Avloppsreningsverket i Forsmark renar vattnet med aktivt slam i en satsvis biologisk rening (SBR) reaktor samt med våtmarker. Våtmarkerna består av fyra pulskärr och en damm. Pulskärren är utformade som bassänger fyllda med grus som filtermaterial där ytan är bevuxen. Pulskärren beskickas satsvis med 60 m^3 vatten när någon av SBR-reaktorerna töms, vattnet rinner då ut över ytan samtidigt som det perkolerar ner i bädden. När SBR-reaktorn har tömts är hela pulskärret mättat. Tömningen av pulskärret sker genom ett dränerande gruslager i botten och sedan flödar vattnet vidare ut genom ett ställbart dräneringsrör till slutdammen. Pulskärrens uppgift är att stoppa partiklar och att fungera som ett nitrifierande steg ifall verket i framtiden skulle få ökade reningskrav. I detta arbete har pulskärrens funktion som nitrifierare av ammonium undersökts. Detta genom att sammanställa befintliga driftdata från reningsverket, fältstudier samt en litteraturgenomgång. Målet med fältstudien var att mäta halten ammonium, nitrat och totalkväve i vattnet som gick in och ut ur pulskärret för att se hur halterna ändrades. Dessutom mättes temperatur, syrehalt, pH och konduktivitet. Provtagningen genomfördes på två pulskärr med tömningstiderna två respektive fyra timmar. Resultaten visade att ammoniumhalterna halveras i pulskärren. Inkommande ammonium till pulskärren var cirka 3 mg/l under studien men om ammoniumkoncentrationen skulle öka kommer nitrifikationen antagligen ske i liknande utsträckning. Detta då liknande system påvisat sådana resultat. Ökad tömningstid för pulskärren medför ökad nitrifikation, pulskärren bör därför ställas om så att tömning sker under cirka fyra timmar. För att hitta en optimal tömningstid bör vidare undersökningar göras. Forsmarks avloppsreningsverk möter de reningskrav som ställts med marginal. Trots att detta inte var syftet, avskiljs 80 % av inkommande kväve och det kunde konstateras att den största kväveavskiljningen sker i SBR-reaktorn. Kvävereduktionen har uppstått då verket haft låg belastning samtidigt som mycket syre tillsatts till processen. Då rening genom pulskärr sker efter att vattnet passerat genom SBR-reaktorerna borde luftningen kunna minskas för att istället utnyttja pulskärrens nitrifierande egenskaper. Svensk kärnbränslehantering AB har planer på att leda lakvatten till reningsverket för att avskilja kväverester, skulle detta ske kommer flödena över pulskärren att öka. Att den hydrauliska belastningen ökar borde inte utgöra några problem då flödena troligen inte kommer överstiga pulskärrens kapacitetsgränser. I extrema fall kan tömningstiden på pulskärren minskas. / Forsmark wastewater treatment plant treats wastewater using an active sludge process in sequencing batch reactors (SBR:s) and followed by constructed wetlands. The wetlands consist of four intermittent loaded soil filters (ILS:s) and a pond. The ILS:s is designed as pools filled with filter material and with a plant-grown surface. One of the ILS:s fills up with water when one of the SBR reactors is emptied. The water flows out over the surface as it percolates into the bed. When the SBR reactor is emptied, the entire ILS becomes saturated. The ILS then drains through a drainage gravel layer at the bottom and further through an adjustable drainage pipe into the dam. The purpose of the ILS:s is to work as extra filter for removal of the remaining particles and escaping sludge. They have also been thought to act as a nitrifying step if the plant would have tougher cleaning requirements in the future. In this report, the function of the ILS:s as nitrifying steps was investigated by compiling existing operating data from the treatment plant, with conducted field studies and through a literature review. The field study aimed at measuring ammonium, nitrate and total nitrogen in the water at the entering and the outlet in the ILS to see how the different nitrogen concentrations was affected. Temperature, oxygen, pH and electricalconductivity were also measured. The sampling was done on two ILS with different drainage time, two and four hours. The results showed that the ILS:s nitrifies the incoming water with an average efficiency of 50 % depending on the ammonium contentration in the incoming water. An increased drainage time for the ILS seamed to result in better nitrification. Therefore, the ILS:s should be changed to drain for at least four hours. Should the ammonium concentration increase above 3 mg/l the nitrification rate would probably be about the same. Similar systems such as have shown similar nitrification removal but with higher ammonia concentrations. Forsmarks wastewater treatment plant meets the purification requirements imposed on the plant with margin. It is remarkable that, without planning for any nitrogen removal, the removal is about 80 % of incoming nitrogen, most of which is removed in the SBR reactor. Svensk Kärnbränslehantering AB plans to lead leachate to the treatment plant for nitrogen removal. If this plan is fulfilled, the flows through the ILS will increase. This should not be a problem as the total flow trought the ILS will not exceed the capacity limits of the ILS. In case of high flows, the emptying time of the ILS:s can be reduced.

