser, des transformations sont mises en œuvre dans les stations d’épuration pour réduire leur volume et améliorer leur qualité sanitaire. Des problèmes d’écoulement et de mottage sont fréquemment rencontrés par les opérateurs. La caractérisation du comportement rhéologique de ce mélange hétérogène d’eau, microorganismes, fibres, particules colloïdales et non colloïdales, polymères organiques, etc., représente encore de nos jours un challenge scientifique et technique, en particulier lorsque la concentration massique en solides excède 20%. Dans ce travail, une méthodologie complète, associant mesures et modélisation, a été développée afin de caractériser les propriétés rhéologiques, l’adhérence et la cohésion des boues résiduaires. Elle s’adresse à des boues dont le comportement, évalué par un test d’affaissement, s’apparente à celui d’un solide mou et elle peut être mise en œuvre tant que le matériau n’a pas dépassé la limite de plasticité mesurée selon la norme ASTM D 4318, relative aux sols. Dans cette étude, elle a été appliquée à des boues centrifugées, dont la teneur massique en solides était proche de 20%. La méthode expérimentale inclut des essais mécaniques en compression uniaxiale (à très grande déformation, à petite déformation avec un ou plusieurs cycles de charge/décharge) sur un texturomètre de Lloyd Instruments et des essais en cisaillement réalisés sur un dispositif spécialement conçu au laboratoire pour quantifier les propriétés adhésive et cohésive des boues. Ces essais permettent d’identifier le seuil de fracturation du matériau, les ordres de grandeur du module élastique, de la viscosité et du seuil de plasticité, la résilience, les contraintes maximales d’adhésion et de cohésion et, enfin, les énergies d’adhésion. Un modèle mécanique analogique a ensuite été établi. Le comportement viscoélastique et visco-élasto-plastique des boues sous une sollicitation uniaxiale de charge-décharge a pu être simulé par un modèle conceptuel, dit ‘Burgers-Ludwik’, à 7 paramètres rhéologiques. Ce modèle est basé sur les lois mécaniques fondamentales de Hooke, de Newton et sur l'équation de Ludwik pour décrire le comportement plastique d'écrouissage. L’optimisation des paramètres du modèle avec Matlab® a été réalisée avec une méthode de régression multiple non linéaire à plusieurs étapes, ainsi que les calculs des bassins d'attraction et des intervalles de confiance. La sensibilité de la méthodologie à mettre en évidence des changements de propriétés induits par des procédés ou par un stockage a ensuite été évaluée. Il s'est ainsi avéré qu"un malaxage rend le matériau plus adhésif et plus facile à déformer, avec une diminution du seuil et de la rigidité du matériau, et qu’un stockage rend les boues moins cohésives et aussi plus faciles à déformer
Human daily activities generate a large quantity of wastewater that should be treated in order to minimise the sanitary risk and impacts on the environment. Sewage sludge is the main co-product of the wastewater treatment. Specific processes are implemented to reduce its volume and improve its sanitary quality before valorisation. As dewatered sludge is a mixture of water, microorganisms, fibres, colloidal and non-colloidal particles, organic polymers, etc., with the increase of its solid content, difficulties in pumping, conveying or discharging handling are frequently encountered during these treatments. The rheological characterisation of this heterogeneous material still remains a scientific and technical challenge, especially when solid mass content exceeds 20%. In this work, an entire methodology linking experimental measurements and modelling has been developed to characterise the rheological properties and the stickiness of sewage sludge. This methodology is suitable for sludge behaving as a soft solid (evaluated by slumping test) and as long as the material stays below its plastic limit (by the ASTM D 4318 initially standardized for soils). In this dissertation, the methodology is applied to dewatered sludge of total solid content around 20% by weight. This method includes uniaxial compression tests (from very large deformation to small one with single or two cycles of loading-unloading) using a universal materials testing machine of Lloyd Instrument and shearing tests using a device designed and fabricated in our laboratory for quantifying the sticky properties of sludge. These tests can identify the bioyield of the material, the orders of magnitude of the elastic modulus, viscosity, yield stress and resilience, the maximum adhesive and cohesive stresses, and finally the energy of adhesion. An analogical mechanical model is then established. The viscoelastic and visco-elasto-plastic behaviours under uniaxial cyclic compression can thus be simulated with this conceptual model of 7 parameters, named “Burgers-Ludwik”. This model is based on the fundamental mechanical laws of Hooke, Newton and the equation of Ludwik for simulating plastic hardening of material. A multi-step program based on non-linear multiple regressions is coded to optimize the model parameters with Matlab®. The sensibility of this methodology is highlighted by testing the changes in rheological properties of sewage sludge induced by processing or storage. Mixing makes the sludge more adhesive while storage makes it less cohesive. Both make the sludge easier to deform

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Colin, Baptiste. "Modélisation de la torréfaction de plaquettes de bois en four tournant et validation expérimentale à l’échelle d’un pilote continu de laboratoire." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2014. http://www.theses.fr/2014EMAC0015/document.

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La torréfaction est un traitement thermique à basse température (250 à 300 °C) en atmosphère inerte qui permet de modifier les propriétés de la biomasse. La biomasse torréfiée est alors plus dense énergétiquement, plus hydrophobe et plus fragile. Dans cette étude, un modèle numérique de torréfaction en four tournant à une dimension a été développé. Le transport des plaquettes de bois, les transferts thermiques, le séchage ainsi que les cinétiques de torréfaction ont été modélisés séparément. Après confrontation aux résultats expérimentaux, ces différents sous-modèles ont été assemblés dans un modèle global. Le modèle prédit alors l’évolution de la température et de la perte de masse des plaquettes le long du four. Les résultats numériques montrent une adéquation satisfaisante avec les valeurs obtenues lors d’expériences de torréfaction sur un four tournant pilote. Les solides torréfiés ont été analysés et leurs propriétés ont été corrélées à la perte de masse. Il a en particulier été démontré que l'énergie de broyage de la biomasse torréfiée était fortement réduite
Torrefaction is a thermal treatment at low temperature (250-300°C) used to improve biomass properties. Torrefied biomass has a higher energy density, it is more hydrophobic and more brittle. In this study, a one-dimensional numerical model of torrefaction in a rotary kiln has been developed. The wood chips flow, the thermal transfers, the drying step and the torrefaction kinetics have been modelled separately. These submodels have been experimentally validated before being implemented together. The model can thus predict the temperature and the mass loss of wood chips along the kiln. These results are in good agreement with values obtained during torrefaction experiments in the pilot-scale rotary kiln. In parallel, torrefied biomass has been analysed in terms of composition, heating value and structural properties with emphasis on the decrease of grinding energy consumption

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Oliveira, Nunes Andréa. "Composites renforcés à fibres de carbone : récupération des fibres par vapo-thermolyse, optimisation du procédé." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2015. http://www.theses.fr/2015EMAC0006/document.

