Le traitement des eaux usées est-il un service public


Systèmes de traitement des eaux usées et des eaux usées

Les systèmes d'évacuation des eaux usées qui reçoivent et traitent les eaux usées d'un immeuble sont conçus pour le traitement des eaux usées et leur dispersion dans le sol. À l'heure actuelle, l'utilisation des installations de traitement local est peut-être la façon la plus respectueuse de l'environnement pour se débarrasser des déchets et de l'eau polluée, à condition que le système de nettoyage est conçu correctement installé et utilisé selon les normes en vigueur, les règles et les règlements.

Pour résoudre le problème de drainage, le traitement des eaux usées et l'organisation d'un système d'égout autonome devrait être examiné diverses options pour les systèmes et les usines de traitement, comme la plupart des systèmes et méthodes d'évacuation des eaux usées peut ne pas convenir en raison des différences dans les conditions d'utilisation et d'installation, les dimensions, les plans de travail et m. De nombreux facteurs influencent le choix du type et de l'emplacement des systèmes de traitement des eaux usées.

Il existe de nombreux types de systèmes de purification. Le choix du type de système de traitement des eaux usées nécessaire à votre situation dépend des facteurs principaux suivants:

1. Nature du sol: perméabilité à l'eau du sol (capacité d'absorption), nappe phréatique (PRG), capacité de filtration du sol, disponibilité des eaux saisonnières;

2. le volume des eaux usées, leur composition et l’uniformité de leur réception;

3. le nombre de résidents et le type de résidence (permanente, saisonnière);

4. Zone disponible pour l'installation du système de nettoyage, l'emplacement de la maison, la possibilité d'utiliser des équipements de construction;

5. le coût du système de nettoyage et de l'installation;

6. Conditions d'exploitation et de maintenance.

Systèmes de traitement des eaux usées et des eaux usées

Caractère du sol et eaux usées

La perméabilité à l'eau du sol est définie comme la vitesse à laquelle l'eau se déplace dans le sol. Cette information de base, puisque la plupart des systèmes d'eaux usées utilisent uniquement de la terre pour se débarrasser des eaux usées traitées. Connaissant cette information, vous pouvez déterminer la zone nécessaire pour l'élimination des eaux usées.

Les sols, qui ne contiennent pas d'argile, ont généralement un niveau de perméabilité élevé. Lors de l'installation d'un système de purification dans de telles zones, il faut moins de surface d'absorption pour les eaux usées et les systèmes de drainage prennent eux-mêmes moins de place. Les sols à forte teneur en argile ne constituent pas le meilleur type de sol pour l'installation de systèmes séparés.

La présence, la profondeur et les changements saisonniers des eaux souterraines sont également importants. L'apparition des eaux souterraines saisonnières est due à la présence dans le sol d'une couche limitante constituée, en règle générale, de sols argileux, qui limitent la progression des eaux de ruissellement de la surface vers le sol. Dès que la quantité de précipitations augmente, les sols au-dessus de ces couches deviennent rapidement saturés, réduisant ainsi la capacité d'absorption de l'eau. Dans de tels cas, des systèmes de drainage supplémentaires sont en cours de construction pour drainer l'eau.

Pour créer le système de filtration naturel nécessaire, le système de traitement des eaux usées souterraines est placé au-dessus des eaux souterraines saisonnières à moins de 30 cm du sol, souvent trop près de la surface du sol. Par conséquent, dans de tels cas, des systèmes de traitement des eaux usées sont placés en surface.

Surface disponible et taille de la parcelle

Certaines parcelles de terrain privées sont si petites que certains types de systèmes de traitement des eaux usées ne peuvent pas être physiquement installés. L'impossibilité d'installer des systèmes peut être causée par la présence de bâtiments, de puits et d'autres structures proches.

La distance entre la maison et le système de nettoyage doit être d'au moins 5 mètres du puits à 30 mètres du puits à 50 mètres, ce qui, en pratique, est souvent ignoré et l'installation est effectuée à une distance de 1 à 3 mètres des fondations de la maison. Il est nécessaire de se conformer à l'exigence d'installation de la clôture - pas moins de 1 mètre. À l'heure actuelle, dans la pratique, personne ne vérifie ces exigences, sauf pour les voisins et peut également être initié par un contrôle officiel.

La taille et l'emplacement de la maison sont le facteur qui affecte le plus souvent le fait que les systèmes d'égouts individuels ne peuvent pas être appliqués dans un cas particulier. Si votre terrain est grand et qu'il n'y a pas d'autres objets à proximité, le système de nettoyage peut être mis en œuvre sans aucun problème. Il est nécessaire de prendre en compte le fait que pour les systèmes eux-mêmes, un espace suffisant sera nécessaire. Les petites stations de pompage et autres équipements mécaniques nécessiteront de l'espace pour l'hébergement, et les systèmes de nettoyage qui impliquent l'élimination régulière des eaux usées augmenteront les coûts d'exploitation.

Variantes du dispositif d'assainissement autonome et des installations de traitement

En pratique, de nombreux propriétaires de chalets et de maisons de campagne suivent l'évolution de leur décision d'organiser l'assainissement et l'évacuation des eaux usées. Quelqu'un le transmet dès le départ - à partir d'un puisard, quelqu'un commence par une toilette à tourbe et quelqu'un installe immédiatement une fosse septique ou une station d'épuration biologique profonde. Mais en général, les options pour installer un égout autonome sont les suivantes:

1. Cesspool;

2. la toilette à la tourbe;

5. Station d'épuration biologique profonde.

Le chemin de l'évolution de la toilette de campagne du Biotoilete au système d'égout autonome Eurobion

Systèmes de traitement des eaux usées non volatiles - fosses septiques

Parmi les systèmes de traitement les plus populaires, citons: Topbio, Breeze, Bars Bio, Cedar, Tank, Triton, Aspen, Favorite, etc. Purifier les eaux usées, environ 50%. Les effluents épurés des fosses septiques sont détournés vers des champs de filtration déjà fabriqués. Le sol sur les champs filtrants doit être complètement changé après 5-7 ans.

Les champs de filtration et, par conséquent, l'utilisation de fosses septiques, ne peuvent pas être disposés sur des sols inondés ou sur une nappe phréatique élevée (PRG). Sinon, à la suite de cette "filtration", des micro-organismes dangereux se formeront. Souvent, ces champs sont appelés champs d'infection, car Après plusieurs années d'une telle filtration, les champs commencent à infecter les terres environnantes et à empoisonner les aquifères de surface, tout en produisant une odeur fétide.

Septic - GRAF CARAT-S

Stations de nettoyage biologique - installations d'aération

Station volatile traitement biologique des eaux usées: Topas (Topas), Topaero, Astra, peuplier (argent peuplier) Yuniloks, Ekoros, Alta bio Deca, Topolvater (Topolwater), YUBAS, Biosensitive, etc. Evrobion.

L'une des caractéristiques des stations de traitement biologique est l'exigence d'une attention et d'un service constants (réguliers), dans certains cas, une maintenance suffisante par l'utilisateur, essentiellement une maintenance régulière du fabricant ou de l'entreprise effectuant l'installation est nécessaire.

Eurobion - station de traitement biologique, usine d'aération

Options combinées pour les stations de traitement

Les systèmes de traitement les plus populaires sont les suivants: FAST, Leader, Lokas, Yalma, Tver, etc.

Comme son nom l'indique, ces stations combinent les principes de l'installation septique et de l'aération. Système de traitement des eaux usées en plusieurs étapes. Les eaux usées s'écoulent par gravité. Il y a la possibilité d'une installation dans le sol avec un niveau élevé d'eau souterraine.

Installation d'une station d'épuration biologique / d'une fosse septique "Tver"

Caractéristiques du choix du système de traitement autonome des eaux usées et des eaux usées

Sur le marché russe, il existe un grand nombre de systèmes d'égouts autonomes (stations d'épuration) pour une maison privée ou une datcha - des fosses septiques, des stations de traitement biologique et leurs combinaisons.

En étudiant divers forums et sites de fabricants, à la recherche de la variante la plus appropriée de réalisation d'un système de compensation, vous rencontrez continuellement les informations incohérentes provenant des fabricants et des utilisateurs de ces installations.