Vattenverket Görväln i Järfälla planerar ett nytt vattenverk i framtiden, lokaliserat intill nuvarande vattenverk. Idag är den kemiska barriären, granulerat aktivt kol, ur funktion och utvärderas i det här projektet för att effektivisera processen. Den här studien fokuserar på att optimera den kemiska barriären genom att jämföra två sorter av granulerat aktivt kol (GAC). Jämförelsen sker genom analysering av löst organiskt kol (DOC), totalt organiskt kol (TOC), samt absorbans och fluorescens. Vattnet som använts i studien kommer direkt från det sandfiltrerade vattnet i Görvälnverkets reningsprocess. För att testa de olika GAC-sorterna konstruerades en kolonnuppsättning med överflödessystem. Syftet var att jämföra två olika GAC med kortare samt längre uppehållstid och deras absorberingsförmåga med avseende på DOC och TOC. Kolonner med längre kontakttid visade effektivare borttagning av DOC, TOC och fluorescerande ämnen oberoende av GAC-sort. Kolonner med FiltraSorb® 400 uppnår genombrott ungefär 30 % långsammare än Norit® 830 W för samma bäddvolymer. Skillnaden mellan längre kontakttid och kortare kontakttid var inte lika markant som skillnaden mellan GAC-sorterna. FiltraSorb® 400 presterade ungefär 30 % bättre vid borttagning av DOC och TOC jämfört mot Norit® 830 W. Adsorptionskapaciteten för Norit® 830 W försämrades betydligt snabbare än för FiltraSorb® 400. Det innebär att FiltraSorb® 400 behöver bakspolas mindre ofta och regenereras mer sällan än Norit® 830 W. FiltraSorb® 400 är därför den GAC-sort som rekommenderas för Görvälnverkets vatten med avseende på borttagning av DOC. Den här studien kommer att användas som underlag för pilotanläggningen som är stationerad intill kolonnuppställningen. Uppsättningen kommer också att användas för framtida kinetik och spårämnesförsök i vattenverket och på andra vattenverk. / There are multiple steps to be done in the drinking water treatment process. The product must obtain high quality and to do so, it must reach certain requirements. One of the treatment steps in Görväln water treatment plant, Stockholm, is to use granular active carbon (GAC). The GAC function is to filter away taste and odor in addition to acting as a chemical barrier, although the latter does not work properly in the water treatment plant today.The project´s aim is comparing the performance of two types of GAC, Norit® 830 W and FiltraSorb® 400, together with the effect of longer (21 minutes) and shorter (7 minutes) contact time (EBCT). The contact time (EBCT) is the time, in minutes, that a body of water is in contact with the GAC-filter. A longer EBCT, means lower flow, which leads to longer time for the GAC to adsorb contaminants from the water.To evaluate the difference between the GAC-types a column-test was constructed. The test allows a direct comparison to full scale operations. The water used during this study was taken directly after the sand filtration process in Görväln. The water is clear and particles visible to the naked eye are eliminated during the sand filtration. However, the small dissolved organic components (carbon) are hard to remove, which makes the GAC-filter important.The performance of the GAC was evaluated by the removal efficiency of TOC, DOC and evaluation of fluorescence and absorbance capacity. The result indicated a better performance for both GAC using a longer contact time. Best effect of the long contact time was seen during the fluorescence measurement, where calculated indexes and removal of specific compounds were distinguished.The difference between longer, 21 minutes, and shorter, 7 minutes, contact time was not as significant as the difference between the two types of GAC. FiltraSorb® 400 had a significant higher adsorbance capacity for DOC and TOC, 30 % better than Norit® 830 W, at the same bed volume. Norit® 830 W reached breakthrough much faster (~80 %) than FiltraSorb® 400 (~50%) at around 4700 bed volumes.

