iNVITATION BOCK. - Gembloux Agro-Bio Tech - Université de Liège

Le Vice-Recteur et le Corps professoral del’Université de Liège – Gembloux Agro-Bio Tech vous prientde leur faire l'honneur d'assister à la défense publique de la dissertation originale queMadame FONDER Nathalie,Ingénieur Agronome, titulaire d’un Diplôme d’Etudes Spécialisées en Génie Sanitaire,présentera en vue de l'obtention du grade et du diplôme deDOCTEUR EN SCIENCES AGRONOMIQUES ET INGENIERIE BIOLOGIQUE,le 19 novembre 2010, à 16.00 heures, en l’auditorium de Géopédologie,Passage des Déportés, 2, à 5030 GEMBLOUX.Cette dissertation originale a pour titre :«Hydraulic and removal efficiencies of horizontal flow treatment wetlands»Le jury est composé comme suit :Président : M. L. BOCK, Président du Département Sciences et Technologie de l’environnement,Membres : M. D. XANTHOULIS (promoteur), M. J-M. MARCOEN, M. M. CULOT, Mme M-F. DESTAIN, M. M.LEMINEUR (Directeur Général adjoint INASEP) et M. H. BRIX (Aarhus University, Denmark).UNIVERSITÉ DE LIÈGE – GEMBLOUX AGRO-BIO TECH – SERVICE INSCRIPTIONS ET APPARITORATPassage des Déportés, 2 - 5030 Gembloux - BelgiqueTéléphone +32(0)81 62 23 45 - Fax +32(0)81 62 21 68 - www.fsagx.ac.be

Fonder Nathalie. (2010). Hydraulic and removal efficiencies of horizontal flow treatment wetlands(PhD thesis in English). Gembloux, BelgiumULG, Gembloux Agro-Bio Tech191p., 18 tabl., 66 fig.Summary: The hydraulic and removal efficiencies of a Horizontal Flow Treatment Wetlands (HF TW) wereinvestigated through an internal three dimensional grid of sampling ports. Tracer tests and regular monitoring ofwater quality parameters were performed. Results demonstrated that the HF TW has generally good hydraulic andvolumetric efficiencies, with relatively low dead zones. The application of models developed by chemicalengineering provided the number of tanks in series and the calculated detention times which were input asparameters in the multi flow with dispersion hydraulic model. This second model identified that water fluxes werenot homogeneous with depth inside the TW and 60% of the flow was along the bottom layer of the bed. It alsoindicated the water flow velocities, which were faster on the bottom of the bed, and the axial dispersion, whichwas higher where flow velocity was lower. The reviewed inflow rate distribution allowed review for all layers of thenominal detention time and of the hydraulic indexes, which are developed by the chemical engineering theory, andbased on the incorrect assumption of homogeneous systems. The P-k-C* degradation model was applied in orderto define degradation k-rate values of BOD and COD and the frequency distribution profiles were developed. Thedegradation rate coefficients for BOD ranked from less than 10 m/yr to more than 300 m/yr. Significant higherdegradation rates were observed for all the bottom layers and for the closest sampling line from the inlet. Theresults of COD were similar to those observed for BOD. Finally, the specific pollutants of nitrogen and phosphoruswere analysed for total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP). The global trend of the TN degradation coefficientvalues was a slow and regular decrease over length, having systematically higher degradation coefficients for thebottom layers. The saturation of the media sites for sorption capacity of TP was demonstrated being in progress.Fonder Nathalie. (2010). Efficacités hydraulique et épuratoire du filtre planté à écoulement horizontal(thèse de doctorat en anglais). ULG, Gembloux Agro-Bio Tech, 191p., 18 tabl., 66 fig.Résumé : Les efficacités hydraulique et épuratoire du filtre planté à écoulement horizontal ont été mesurées grâceà un dispositif de prélèvement tridimensionnel dans un filtre en fonctionnement. Des essais de traçage ont étéréalisés ainsi que des analyses régulières de la qualité de l’eau en tous les points d’échantillonnage. Les résultatsont démontré que le filtre présente des efficacités hydraulique et volumétrique généralement bonnes, avecrelativement peu de zones mortes. L’application des modèles mathématiques issus du génie chimique ont permis ladétermination du nombre N de réservoirs en série et de calculer les temps de séjour ; ceux-ci ont ensuite étéintroduit dans le modèle hydraulique de dispersion multi-couches. Ce second modèle a identifié que les flux en eaun’étaient pas homogènes avec la profondeur à l’intérieur du système et que 60 % de l’écoulement se concentraientdans la couche de fond du filtre. Il a également fournit les vitesses d’écoulement par couche, qui se présententcomme plus rapides dans le fond du filtre, et la dispersion axiale, dont la valeur augmente en corrélation avec unediminution de la vitesse. La distribution du débit par horizon a pu être revue comme non homogène avec laprofondeur et a permis de recalculer les index hydrauliques et les temps de séjour par horizon en évitantl’hypothèse erronée des modèles du génie chimique de l’homogénéité du système. Le modèle de dégradation despolluants P-k-C* a été appliqué pour définir les valeurs des coefficients de dégradation de la DBO, la DCO et l’azotetotal. Les profils de distribution de fréquence ont été dressés. Les différences de coefficients de dégradation de laDBO sont très hautement significatives avec la profondeur et la longueur, en ayant des valeurs plus importantespour la couche de fond et pour la première ligne de prélèvement la plus proche de la zone de distribution del’effluent dans le filtre. Les résultats obtenus pour la DCO ont été semblables. Les coefficients de dégradation del’azote total ont montré une décroissance lente et régulière avec la longueur, et des valeurs systématiquement plusUNIVERSITÉ DE LIÈGE – GEMBLOUX AGRO-BIO TECH – SERVICE INSCRIPTIONS ET APPARITORATPassage des Déportés, 2 - 5030 Gembloux - BelgiqueTéléphone +32(0)81 62 23 45 - Fax +32(0)81 62 21 68 - www.fsagx.ac.be

importantes avec la profondeur. Finalement, il a été démontré que les sites d’adsorption du phosphore total sonten cours de saturation.UNIVERSITÉ DE LIÈGE – GEMBLOUX AGRO-BIO TECH – SERVICE INSCRIPTIONS ET APPARITORATPassage des Déportés, 2 - 5030 Gembloux - BelgiqueTéléphone +32(0)81 62 23 45 - Fax +32(0)81 62 21 68 - www.fsagx.ac.be