En l'absence de comparaison complète et éventuellement impartiale (objective) de toutes ces décisions, il faut croire au mot, mais à qui? Aux utilisateurs ou aux vendeurs?

Les utilisateurs, avec leurs situations purement privées, des problèmes, parfois causés par le non-respect des exigences du fonctionnement du système de purification ou du mariage dans sa production. Qui, en règle générale, discute le plus souvent sur les forums des fosses septiques ou des stations de traitement biologique? Ceux qui ont rencontré un problème ou des vendeurs déguisés (ou explicites) et ceux qui ont tout bien ne se produisent tout simplement pas dans de tels forums. En fin de compte, il se peut que l’impression unilatérale soit que tel ou tel système de traitement des eaux usées ne fonctionne tout simplement pas ou que sa conception est encore «crue». Les tentatives faites pour trouver une solution appropriée dans les forums spécialisés sont extrêmement difficiles et sont associées à la nécessité de lire une grande quantité de documents.

Assainissement autonome Topas

Les fabricants et les vendeurs qui louent seulement leur décision, a mené une campagne de publicité vraiment agressives et franchement arrosées la boue des concurrents, parfois dénuées de tout fondement, et leurs arguments sont parfois amenés à rire, si ridicule qu'ils regardent. En général, ce comportement est tout à fait naturel - ils doivent vendre leurs décisions et réaliser des bénéfices. Mais dans le même temps, lors de la prédominance du marketing Internet, de nombreux fabricants ne s’attachent pas entièrement à fournir des informations complètes et fiables, même sur leurs propres stations d’épuration des eaux usées, sur les pages de leurs propres sites. En règle générale, très peu de personnes se pressent pour fournir un passeport technique pour leurs produits, un manuel d'utilisation et d'entretien. Cela provoque également des soupçons - quelque chose se cache?

La question de la certification de ces produits est également ambiguë. Certains fabricants publient même sur leurs sites Web des certificats qui n'ont rien à voir avec les stations d'épuration et de traitement des eaux usées. Par exemple, un protocole est publié pour les études de laboratoire sur les eaux usées après une usine de traitement, mais seulement sur sa page de titre, sans conclure et déterminer la conformité aux normes et aux exigences. Ce qui provoque également des doutes et contribue à la formation de la confiance.

Très souvent, on doit faire face à une confusion (mensonges) franche de la part des fabricants, qui déclarent une chose qui, en fait, complètement ou partiellement ne correspond pas à celle déclarée. La distorsion de l'information et le silence des détails essentiels sont déjà la norme.

Tout cela ensemble crée une incertitude considérable, qui ne contribue pas à une sélection objective de l'usine de traitement des eaux usées et de plus en plus trouvé une réponse: - « Il n'y a pas de solution parfaite, toutes les options ont leurs inconvénients, que quelqu'un de plus, quelqu'un de moins. »

Et comment les vrais utilisateurs parlent-ils des systèmes d’assainissement autonomes? Ajoutez vos commentaires, sans oublier de préciser les conditions d’exploitation de votre système d’assainissement et les arguments qui ont déterminé le choix de votre modèle particulier de station d’épuration. Peut-être que toute cette information aidera quelqu'un à raccourcir le temps de recherche de la fosse septique ou au moins à simplifier cette tâche.

Le matériel a été préparé par l'entreprise de construction Intep

Évacuation des eaux usées

Méthodes et moyens de protection des objets contre la pollution par les eaux usées

En général, le drainage des eaux usées est effectuée comme suit: l'eau usée alimentée dans le réseau d'égout - système de conduites, des canaux ou des plateaux et des structures de collecte et d'eaux usées, où envoyée directement au corps de la plante de l'eau ou de traitement des eaux usées, et après - dans le plan d'eau. usines de traitement des eaux usées, généralement sous la forme d'un complexe de bâtiments, des structures et des dispositifs de purification de traitement des eaux usées et des boues, peuvent être centralisées et locales.

L'une des principales tâches des activités de protection de l'eau consiste à empêcher la détérioration du bassin hydrographique environnant, ainsi qu'à restaurer et exploiter les plans d'eau pollués.

L'assainissement des villes a plusieurs types. Si l'eau domestique est détournée séparément des autres types d'eaux usées (eaux industrielles et pluviales), un tel système d'égout est appelé complètement séparé. Si un seul réseau d’égouts reçoit des eaux usées domestiques, industrielles et pluviales, un tel système d’égouts est appelé mixte. En fonction de la taille des zones résidentielles, de la disponibilité des installations industrielles, de la composition et de la quantité des drains, du terrain et d’autres facteurs, le rejet des eaux usées peut être assuré par des systèmes d’égout de type intermédiaire: incomplet séparé ou semi séparé Par exemple, dans un système semi-divisé, les eaux usées domestiques et industrielles sont jetées dans un réseau, tandis que l’autre est rejetée dans l’atmosphère. Le système d'assainissement est opportun de choisir en tenant compte des facteurs économiques sanitaires.

Mais ont souvent à traiter avec le système d'égout en vigueur pour un long moment, à une population différente, en changeant la structure et le volume spécifique des installations industrielles, la réparation et la modification des systèmes d'égouts existants est très complexe et coûteux.

La quantité d'eaux usées industrielles est déterminée en fonction de la capacité de l'entreprise selon les normes élargies de consommation d'eau et d'assainissement pour diverses industries.

Taux de consommation d'eau - la quantité d'eau appropriée requise pour le processus de production, établie sur la base de calculs scientifiques ou de meilleures pratiques.

Norme d'élimination de l'eau - c'est la quantité d'eaux usées rejetées par une entreprise industrielle dans une masse d'eau, avec un taux de consommation d'eau approprié. Dans le taux élargi de consommation d'eau comprend tous les coûts de l'eau dans l'entreprise. Les normes de consommation d'eau et d'élimination de l'eau sont exprimées en mètres cubes d'eau par unité de produit fini ou de matière première utilisée. Ces normes pour la consommation des eaux usées industrielles sont utilisées dans la conception de systèmes d'exploitation nouvellement construits et reconstruits pour le drainage des entreprises industrielles. Les normes élargies permettent d'évaluer la rationalité de l'utilisation de l'eau dans toute entreprise exploitante. Dans une ville avec une population de 1,0. 1,5 million d'habitants, la quantité d'eaux usées atteint 200 300 m 3 par jour et par personne.

Principales voies et méthodes de traitement des eaux usées

Le traitement des eaux usées se fait de deux manières principales: dilution des eaux usées et épuration des eaux usées. La dilution est une mesure palliative qui n'élimine pas les effets des eaux usées, mais la fragilise uniquement sur le site local du réservoir. Le principal moyen consiste à traiter les eaux usées de la pollution.

Les méthodes de nettoyage des eaux industrielles et domestiques peuvent être réparties dans les groupes suivants: mécanique, physicochimique, chimique, biologique et thermique (Figure 5.3). Essentiellement, ces méthodes peuvent être régénératrices et destructives. Le premier concerne l'extraction de toutes les substances de valeur des eaux usées et leur traitement ultérieur, et le second - la destruction des polluants par leur oxydation ou leur réduction, entraînant la formation de gaz ou de précipitations.

Le complexe d’installations de traitement comprend généralement des installations de nettoyage mécanique (Figure 5.4). Selon le degré de purification requis, ils peuvent être complétés par des installations où d’autres groupes de traitement sont utilisés et, avec des exigences plus élevées, les installations de traitement comprennent des installations de purification en profondeur. Avant d'être déversé dans l'étang, les eaux usées traitées sont désinfectées. Le précipité formé à tous les stades de la purification ou de la biomasse en excès pénètre dans les structures de traitement du sédiment. Les eaux usées purifiées peuvent être envoyées aux systèmes de circulation

l'approvisionnement en eau des entreprises industrielles, pour des besoins agricoles ou pour être déversé dans une masse d'eau. Les boues traitées peuvent être éliminées, détruites ou stockées.