Les traitements de surfaces (TS) utilisent d’importants volumes d’eau et de nombreux produits chimiques dans leurs procédés industriels. Le principal problème environnemental de la filière TS est celui de la forte charge polluante de leurs eaux usées. En effet, celles-ci sont complexes et difficiles à traiter. Ce travail de thèse a permis d’étudier plusieurs stations de décontamination de la filière TS avec comme principal objectif de démontrer l’intérêt, à la fois chimique et écotoxicologique, de leur optimisation. Pour atteindre notre objectif, les procédés de décontamination industriels ont été étudiés et optimisés. L’intérêt des traitements proposés en matière d’efficacité environnemental a également été évalué en mettant en œuvre des bio-essais basés sur l’utilisation de trois bio-indicateurs. Les résultats ont mis en évidence que les rejets du TS sont caractérisés par une polycontamination, organique et surtout métallique, fortement variable dans le temps. En outre, ces rejets ont une toxicité élevée envers les trois bio-indicateurs étudiés. Des bio-essais in vivo ont confirmé le rôle prépondérant des métaux dans la toxicité des rejets. L’optimisation des stations de décontamination a été réalisée en laboratoire, puis transposée et validée sur site industriel. Cette optimisation a permis d’améliorer significativement les abattements chimiques et il a également été démontré que l’utilisation de traitements de finition permet de tendre vers le rejet zéro. Après mise en œuvre des traitements, la toxicité des rejets a été considérablement réduite, démontrant ainsi l’existence d’une relation entre « efficacité chimique » et « réduction des impacts environnementaux ». / The surface treatment (ST) industry is currently undergoing major upheavals, particularly concerning environmental aspects, due to increasingly stringent standards. ST uses large volumes of water and chemicals in its manufacturing processes and its wastewater is acknowledged as being among the most polluting. The main environmental problem facing ST plants is the high pollution load of the effluent they generate. In this thesis, we analyzed and optimized three physicochemical units for the treatment of ST industrial wastewaters. We present the abatements obtained in the levels of pollution after the various chemical optimizations validated in the laboratory and then transposed to the industrial site. To evaluate the utility of each optimization proposal, bioassays using three bioindicators (Daphnia magna, Gammarus pulex, Lactuca sativa) were also carried out on the effluents of the treatment plants. The results showed that discharge waters were characterized by a polycontamination, organic and metallic, highly variable in time. These effluents also presented a high toxicity towards the bioindicators studied. Bioassays confirmed the preponderant role of metal in the toxicity. The optimization of the station and chemical treatment proposed reduced the organic load and the concentrations of metals. Decreasing pollutant concentrations in the wastewaters led to a significant reduction of their toxicity on the three bioindicators. This demonstrates that there is a relationship between “chemical efficiency” and “reduction of environmental impact”.