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La demande mondiale en fibre de carbone est estimée à 89 000 tonnes en 2020. Une quantité croissante de déchets de composites renforcés à fibres de carbone (PRFC) est donc attendue. Le recyclage des fibres de carbone, produits de forte valeur ajoutée, contenues dans les composites, présente des avantages économiques et environnementaux qui sont aujourd'hui la force motrice pour le développement des filières de recyclage. L'objectif est de récupérer les fibres de carbone afin de pouvoir envisager un réemploi dans d'autres applications. Leurs propriétés mécaniques et structurales doivent alors être le plus proche possible de celles des fibres neuves. C'est dans ce but que le procédé de vapo-thermolyse a été développé au sein du laboratoire RAPSODEE. La vapo-thermolyse est le procédé qui combine la pyrolyse et la vapeur d'eau surchauffée à pression ambiante afin de décomposer la matrice organique du composite. Le travail a consisté à effectuer une étude de l'échelle laboratoire à l'échelle pilote sur la valorisation des composites à fibres de carbone par le procédé de vapo-thermolyse. Notre étude se focalise sur les composites thermoplastiques provenant des chutes de fabrication. Deux types de composites, disponibles en industrie, avec les matrices polyamide 6 et polysulfure de phénylène ont été utilisées. Les analyses thermogravimétriques et l'étude cinétique ont permis une compréhension initiale du comportement thermique des composites et ont prouvé l'efficacité de la présence de la vapeur d'eau. A l'échelle pilote, des plans d'expériences ont été effectués pour déterminer les meilleures conditions opératoires du procédé de vapo-thermolyse, en regardant l'efficacité de la dégradation des résines polymériques et la qualité des fibres obtenues. Les fibres récupérées avec les conditions opératoires optimales sont propres, régulières et similaires aux fibres neuves. Elles conservent plus de 80 % de leur résistance à la traction initiale. Les liquides et gaz sortants du procédé ont été identifiés et quantifiés. A la fin, une analyse du cycle de vie (ACV) a permis de comparer les impacts environnementaux d'un scénario sans recyclage des composites et un autre avec recyclage par le procédé de vapo-thermolyse. Cette étude montre que la valorisation des composites par récupération des fibres de carbone, amène des avantages évidents d'un point de vue environnemental
The global demand for carbon fiber is forecast to rise to 89,000 tonnes by 2020, therefore an increasing amount of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) waste is expect to be generated. Recycling of carbon fibers, a high value added material, from the composite waste offers both environmental and economic incentives for the development of recycling routes. The aim is to recover the carbon fibers, as close as possible to their initial state, in order to envisage a reuse in other applications. For this purpose, steam-themolysis has been developed at RAPSODEE Laboratory. Steam-thermolysis is a process that combines pyrolysis and superheated steam at atmospheric pressure to decompose the organic matrix of the composite. The work consists of a study of recovering carbon fibers by steam-thermolysis of the composites at both the laboratory and pilot scale. In this work the samples under investigation includes thermoplastic composites from manufacturing cut-offs. Two commercially available composites of polyamide and polyphenylene sulfide resins were studied. Thermo-gravimetric analyses and kinetic studies were conducted to understand the thermal behavior of the samples and to prove the efficiency of the steam-thermolysis compared to conventional pyrolysis. At the pilot scale, an experimental design was carried out to determine the best possible operational conditions of the steam-thermolysis process in terms of the removal efficiency of the polymer matrix and the quality of the recovered carbon fibers. The carbon fibers recovered from the optimized steam-thermolysis process presented a resin free and uniform surface. They retained over 80 % of their original tensile strength. The outgoing liquids and gases of the process were identified and quantified. Finally, a life cycle assessment (LCA) was performed to compare a scenario without recycling with one where the composites are recycled by steam-thermolysis. According to this study, the recycling of CFRP, with recovery of carbon fibers, provides clear environmental advantages

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Moulin, Ludovic. "Vapothermolyse des pneus usagés. Valorisation du noir de carbone récupéré, relation procédé-produit." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0015/document.

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Selon la European Tyre Recycling Association (ETRA), plus de 3 millions de tonnes de pneus en fin de vie sont à traiter en Europe chaque année et sont directement concernés par les mesures législatives visant le réemploi et la valorisation de 95 % de la masse totale des véhicules hors d'usage. Malgré les différentes possibilités de valorisation des pneus usagés (applications dans le secteur du bâtiment et travaux publics, valorisation matière, valorisation énergétique), une partie du gisement français n’est pas répertorié, ni valorisé, et aucune des voies citées auparavant ne s’intéresse à la récupération du noir de carbone, qui est un constituant essentiel du pneu. Ce produit, à forte valeur ajoutée, est principalement utilisé comme charge de renfort dans l'industrie du caoutchouc et des plastiques. Il existe deux types de procédés thermiques industrialisés permettant de récupérer le noir de carbone d’un pneumatique en fin de vie : la pyrolyse et la vapo-thermolyse. La vapo-thermolyse, actuellement industrialisée par Alpha Recyclage Franche Comté (ARFC), est une variante innovante de la pyrolyse, qui utilise la vapeur d’eau surchauffée à pression atmosphérique. La solution qui consiste à substituer un noir de carbone issu d’un procédé de fabrication conventionnel par un noir de carbone issu de vapo-thermolyse de pneus repose sur la qualité du noir de carbone récupéré et, en particulier, sur ses propriétés physico-chimiques intrinsèques et de surface. L'objectif de ce travail de thèse est de proposer et mettre en place une méthodologie adéquate afin de récupérer et caractériser les propriétés physico-chimiques du noir de carbone recupéré (rCB) par vapo-thermolyse à partir d'une formulation de pneu, d'évaluer l'impact des conditions de fonctionnement du procédé sur les propriétés du rCB, et enfin de valoriser le rCB en tant que charge de renfort alternative pour l'élaboration d'un produit final
According to the European Tyre Recycling Association (ETRA), more than 3 millions tonnes of waste tires are to be treated in Europe each year and are subject to legislation and regulation policies for the re-use and recycling of 95 % of the total mass of end-of-life vehicles. Despite the various opportunities for recycling used tires (civil engineering applications, material recovery, energy recovery), a part of the French available resource remains unvalued and none of the applications just mentioned focuses specifically on the recovery of carbon black, which is one of the main component of a tire. This high added value product is mainly used as reinforcing filler in the rubber and plastics industries. There are two types of industrialized thermal processes for recovering the carbon black from an end-of-life tire : pyrolysis and steam thermolysis. Steam thermolysis, currently industrialized by Alpha Recyclage Franche Comté (ARFC), is an efficient pyrolysis alternative which uses superheated steam at atmospheric pressure. The substitution of carbon blacks produced from a conventional manufacturing process by carbon blacks recovered from the steam thermolysis treatment is based upon the quality of the recycled product, especially regarding its physicochemical properties (intrinsic and surface). The objective of this work is to propose and implement an adequate methodology to recover and characterize the physicochemical properties of recovered carbon black (rCB) from steam thermolysis of a tire, to assess the impact of the process operating conditions on the properties of the rCB, and finally to valorize the rCB as an alternative reinforcing filler for the elaboration of a final product

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Tramoni, Félicien. "Analyse du traitement et de la gestion durable des boues d’épuration en Corse. Proposition de solutions énergétiques alternatives, axées sur la méthanisation des boues avec production d’énergies, aux méthodes appliquées en Corse. Utilisation de l’outil d’aide multicritère à la décision dans le cadre du surclassement de ces nouveaux procédés." Thesis, Corte, 2015. http://www.theses.fr/2015CORT0019.