Avant de fournir des eaux usées au nettoyage mécanique, elles peuvent être envoyées à des appareils qui régulent la composition et la consommation des eaux usées. Cela est dû au fait que la composition des eaux usées et leur volume (en raison des émissions de volée), en particulier pour les entreprises industrielles, changent considérablement au cours de la journée. Ces dispositifs incluent des moyennes, qui différencient le débit des eaux usées ou mélangent de manière intensive chaque flux. Les récupérateurs sont structurellement renforcées réservoirs de forme rectangulaire en plan, alors que dans le premier cas, il est constitué de couloirs parallèles 4. 6, dans lequel les eaux usées sont fournies (fig. 5.5). L'effet de moyennage est obtenu par des temps d'arrivée différents de portions d'eau individuelles dans le plateau diagonal de collecte. Lorsque l'homogénéisation par mélange de la chute des eaux usées dans un bac placé au-dessus du réservoir et muni d'un déversoir à dents pour une distribution uniforme de l'eau le long de la longueur de moyenne. Le mélange des eaux usées est effectué au moyen de pompes, d'agitateurs ou de barbots. Le volume total des moyennes dépend de la composition et du mode d'évacuation des eaux usées et correspond généralement à une alimentation de 4 heures 12.

Méthodes de nettoyage mécanique.La purification mécanique de l'eau ne suffit que pour l'approvisionnement en eau de recyclage industriel de certaines industries. Dans la plupart des cas, il ne prépare que les eaux usées pour traitement par d'autres méthodes. Dans le même temps, les eaux polluées sont clarifiées par 30. 60%, ce qui facilite le fonctionnement des installations pour une purification plus poussée.

Le nettoyage mécanique est utilisé pour séparer les impuretés minérales et organiques non dissoutes des eaux usées. Par conséquent, les processus hydromécaniques (périodiques et continus) de percolation et de sédimentation (gravité et centrifuge) ainsi que la filtration sont utilisés pour éliminer les particules en suspension des eaux usées. Le choix de la méthode dépend de la taille des particules des impuretés, des propriétés physiques et chimiques et de la concentration des particules en suspension, de la consommation des eaux usées et du degré de purification requis.

Filtrage - la phase primaire du traitement des eaux usées pour en extraire de grandes impuretés insolubles, ainsi que des fractions fibreuses plus petites qui, lors du traitement ultérieur des effluents, interfèrent avec le fonctionnement normal de l'équipement de traitement. Pour ce faire, les eaux usées passent à travers des grilles (tamis) et des collecteurs de fibres, qui sont installés devant les réservoirs de décantation (figure 5.6).

Les treillis peuvent être fixes, mobiles et combinés avec des concasseurs. Les treillis fixes les plus courants, constitués de tiges métalliques espacées les unes des autres 5. 25 mm et mis dans le sens de l'écoulement du flux de déchets à la verticale ou à un angle de 60, 70 ° par rapport à l'horizon. Lors du fonctionnement, les grilles doivent être nettoyées périodiquement ou en continu. Le nettoyage mécanisé des grilles est prévu pour plus de 0,004 m 3 / h de contaminants retenus, et pour les plus petits volumes, le nettoyage manuel est autorisé. Pour éviter de nettoyer les grilles, ces appareils sont conçus sous la forme d'un tambour cylindrique. La taille moyenne des impuretés écrasées par celles-ci ne dépasse pas 10 mm. L'avantage des caillebotis est qu'ils sont placés directement dans le canal du collecteur.

Pour éliminer les plus petits solides en suspension, ainsi que les produits de valeur, on utilise des tamis de deux types: à tambour et à disque. Un tamis à tambour est un tambour à mailles avec des ouvertures de 0,5. mm. Lorsque le tambour tourne, les eaux usées sont filtrées à travers sa surface externe ou interne, en fonction de l'alimentation en eau de l'extérieur ou de l'intérieur. Les impuretés à éliminer sont lavées du filet avec de l'eau et évacuées dans le bac. La performance de l'écran dépend du diamètre du tambour et de sa longueur, ainsi que des propriétés des impuretés.

Le principe de l'action des collecteurs de fibres utilisés pour la rétention des substances fibreuses repose sur la percolation des eaux usées à travers des disques en forme de cône avec perforations ou filtres spéciaux.

Pour séparer les particules en suspension en fractions, des fractionneurs peuvent être utilisés, la partie principale étant une grille verticale, divisant le conteneur en deux parties. Le diamètre des trous de la grille est de 60, 100 microns. Les eaux usées à travers la buse pénètrent dans le fractionneur et sont divisées en fractions grossières et fines, avec 50, 80% des particules en suspension restent dans la fraction grossière.

Défendre - L'élimination des solides en suspension des eaux usées, qui sous l'action de forces gravitationnelles se déposent au fond de la cuve à sédiments et sous l'influence de forces d'éjection flottent à sa surface. Le traitement des eaux usées par sédimentation est effectué dans des sablières, des décanteurs, des clarificateurs et des collecteurs d’huile.

Dessableurs (fig. 5.7) est utilisée pour des eaux usées séparé des impuretés minérales lourdes (principalement de sable) est réglé avant bacs de décantation qui simplifie le fonctionnement de ce dernier, ainsi que des installations pour le traitement des boues. Le temps de séjour des eaux usées dans le piège à sable est de 0,5. 2 min. Dessableurs, qui sont des réservoirs horizontal (rectangulaire ou circulaire en plan) ou éléments préfabriqués en béton armé, sont calculées de sorte qu'ils ne impuretés minérales par filtration. Le précipité précipité est recueilli dans une fosse et est éliminé soit dans des fosses de sable, soit dans des zones sableuses. Avec une désinfection fiable, le sable déshydraté peut être utilisé pour la construction de routes et les matériaux de construction.

Les réservoirs de décantation sont divisés en vertical et horizontal (une variété de ces derniers sont radiaux, Fig. 5.8). Basique

la masse de matières en suspension (40, 60%) précipite pendant une heure et demie. Le plus souvent, c'est à ce moment-là et a calculé la capacité des réservoirs de sédimentation. Bol à sédiments vertical d'un diamètre de 4,5. 9 m et la hauteur de la partie de décantation de 3 m est appliquée aux débits d'eaux usées jusqu'à 10 000 m 3 par jour. Au prix de plus de 10 000 m 3 par jour, des décanteurs horizontaux ou radiaux sont utilisés. Dimensions réservoirs horizontaux :. 24. La longueur 36 m, la profondeur de travail de 3 à 4 m, diamètre des réservoirs circulaires 18. 54 m efficacité de décantation peuvent être améliorées en augmentant la vitesse de dépôt des particules au moyen de coagulation et de floculation agrandissant ou en réduisant la viscosité de l'eau usée par chauffage.

Dans les clarificateurs, en même temps que la décantation, les eaux usées sont filtrées à travers une couche de particules en suspension.

Pour la purification des eaux usées contenant des hydrocarbures, à une concentration supérieure à 100 mg / l, des pièges à huile sont utilisés (figure 5.9). Ces structures sont des réservoirs rectangulaires semblables aux bassins de décantation horizontaux dans lesquels le pétrole et l'eau sont séparés en raison de la différence de densité. L'huile de surface est collectée et retirée pour élimination.

Filtration - élimination des matières en suspension de la masse d'eau en les faisant passer à travers une couche de matériau poreux ou à travers des grilles ayant une taille de trou déterminée. Par filtration, les eaux usées contenant de fines impuretés dans une faible concentration sont purifiées. Il a aussi

Fig. 5.8. Réservoirs de décantation: a-horizontal (bac à 1 entrée, 2 chambres de décantation, bac à 3 entrées, 4 puits); b-vertical (partie 1-cylindrique, tube 2-central, 3-rainure, partie 4-conique); dans le sens radial (corps à 1 corps, 2 rainures, dispositif à 3 distributeurs, chambre à 4 positions, mécanisme à 5 racloirs); r est tubulaire; d) avec plaques inclinées (1 corps, 2 plaques, récepteur à 3 boues).

a-horizontale (1 coque, 2 hydro-élévateurs, huile à 3 couches, conduite à 4 huiles, cloison de retenue de 5 huiles, convoyeur à 6 racleurs, 7 puits pour les boues); b-couche mince (1-plomb d'eau purifiée, 2 tuyau de collecte d'huile, 3-cloisons, 4 flottants en mousse, 5 couches d'huile, 6 entrées d'eau usée, 7 couches de plaques ondulées);

appliquer après les méthodes physico-chimiques et biologiques de purification, puisque certaines d'entre elles s'accompagnent de la libération dans le liquide nettoyé d'impuretés mécaniques.