Främmande organismer i fartygs barlastvatten har med sjöfarten spridits runt världen med förödande konsekvenser. För att reglera denna spridning infördes Barlastvattenkonventionen av IMO, som innebär att fartyg inom en viss tid måste investera i godkända barlastreningssystem. Konventionens implementering har skapat ett visst huvudbry och rederier har ställts inför utmaningen att välja system som passar deras fartyg och fartområden. En kvalitativ intervjustudie genomfördes med representanter från svenska tankrederier för att få en bild av hur de har hanterat konventionen. Vidare undersöktes på vilka beslutsgrunder olika reningstekniker valdes samt hur eventuellt installerade system har levt upp till förväntningar. Intervjustudiens resultat visade att samtliga rederier har påverkats ekonomiskt och upplever problem med att hantera konventionens implementering samt att hitta tillförlitliga barlastreningssystem. En rapport kom även fram under intervjuerna där Saudiarabien hade gjort omfattande provtagningar på fartygs barlastvatten som visade att ett anmärkningsvärt stort antal fartyg med IMO-godkända barlastreningssystem inte klarade utsläppskraven. Intervjustudien indikerar påtagliga brister i barlastreningssystemen som Saudirapporten även bekräftar. / Aquatic invasive species have spread around the world in ships’ ballast water tanks with dire consequences. To regulate this spreading, the International Maritime Organization implemented the Ballast Water Management Convention which forces ships to, within a certain time frame, install approved ballast water treatment systems. The implimentation of the Convention has been complex and shipping companies have had to face challenges of choosing suitable treatment systems for their ships and trading areas. For this study, qualitative interviews were conducted with representatives from Swedish tanker shipping companies to examine how the Convention has affected them. On what grounds different treatment techniques were chosen was also examined, as well as if installed treatment systems have met expectations. Results from the study show that companies have suffered economical impacts, have had difficulties handling the implementation of the Convention as well as difficulties finding reliable treatment systems. Furthermore, one respondent referred to a report submitted by Saudi Arabia where extensive ballast water sampling had been conducted on ships calling their ports. The report showed that a considerable amount of ships with approved ballast water treatment systems did not meet the required levels of organisms in the treated ballast water. The interviews confirm the report’s description of the treatment systems’ fundamental flaws.

Dans cette étude nous avons utilisé le bisphénol A (BPA) comme polluant modèle pour analyser l’efficacité des différents processus de Fenton et photo-Fenton mis en place. Dans un premier temps nous avons étudié le processus de Fenton en présence du complexe Fe(III)-EDDS utilisé comme source de fer. Différents paramètres physico-chimiques (concentrations en H2O2, Fe(III)-EDDS, O2 et le pH) ont été testés afin d’optimiser l’efficacité du système en termes de dégradation du BPA. Parallèlement, le même type d’étude a été mené en présence de lumière (de 300 à 450 nm) afin d’étudier le processus de photo-Fenton. Dans les 2 cas nous avons mis en évidence un effet du pH peu commun puisque la dégradation de BPA est plus rapide et importante plus le pH est élevé dans une gamme allant de 3,0 à 9,0. Dans le but de comprendre le mécanisme mis en jeu des expériences d’inhibition de radicaux (·OH et HO2●/O2●-) ont été réalisées. Une des conclusions importantes de ce travail est que dans les deux systèmes le complexe Fe(III)-EDDS joue un rôle très positif pour la dégradation du BPA. De plus, nous avons également montré que ces processus étaient très efficaces pour des pH proches de la neutralité et faiblement basiques. La comparaison avec d’autres complexant du fer (EDTA, citrate, oxalate) montre qu’en présence du complexe Fe(III)-EDDS nous obtenons l’efficacité la plus importante. Ce résultat et le fait que les processus soient très efficaces à pH neutre ou faiblement basiques montrent que le complexe Fe(III)-EDDS est vraiment une source de fer très prometteuse dans les processus de Fenton et photo-Fenton. Dans une troisième partie nous avons regardé l’effet d’EDDS dans un système hétérogène en présence de Goethite comme source de fer. Dans ce chapitre il a été mis en évidence que l’EDDS inhibe le processus de Fenton, EDDS s’adsorbe fortement à la surface et limite la réactivité de H2O2 avec la surface de la Goethite. Par contre dans le processus de photo-Fenton, EDDS augmente l’efficacité de dégradation du BPA à pH proche de la neutralité et à faible concentration en H2O2. / In this study we used the bisphenol A (BPA) as a model pollutant to analyse the efficiency of the Fenton and photo-Fenton processes. In the first part of the thesis, we studied the Fenton process in the presence of the complex Fe(III)-EDDS used as iron source. Different physicochemical parameters (concentrations of H2O2, Fe(III)-EDDS, O2 and pH) were tested with the goal to optimized the efficiency of the system in terms of BPA degradation. In the same time, the same kind of experiments were performed in the presence of light (emission from 300 to 450 nm) to study the photo-Fenton process. In the two cases (Fenton and photo-Fenton), we observed a strong and not usual pH effect. Indeed, the degradation of BPA is faster and more important when the pH is higher in the range between 3.0 and 9.0. To understand the mechanisms involved in such processes, some inhibition experiments of radicals (·OH and HO2●/O2●-) were performed. One of the most important conclusion of this research work is that the Fe(III)-EDDS complex plays a very positive role for the degradation of BPA. Moreover, in the presence of Fe(III)-EDDS the Fenton and photo-Fenton processes are very efficient in neutral and slightly basic pH. The comparison with other iron complexes (EDTA,citrate, oxalate) shows that in the presence of Fe(III)-EDDS complex we obtained the better efficiency for the degradation of BPA. This result and the fact that Fe(III)-EDDS is efficient until pH 9.0 show that Fe(III)-EDDS complex is really a promising iron source for the Fenton and photo-Fenton processes. In a third part, we studied the effect of EDDS in a heterogeneous system in the presence of Goethite as an iron source. In this chapter, we demonstrated that the presence of EDDS is detrimental for the Fenton process and leads to an inhibition of the process. In fact, EDDS is strongly adsorbed at the surface of the Goethite and avoid the reactivity of H2O2 at the Goethite surface. On the contrary, in the photo-Fenton process EDDS increases the efficiency of the BPA degradation for pHs near 7.0 and at low H2O2 concentrations.

