Impact of density on the hydraulics of peat filters

摘要

Peat filters have been used to treat septic tank effluents from domestic and commercial sources, landfill leachate, and acid mine drainage. A better understanding of the hydraulics and impact of the organic loading on these types of systems will enhance the application of peat filter systems. This paper presents the results of a field study to evaluate the hydraulics of a peat filter used to treat the septic tank effluent from a public school west of Ottawa, Ontario, Canada. The filter was instrumented with tensiometers and transducers to monitor the pore-water pressures in response to a pulse of septic tank effluent. Samples of peat were collected to determine the dry density profile with depth. The soil moisture retention curve, effective porosity, and hydraulic conductivity as a function of dry density were determined in laboratory experiments. A one-dimensional unsaturated flow model was used to predict the pressure response due to a pulse. Two model scenarios were evaluated to demonstrate the impact of density variations on model simulations. Model simulations that accounted for dry density variations with depth measured in the field more accurately simulated the pressure responses measured in the field.Key words: unsaturated flow, peat, filters, septic, modelling, density.Des filtres de tourbe ont été utilisés pour traiter les effluents de fosses septiques de sources domestique et commerciale, les lixiviants des enfouissements sanitaires et le drainage acide minier. Une meilleure compréhension de l'hydraulique et de l'impact de la charge organique sur ces types de systèmes va bonifier l'application des systèmes de filtre de tourbe. Cet article présente les résultats d'une étude sur le terrain pour évaluer l'hydraulique d'un filtre de tourbe utilisé pour traiter l'effluent d'une fosse septique d'une école publique de l'ouest d'Ottawa, Canada. Le filtre a été instrumenté avec des tensiomètres et des capteurs pour mesurer les pressions interstitielles consécutives à une pulsation d'effluent de la fosse septique. Des échantillons de tourbe ont été prélevés pour déterminer le profil de densité sèche avec la profondeur. La courbe de rétention d'eau dans le sol, la porosité effective et la conductivité hydraulique en fonction de la densité sèche ont été déterminées au cours d'expériences en laboratoire. Un modèle d'écoulement non saturé unidimensionnel a été utilisé pour prédire la réaction de pression due à une pulsation. Deux scénarios de modèle ont été évalués pour démontrer l'impact des variations de densité sur les simulations du modèle. Les simulations du modèle qui tenaient compte des variations de densité sèche avec la profondeur mesurées sur le terrain ont simulé plus précisément les réactions de pression mesurées sur le terrain.Mots clés : écoulement non saturé, tourbe, filtres, septique, modélisation, densité.[Traduit par la Rédaction]