Centrifugation - processus de traitement des eaux usées dans les hydrocyclones, qui par leur conception peuvent être ouverts (non-pression) et pression (figure 5.10). Le principe d'action des hydrocyclones repose sur la séparation des particules de la phase solide dans un flux de liquide en rotation. Les avantages des hydrocyclones sont une productivité spécifique élevée, des coûts d'investissement relativement faibles pour la construction, la compacité et la possibilité d'automatiser leur fonctionnement.

Fig. 5.10.Schémas des hydrocyclones ouverts (a) et sous pression (6):

1 - déversoir; 2 - un plateau annulaire; 3 - tuyau de branchement pour l'évacuation des eaux usées; 4 tuyaux de branchement pour la distribution des eaux usées; 5 - sortie des boues

Les hydrocyclones ouverts, de productivité nettement supérieure aux bassins de sédimentation, permettent de séparer les substances de sédimentation et les substances flottantes des eaux usées. Diamètre D et hauteur H partie cylindrique de l'hydrocyclone de 2 à 6 m, le diamètre de l'entrée d = 0,1D (avec un trou), et avec deux trous d'entrée le diamètre de chaque d = 0,071D L'angle de la partie conique est généralement de 60 °.

Productivité de l'hydrocyclone ouvert

où V - vitesse de l'eau à l'entrée de l'hydrocyclone, m / s; D - diamètre de la partie cylindrique de l'hydrocyclone, m.

Les hydrocyclones sous pression en acier inoxydable sont utilisés pour séparer les impuretés d'origine minérale des eaux usées, dont la densité diffère significativement de la densité de l'eau. Ils se composent d'une partie cylindrique d'un diamètre de 25 jusqu'à 500 mm et conique. Les eaux usées sont fournies à une pression de 0,15. 0,4 MPa.

Capacité de l'hydrocyclone sous pression:

où k - un coefficient expérimental de 0,524 pour les hydrocyclones avec une partie cylindrique de diamètre 0,125. 0,6 m et l'angle de la partie conique 30 °; d - diamètre de l'entrée, m; ΔP - Différence de pression entre le drain et les buses d'entrée, Pa.

Pour augmenter la productivité, les hydrocyclones de petit diamètre sont combinés en une unité commune dans laquelle ils opèrent en parallèle. De tels agrégats sont appelés multihydrocyclones. Les hydrocyclones sous pression sont des appareils fiables et performants, mais leur inconvénient est la forte consommation d'énergie et l'usure rapide des parois due à l'abrasivité des substances extraites.

Méthodes physico-chimiques de traitement des eaux usées.Ces méthodes sont utilisées pour éliminer les particules fines (solides et liquides), les gaz solubles, les substances minérales et organiques des eaux usées. Ils sont utilisés comme indépendants et en combinaison avec des méthodes mécaniques et biologiques. Ces dernières années, le domaine d’application des méthodes physico-chimiques de purification s’est développé et elles sont particulièrement efficaces pour le traitement local des eaux usées des entreprises industrielles.

La coagulation - processus de grossissement des particules dispersées résultant de leur interaction avec les coagulants qui, dans l'eau, forment des flocons d'hydroxydes métalliques (Fig. 5.11). Les flocons, capables de capturer les particules colloïdales et en suspension et de les agréger, se déposent rapidement sous l'action de la gravité au fond du réservoir. En tant que coagulants, l'aluminium, le fer ou leurs mélanges sont couramment utilisés.

Fig. 5.11.Schéma d'installation pour la purification de l'eau par coagulation:

1 - capacité de préparation des jambes de force; 2 - batcher; 3 - le mélangeur; 4 - chambre de floculation, 5 - réservoir de sédimentation

Floculation - processus d'agrégation de particules en suspension lorsque des composés de poids moléculaire élevé, appelés floculants, sont ajoutés aux eaux usées. Dans ce processus, la formation de flocons d’hydroxydes d’aluminium et de fer est intensifiée pour augmenter le taux de précipitation. Ainsi, l'introduction de coagulants dans les eaux usées permet, d'une part, de réduire la masse de coagulants utilisée et, d'autre part, de réduire la durée du processus de floculation et d'augmenter le taux de précipitation.

La coagulation est la plus efficace pour éliminer les substances émulsifiées et les particules fines de 1,100 μm des eaux usées. L'efficacité du nettoyage peut atteindre 0,9. 0,95.

Le sulfate d'aluminium, l'hydroxochlorure d'aluminium et le chlorure ferrique sont les plus utilisés en tant que coagulants. Leur consommation est de 0,1. 5 kg par mètre cube d'eau usée.

Une méthode très prometteuse de traitement des eaux usées des départements de galvanisation et de décapage du chrome et des autres métaux lourds, ainsi que des cyanures, est électrocoagulation - la formation d'hydroxydes insolubles dans l'effluent est pompé à travers eux à électrocoagulateur. unité d'électrocoagulation (Fig. 5,12) comprend des réceptacles (1. 4), moyenneur (5) électrocoagulateur avec anti-mousse (6), la fosse à boues (7), carter d'huile (ou d'un groupe puisards 8), une unité de déshydratation (9) et osadkouplotnitel (10 ).

L'installation fonctionne comme suit. En arrivant à la purification des eaux usées sont pré-purifiés à partir des impuretés mécaniques grossières dans le réceptacle 1. 4 où les eaux usées sont amenées à la neutralisation 5, dans lequel l'influence de l'onde de décharges d'eaux usées fortement concentrées. Après une moyenne des eaux usées envoyées à électrocoagulateur 6, dans lequel l'écoulement d'eau est commandé automatiquement. des électrodes de l'unité électro-équipée sont généralement en acier ou en alliage d'aluminium. Les électrodes sont alimentées tension en courant continu de 3. 15 V, la charge de courant nominal est dans 250-4000 A. Sous l'influence du champ électrique d'une part, les systèmes d'égouts dispersés deviennent moins stables, et l'autre - ils sont difficiles à coaguler avec solubles des hydroxydes de fer ou d'aluminium, sortant et passant dans l'eau avec les électrodes. Ensuite, l'eau usée pénètre dans le carter 8, où pendant 45 min 30. pour former des agrégats de 500 1 000 microns, qui précipitent. Le précipité a été introduit dans un puits de boue 7, et le liquide surnageant dans le cas de sa teneur en substances en suspension MPC non supérieure déchargée dans les égouts ou envoyé pour une réutilisation.

Si les surfactants (surfactants) sont présents dans les eaux usées, l'extinction de la mousse est effectuée à l'aide de vapeur, dans d'autres cas, la suppression de la mousse n'est pas appliquée.

La boue provenant de l'accumulateur de boue est envoyée à l'unité de déshydratation 9 et à l'agent d'étanchéité 10. Ensuite, elle est éliminée ou envoyée à une installation d'élimination.

Malgré l'augmentation de la consommation d'électricité, la méthode d'électrocoagulation du traitement des eaux usées permet de passer à une alimentation en eau recyclée car, sous l'action du champ électrique, l'eau est presque entièrement débarrassée des bactéries. Cela conduit à une augmentation de la durée de vie de l'eau et exclut également la possibilité de l'apparition d'un personnel d'entretien, de maladies fongiques et autres maladies cutanées qui surviennent inévitablement lors de la manipulation d'eau contaminée par des bactéries.

Exemple de calcul de l'électrocoagulateur.Le volume utile de l'électrocoagulateur (m 3) est calculé par la formule

où n - nombre d'électrocoagulateurs (prendre au moins 2); q - consommation d'eaux usées, m 3 / h; r- durée du traitement des eaux usées, h. La hauteur totale (m) de l'électrocoagulateur est

où h = 0,8. 1 m - hauteur de travail de la couche de liquide; h1, = 0,05...0,1 m est la hauteur de la couche de mousse; h2 = 0, 2..., 0,3 m - la hauteur des panneaux au-dessus du niveau de mousse.