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La qualité des boues est directement liée à la qualité des étapes de traitement présentes au sein d’une station d’épuration. En termes de traitement et d’élimination des boues, nous observons de la part des acteurs locaux, une volonté d’abandon définitif et durable de la filière « dépôt en centre de stockage », étant donnée une règlementation et des plans régionaux (notamment le PREDIS de Corse), toujours plus exigeant en termes de valorisations des déchets industriels et spéciaux. Nous observons également un abandon progressif et programmé des pratiques relatives à l’épandage. En effet, l’épandage des boues d’épuration fait l’objet d’une vaste controverse qui met en avant les risques sanitaires et environnementaux qu’elle engendrerait sur les sols agricoles. Au sein de notre région, cette pratique est réalisée de manière non règlementaire. En Corse, les acteurs locaux semblent avoir optés pour la solution du compostage en vue de valoriser la production de boues d’épuration. En effet, près des 2/3 du tonnage annuel en MS de boues sont actuellement valorisés via cette filière. Le processus de compostage équivaut à une fermentation aérobie, faisant intervenir une multitude de micro-organismes. Cette filière de compostage, au même titre que l’épandage, a connu une forte expansion de son activité mais semble avoir des failles et des limites : problèmes de mauvaises odeurs ; règlementation de plus en plus exigeante ; et enfin surproduction de compost invendable aux vues de la demande. Une autre solution pourrait présenter des atouts supérieurs : la méthanisation avec production d’électricité et de chaleur par cogénération. Cette production d’énergies passe obligatoirement par la valorisation du biogaz produit par ce système. En effet, le biogaz est un mélange contenant principalement du méthane (50 à 70%) et du dioxyde de carbone Du fait d’une forte concentration en méthane, le biogaz est un bon fournisseur d’énergie (1m3 de biogaz a un pouvoir calorifique de 6 kWh soit l’équivalent de 0,6 l de fuel). Pour produire de l’électricité, le processus de méthanisation doit être couplé à un moteur à cogénération ou à plusieurs microturbines. EDF a alors l’obligation de racheter l’électricité produite à un prix se situant entre 11 et 14 centimes d’euros/kwh., Après 15 ans, le rachat du kwh produit se fait aux taux proposés par EDF. En Corse, seulement une station d’épuration est équipée d’un digesteur couplé en série à cinq microturbines, produisant de la chaleur et de l’électricité par cogénération : La station de traitement des eaux usées de Campo Dell’Oro à Ajaccio. Ce procédé de valorisation énergétique pourrait être amélioré via le remplacement à terme, des microtubines par un moteur à cogénération. Une AMCDP a notamment permis de surclasser cette technologie vis-à-vis des microturbines, beaucoup moins efficaces en termes de rendement mais aussi de fonctionnement. L’équipement des stations d’épuration de plus fortes capacités en Corse, de digesteurs associés à un moteur à cogénération pourrait être une solution durable à la problématique de la valorisation énergétique des boues
Sludge quality is directly related to the quality of of these processing steps present in a water treatment plant. In terms of treatment and disposal of sludge, we observe on the part of local actors, a willingness to permanent and lasting abandonment of the sector 'deposit in storage centre'', given a regional plans and regulations (including the PREDIS Corsica), increasingly demanding in terms of valuations of industrial and special waste. We also observe a gradual and planned abandonment of practices for spreading. Indeed, the spreading of sewage sludge is the subject of widespread controversy which highlights the health and environmental risks it would lead to agricultural soils. In our region, this practice is not carried out regulatory manner. In Corsica, the local actors seem to have opted for the solution of compost to enhance the production of sewage sludge. Nearly 2/3 of the annual tonnage MS sludge is currently valued via this pathway. The composting process is equivalent to an aerobic fermentation involving a multitude of microorganisms. This composting stream, as well as spreading, experienced strong expansion of its business but seems to have flaws and limitations: problems with odors; regulatory increasingly demanding; and finally overproduction unsaleable compost to the views of the application.Another solution could present higher advantages: anaerobic digestion with production of electricity and heat from cogeneration. . This energy production go through the biogas produced by this system. Indeed, the biogas is a mixture containing mostly methane (50 – 70 %) and carbon dioxide. Due to a high concentration of methane, biogas is a good energy supplier (1m3 biogas has a calorific value 6 kWh equivalent to 0.6 liters of fuel). To generate electricity, the anaerobic digestion process must be coupled to an engine cogeneration or several microturbines. EDF has the obligation to purchase electricity at a price ranging between 11 and 14 euro cents/kwh. After 15 years, the redemption of the kwh produced is done at the rate offered by EDF.In Corsica, only a treatment plant is equipped with a digester coupled in series to five microturbines, producing heat and electricity cogeneration: The wastewater treatment plant at Campo Dell'Oro /Ajaccio. This energy recovery process could be improved with an eventual replacement of the microtubines by a cogeneration engine. An AMCDP allowed to outperform this technology towards microturbines, much less efficient in terms of performance.The equipment of the highest capacity treatment plants in Corsica, digesters associated with a cogeneration engine could be a lasting solution to the problem of energy recovery of sewage sludge

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Lachassagne, Delphine. "Devenir de micropolluants présents dans les boues d’épuration, du traitement à l’épandage agricole : Application aux micropolluants métalliques (Cd, Cu) et organiques (médicaments) issus du traitement biologique conventionnel d’effluents urbains ou hospitaliers." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0065/document.