Ce manuscrit s’intéresse à une filière globale et durable de dépollution des eaux souterraines. Le polluant cible, le tétrachloroéthylène, est un composé organique volatil. La première étape de cette filière est la séparation du contaminant de l’eau. Elle a été réalisée par adsorption sur charbons actifs dans une colonne en lit fixe. Les résultats obtenus en laboratoire sur les capacités et les cinétiques d’adsorption ont permis de montrer l’efficacité de ce procédé. Un modèle issu de ces expériences a représenté correctement des conditions opératoires variées correspondant à celles utilisées dans l’industrie. Ce modèle a été validé par un pilote préindustriel installé sur site et fonctionnant en conditions réelles. La gestion des charbons actifs chargés en polluant a été étudiée. La régénération thermique a été privilégiée. Cette opération présente l’intérêt de rétablir les capacités d’adsorption des carbones activés et de récupérer les polluants en phase liquide. Bien que préférable à la production d’adsorbants, elle pourrait encore être plus durable et compétitive économiquement en effectuant le traitement thermique par voie solaire. Il a été montré que le taux de régénération est le même pour les régénérations solaire et classique. Il est donc possible, dans le cas du tétrachloroéthylène, de remplacer une source d’énergie fossile par le soleil. La solution de distillat obtenue lors de la régénération peut être minéralisée par photocatalyse hétérogène. Cette opération a été réalisée en laboratoire avec une lampe reproduisant le spectre solaire. La faisabilité de la photocatalyse solaire sur le résidu issu de cette filière de dépollution a ainsi été montrée. / This manuscript focuses on a comprehensive and durable treatment of polluted groundwater. The target contaminant, tetrachlorethylene, is a volatile organic compound. The first step in the treatment is the separation of contaminants. It was carried out by adsorption on activated carbons in a fixed bed column. The results obtained in the laboratory on the adsorption capacity and kinetics have shown the efficiency of this process. A mathematic model represented properly the various operating conditions corresponding to those used in the industry. This model has been validated by a pre-industrial pilot installed onsite and operating in real conditions. Management of spent activated carbons was studied. The thermal regeneration was chosen because it has the interest to restore the adsorption capacity of adsorbents and to collect the pollutants in a liquid phase. Although preferable to the production of activated carbons, it could still be economically more competitive and more sustainable by performing the heat treatment by solar means. It has been shown that the regeneration rate is the same for the solar and classical regenerations. It is therefore possible, in the case of tetrachlorethylene, to replace a fossil energy source by the sun.The distillate solution obtained during the regeneration can be mineralized by heterogeneous photocatalysis. This operation was carried out in the laboratory with a lamp reproducing the solar spectrum. The feasibility of solar photocatalysis on the final residue of the water treatment has been shown.