Le système d'électrodes du coagulateur est réalisé sous la forme d'un bloc de plaques verticales en acier ou en alliages d'aluminium. Nombre total d'électrodes

où Dans le - largeur (diamètre interne) de l'installation, m; un = 0,05 m - distance entre la paroi d'installation et l'électrode d'extrémité; avec le = 0,01. 0,02 m est la distance entre les électrodes; b = 0,005. 0,0008 m est l'épaisseur de l'électrode.

Surface d'une électrode

où ³ est la dimension transversale de l'installation, m. Masse totale (kg) du système d'électrodes

où y est la densité du matériau des électrodes, en kg / m 3.

où k - quantité spécifique d'électricité nécessaire pour dissoudre le métal du système d'électrodes, A-h / m 3 (pour les électrodes en acier k = 73,4 A-h / m 3 et pour l'aluminium - 55 A-h / m 3).

Consommation de matériau d'électrode (g / m 3)

où p = 0,4 - facteur de sortie courant; N - équivalent électrochimique du métal, g / Ah (pour l'aluminium N = 0,336 g / Ah).

La durée de fonctionnement (jours) du système d'électrodes

où ŋ = 0,8. 0,9 - coefficient d'utilisation du système d'électrodes; Q - consommation d'eaux usées, m 3 / jour.

La flottation Il est utilisé pour le nettoyage des eaux usées industrielles contenant des tensioactifs, des huiles, des produits pétroliers, des huiles, des particules fibreuses. Le processus de flottation lui-même consiste en la formation de bulles de gaz (plus souvent de l'air) dans la colonne d'eau, l'adhésion des particules à l'interface des phases gazeuse et liquide, l'émergence de ces complexes à la surface du

Distinguer les méthodes suivantes de traitement par flottation des eaux usées: sursaturation des eaux usées par air, mécanique et électroflottation.

La flottation due à la sursaturation des eaux usées par air est divisée en vide et en pression. Dans la flottation sous vide, les eaux usées sont préalablement saturées d'air à la pression atmosphérique dans une chambre d'aération, puis envoyées dans une cellule de flottation où le vide sous vide est maintenu à une pression de 30. 40 kPa (225,300 mm Hg). Les bulles d'air libérées dans la partie supérieure de la chambre entraînent des contaminants à la surface de l'eau. Le processus de flottation dure environ 20 minutes. La concentration de particules en suspension ne doit pas dépasser 300 mg / l.

La flottation sous pression se déroule en deux étapes: saturation des eaux usées avec de l'air sous pression excessive et réduction brusque de la pression jusqu'à la pression atmosphérique. Les installations de flottation sous pression (Figure 5.13) permettent le traitement des eaux usées avec une concentration initiale de contamination allant jusqu’à 5 g / l à une productivité de 5 à 2000 m 3 / h. La pression dans le récipient sous pression est maintenue à 0,17. 0,39 MPa, le temps de séjour des eaux usées dans un récipient sous pression est de 14 minutes et dans une cellule de flottation de 10 à 20 minutes. Le volume d’air fourni est de 1,5. 5% du volume d'eau purifiée. Dans certains cas, les eaux usées sont saturées d’oxygène ou d’ozone. La masse flottante est continuellement retirée par le mécanisme de ratissage de la mousse dans la boîte en mousse.

Pour la flottation mécanique, des turbines (turbines à pompe), des buses et des plaques poreuses sont utilisées.

Électroflottation L'essence de la méthode est que dans le procédé des gaz d'électrolyse de l'eau a évolué au niveau des électrodes bulles (hydrogène et oxygène) sont confrontés à des particules en suspension y adhérer et « flotte » sur la surface du liquide. Le rôle principal dans le processus de flottation des particules est généralement réalisé par les bulles d'hydrogène libérées à la surface de la cathode. L'efficacité du processus de nettoyage par flottation est liée au nombre et à la taille des bulles. Étant donné que la taille des bulles de détachement dépend non seulement de l'angle de contact, mais aussi la courbure de la surface des électrodes, celles-ci sont réalisées sous la forme d'un treillis métallique. La taille des bulles est affectée par l'épaisseur du fil: avec son augmentation, les dimensions des bulles augmentent en règle générale. Le nombre de bulles dépend de la densité de courant et du matériau des électrodes. L'électrofloatation peut être réalisée soit à l'aide d'un diaphragme, soit sans elle. Pour éviter le mélange des gaz et la formation du mélange explosif (2/3 d'hydrogène et d'oxygène 1/3) forme de réalisation préférée d'une membrane, d'autant plus que ce qu'il est possible de réduire la distance entre les électrodes.

Adsorption sont utilisés pour la purification en profondeur des eaux usées des substances organiques dissoutes après traitement biochimique, ainsi que dans les installations locales, si ces substances ne sont pas biodégradables ou hautement toxiques et en contiennent peu. La purification par adsorption peut être régénérative, c'est-à-dire avec l'extraction de la matière de l'adsorbant et son utilisation destructive, dans laquelle les substances extraites des eaux usées sont détruites avec l'adsorbant. L'efficacité de la purification par adsorption atteint 0,8. 0,95.

Comme les adsorbants utilisent des charbons actifs, des substances synthétiques et certains déchets de production (cendres, scories, etc.).

Le processus de traitement par adsorption des eaux usées est effectué avec un mélange intensif de l'adsorbant avec de l'eau ou une filtration de l'eau à travers le lit d'adsorbant.

Le débit de l'adsorbant introduit dans l'eau pour un procédé en une seule étape

où Q - volume des eaux usées; CMonsieur, Cà - concentrations initiales et finales des eaux usées contaminées; a - coefficient d'adsorption.

Échange d'ions - échanger des ions en solution et sont présents sur la surface de la phase solide (le échangeuse d'ions) peut extraire et éliminer les impuretés de valeur d'eaux usées (composé de l'arsenic, le phosphore et le chrome, le zinc, le plomb, le cuivre, le mercure) et des substances radioactives. Dans ce cas, les eaux usées peuvent être nettoyés aux concentrations maximales admissibles de substances nocives et utilisé dans des procédés technologiques ou systèmes à circulation d'eau.

Les ionites, capables d'absorber les ions positifs de l'eau, sont appelés cationites, les ions négatifs sont les échangeurs d'anions. Les premiers ont des propriétés acides, les seconds sont les propriétés de base. Les ionites sont inorganiques (minéraux) et organiques, naturels ou obtenus artificiellement. Les résines synthétiques échangeuses d'ions les plus courantes, représentant des polymères synthétiques à structure de réseau. Ils se caractérisent par une capacité d'absorption élevée, une résistance mécanique, une stabilité chimique et une grande hydrophilie. L'utilisation d'échangeurs d'ions permet de fournir une efficacité de purification élevée, ainsi que de séparer les métaux des eaux usées sous la forme de sels relativement purs et concentrés.

Extraction - une méthode pour séparer et récupérer les composants du mélange du liquide. À l'aide de l'extraction liquide, les eaux usées sont purifiées à partir de phénols, d'huiles, d'acides gras, etc. En général, l'extraction est plus avantageuse que l'adsorption à des concentrations en impuretés supérieures à 3 4 g / l.

Le traitement des eaux usées par extraction comprend trois étapes. Le premier est le mélange intensif des eaux usées avec un agent d'extraction (solvant organique), entraînant la formation de deux phases liquides: un extrait contenant la substance extractible et l'agent d'extraction, et un raffinat contenant des eaux usées et de l'extragène. La deuxième étape est la séparation de l'extrait et du raffinat et la dernière étape est la régénération de l'agent d'extraction à partir de l'extrait et du raffinat (figure 5.15). Pour l'extraction des eaux usées des phénols, des produits simples et des esters sont utilisés, et les produits pétroliers sont du benzène.

L'efficacité des méthodes d'extraction du traitement des eaux usées atteint 0,8. 0,95.