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Les stations d’épuration constituent une voie majeure de dissémination des micropolluants minéraux et organiques dans l’environnement. De nombreux composés émergents ne sont pas totalement éliminés des eaux usées et sont transférés aux boues par sorption du fait de leurs propriétés physico-chimiques. Parmi ces composés, les résidus de médicaments doivent être suivis car ils peuvent avoir des effets indésirables sur les organismes une fois rejetés dans l’environnement. L’épandage des boues stabilisées sur les sols étant le procédé de valorisation le plus employé en France, le choix du traitement des boues en amont, permettant de réduire au maximum la dissémination des micropolluants constitue une question scientifique et technique fondamentale. Dans ce travail, le devenir de micropolluants métalliques (cadmium et cuivre) et de plusieurs médicaments (carbamazépine, ciprofloxacine, sulfaméthoxazole, acide salicylique, ibuprofène, paracétamol, diclofénac, kétoprofène, éconazole, aténolol et propranolol) a été étudié pour différents lots de boues urbaines (avec ou sans traitement par ozonation) et aussi de manière originale sur des boues provenant exclusivement du traitement d’effluents hospitaliers (station de SIPIBEL), au cours de leur traitement (épaississement puis stabilisation par compostage, chaulage ou digestion anaérobie). La méthodologie proposée a reposé sur la mise en relation : d’une part des coefficients de répartition de ces micropolluants entre les fractions soluble et particulaire (Kdsorption) dans la boue après chaque traitement de stabilisation ainsi que de leur potentiel de désorption (Kdésorption) avec d’autre part les propriétés des micropolluants et les caractéristiques des boues (composition biochimique et groupements fonctionnels). Cette mise en relation a abouti, grâce à une analyse statistique de type PLS à la proposition de modèles permettant de prédire les valeurs de Kdsorption et Kdésorption. Il a ainsi pu être démontré que le pH des boues ainsi que les groupements fonctionnels de type phosphorique dans la phase soluble et de type amine/hydroxyle dans la fraction particulaire des boues avaient une influence majeure sur le comportement de sorption des micropolluants organiques, de même que la masse molaire et la solubilité de ces derniers. D’autre part, ce travail a permis de montrer que l’ozonation des boues en amont des traitements de stabilisation s’est avérée efficace car elle a permis d’éliminer huit composés pharmaceutiques sur les onze étudiés. Pour tous les lots de boues, le sulfaméthoxazole a été biodégradé au cours de la digestion anaérobie. Les tests de désorption en batch effectués sur les boues après chaulage et digestion ont montré que les micropolluants dans les boues chaulées ont tendance à être plus facilement relargués qu’après digestion anaérobie. Enfin, l’étude de la disponibilité des micropolluants lors de l’épandage des différents lots de boues urbaines et hospitalières stabilisées sur des colonnes de sol à l’échelle du laboratoire a montré que l’ibuprofène, l’acide salicylique, le diclofénac et le paracétamol étaient les seuls composés détectés dans les phases lixiviées des sols amendés, ce qui traduit une faible mobilité des autres composés dans le sol
Wastewater treatment plants represent the main transfer pathways for micropollutants to enter the environment. Emerging contaminants are not totally eliminated and are transferred to the sludge by sorption process due to their physico-chemical properties. Among them, pharmaceutical compounds are of a great concern because of their potential adverse effects to ecosystems. As sludge landspreading is the main process of valorization employed in France, the choice of the kind of sludge stabilization treatment able to reduce the amount of micropollutants is crucial. In this work, the fate of trace metallic elements (cadmium and copper) and pharmaceutical compounds (carbamazepine, ciprofloxacin, sulfamethoxazole, salicylic acid, ibuprofen, paracetamol, diclofenac, ketoprofen, econazole, atenolol and propranolol) has been investigated in sludge from different origins: urban (with and without ozone oxidation treatment) and hospital, during their treatment (thickening and stabilization by composting, liming or anaerobic digestion). The methodology developed in this work consisted in connecting the partition coefficients of micropollutants (between the soluble and particulate fractions of sludge, Kdsorption) and their desorption potential (Kdesorption) with micropollutants physico-chemical properties and sludge characteristics (biochemical composition and functional groups). Statistical analysis leads to the determination of models able to predict Kdsorption and Kdesorption. Molecular weight and solubility of pharmaceutical compounds, sludge’s pH, phosphoric functional groups in the soluble phase and amine/hydroxyl groups in the particulate fraction of sludge had the main impact on the sorption behavior. Moreover the oxidation of sludge with ozone before stabilization was efficient to eliminate eight from eleven organic compounds. For all sludge samples, sulfamethoxazole was biodegraded during anaerobic digestion. Batch desorption tests showed that micropollutants were more easily desorbed in limed sludge compared to digested sludge. Finally, the study of micropollutants availability during stabilized urban and hospital sludge landspreading on laboratory soil columns revealed that ibuprofen, salicylic acid, diclofenac and paracetamol were the only compounds present in leachates. This means that the other pharmaceutical compounds exhibited a lower mobility in soil

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Mouzaoui, Mohamed Amine. "Caractérisation des régimes d'écoulement des boues résiduaires au cours du séchage thermique par agitation." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2019. http://www.theses.fr/2019EMAC0001.

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La production des boues résiduaires au niveau de l’Union Européenne ne cesse d’augmenter et devient un défi sociétal majeur. Pour réduire les volumes et faciliter la réutilisation de la matière organique, le séchage thermique est l’une des opérations les plus couramment mises en œuvre dans les stations d’épuration de grande capacité. Cependant le procédé reste énergivore : maîtriser la facture énergétique implique de contrôler les paramètres opératoires, parmi lesquels le temps de séjour, et donc la vitesse d’écoulement dans le sécheur. Contrôler le temps de séjour implique donc de connaître l’évolution des propriétés rhéologiques des boues au cours du séchage. Or, la littérature scientifique s’est avérée très peu documentée sur la caractérisation rhéologique des boues fortement concentrées, principalement en raison de difficultés techniques rencontrées pour effectuer les mesures telles que les fractures et l’évaporation lorsque les boues sont chauffées. Pour tenir compte de ces phénomènes perturbateurs, nous avons développé deux procédures expérimentales compatibles avec tous les rhéomètres rotatifs conventionnels. La première procédure dont le principe est basé sur la détermination de la surface réellement cisaillée, permet de corriger l’impact des fractures sur une gamme de déformations allant de 0 à 200 %. La deuxième procédure a pour objectif de limiter efficacement l’évaporation de l’eau jusqu’à 80 °C pendant au moins 2 h d’expérience. De plus, au-dessus de la limite de plasticité SiP =43 %, la boue étudiée devient un matériau granulaire-divisé. L’utilisation d’un rhéomètre à poudres, basée sur le principe de Jenike et classiquement utilisé dans les milieux granulaires, a ainsi été validée pour les plus fortes concentrations, notamment par la comparaison avec un rhéomètre classique. Ensuite, l’impact de la concentration sur la nature du comportement rhéologique a été évalué. Nous montrons qu’il existe 4 différents régimes dans la gamme de siccité allant de 2 à 48 %. Pour des siccités inférieures à 6 %, la boue est définie comme une suspension très diluée et son comportement rhéologique est dominé par les forces visqueuses (interactions physico-chimique et/ou hydrodynamique). Lorsque la siccité est dans la gamme 14-43 %, la boue ressemble à un matériau pâteux/plastique dont le comportement est régi par des forces frictionnelles qui se manifestent par l’apparition de la dilatance. Dans la gamme intermédiaire de siccité, 6-14 %, le comportement rhéologique de la boue est gouverné par une compétition entre les forces visqueuses et les forces de frictionnelles. Au delà de 43 %, la boue déshydratée de consistance granulaire se comporte comme une poudre cohésive. Nous démontrons que la relation entre les paramètres de type solide (comme la contrainte seuil) et la siccité peut être modélisée par un modèle composé d’une loi de puissance et d’une loi d’Eilers. La première composante domine dans le régime visqueux, la deuxième dans le régime frictionnel et aucune des deux composantes n’est dominante dans le régime intermédiaire. L'ensemble de ces résultats nous permet de construire un diagramme rhéophysique qui relie le comportement rhéologique de la boue à sa consistance
In EU, sludge production is increasing every year and is becoming a real challenge for the waste water treatment plants (WWTP). To reduce volumes and facilitate the reuse of organic matter, thermal drying is one of the most commonly used operations in large WWTP. Optimisation of the paddle dryer energy consumption can be obtained by an accurate control of the operating parameters, among which the residence time which is directly connected to the flow velocity in the dryer. Controlling the residence time implies the knowledge of the rheological parameters of sludge for total solid contents (TS) higher than 20 wt.% and their temperature dependency during drying. However, rheological measurements are difficult to perform at high TS as uncontrolled effects such as fractures and evaporation appear. Consequently, the obtained rheological measurements are not fully representative of a controlled state of the sludge.In this work, we show how to correct fractures impact with a well-controlled procedure allowing the exact determination of the surface really sheared in the range of strain 0-200 %, and so, of intrinsic rheological parameters. Moreover, we show how to control the evaporation of water at high temperatures, up to 80 °C, during at least 2 h of rheological measurements. These procedures are suitable for sludge having a pasty/plastic consistency and are compatible with any commercial rotational rheometer. Furthermore, above the plasticity limit TSP=43 wt.%, the studied sludge looks like a divided material that we characterize using a powder rheometer. The use of a powder rheometer, based on the Jenike principle and conventionally used in granular media, has been validated for the highest concentrations, in particular by means of a comparison with a conventional rheometer. Then, based on these procedures, the impact of concentration on the nature of sludge rheological behaviour has been investigated. We show the existence of 4 different regimes in the 2 48 wt.% TS range. Under 6 wt.% TS, the sludge is defined as a diluted suspension and the rheological behaviour is governed by viscous forces (physico-chemical and/or hydrodynamic interactions). When the TS content is higher than 14 but lower than 43 wt.%, the sludge looks like a pasty/plastic material and the behaviour is governed by frictional forces which manifested by the appearance of dilatancy. In the intermediate range of TS, that is 6-14 wt.%, the rheological behaviour is governed by a competition between viscous and frictional forces. Above 43 wt.%, the divided granular-like sludge behaves like a cohesive powder. We demonstrate that the relation between solid-like parameters (such as the yield stress) and the TS content can be modelled using a model combining a power and an Eilers laws. The power law dominates in the viscous regime, the Eilers law in the frictional regime and neither is dominant in the transitional regime. All of these results allowed us to propose a rheophysical scheme that links the rheological behaviour of the sludge to its consistency

