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Journal Articles Tribune du CEBEDEAU Year : 1987

Hydrodynamic characteristics of peat columns

Caractéristiques hydrodynamiques de tourbe en colonne

(1, 2) , (2, 3) , (4)
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Abstract

Water treatment processes which use peat bed or columns may be limited by hydrodynamic properties of this material. Ascending water experiments, using 1,5 m hight and 20 cm diameter columns, allowed us to determine hydraulic conductivity (Darcy coefficient) K : it ranges between 0.14 and 0.88 cm/s for eutrophic Heurteauville peat and between 0.011 and 0.093 cm/s for oligotrophic Floratorf peat, depending upon column filling conditions. For both peat types pore volume Vp is near to 32,000 cm\ corresponding to a 74-87 % kinematic porosity. Mathematical analysis of concentration profiles at column outputs, when 10 mM KCl plug injection were performed, gave dispersion coefficient D ranging between 0.23 and 0.31 cm1!s for eutrophic peat and between 0.10 and 0.21 cm1!s for oligotrophic peat. Comparison of concentration profiles when KCl is introduced or rinced by water shows that interactions between KCl and peat is mainly diffusional and that KCl may be used as hydrodynamic tracer. If diffusion is supposed to be under purely kinetic dispersion regime, intrinsic dispersion coefficients a range between 7 and 30 cm.
Les performances des procédés de traitement d'eaux usées utilisant des lits ou colonnes de tourbe peuvent être limitées par les propriétés hydrodynamiques du matériau utilisé. Des expériences de circulation ascendante d'eau dans des colonnes de tourbe de 1,50 m de longueur et de 20 cm de diamètre ont permis de déterminer des conductivités hydrauliques (coefficient de Darcy) K égales, selon le remplissage, à 0,14-0,88 cm/s pour la tourbe brune eutrophe d'Heurteauville et à 0,011-0,093 cm/s pour la tourbe blonde oligotrophe Floratorf. Pour ces 2 types de tourbe, le volume de pore Vp est voisin de 32.000 cm3 par colonne, ce qui correspond à une porosité cinématique comprise entre 74 et 87 %. L'analyse mathématique des profils de concentration en sortie de colonnes, lorsqu'un échelon de KC1 10 mM est introduit, nous a permis de mesurer des coefficients de dispersion D : ils sont compris entre 0,23 et 0,31 cm2/s pour la tourbe brune et entre 0,10 et 0,21 cm'/s pour la tourbe blonde. La comparaison des profils de concentration obtenus lors du passage de KCl et lors de son élution à l'eau montre que les interactions KCl-tourbe sont principalement diffusionnelles et que ce réactif peut être valablement utilisé comme traceur hydrodynamique. Enfin, si l'on considère que la diffusion est contrôlée par un régime de dispersion cinématique pure, les coefficients de dispersion intrinsèque a' sont compris entre 7 et 30 cm.
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Dates and versions

hal-01179662 , version 1 (23-07-2015)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01179662 , version 1

Cite

Thierry Gosset, Daniel R. Thévenot, L. Zilliox. Hydrodynamic characteristics of peat columns. Tribune du CEBEDEAU , 1987, 40 (527), pp.47 - 58. ⟨hal-01179662⟩
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