| Titre de série : |
Mémoire Master d'ingénierie Infrastructures et Réseaux Hydrauliques |
| Titre : |
Modélisation de la minéralisation couplée a la déshydratation des boues sur les lits de séchage |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Gbangbo Rémis KONAN |
| Année de publication : |
2020 |
| Importance : |
101 p. |
| Langues : |
Français (fre) |
| Résumé : |
Les systèmes d'assainissement autonomes restent les principales solutions techniques pour la difficile gestion des excréta dans la plupart des pays en développement de l'Afrique subsaharienne. Parmi les options de traitement des grands volumes de boues de vidange, le système des lits de séchage apparaît comme un choix innovant avec des potentiels positifs pour une gestion efficace, en raison des faibles besoins en énergie, de la réduction des coûts d'exploitation et d'entretien, avec un faible impact sur l’environnement.
Des études antérieures sur la performance des lits de séchage se sont concentrées sur des paramètres tels que l'identification des espèces de macrophytes appropriées, la qualité des biosolides et celle du lexiviat pour la protection de l'environnement. Il y a peu de modèles mathématiques qui ont été établis pour expliquer la minéralisation et la déshydratation des boues. Les modèles existants ne sont pas tout à fait applicables au contexte du climat soudano-sahélien.
Notre travail a donc consisté à développer un modèle mathématique de minéralisation et de déshydratation des boues sur les lits de séchage. Sur la base de l'équation (différentielle) modélisant la minéralisation de la matière organique, nous avons déterminé l’expression de la matière organique dans le temps et l’espace, en utilisant les méthodes de résolution numériques. La vitesse de minéralisation a été déterminée comme étant une fonction de la température et l’humidité.. A partir de la vitesse de minéralisation, nous avons déterminé le taux de minéralisation qui a permis d’achever la résolution de l’équation différentielle modélisant la minéralisation.
Les simulations avec des données expérimentales obtenues à partir de la littérature ont montré que la vitesse de minéralisation est affectée par un facteur de multiplicité de 2,63 lorsque la température augmente de 10 ° C. La valeur de l'erreur quadratique (0,14) et de l'efficience du modèle (0,97) témoignent de la robustesse de cette partie du modèle.
Abstract : On-site Sanitation System (OSS) still remains the principal technical solution for the difficult excreta management situation in most developing countries of Sub-Saharan Africa. Amidst the various treatment options for the large volumes of faecal sludge generated by the OSS, Constructed Wetland (CWL) system appears as a novel technology with positive potentials for effective FS management due to the low energy requirements, reduced operation and maintenance costs, with little environmental impact. Previous studies on the optimisation of the CWL technology have generally focused on parameters such as identification of appropriate macrophyte species, biosolid and effluent quality while little is known of the metrics of dewatering and mineralization mechanisms. This study thus strains to develop a mathematical model for FS mineralization as a function of temperature and moisture content of the CWL system. There are few mathematical models that have been developed to explain the mineralization and dewatering of sludge. Existing models are not entirely applicable to the context of the Sudano-Sahelian climate. Our work consisted of developing a mathematical model of mineralization and dehydration of sludge on drying beds. On the basis of the (differential) equation modeling the mineralization of organic matter, we determined the expression of organic matter in time and space, using numerical resolution methods. The mineralization speed was determined as a function of temperature and humidity. From the mineralization speed, we determined the rate of mineralization that allowed us to complete the resolution of the differential equation modeling the mineralization. Simulation with experimental data from literature revealed a multiplication factor of 2.63 per every 10 °C change in temperature for the rate of FS mineralization. The squared error and efficiency of the simulations were determined to be 0.14 and 0.97 (97%) respectively, and thus reflecting the robustness of the temperature simulation model. |
Mémoire Master d'ingénierie Infrastructures et Réseaux Hydrauliques. Modélisation de la minéralisation couplée a la déshydratation des boues sur les lits de séchage [texte imprimé] / Gbangbo Rémis KONAN . - 2020 . - 101 p. Langues : Français ( fre)
| Résumé : |
Les systèmes d'assainissement autonomes restent les principales solutions techniques pour la difficile gestion des excréta dans la plupart des pays en développement de l'Afrique subsaharienne. Parmi les options de traitement des grands volumes de boues de vidange, le système des lits de séchage apparaît comme un choix innovant avec des potentiels positifs pour une gestion efficace, en raison des faibles besoins en énergie, de la réduction des coûts d'exploitation et d'entretien, avec un faible impact sur l’environnement.
Des études antérieures sur la performance des lits de séchage se sont concentrées sur des paramètres tels que l'identification des espèces de macrophytes appropriées, la qualité des biosolides et celle du lexiviat pour la protection de l'environnement. Il y a peu de modèles mathématiques qui ont été établis pour expliquer la minéralisation et la déshydratation des boues. Les modèles existants ne sont pas tout à fait applicables au contexte du climat soudano-sahélien.
Notre travail a donc consisté à développer un modèle mathématique de minéralisation et de déshydratation des boues sur les lits de séchage. Sur la base de l'équation (différentielle) modélisant la minéralisation de la matière organique, nous avons déterminé l’expression de la matière organique dans le temps et l’espace, en utilisant les méthodes de résolution numériques. La vitesse de minéralisation a été déterminée comme étant une fonction de la température et l’humidité.. A partir de la vitesse de minéralisation, nous avons déterminé le taux de minéralisation qui a permis d’achever la résolution de l’équation différentielle modélisant la minéralisation.
Les simulations avec des données expérimentales obtenues à partir de la littérature ont montré que la vitesse de minéralisation est affectée par un facteur de multiplicité de 2,63 lorsque la température augmente de 10 ° C. La valeur de l'erreur quadratique (0,14) et de l'efficience du modèle (0,97) témoignent de la robustesse de cette partie du modèle.
Abstract : On-site Sanitation System (OSS) still remains the principal technical solution for the difficult excreta management situation in most developing countries of Sub-Saharan Africa. Amidst the various treatment options for the large volumes of faecal sludge generated by the OSS, Constructed Wetland (CWL) system appears as a novel technology with positive potentials for effective FS management due to the low energy requirements, reduced operation and maintenance costs, with little environmental impact. Previous studies on the optimisation of the CWL technology have generally focused on parameters such as identification of appropriate macrophyte species, biosolid and effluent quality while little is known of the metrics of dewatering and mineralization mechanisms. This study thus strains to develop a mathematical model for FS mineralization as a function of temperature and moisture content of the CWL system. There are few mathematical models that have been developed to explain the mineralization and dewatering of sludge. Existing models are not entirely applicable to the context of the Sudano-Sahelian climate. Our work consisted of developing a mathematical model of mineralization and dehydration of sludge on drying beds. On the basis of the (differential) equation modeling the mineralization of organic matter, we determined the expression of organic matter in time and space, using numerical resolution methods. The mineralization speed was determined as a function of temperature and humidity. From the mineralization speed, we determined the rate of mineralization that allowed us to complete the resolution of the differential equation modeling the mineralization. Simulation with experimental data from literature revealed a multiplication factor of 2.63 per every 10 °C change in temperature for the rate of FS mineralization. The squared error and efficiency of the simulations were determined to be 0.14 and 0.97 (97%) respectively, and thus reflecting the robustness of the temperature simulation model. |
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