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Ren, Baiming. "Transforming alum sludge into value-added products for various reuse." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2019. http://www.theses.fr/2019EMAC0002.

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La forte augmentation de la population mondiale entraîne une demande croissante en eau potable. La production d'eau potable est accompagnée par la génération de résidus du traitement de l'eau dont la boue d'aluminium qui est donc largement disponible mondialement. Ce travail se concentre sur l'identification des différentes voies de valorisation des boues d'aluminium afin de les réutiliser dans le domaine de l’environnement. Deux sources de boues d'aluminium, collectées en France et en Irlande, ont été étudiées dans divers domaines d’application en fonction de leurs caractéristiques. Tout d'abord, les boues d'aluminium ont été utilisées en remplacement d’une partie de l'argile dans la fabrication des briques, en incorporant différents pourcentages de boues d'aluminium et à différentes températures. Les briques résultantes ont été caractérisées et les résultats ont montré que les briques composées de boues d'aluminium et d'argile sont conformes aux « normes européennes et irlandaises » et démontrent ainsi le potentiel pour une application industrielle des boues d'aluminium dans la fabrication de briques en terre cuite irlandaises. Dans un second temps, les boues d’aluminium ont été utilisées comme adsorbant des polluants présents dans l’agriculture. Le glyphosate est un ingrédient actif dans les pesticides utilisés massivement dans l'agriculture irlandaise et représente une problématique environnementale. La boue d’aluminium et la tourbe irlandaise ont été comparées pour l’élimination du glyphosate lors de tests en pot à l’échelle laboratoire. Les résultats ont montré que la boue d’aluminium permet d’éliminer le glyphosate à plus de 99% et réduire les niveaux de DCO. Cet aspect scientifique a permis d’être dans la sélection des adsorbants possibles pour le traitement des eaux usées agricoles en Irlande. Le co-conditionnement et la déshydratation des boues de station d’épuration avec des boues d’aluminium liquides ont également été étudiés. Pour cela, le Jar test a été effectué sur des boues issues d’une station de traitement des eaux française. Les résultats ont montré que le rapport optimal de mélange des boues est de 1:1 (boues d’épuration : boues d’aluminium). Ainsi, la quantité de polymère utilisée peut être diminuée de 14 fois par rapport aux technologies actuelles. Cette approche a permis de montrer la possible valorisation des boues d’aluminium comme un moyen durable et technique permettant ainsi l’élimination des boues localement pour une même station de traitement des eaux. Une autre voie de valorisation des boues d’aluminium comme adsorbant pour la purification des gaz a été étudiée lors d’expériences d’adsorption de H2S dans un réacteur à lit fixe dans différentes conditions expérimentales. Les données expérimentales d’adsorption du H2S ont été modélisées à l'aide de modèles empiriques basés sur la cinétique des processus d'adsorption. Les résultats ont montré que les boues d'aluminium sont un adsorbant efficace pour l'élimination du H2S (capacité de 374,2 mg H2S / g solide) et que des mécanismes mis en jeu sont l'adsorption dissociative et l'oxydation. Les coefficients de transfert de masse globaux ont également été calculés et pouvant ainsi être utilisés pour la prédiction. Enfin, les gâteaux de boues d'aluminium ont été réutilisés pour la purification simultanée d’H2S et le traitement des eaux usées. Les résultats ont montré la capacité de cet adsorbant pour éliminer tout le H2S présent avec une grande efficacité d’élimination de la DCO, TN et TP. Ainsi, il a été démontré la valorisation des boues d’aluminium en tant qu’adsorbant pour une purification du H2S simultanée avec le traitement des eaux usées
The production of drinking water always accompanied by the generation of water treatment residues (WTRs). Alum sludge is one of the WTRs, it is an easily, locally and largely available by-product worldwide. This work focuses on the identification of different ways to valorize the alum sludge for environmentally friendly reuse. Two alum sludges collected from France and Ireland have been reused in various fields as a function of their characteristics. Firstly, alum sludge was used as a partial replacement for clay in brick making, by incorporating different percentages of alum sludge and calcined at different temperatures (range from 800 to 1200 °C). The resultant bricks were tested for compression, Loss on Ignition, water absorption, appearance, etc. Results show that alum sludge-clay bricks have met the “European and Irish Standards” and demonstrated the huge industrial application potential for alum sludge in Irish clay brick manufacturing. Glyphosate is an active ingredient in pesticide which is massive employed in agriculture. Alum sludge and Irish peat were compared for glyphosate removal in pot tests, results show that alum sludge present significant glyphosate removal capacity (>99 %) and could reduce the level of Chemical Oxygen Demand (COD). It provided a scientific clue for sorbents selection when considering the agricultural wastewater treatment in Ireland and to maximize their value in practice. The co-conditioning and dewatering of sewerage sludge with liquid alum sludge was also investigated in Jar-test based on the case analysis of a water industry in France. Results show that the optimal sludge mix ratio is 1:1, the use of the alum sludge has been shown to beneficially enhance the dewaterability of the resultant mixed sludge, and highlighting a huge polymer saving (14 times less than the current technologies) and provided a sustainable and technical sludge disposal route for the local water industry. The use of alum sludge as a sorbent for gas purification was studied by H2S adsorption experiments in a fixed-bed reactor with various operating parameters. The experimental breakthrough data were modeled with empirical models based on adsorption kinetics. Results show that alum sludge is an efficient sorbent for H2S removal (capacity of 374.2 mg/g) and the mechanisms including dissociative adsorption and oxidation were proposed. Moreover, the overall mass transfer coefficients were calculated which could be used for the process scaling up. Finally, alum sludge cakes were reused in the novel aerated alum sludge constructed wetland (CW), which were designed for simultaneous H2S purification and wastewater treatment. Results show that H2S was completely removed in the six months’ trials, while the high removal efficiencies of COD, total nitrogen (TN), total phosphates (TP) were achieved. Thus, a novel eco-friendly CW for simultaneous H2S purification and wastewater treatment was developed. In the different approaches and process considered, in particular it was put in investigating and describing the mechanisms involved. Overall, this work demonstrated alum sludge could be a promising by- product for various novel beneficial reuse rather than landfilling and provided a “Circular Economy” approach for WTRs management

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Burbery, Lee Francis. "Reactive single-well tests for determination of natural attenuation rates." Thesis, Lancaster University, 2004. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.428753.