Pour la purification des eaux usées de diverses impuretés solubles dispersées méthodes électrochimiques utiliser les processus d'oxydation anodique et de réduction cathodique, ainsi que l'électrodialyse. Tous ces processus ont lieu sur les électrodes lorsqu'un courant électrique direct circule dans les eaux usées. Au cours de l'oxydation électrochimique, les substances (cyanures, amines, aldéhydes, composés nitrés, etc.) qui se trouvent dans les eaux usées sont complètement décomposées pour former du CO2,

Fig. 5.15. Schémas des usines d'extraction:

a - schéma d'extraction à contre-courant multi-étapes (1

3 '- réservoirs de sédimentation); b est un schéma d'extraction à contre-courant continu avec régénération de l'extractant à partir de l'extrait et du raffinat (1 - système d'élimination de l'agent d'extraction du raffinat, 2 colonnes, 3 - système d'élimination de l'agent d'extraction de l'extrait)

NH3 et de l'eau ou d'autres substances simples et non toxiques pouvant être éliminées par d'autres méthodes. En récupération cathodique, les ions de métaux lourds sont éliminés des eaux usées, qui précipitent à la cathode et peuvent être récupérés.

Pour éliminer les sels des eaux usées, méthode d'électrodialyse (Figure 5.16), réalisée dans un bain électrolytique divisé en trois compartiments par deux diaphragmes. Les électrodes sont placées dans les compartiments les plus extérieurs. Par conséquent, vous pouvez obtenir des acides et des alcalis et les réutiliser en production. La méthode d'électrodialyse est prometteuse pour le traitement des eaux usées non seulement des sels dissous, mais aussi des ions de métaux lourds (Cr + 6, Cu + 2, etc.) et du fluor. Ainsi, l'évaluation technique et économique a montré que l'extraction de 1 kg de fluorure par électrodialyse coûte environ 5 fois moins cher que la méthode des réactifs. L'électrodialyse donne de bons résultats dans le traitement des eaux usées et des contaminants radioactifs, en particulier des isotopes Sr, 137 Cs, 138 I. L'inconvénient est la nécessité d'effectuer une pré-traitement des eaux usées provenant des particules en suspension qui bouchent l'ouverture.

Fig. 5.16.Schémas de l'électrochimique inactif (a) et électrochimiquement actif (6)

diaphragmes pour le traitement des eaux usées par électrodialyse:

1 - anode; 2 - cathode; 3 - diaphragme anodique; Diaphragme à 4 cathodes; 5 - diaphragme perméable aux anions; 6 - membrane perméable aux cations

Méthodes chimiques de traitement des eaux usées.Toutes ces méthodes sont associées à la consommation de différents réactifs et donc coûteuses. Ils sont utilisés pour éliminer les substances solubles dans les systèmes d'alimentation en eau fermés, et parfois aussi pour le traitement des eaux usées avant ou après le traitement biologique. Grâce à la purification chimique, les ions des métaux lourds sont le plus souvent éliminés.

Les principales méthodes de purification chimique comprennent la neutralisation et l'oxydation.

Neutralisation Il est utilisé dans de nombreuses industries pour traiter les eaux usées industrielles contenant des alcalis et des acides. La plupart des eaux usées acides contiennent des sels de métaux lourds qui doivent être isolés pour empêcher la corrosion des matériaux du réseau de drainage et des installations de traitement, des processus biochimiques dans les oxydants biologiques et des plans d'eau. En pratique, les méthodes de neutralisation suivantes sont utilisées: neutralisation mutuelle des eaux usées acides et alcalines; neutralisation avec des réactifs (solutions acides, chaux vive, chaux hydratée, carbonate de sodium, ammoniac, etc.); filtrer à travers des matériaux neutralisants (chaux, calcaire, dolomite, magnésite, craie, etc.). Le réactif le moins cher et le plus accessible est le Ca (OH)2.

Pour le traitement des eaux usées l'oxydation en utilisant du gaz et du chlore liquéfié, le dioxyde de chlore, le calcium Florat calcium hypochlorite et de sodium, le permanganate de potassium, de l'oxygène dans l'air, l'ozone, le peroxyde d'hydrogène, le bichromate de potassium et d'autres. Dans le procédé d'oxydation de la pollution toxique contenue dans l'effluent résultant de réactions chimiques devient moins toxique puis retiré de l'eau. La purification des oxydants implique une consommation plus élevée de réactifs, il est donc utilisé que lorsque une substance tel que le cyanure, les composés d'arsenic dissous et al., Contaminant les eaux usées, il est difficile ou impossible à éliminer par d'autres moyens.

L'activité du réactif en tant que comburant est déterminée par la valeur du potentiel d'oxydation, par exemple de 0,59 pour le permanganate de potassium, de -0,68 pour le peroxyde d'hydrogène, de -0,94 pour le chlore et de -2,07 pour l'ozone.

Pour l'oxydation des cyanures, on utilise du sulfure d'hydrogène, de l'hydrosulfure, du méthylmercaptan, du chlore et ses composés (figure 5.17). Dans ce cas, il se forme un chlore libre "actif" qui représente la somme de C1 + HOOC1 + OC1

L'oxydation des cyanures avec du chlore «actif» en cyanates se produit en raison de l'oxygène atomique au moment de sa séparation du comburant selon le schéma suivant: CNˉ + OClˉ → CNO ~ + C1 ~. Les cyanates résultants hydralisent facilement en carbonates:

Le chlorate de calcium de base contient jusqu'à 33% de chlore actif et de l'hypochlorite de calcium - jusqu'à 60%.

Fig. 5.17.Schéma d'installation pour le traitement des eaux usées avec du chlore actif:

1 - un cylindre avec du chlore; 2 - le filtre; 3 - réducteur; 4 - rotamètre; 5,6 manomètres;

7 - soupape de sécurité; 8 - le mélangeur; 9 - éjecteur; 10 - dispositif de contact

Oxydation par l'oxygène de l'air le plus souvent utilisé pour purifier l'eau du fer ferreux en aérant l'air à travers les eaux usées. La réaction d'oxydation du fer ferreux en fer trivalent suivie de la séparation de l'hydroxyde de fer de l'eau se déroule selon le schéma

L'hydroxyde de fer résultant est laissé dans le réservoir de contact puis filtré.

Ozonation Basé sur le fort pouvoir oxydant de l'ozone, qui à des températures normales détruit de nombreux composants organiques des eaux usées. Parallèlement, la décoloration et la désinfection des eaux usées se produisent, ainsi que la saturation en oxygène (Fig. 5.18).

Fig. 5.18.Schéma d'installation pour le traitement des eaux usées par ozonation:

1 - le mélangeur; 2 - la pompe; 3 - adsorbeur à bulles; 4 - collection; 5 - installation d'ozonateur;

6 - appareils pour le nettoyage des effluents gazeux

La durée du processus de traitement des eaux usées est considérablement réduite lorsque les ultrasons et l'ozone ou l'irradiation ultraviolette et l'ozone sont combinés.

Nettoyage de restauration sont utilisés lorsque les eaux usées contiennent des substances facilement réductibles. Ces méthodes sont largement utilisées pour éliminer les composés de mercure, de chrome et d'arsenic des eaux usées. Ainsi, pour la récupération du mercure et de ses composés, il est proposé d'utiliser le sulfure de fer, l'hydrosulfite de sodium et le borohydrure, l'hydrazine, la poudre de fer, la poudre d'aluminium, et d'autres.

Méthodes biochimiques de traitement des eaux usées.Ces méthodes sont utilisées pour nettoyer les eaux usées domestiques et industrielles de nombreux produits organiques dissous et certains

substances inorganiques (hydrogène sulfuré, ammoniac, sulfures, nitrites, etc.). Le processus de purification est basé sur la capacité des micro-organismes à utiliser les substances listées pour la nutrition dans le processus d'activité vitale - les substances organiques pour les micro-organismes sont une source de carbone.

Le traitement biochimique des eaux usées peut avoir lieu dans des conditions aérobies (oxydation biochimique) et anaérobies (biodégradables).

Nettoyage dans des conditions anaérobies se produit sous l'action de micro-organismes anaérobies, d'où la quantité de contaminants organiques contenus dans l'eau usée est réduite en raison de leur transformation en gaz (méthane, dioxyde de carbone) et des sels dissous, ainsi que la croissance des plantes de la biomasse anaérobie. La désintégration est réalisée en deux phases: d'abord, la matière organique est convertie en acides organiques et des alcools (premier groupe de micro-organismes), puis les acides organiques et les alcools - en méthane et en dioxyde de carbone (le second groupe de micro-organismes).

