Comprendre la qualité des rejets de temps sec à l’aide d’une technique intelligente d’ultrafiltration frontale (DEUF)
Understanding dry weather discharge quality by using smart dead-end ultrafiltration (DEUF) sampling technique
- Authors
- Luke Shi, Christelle Schang, Miao Wang, Chi-Wen Tseng, Rebekah Henry, Peter Kolotelo, David Mccarthy
- Short abstract (FR)
- Pour comprendre le niveau de pollution des eaux pluviales urbaines, en particulier des rejets illicites par temps sec, cette étude a développé une unité d'échantillonnage low-cost utilisant l'ultrafiltration frontale (DEUF). L’unité DEUF est équipée d’un ultrafiltre communément utilisé, le REXEED 25S, d’un enregistreur de données low-cost, d’un débitmètre et d’un capteur 3 en 1 qui mesure la profondeur, la conductivité électrique et la température, ce pour surmonter les problèmes d'intermittence pendant l’échantillonnage et de turbidité élevée des rejets illicites de temps sec. La technique DEUF se fait en deux étapes : (1) pomper l'eau à travers l‘ultrafiltre dès que le débit est détecté durant la période de déploiement et (2) rincer l’ultrafiltre avec 1 L d’éluant qui est ensuite testé pour d'autres analyses de la qualité de l'eau. Les résultats en laboratoire conduit avec des eaux pluviales semi-synthétiques indiquent que l'approche DEUF peut récupérer 60 % à 80 % des TSS et E. coli, environ 50 % des métaux hautement particulaires tels que le fer et le plomb mais fonctionne mal sur les polluants hautement dissous en raison de la taille des pores du DEUF sélectionné (5 à 10 nm) qui est beaucoup plus grande que la taille moyenne des polluants dissous. Les résultats du déploiement in situ mettent en évidence que le DEUF permet surveiller de manière adéquate le niveau de TSS et d'E. coli, et peut aussi être utilisé pour estimer la concentration moyenne d'autres polluants en utilisant les taux de récupération estimée en laboratoire. Outre son utilisation pour la détection et la surveillance des rejets illicites, la méthode DEUF peut également être utilisée pour d’autre type de surveillance telles que la surveillance des virus émergents dans les eaux usées.
- Short abstract (EN)
- To understand the pollution level of urban stormwater, especially of dry weather illicit discharges, this study developed a low-cost dead-end ultrafiltration (DEUF) sampling unit by using the widely available REXEED 25S ultrafilter. A low-cost data logger, a flow meter, and a depth, electrical conductivity, and temperature 3-in-1 sensor are integrated with the sampling unit to overcome the potential issues associated with intermittent sampling and high turbidity dry weather illicit discharges. The DEUF sampling consists of two steps: (1) pumping the source water through the DEUF while flow is detected over the deployment period and (2) backflushing the DEUF with 1L of elution buffer. The lab testing results based on semi-synthetic stormwater indicate that the DEUF approach can recover 60%-80% of TSS and E. coli, around 50% of highly particulate metals such as iron and lead and performs poorly on highly dissolved pollutants which is because that the 5-10 nm pore size of the selected DEUF is much larger than the average size of dissolved pollutants. The in-situ deployment results highlight that the DEUF can adequately monitor the level of TSS and E. coli, and can still be used to estimate the time-averaged concentration of other pollutants by using the recovery efficiency determined from the lab tests. Apart from using the DEUF sampling approach for illicit discharge detection and monitoring, the method also has a great potential for the monitoring of other water sources such as wastewater surveillance of emerging viruses.
- Keywords
- Ultrafiltration frontale ; surveillance des rejets illicites, échantillonnage low -cost et intelligent, taux de récupération de polluants, concentration moyenne temporelle