Ce travail se situe dans le cadre d’un projet global visant à développer un procédé innovant pour un traitement ciblé de plantes aquatiques invasives dans une masse d’eau lentique. L’un des enjeux est d’optimiser la concentration de substance active nécessaire pour éliminer les plantes ciblées sans créer de potentiels dommages écologiques. Une méthodologie basée sur une approche de modélisation ascendante a été appliquée en utilisant la Mécanique des Fluides Numérique (MFN) afin de pouvoir définir des conditions optimales pour un traitement efficace. Cette approche de modélisation a été appliquée pour la simulation de l’écoulement et la dispersion des substances actives de l’échelle d’un pilote de 1m3 à celle de plans d’eau alimentés en surface et par le fond. Cinq modèles de turbulence ont été présélectionnés afin d’évaluer leur influence sur les résultats de simulation. Le modèle RNG k-ε a été choisi définitivement après sa validation par des traçages expérimentaux à l’échelle du pilote mimant le fonctionnement hydrodynamique d’un plan d’eau réel. Des mesures expérimentales sur pilote et des simulations numériques réalisées à l’échelle de celui-ci et sur quatre configurations de plans d’eau ont permis d’évaluer l’impact de plusieurs paramètres hydrodynamiques (débit, nombre d’entrées et sorties, type d’alimentation en eau, …) et des forçages extérieurs (vent, température) sur le maintien de la concentration algicide au cours du traitement. Le vent joue principalement le rôle d'un diffuseur naturel provoquant 95% de la dilution de la concentration algicide. La prise en compte de la vitesse de réaction chimique de la substance active dans l’eau indique également une diminution de la concentration locale de substance active. Le traitement optimal ne serait donc pas seulement lié à la maîtrise de la concentration à injecter mais à une bonne compréhension de l’écoulement local / This work is part of an overall project to develop an innovative process for targeted treatment of invasive aquatic plants in a lentic water body. One of the challenges is to optimize the concentration of active substance required to remove the target plants without creating potential ecological damage. A methodology based on a bottom-up modeling approach was applied using Computational Fluid Dynamics (CFD) in order to define optimal conditions for effective treatment. This modeling approach was used for the flow and the dispersion of active substance simulations from a 1 m3 pilot to lentic water bodies fed by surface water or groundwater. Five turbulence models were preselected in order to assess their influence on the simulation results. The RNG k-ε model was selected after final validation by tracer experiments at pilot scale mimicking the hydrodynamics of a real lentic water bodies. Experimental measurements on pilot and numerical simulations carried out on scale thereof with four configurations of lentic water bodies have allowed to evaluate the impact of several hydrodynamic parameters (water flow, number of inlets and outlets, type of water supply, …) and external forcing (wind, temperature) on maintaining of algaecide concentration during the treatment. The wind mainly acts as a natural diffuser causing 95% of diluting the algaecide concentration. Taking account of the rate of chemical reaction of the active substance in water also indicates a decrease of the local concentration of active substance. The optimal treatment is not only based to the control of injected concentration but it is also related to a good understanding of the local water flow

The occurrences of cyanotoxin and organic contaminants threaten drinking water sources and are a serious human health and environmental concern. The control of these problematic contaminants and the remediation of the associated contaminants are critical for ensuring safe drinking water to significant populations. Advanced oxidation processes (AOPs) have received considerable attention as a potential water treatment for various pollutants. In this dissertation, advanced oxidative degradation of four problematic water toxic contaminants (CYN, iopamidol, 4-methylcyclohexane methanol and propylene glycol phenyl ether) were studied to develop the fundamental understanding required to assess AOPs as a potential water treatment process. UV and visible light activated (VLA) TiO2 photocatalysis using nitrogen and fluorine-TiO2 (NF-TiO2), phosphorus and fluorine-TiO2 (PF-TiO2) and sulfur-TiO2 (S-TiO2) were employed for degradation of 6-hydroxymethyl uracil (6-HOMU), a model compound for the potent cyanotoxin cylindrospermopsin (CYN). NF-TiO2 exhibits the most photoactive, followed by marginally active PF-TiO2 and inactive S-TiO2 under visible light irradiation. Our results indicate that O2-• plays an important role in