Le procédé dépend généralement de maintenir favorable pour les deux groupes de support de micro-organismes, et donc l'équilibre entre les phases doit être tel que l'acide retiré à la même vitesse à laquelle ils sont formés. La méthode anaérobie est principalement utilisée pour la fermentation des boues actives en excès formées lors de la purification aérobie.

La purification dans des conditions aérobies a lieu en présence d'oxygène dissous dans l'eau, ce qui représente une modification du processus naturel d'auto-épuration des masses d'eau existant dans la nature (figure 5.19). Pour le traitement des eaux usées industrielles, les procédés impliquant l'utilisation de boues activées dans un aérotank sont les plus courants. Les boues actives sont créées par les particules en suspension qui ne sont pas retenues lors de la sédimentation et par la présence de substances colloïdales avec des micro-organismes se multipliant. Le silt actif dans le fluide aéré accélère considérablement les processus d'oxydation et crée des conditions pour l'adsorption de substances organiques.

La destruction des substances organiques avant le dioxyde de carbone et d'autres produits d'oxydation inoffensifs est due à la biocénose, c'est-à-dire complexe de toutes les bactéries et les micro-organismes les plus simples se développant dans cette structure. La consommation de constituants organiques des eaux usées par les microorganismes se déroule en trois étapes:

- transfert de masse de matière organique et d'oxygène du liquide à la surface de la cellule;

Fig. 5.19.Variantes du traitement biochimique naturel des eaux usées: 1 - installations de nettoyage mécanique; 2 - installations de traitement physique et chimique; 3 - installations de traitement biochimique; 4 - compacteurs de bassins-boues ou étangs biologiques; Canal à 5 ​​branches; 6 - bassin d'évaporation; 7 - champs de filtration; 8 - champs d'irrigation

- diffusion de la matière et de l'oxygène à travers la membrane cellulaire semi-perméable;

- métabolisme des produits diffusés, accompagné d'une croissance de la biomasse, de la libération d'énergie, du dioxyde de carbone, etc.

L'intensité et l'efficacité du traitement biologique des eaux usées sont déterminées par le taux de multiplication bactérienne.

Le traitement biologique des eaux contaminées peut être effectué dans des conditions naturelles ou artificielles.

Dans des conditions naturelles, des parcelles de terrain spécialement préparées (champs d'irrigation et de filtration) ou des bassins biologiques sont utilisés. Ce sont des réservoirs au sol avec une profondeur de 0,5. m, dans lequel les mêmes processus se produisent que lors de l'auto-nettoyage des réservoirs.

Champs d'irrigation - parcelles spécialement aménagées utilisées simultanément pour le traitement des eaux usées et à des fins agro-culturelles, à savoir pour la culture de céréales et d'ensilage, d'herbes, de légumes, ainsi que pour la plantation d'arbustes et d'arbres. Les champs de filtration sont uniquement destinés au traitement biologique des eaux usées.

Les champs d'irrigation et les étangs biologiques sont situés sur un terrain dont les marches sont inclinées afin que l'eau puisse s'écouler d'une parcelle à l'autre par gravité. Le nettoyage de la contamination se produit pendant la filtration de l'eau à travers le sol, dans lequel les particules en suspension et colloïdales sont retenues, formant un film microbien dans les pores du sol. Dans les couches profondes du sol, la pénétration de l'oxygène est difficile, de sorte que l'oxydation la plus forte se produit dans les couches supérieures du sol. à une profondeur de 0,2. 0,4 m.

Étangs biologiques sont destinés au traitement biologique et au post-traitement des eaux usées en combinaison avec d'autres installations de traitement. Ils sont réalisés sous la forme d'une cascade d'étangs, consistant en 3 5 marches. Le processus de traitement des eaux usées est réalisé selon le schéma suivant: utilisation de bactéries pour l'oxygénation des contaminants oxygénés libérés par les algues lors de la photosynthèse, ainsi que de l'oxygène de l'air. Les algues, quant à elles, consomment du dioxyde de carbone, des phosphates et de l'azote ammoniacal, libérés lors de la décomposition biochimique des substances organiques. Par conséquent, pour une performance optimale de l'étang, il est nécessaire de maintenir un pH et une température d'eau d'égout optimaux. La température doit être d'au moins 6 ° C et, par conséquent, en hiver, les bassins ne sont pas exploités.

Il y a des étangs avec aération naturelle et artificielle. La profondeur de la surface de l'étang avec aération naturelle, ne dépasse généralement pas 1 m. Lorsque les bassins d'aération artificiels avec des aérateurs mécaniques ou souffler de l'air à travers la colonne d'eau de leur profondeur augmente jusqu'à 3 m. L'utilisation aération artificielle accélère les processus de purification de l'eau. Il devrait être étangs et inconvénients pointus: la faible capacité d'oxydation, le caractère saisonnier du travail, la nécessité pour les grandes surfaces.

Bâtiments pour traitement biologique artificiel sur la base de l'emplacement de la biomasse active dans eux peuvent être divisés en deux groupes:

- la biomasse active se trouve dans les eaux usées traitées dans un état suspendu (aérotanks, oksitenki);

- La biomasse active est fixée sur un matériau fixe et les eaux usées circulent autour d'une couche mince (biofiltres).

Aerotanks sont des réservoirs en béton armé, de plan rectangulaire, séparés par des cloisons dans des couloirs séparés (Figure 5.20).

En général, les aérotanks fonctionnent selon le schéma suivant. Les eaux usées après les stations de traitement mécanique est mélangée avec la boue activée de retour (biocénose) et passant successivement à travers les couloirs du bassin d'aération est introduit dans le clarificateur secondaire. Le temps de séjour dans le bassin d'aération des eaux usées traitées, en fonction de sa composition varie de 6 à 12 heures. Pendant ce temps,

Fig. 5.20. Aerotanks:

et - aerotenok-décanteur (1 - Bac 2 - ilootsosy 3 - zone de décantation 4 - déversoirs; 5 - la zone d'aération); 6 - aerotenok-clarificateur (1 - boîte de débordement 2 - zone d'aération 3 - zone de dégazage; 4 - déflecteur 5 - Régénérateur 6 - zone foudre); a - aerotenok-décanteur à deux chambres (1 - roue d'aérateur 2 - zone d'enrichissement préliminaire 3 - partition 4 - Aérateur rotatif 5 - zone de fermentation 6 - zone d'allégement)

La majeure partie des contaminants organiques sont traités par la biocénose des boues activées. Pour maintenir la boue activée à l'état suspendu, son mélange intensif et la saturation du mélange traité de l'air avec de l'oxygène dans les bassins d'aération du système d'aération disposés différent (habituellement mécanique ou pneumatique). A partir du mélange d'aération a été traité eaux usées et les flux de boues activées dans le clarificateur secondaire où est déposé au fond de la boue activée avec des dispositifs spéciaux (cloaque de plus vides) associé au réservoir de la station de pompage, et l'eau usée purifiée est fournie ou le nettoyage supplémentaire additionnel ou désinfecté. Dans le processus d'oxydation biologique, la biomasse de la boue activée augmente. Pour créer des conditions optimales pour son activité boues en excès présente dans le système et dirigé vers les installations de traitement des boues, et la partie principale sous la forme de boues activées de retour est renvoyée à nouveau dans le bassin d'aération. La concentration de la liqueur mixte dans le poids du réservoir d'aération (dose de boues base sèche) de 2, 5 g / l; débit d'air 5. 15 m 3 par 1 m 3 d'eaux usées; la charge de pollution organique 400. Le MIC 800 mg pour 1 g de la boue sans cendre actif par jour. Dans ces conditions, une purification biologique complète est fournie.

Les complexes d’installations de traitement, qui comprennent des aérodromes, ont une capacité de plusieurs dizaines à 2,3 millions de m 3 d’eaux usées par jour.

Au lieu de l'air pour l'aération pneumatique des eaux usées, de l'oxygène pur peut être fourni. Pour un tel procédé, des oxenènes, dont la conception est quelque peu différente de celle des aérotanks, sont utilisés. La capacité oxydante des oxyteniques est 3 fois plus élevée.

Biofiltres (Figure 5.21) sont largement utilisés pour les dépenses quotidiennes des eaux usées domestiques et industrielles à 20 30 000 m 3 par jour. Le composant le plus important des biofiltres est le matériau de chargement. Selon le type de matériau de chargement, ils sont divisés en deux catégories: avec chargement volumétrique et planaire.