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Carvalho, Leslie Bosco. "Protein adsorption on powdered activated carbon." Thesis, Imperial College London, 2004. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.415009.

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Akram, Aurangzeb. "Stability and performance improvement of a submerged anaerobic membrane bioreactor (SAMBR) for wastewater treatment." Thesis, Imperial College London, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.438966.

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Hudson, James Ronald. "The development of mode of action biosensors for the waste water industry." Thesis, Imperial College London, 2003. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.408846.

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Hu, Alan Yung-Chih. "Anaerobic in-tank membrane bioreactor for wastewater treatment." Thesis, Imperial College London, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.414422.

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Duckhouse, H. L. "The effect of sonication at different frequencies on microbial disinfection using hypochlorite." Thesis, Coventry University, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.436296.

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El-Sheikh, Amjad Hussein. "Preparation, characterisation and some potential water treatment applications of activated carbon produced from Jordanian olive stones." Thesis, Coventry University, 2004. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.400790.

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Simm, Andrew Oliver. "The electrochemical detection of arsenic." Thesis, University of Oxford, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.433323.

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Dennis, Mark. "Synthesis of calix[4]arenes and their use in sensors." Thesis, Bangor University, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.443648.

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Brougham, Kate. "Aluminium smelting : the toxicity, scale and longevity of fluoride pollution in the environment." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2011. http://hdl.handle.net/10443/1555.

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The release of fluoride from the production of aluminium, and the subsequent impacts of deposition in the environment, is well documented (Weinstein and Davison, 2004). However, changes are occurring within the industry, driven by technological advances and growth in global manufacture, which have the potential to alter the impact of the aluminium industry on the environment. There needs to be a better understanding of the toxicity of Sodium hexafluoroaluminate (cryolite, Na3AlF6), the impact of modern operating procedures on the release of particulates in to the environment, and finally, an investigation of the longevity of fluoride concentrations in vegetation from industrial pollution once emissions cease (EU, 2008). The toxicity of cryolite exposure to 1st and 3rd instar Diamondback moth larvae (Plutella xylostella (L), Lepidoptera: Plutellidae) was studied through a series of bioassays. There were inter-stage variations in both the lethal and sub-lethal responses to cryolite, whereby low mortality corresponded with high sub-lethal effects and vice versa. A dose-related response threshold was observed in both instars indicating that the physical nature of cryolite plays a role in the toxic mode of action. The comparative toxicity of cryolite from the pot-rooms of Lynemouth smelter and pesticide Kryocide© (Cerexagri, Inc) was investigated along with the role of particle size and the purity of the cryolite particulate in the mode of action. Although both physical and chemical factors played a role in toxicity, these factors formed a hierarchy and the mode of action had a significantly over-riding chemical grounding. Dust samples were collected from the vicinity of Lynemouth smelter for a period of 10 months in order to quantify the impact of modern aluminium production on the environment. Although the volumes of dust collected at any one site were lower than the European Community Short Term Ambient Guideline Concentration of Particulate Matter, dust deposition corresponded with aluminium production rates at the smelter showing that, despite Better Available Technology at the smelter, modern aluminium production still impacts on the environment. When Anglesey Aluminium Metals Ltd ended its operations in September 2009, it created a unique opportunity to assess the long-term impacts of fluoride pollution on the environment. Samples of soil, leaves and lichens were collected to monitor the changes in fluoride content over a 15 month period. The results showed that fluoride contamination of vegetation from industrial processes had a short-term impact once emissions ceased and that mineral-based soils had limited potential as contaminating sources for plant uptake. The mode of action of cryolite toxicity and the impact of waste disposal and fugitive release of cryolite in to the environment are discussed.

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Heidrich, Elizabeth Susan. "Evaluation of microbial electrolysis cells in the treatment of domestic wastewate." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2012. http://hdl.handle.net/10443/1469.

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Wastewater can be an energy source and not a problem. This study investigates whether rapidly emerging bioelectrochemical technologies can go beyond working in a laboratory under controlled temperatures with simple substrates and actually become a realistic option for a new generation of sustainable wastewater treatment plants. The actual amount of energy available in the wastewater is established using a new methodology. The energy is found to be considerably higher than the previous measurement, or estimates based on the chemical oxygen demand with a domestic wastewater sample containing 17.8 kJ/gCOD and a mixed wastewater containing 28.7 kJ/gCOD. With the energy content established the use of bioelectrochemical systems is examined comparing real wastewater to the ‘model’ substrate of acetate. The abundance of exoelectrogenic bacteria within the sample, and the acclimation of these systems is examined through the use of most probable number experiments. It is found that there may be as few as 10-20 exoelectrogens per 100 mL. The impact of temperature, substrate and inoculum source on performance and community structure is analysed using pyrosequencing. Substrate is found to have a critical role, with greater diversity in acetate fed systems than the wastewater fed ones, indicating that something other than complexity is driving diversity. Laboratory scale microbial electrolysis cells are operated in batch mode fail when fed wastewater, whilst acetate fed reactors continue working, the reasons for this are examined. However a pilot scale, continuous flow microbial electrolysis cell is built and tested at a domestic wastewater treatment facility. Contrary to the laboratory reactors, this continues to operate after 3 months, and has achieved 70% electrical energy recovery, and an average 30% COD removal. This study concludes that wastewater is a very complex but valuable resource, and that the biological systems required to extract this resource are equally complex. Through the work conducted here a greater understanding and confidence in the ability of these systems to treat wastewater sustainably has been gained.

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Hall, Samuel Clelland. "The removal of fuel oil compounds from groundwater for potable supply." Thesis, University College London (University of London), 2005. http://discovery.ucl.ac.uk/1444438/.

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This study was a joint project between the Environmental Engineering Group of the Department of Civil and Environmental Engineering - University College London and Anglian Water. The project was funded by an EPSRC CASE studentship (award No. 00800074) with Anglian Water. Cases of fuel oil contamination of groundwater are common throughout the world. The leakage of above and below-ground fuel storage tanks pose a significant threat to groundwater and in some cases potable water supply (PWS) boreholes. Although in-situ remediation methods are fundamental to a remediation strategy and can remove large amounts of hydrocarbon contamination, practical steps must sometimes be taken at PWS boreholes down- gradient of the contamination source to protect the supply. This study details the optimisation of a modular post-abstraction remediation system incorporating air-stripping and granular activated carbon (GAC) technologies. Emphasis throughout the experimental phase of the study is placed on methyl-tertiary-butyl-ether (MTBE) and benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX) compounds. MTBE and BTEX compounds represent those most likely to reach the borehole after a contamination event, and also those which pose the greatest risk to human health. Stringent remedial targets were implemented, based upon world-wide drinking water standards. For benzene the remedial target was 1 ig/L and for MTBE the remedial target was 5pg/L. Utilising high performance stainless steel structured packing with air-to-water ratios ranging from 9 - 86, air-stripping removal efficiencies for MTBE ranged from 20 - 89%, whilst removal efficiencies for benzene ranged from 52 - 90%. The results of the study suggested that the removal efficiency of MTBE was dependent upon the air-to-water ratio, whilst the removal efficiency of benzene was independent of the air-to-water ratio. Utilising F400 GAC, the total adsorptive capacity for MTBE was 3.45 mg/g, whilst the adsorptive capacity for benzene was 2.72 mg/g. However, the general results suggested that benzene was adsorbed much more readily than MTBE. Utilising F600 GAC, the total adsorptive capacity for MTBE was 1.45 mg/g, whilst the adsorptive capacity for benzene was 1.96 mg/g.