VLA TiO2 photocatalysis. Fe (VI), an environmentally friendly oxidant, was employed for the degradation of CYN and 6-HOMU over a range of pH (7 ~ 9.5). The second order rate constants for the reaction of Fe (VI) with CYN decrease from 38.83 ± 0.07 M-1s-1 at pH 7 to 5.02 ± 0.04 M-1s-1 at pH 9.5. Fe (VI) mediated reactions primarily occur via oxidation of the uracil ring in CYN. ELISA results demonstrate that Fe (VI) oxidation process leads to a significant decrease in the bioactivity of CYN as a function of treatment time. Fe (III)-oxalate/H2O2 process was employed for the remediation of iopamidol, a model for ICM, to determine the formation rates and steady concentrations of •OH and O2-• under UV and visible light irradiation. Reduction by CO2-• and oxidation by •OH contribute to the degradation pathways. Pulse and gamma radiolysis of 4-methylcyclohexane methanol (MCHM) and propylene glycol phenyl ether (PPh) were studied to determine the bimolecular rate constants and reaction pathways. •OH addition to ortho and para positions in PPh are the predominant reaction pathways; H-abstraction are the primary reaction mechanisms for ∙OH mediated oxidation of MCHM

This thesis examines the impact of urban water infrastructure on the Ottawa River through an exploration of the City of Ottawa's historical development from the early modern period to the present. The primary aim is to explain how the Ottawa River came to be removed or ignored from the City of Ottawa's urban development strategy. The thesis focuses on the periods of 1910-1920 (early modernity) and 1999-2012 (present). The theories applied are risk, risk management, normal accident theory and the politics of infrastructure. The data and information for this thesis were primarily retrieved from the City of Ottawa website as well as from the archives of the City of Ottawa. The thesis identifies several factors explaining why the Ottawa River has been mistreated over time, as well as the challenges involved in reforming present-day practices and infrastructure. Several recommendations to fix the situation are advanced.

La production ainsi que l'utilisation massive des produits chimiques pour divers usages, a résulté à leur introduction et accumulation dans l'environnement. Ces produits peuvent se transporter par différentes façons de leur source à des régions très lointaines de la planète, ce qui dépend de leur propriété physico-chimiques. Une quantité et variété importante de composés organiques sont utilisées dans l'agriculture comme pesticides, afin de protéger les cultures et augmenter les rendements. Les résidus de ces produits peuvent toujours se trouver dans les champs, puis sous l'effet des précipitations ils passent par lixiviation dans les fleuves et d'autres system aqueux. Les produits pharmaceutiques et les produits de soins personnels sont introduits dans l'environnement de façon continue par les eaux usés municipales. Ces substances manifestent, dans la plus part des cas, des effets perturbants sur les organismes vivants. Malgré leur concentration faible dans les eaux naturelles, le contact permanent des organismes aquatiques peut avoir des conséquences négatives telles que la modification du comportement sexuel observé chez les poissons d'eau douce. Dans le but de réduire ou éliminer la pollution chimique des eaux des nombreuses méthodes ont vu le jour, telles que: l'adsorption des polluants sur des adsorbants, la filtration membranaire, le traitement microbiologique, l'oxydation chimique et les procédés d'oxydation avancée. La plus part des méthodes utilisées dans les stations d'épuration des eaux ne détruisent pas efficacement les contaminants organiques. L'utilisation des méthodes physiques permet de les séparer de l'eau, ce qui nécessite des opérations supplémentaires pour leur élimination. Au contraire, les procédés d'oxydation avancée et en particulier les procédés électrochimiques d'oxydation avancée (méthodes développées récemment) se montrent plus efficace dans l'élimination des polluants toxiques et non-biodégradables, car ces procédés sont capables à conduire jusqu'à minéralisation totale de la matière organique. Le sujet de cette thèse repose donc sur l'application du procédé électro-Fenton qui est un procédé électrochimique d'oxydation avancée pour la destruction des contaminants organiques dans l'eau. Cette méthode fait appel aux radicaux hydroxyles (espèces très oxydantes et extrêmement réactives) pour l'élimination des polluants récalcitrants, qui sont produit in situ à travers le réactif du Fenton (H2O2 + Fe2+). Ce réactif est généré in situ électrochimiquement. . Dans ce procédé la nature du matériau de l'électrode a une importance cruciale. Ainsi nous avons étudié dans ce travail l'influence du matériel de l'anode et de la cathode sur l'efficacité du