Les filtres à sable sont couramment utilisés dans le traitement de l’eau potable et peuvent éliminer efficacement les solides en suspension, les matières organiques et les micro-organismes de l’eau de source. Au cours du processus, les particules et les microbes peuvent se fixer aux sables filtrants et développer un biofilm épais dans les filtres à sable rapides et lents. Pour éviter le colmatage et restaurer l’efficacité de l’élimination des polluants, un lavage à contre-courant à l’air, à l’eau ou une combinaison des deux est généralement requis pour les filtres à sable.
Cependant, le rétrolavage peut induire une perte de biomasse, diminuant ainsi l’efficacité d’élimination des polluants des filtres à sable. Les filtres à sable lents, dont les temps de contact à lit vide (EBCT) sont généralement supérieurs à une heure, ont une efficacité d’élimination des micropolluants plus élevée que les filtres à sable rapides, cependant, leurs problèmes de colmatage sont plus graves.
Les filtres à sable lents peuvent éliminer une fraction du carbone organique dissous, de l’ammonium et du manganèse par transformation et dégradation microbiennes. De plus, des preuves récentes suggèrent que certains micropolluants organiques peuvent être éliminés par des filtres à sable, ce qui est au moins en partie attribué au biofilm formé dans les sables filtrants.
En raison de l’adsorption limitée des micropolluants sur le sable, la biodégradation des micropolluants par les populations microbiennes indigènes est le mécanisme d’élimination le plus crucial des micropolluants dans les filtres lents à sable. Lors du rétrolavage, l’eau et l’air utilisés peuvent augmenter le volume du média filtrant, et ainsi décaper et éliminer le biofilm des sables filtrants. Par conséquent, la formation de biofilm se produit périodiquement dans le filtre à sable lent, et la dynamique de la communauté microbienne est cruciale pour l’élimination des polluants dans le filtre à sable après le lavage à contre-courant. Cependant, peu d’études se sont concentrées sur la dynamique des communautés de biofilms microbiens après le lavage à contre-courant.
Pour résoudre ce problème, le Dr Yaohui Bai de l’Académie chinoise des sciences et les membres de son équipe ont travaillé ensemble pour révéler la dynamique temporelle à la fois de la concentration des micropolluants et de la communauté microbienne après le rétrolavage et pour indiquer les intervalles optimaux pour le rétrolavage des filtres à sable lents. pour éliminer les micropolluants. Ils ont mené une expérience en colonne en laboratoire pour suivre la dynamique et la résilience de la communauté microbienne du biofilm et l’élimination correspondante des micropolluants après un lavage à contre-courant avec des filtres à sable lents.
Deux types de matériaux filtrants, les filtres à sable de manganèse et de quartz, ont été utilisés pour comparer pleinement l’influence du lavage à contre-courant sur la communauté microbienne dans les filtres à sable lents sous deux temps de contact à lit vide (EBCT) différents. L’étude de l’équipe de recherche, intitulée « Impacts du lavage à contre-courant sur l’élimination des micropolluants et les processus d’assemblage microbiens associés dans les filtres à sable », est publiée en ligne dans Frontières des sciences et de l’ingénierie de l’environnement.
Dans cette étude, la dynamique temporelle de l’élimination des micropolluants et la composition de la communauté microbienne après le lavage à contre-courant ont été suivies, et les efficacités d’élimination de la caféine, du sulfaméthoxazole, de la sulfadiazine, du triméthoprime et de l’atrazine se sont progressivement rétablies en deux jours dans les deux filtres à sable à EBCT de deux heures, alors que des tendances à la baisse de la dégradation de la sulfadiazine et du triméthoprime ont été observées à l’EBCT de quatre heures. Après le lavage à contre-courant, l’efficacité d’élimination de l’aténolol dans le filtre à sable de manganèse a augmenté rapidement mais est restée à un niveau élevé (presque 100 %) dans le filtre à sable de quartz pour les deux EBCT.
De manière correspondante, la biomasse active récupérée en deux jours dans toutes les conditions. La composition de la communauté microbienne s’est progressivement rétablie au niveau de pré-lavage à EBCT de deux heures, et les microbes récupérés représentaient 82,76 % ± 0,43 % et 46,82 % ± 4,34 % dans les filtres à sable de manganèse et de quartz, respectivement, à EBCT de deux heures. En revanche, à quatre heures d’EBCT, la composition de la communauté dans les filtres à sable n’a pas retrouvé le niveau d’avant le rétrolavage (R Cette étude a exploré les variations de la dégradation des micropolluants et la dynamique temporelle de la communauté microbienne après le premier rétrolavage. Il est indiqué qu’un intervalle optimal de deux jours pour la récupération de l’élimination des micropolluants après le lavage à contre-courant ne devrait pas affecter le fonctionnement des filtres lents à sable avec un EBCT court Cela a approfondi notre compréhension de l’effet de la communauté des biofilms microbiens sur l’élimination des polluants dans le filtre à sable, et offre une nouvelle perspective pour l’élimination des polluants dans l’eau potable.
Plus d’information:
Donglin Wang et al, Impacts du lavage à contre-courant sur l’élimination des micropolluants et les processus d’assemblage microbiens associés dans les filtres à sable, Frontières des sciences et de l’ingénierie de l’environnement (2022). DOI : 10.1007/s11783-023-1634-z
Fourni par la presse de l’enseignement supérieur