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Alenezi, Ibrahim. "Salinity gradient solar ponds : theoretical modelling and integration with desalination." Thesis, University of Surrey, 2012. http://epubs.surrey.ac.uk/745998/.

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Solar thermal energy generated by a salinity gradient solar pond (SGSP) is one of the most promising techniques for providing heat for desalination and other applications. A solar pond is a unique, free-energy-source system for collecting, converting and storing solar energy. Saudi Arabia is one of the most solar-radiation abundant countries on the planet, but the region also has limited water resources. Studying the thermal behaviour of a SGSP under Saudi Arabian conditions for heat generation for a thermal desalination application is the aim of this study. An empirical equation is developed and a Matlab script is programmed to calculate hourly-averaged daily solar radiation (from sunrise to sunset). The results are validated through NASA's 22-year-average data for solar radiation. Mathematical models are developed to describe and simulate the thermal behaviour of a SGSP. The results are compared with a SGSP in Kuwait; the results of the steady state model are sufficiently close to the measurements. The efficiency of a solar pond depends on the salt gradient stability in the middle non-convecting zone, and the diffusion and erosion of these salt layers are considered in this study. The proposed SGSP in Riyadh, Saudi Arabia, has an area of 100 x 100m2, and the predicted temperature of the storage zone is about 100De. Higher temperatures can be reached through improved insulation and covering the surface. Additionally, an SGSP in a cold climate is suggested to compare with and test our model. The University of Surrey SGSP exceeded 80De. This renewable and sustainable heat source can be employed in desalination; the energy cost of desalinated water constitutes over 50% of operating costs. The heat removal process from the solar pond is investigated, and coupling the proposed solar pond with a Multi-Effect Evaporator (MEE) is described; the effects of various factors on the SGSP-MEE coupling are studied.

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Al-Attar, I. S. "The effect of pleating density and dust type on performance of absolute fibrous filters." Thesis, Loughborough University, 2011. https://dspace.lboro.ac.uk/2134/8814.

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The importance of clean air to the well-being of people and for the protection of industrial equipment has highlighted the critical role of air filter performance. The objective of this thesis is to study the filter performance characteristics namely; the pressure drop and the fractional efficiency of standard full scale (592x592x400 mm) mini-pleated HEPA absolute fibrous filters. Accurate filter performance prediction plays a significant role in estimating the lifetime of filters and reducing energy and maintenance operating costs. To ensure the appropriate filter selection has been made for a specific application, filter design must be further investigated to include pleat count and its corresponding surface area. The investigations undertaken in this work were based on using standard SAE coarse and fine dust. This guaranteed that the results would be applicable globally irrespective of the geographical location or the field of application of the filtration technology. However, the performance of air filters used in gas turbine and HVAC applications tend to deviate from that predicted by laboratory results using standard air dust. This is especially true in regions known to have dust with characteristics deviating from that of standard dust, such as in Kuwait. Therefore, as part of this thesis, the Kuwaiti atmospheric dust has been characterized both chemically and physically in order to investigate the possible impact of these characteristics on the results of the filter performance. It transpired, however, that the characteristics of dust with extreme properties, represented in this case by Kuwaiti dust, fell between those of the characteristics of the two standard types of dust, namely, SAE coarse and fine dust. This finding, therefore, provides additional confidence in the generality of the results pertaining to the filter performance. The work investigated the effects of ten different flow rates ranging from 500 to 5000 m3/h with increment of 500 m3/h. The four different pleating densities used to construct the filter were 28, 30, 32 and 34 pleats per 100mm. This experimental work was conducted while keeping other parameters such as filter media class unchanged. Pleating density may play a major role in achieving the optimum pressure drop and the required efficiency expected from such a filter. Such optimization was expected to ii facilitate design alternatives supported by experimental results. A testing facility located in Limburg Germany at the EMW Filtertechnik GmbH was used for this testing. Two different particle size counters were used to cover a considerable particle size range. The results of the particle counter with size range of: 0.065 – 0.9 μm was used for the analysis since it covered the study of the Most Penetrating Particle Size (MPPS) with respect to the filter pleat density and face velocities. This experimental work involved testing ten industrial full scale HEPA filters, which were divided into three groups. The first two Groups (Group A and B), each consisted of four filters manufactured with different pleat densities of 28, 30, 32 and 34 pleat per 100 mm. The third Group C consisted of two filters; the first filter had horizontal pleat orientation while the second pleats were oriented vertically. Both filters in Group C had a pleat density of 28 pleat per 100 mm. Filters of Groups A and B were challenged with SAE coarse and fine dust, respectively. In the case of filters of Group C, only the initial pressure drop and efficiency measurements were conducted. This experimental work has highlighted the underlying reasons behind the reduction in filter permeability due to the increase of face velocity and pleat density. The reasons which led to surface area losses of filtration media are due to one or combination of the following effects: pleat crowding, deflection of the entire pleated panel, pleat distortion at the corner of the pleat and/or filtration medium compression. The experimental data for fractional efficiency were fitted using a modified Lee and Liu [1982a] model. The proposed modified model was verified to show a good agreement with the experimental results. It is evident from entire array of experiments that as the particle size increases, the efficiency decreases until the MPPS is reached. Beyond the MPPS, the efficiency increases with increase of particle size. The MPPS shifts to a smaller particle size as the face velocity increases and the pleating density and orientation did not have a pronounced effect on the MPPS. The second part of this experimental work involved the dust loading process which showed a higher efficiency and pressure drop response of SAE fine dust when compared to SAE coarse dust. Increasing the mass of dust loads and flow rates have a significant effect on the filter efficiency while the effect of varying pleating density was negligible. Throughout this study, optimal pleat count which satisfies both initial and dust loaded pressure drop and efficiency requirements may not have necessarily existed. This experimental work has also suggested that a valid comparison of the pleat densities iii should be based on the effective surface area which participates in the filtration action and not the total surface area the pleat density provides. The work in this thesis has presented novel contribution in four aspects. Firstly, the full scale nature of the experiments resulted from using full scale standard industrial size HEPA filters constructed in V-shape banks cartridge in all the tests. Secondly, a novel explanation of when the surface area losses become a dominant factor in the filter permeability reduction. Thirdly, the discovery of the fact that increasing the pleating density could be counterproductive in terms of effective filtration surface area and filter permeability. Finally, the work has proposed new design alterations for maintaining effective surface areas. All design improvements are currently under review as they might require developmental work and investigation prior to any possible future implementation.

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Villarreal-Chiu, J. F. "Organic phosphonate metabolism by marine bacteria." Thesis, Queen's University Belfast, 2012. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.557849.