procédé électro-Fenton. Dans un premier temps nous avons étudié de manière systématique le pouvoir d'oxydation d'anode comme de différentes matériaux d'anodes tels que : BDD, Pt, DSA, PbO2, Feutre de carbone, Graphite et Fibre de carbone dans l'oxydation de l'antibiotique amoxicilline (AMX). Dans tous les cas une électrode d'acier inox a été utilisée comme cathode. La dégradation de AMX a été suivie par l'analyse CLHP alors que la minéralisation de ses solutions par l'analyseur du carbone organique totale (COT). Il s'est avéré que l'anode BDD a était l'anode la plus puissante pour l'oxydation de l'AMX tandis que l'anode DSA a présenté les performances les plus faibles. D'autre part, le feutre de carbone a présenté un comportement caractéristique; il était très efficace sur l'oxydation de l'AMX mais ces performances en minéralisation étaient médiocres. Dans l'étape suivante, quatre anodes (Pt, BDD, DSA and Feutre de carbone) ont été testées pour élucider leur influence sur l'efficacité du procédé électro-Fenton, en utilisant toujours une cathode de feutre de carbone. L'antibiotique sulfamethazine (SMT) a été choisi comme polluant modèle (...) / Permanent production and use of organic chemicals for many purposes has resulted in their introduction and accumulation in the environment. Depending on their physicochemical properties they can be transported by different ways from the source to very remote regions of the planet. Many organic chemicals are used in agriculture as pesticides for cultures protection or nutrient. Residues of these chemicals can always be found in fields, and under the effect of precipitations they leach and pass in streams and rivers. Pharmaceuticals and personal health care products and other house holding chemicals are continuously introduced in the environment through municipal wastewaters. These substances exhibit, in most of the cases, perturbation effects towards the living organisms, moreover the effect of many of them is not known yet. Despite their concentration in water is low, the exposure of organisms for long periods can lead to negative consequences, but these effects cannot be measured instantly. In order to reduce or avoid the pollution of water with chemicals many water treatment methods has been developed like adsorption of pollutants on adsorbents, membrane filtration, microbiological treatment, chemical oxidation with oxidizing agents and advanced oxidation processes. Most of the methods used in waste water treatment plants (WWTP) do not completely destroy the organic contaminants or they only separate the contaminants from water. Then they have to be deposed somewhere else remaining always a potential source of contamination. Advanced oxidation processes and in particular electrochemical advanced oxidation processes are methods developed later and are proven as more effective as they can completely oxidize the organic matter in water. The subject of this thesis is the use of electro-Fenton, an electrochemical advanced oxidation process for efficient destruction of organic pollutants in aqueous medium. In this method, organic pollutants are eliminated by H hydroxyl radicals (high oxidation power species) which are produced in situ through the Fenton's reagent (H2O2 + Fe2+) itself generated in the solution electrochemically and continuously. In this process, the electrode material is of fundamental importance in order to have an efficient process, so we have studied at large extent the influence of both cathode and anode material in this work. Firstly a systematic study on the oxidation capacity of the process of amoxicillin (AMX) as model pollutant with several anodes materials: BDD, Pt, DSA, PbO2 Carbon felt, Graphite and Carbon fibre was realised. In all cases a stainless steel electrode was used as cathode. The degradation of AMX was followed by HPLC analysis whereas the mineralization efficiency ot the process was measured by total organic carbon analyser (TOC). This revealed that BDD was the most efficient anode for AMX oxidation and DSA was the weakest one. Carbon felt showed a characteristic behaviour; it was very efficient on AMX oxidation but it could not transform AMX to CO2 and H2O. Afterwards four anodes were tested for their influence on electro-Fenton process efficiency namely Pt, BDD, DSA and Carbon felt, the cathode was always carbon felt. Sulfamethazine (SMT) was used as model pollutant. Apparent rate constants have given only moderate values of mineralization for currents lower than 100 mA. Here again the BDD anode was distinguished for its excellent mineralization capacity owing to the additional hydroxyl radicals and other oxidizing species introduced in the system. When electro-Fenton applied good degradation and mineralization results were obtained even with the DSA anode (...)