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Анотація:

Phosphonates are a family of organophosphorus compounds characterized by the presence of a carbon- phosphorus bond. This bond provides greater chemical stability compared with analogous compounds containing the more reactive carbon-oxygen-phosphorus linkage (Quinn et al., 2007). Hence, it is important to consider their accumulation in the environment and possible toxic threat to ecosystems. This study explored the distribution ofphosphonate metabolic pathways among sequenced microorganisms and their prevalence and occurrence in the environmental metagenomic database using bioinformatic tools. Experiments carried out on a number of marine representative strains confirmed the capacity of their predicted phosphonate catabolic enzymes to utilize phosphonates for bacterial growth when supplied as phosphorus and to some extent, as nitrogen sources. The bacterium Roseovarius nubinhibens ISM was able to . produce methane through the aerobic degradation of methylphosphonate even in the presence of Pi concentrations up to 7.5mM. Also, this strain exhibited the unique characteristic of producing both polyhydroxybutyrate and polyphosphate concurrently as result of nutritional stress through either phosphorus or nitrogen limitation. Haloquadratum walsbyi was confirmed to be the only known archaeon to possess a phosphonate degradation pathway, and experiments confirmed the capability of this strain to consume phosphonates 2AEP, MPn and glyphosate as phosphorus sources.

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Salameh, Yousef. "Arsenic removal from wastewater using dolomitic sorbents." Thesis, Queen's University Belfast, 2012. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.579772.

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Анотація:

Dolomite and charred dolomite have been evaluated for use in the removal of dissolved arsenic anions (arsenate and arsenite) from wastewaters. Experimental equilibrium isotherm investigations, kinetic experiments and fixed-bed column experiments have been used to assess the uptake from a wide range of aqueous arsenic solutions, employing both dolomite and thermally processed (charred) dolomite. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, FTIR analysis, Zetasizer (size analysis), mercury porosimetry and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) have been utilized to aid in the evaluation of the dolomitic materials as adsorbents. Equilibrium experimental data have been analyzed using Langmuir, Freundlich, Henry and Redlich-Peterson isotherm models. Kinetic data have also been analyzed using elementary first and second reaction models and an intra particle diffusion model. The data from the models have been used to help determine the mechanism of arsenic removal. Dolomite and its thermally activated dolomites have shown potential as a cost effective material for use in the removal of arsenic from drinking water. Modifying the surface of the dolomite by charring, helped to overcome obstacles encountered with the adsorption of arsenic onto raw dolomite. The charred dolomite shows significant potential in removing As (III) from aqueous solutions and has been shown to operate effectively under a wide pH range. The thesis provides evidence for ion exchange, adsorption and precipitation mechanisms, to account for the removal of arsenic from aqueous solutions using dolomite and charred dolomite.

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Lan, Bingyan. "Treatment of industrial cork boiling water by ozonation and advanced oxidation." Thesis, University of Nottingham, 2008. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.493119.

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Анотація:

The high concentration of organics, their toxic nature and possibly low pH levels restrict the application of biological treatments or traditional physicochemical treatments to cork boiling water. Highly efficient wastewater treatment intended for the reduction of contaminants levels is therefore required if the liquor is to be reused in the boiling stage or to be purified to meet the public waste limits before disposal.

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Li, Bo. "Non-mechanical pumping force of electroosmosis flow and its applications in porous media." Thesis, University of Nottingham, 2013. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.605584.

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Анотація:

The electrokinetic phenomena related to electroosmosis flow and nonmechanical forces in the micro and nano-scaled porous media have been investigated over a few years with attention on the flow pattern and micro scale application. Particularly, electroosmosis forces have been alternatively applied to create non-mechanical driving force to deliver fluids and specific mass species. In the present research work, it is aimed to examine the feasibility of scalingup a micro and nano-scale phenomena in order to employ its special flow pattern to a much larger scale application such as dehumidification industry .. The electrokinetic phenomena in microscopic world is thoroughly investigated both theoretically and experimentally. The key characteristics of electroosmosis flow is analysed based on the electric double layer (EOL) theory and its stretchy theories. Particularly, electroosmosis flow in specific geometry is investigated in micro and nanoscopic in order to command essential characters of flow for manipulating them in porous media. Therefore, the Lattice Boltzmann Method (LBM) is used on purpose to simulate electroosmosis flow in 20 porous model. It is approved that the particles size and porosity of the model play critical roles to generate electroosmosis force at interface. It also approves that electroosmosis force provides much more advantages than mechanical pumping in micro and nanoscale not only because of increasing the surface to volume ratio but also because of the simultaneous actions of all mass contents under external electric forces. The three stages experimental work demonstrates that applicable desiccant porous material has recorded electroosmosis performance in three different sized testing system. Six types of traditional solid desiccant powders from conventional dehumidification industrial applications are tested and identified on purpose in first stage measurement and selection. Then two selected desiccant are tested and compared in an optimised system. The accurate data of electroosmosis flow rate is recorded by advanced micro flow metre. Lastly, the scaling-up modules with selected desiccant material is configured into real air conditioning system for prototyping the research work. The prospects of application regarding to the energy saving and system ;1 il reliability are analysed by applying electroosmosis dehumidification unit into various locations in the real air handling units. ii

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Alataway, Abed. "Suitability of waste water for irrigation in Saudi Arabia : analysis of public perceptions and quantitative microbial risk assessment." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2012. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.601759.

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Анотація:

Wastewater reuse for irrigated practice is un alternative solution in which food production can be improved especially in the arid-region where freshwater resources are often limited However; the potential public health risk associated with wastewater reuse remain a major concern. as well as public perceptions towards wasteater. This research was conducted in two main agricultural cities within the Saudi Arabia

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Moloney, Shane Richard. "The design, build and preliminary testing of a ballast water treatment plant prototype." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2012. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.580318.

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Анотація:

Ballast water is indispensable for maritime trade as it is required to operate ships successfully and safely through its various evolutions over the course of a voyage. Ships taking on ballast water also take on the marine organisms present in the water such as phytoplankton, zooplankton and micro organisms. It is estimated that 10 billion tonnes of ballast water is transferred around the world annually and ballast water has been identified as one of the key vectors for the introduction of non-indigenous species The introduction of non-indigenous species can have critical economic, industrial, human health and ecological consequences. Invasive aquatic species are classified as one of the four greatest threats to the world's oceans. The preferred solution is to treat or manage the water itself. The International Maritime Organisation's Ballast Water Management Convention details a performance standard to which ballast water must be treated to. The variability of seawater around the world (e.g. salinity, turbidity) as well as the organisms that are required to be inactivated makes achieving this performance standard technologically challenging. The primary aim of the European Union, Framework Programme 6 funded Sustainable Ballast Water Treatment Plant (BaWaPla) project was "To provide a safe, economically viable, and technically competitive alternative for onboard ballast water management". The concept was to create a hybrid treatment plant utilising filtration, ultraviolet light and an electrochemically generated chlorine based active substance. To investigate the feasibility of the system concept a prototype was developed and tested. The development of the design was aided by the application of engineering design methods. These methods guided the decision making process and made the reasoning behind these decisions traceable. 3-dimensional surface modelling software was used to develop the engineering design, and to reduce the time required for design and construction. The prototype was tested to measure its biological efficacy. The electrochemical system was not included in these tests. Testing was conducted using sea water from the North Sea to mimic the conditions encountered by ships pumping ballast water on board. The results of the tests were inconclusive primarily due to the low number of organisms present in the water. This is believed to be a result of the tests being conducted in winter. However, the data and subsequent statistical analysis indicate that the treatments have an effect on the organisms present and encourage further testing.

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