Fig. 5.21.Schémas d'installation en une ou deux étapes (b)

pour le traitement des eaux usées par des biofiltres:

1 - réservoirs de sédimentation primaires; 2, 4 - biofiltres des stades I et II; 3 réservoirs de sédimentation secondaires; 5 - colon tertiaire.

Les biofiltres représentent des réservoirs de forme ronde ou rectangulaire en plan qui sont remplis de matière première. un matériau en vrac constitué de gravier, argile expansée, de la fraction de scories ayant une taille de particule de 15 à 80 mm, est rempli après le tri des fractions de la couche 2. La hauteur de 4 m. matériau plane est réalisée sous la forme d'rigide (annulaire, éléments tubulaires en matière plastique, céramique, métal) et souples (unités de rouleau de tissu), qui sont montés dans l'épaisseur de la couche de filtre biologique pour le corps de 8 m.

Les eaux usées, alimentées au-dessus de la surface du matériau d'alimentation, sont réparties uniformément à travers elle, et un film biologique (biocénose) est formé à la surface du matériau, similaire à la boue active dans le bassin d'aération. Le matériau d'alimentation est supporté par un fond en treillis à travers lequel l'eau usée traitée pénètre dans le fond solide du biofiltre et est transportée du biofiltre vers le décanteur secondaire au moyen de plateaux.

Les biofiltres avec chargement en vrac sont efficaces pour l'épuration biologique complète et leur productivité, selon les caractéristiques de conception, est de 200 800 g de CMI pour 1 m 3 de volume de matière première par jour.

Les biofiltres à chargement planaire peuvent également être utilisés pour une purification biologique complète; dans ce cas, leur productivité atteint 2 kg de MIC pour 1 m3 par jour en raison de la surface développée du matériau de charge et des conditions favorables à la circulation de l'air dans le matériau de charge. Mais il est plus opportun d'utiliser la première étape de traitement biologique en deux étapes lorsque les émissions ont lieu SALVO le traitement ou la reconstruction des eaux usées très industrielle des complexes. Dans ce cas, l'effet du travail des biofiltres à chargement planaire est de 0,5. 0,7%, mais leur productivité peut atteindre 5 10 kg de MIC pour 1 m 3 par jour.

Lors de l'utilisation des installations de traitement biologique doivent être les règles technologiques observées de leur travail pour éviter la surcharge et surtout un produit de Salvo composants toxiques, car cette altération peut affecter les micro-organismes nuisibles. Par conséquent, dans les eaux usées envoyées à un traitement biologique, la teneur en huile et de l'huile doit être inférieure à 25 mg / L, - agents tensio-actifs à moins de 50 mg / l de sels dissous - ne dépasse pas 10 g / l.

L'acidité des eaux usées entrant dans le traitement biochimique ne doit pas dépasser 9, sinon les microorganismes et les minéralisateurs mourront. Le démarrage et le retrait subséquents des aérobies et des biofiltres en fonctionnement normal peuvent prendre plusieurs semaines.

La purification biologique n'assure pas la destruction complète dans les eaux usées de toutes les bactéries pathogènes. Par conséquent, l'eau est désinfectée avec du chlore liquide ou de la chaux chlorée, de l'ozonation, du rayonnement ultraviolet, de l'électrolyse ou des ultrasons.

Traitement de précipitation (Figure 5.22) est utilisé lorsque, dans le processus de traitement biochimique des eaux usées dans les réservoirs de sédimentation primaire et secondaire, il se forme de grandes masses de précipitations qui doivent être éliminées ou éliminées.

La sédimentation des précipitations est associée à l’élimination de l’humidité libre et constitue une étape nécessaire de toutes les options technologiques pour le traitement des précipitations. Dans le même temps, en utilisant des méthodes gravitationnelles, de flottaison, centrifuges et de vibration, il est en moyenne possible d'éliminer 60% de l'humidité et de réduire la masse du sédiment de 2,5 fois.

Fig. 5.22.Le schéma général des processus de traitement des dépôts

Lorsque la précipitation se stabilise, la partie biodégradable de la matière organique est détruite par le dioxyde de carbone, le méthane et l'eau. Le processus de stabilisation est réalisé à l'aide de microorganismes dans des conditions anaérobies et aérobies (Fig. 5.23).

Fig. 5.23Schémas de stabilisation aérobie des boues activées: 1 - aérotanks; 2 - réservoirs de sédimentation secondaires; 3 - compacteur de boues; stabilisateurs

Le conditionnement des précipitations est le processus de préparation préliminaire des sédiments avant la déshydratation afin d'améliorer les propriétés de précipitation de l'eau en raison d'un changement de structure et de formes de liaison de l'eau. Des méthodes réactives ou non réactives sont utilisées. Dans le premier cas, les coagulants ou les floculants modifient la structure du sédiment et la forme de l'eau qui s'y lie, améliorant ainsi ses propriétés hydrofuges. Dans le second cas, un traitement thermique, une congélation avec décongélation ultérieure, une oxydation en phase liquide, une électrocoagulation et une exposition aux rayonnements sont utilisés.

La déshydratation des sédiments est effectuée soit sur des parcelles de boues, soit mécaniquement en utilisant des filtres à vide, des filtres-presses, des centrifugeuses et des vibrofiltres.

Traitement thermique sont produites en brûlant ou en séchant des précipitations (fig. 5.24). Le brûlage des sédiments se produit lorsque leur utilisation est impossible ou impraticable, et lorsque leur stockage n’est pas possible, car après leur combustion, le volume des précipitations diminue de 80 à 100 fois. Les précipitations sont brûlées dans des fours à plusieurs composants, à tambour, à cyclone et à pulvérisation, ainsi que dans des fours à lit fluidisé.

Fig. 5.24.Schéma du traitement thermique du sédiment:

1 - réservoir; 2, 7 - pompes; 3 - échangeur de chaleur; 4 - réacteur; 5 - dispositif pour réduire la pression; 6 - le mastic; 8, 9 - dispositifs de déshydratation mécanique

Le séchage des précipitations est effectué en cas de préparation pour élimination. Différents schémas technologiques pour l'obtention d'un produit alimentaire à base de protéines et de vitamines (belvitamine), de levures fourragères et de vitamine B technique12e.

Les méthodes thermiques sont utilisées dans la purification des eaux usées industrielles contenant principalement des composants organiques hautement toxiques, impossibles à désinfecter ou économiquement déraisonnables. Dans ce cas, on distingue les types de traitement thermique des eaux usées suivants: oxydation thermo-oxydante et en phase liquide.

RESUME méthode thermo-( « tir ») (Fig. 5.25) est que l'eau usée introduite dans un état atomisé en haute température (900 à 1000 ° C) des produits de combustion, on l'évaporé, et les composants organiques sont brûlés pour former des produits d'oxydation totale. Dans le même temps, les impuretés minérales forment des particules fondues ou solides, qui sont soit emportées par les gaz de combustion, soit éliminées de la chambre de combustion. Typiquement, pour la décontamination des eaux usées par combustion en utilisant des fours spéciaux: chambre, mine, cyclone ou lit fluidisé. La consommation de carburant élevée limite l'utilisation du procédé de cuisson et ne le rend utile que dans certains cas, par exemple dans le cas de composants organiques hautement toxiques et peu détruits et de quantités relativement faibles d'eaux usées.

Fig. 5.25.La variante du schéma de la méthode incendie du traitement des eaux usées:

1 - collecteur des eaux usées initiales; 2, 7 - pompes; 3 - four; 4 - souffleur; 5 - laveur; 6 - collecteur d'eau; 8 - aspirateur de fumée; 9 - cheminée.

L'essence de la méthode d'oxydation en phase liquide, ou méthode de combustion "humide", consiste en l'oxydation des composants organiques des eaux usées avec de l'oxygène à des températures relativement basses (jusqu'à 35 ° C) et des pressions assurant la présence d'eau dans la phase liquide. En fonction de la température et du temps de contact, l'oxydation des impuretés organiques des eaux usées se produit en totalité ou en partie. L'avantage de la méthode est une consommation de chaleur considérablement moindre, car il n'y a pas besoin d'évaporation de l'eau.

des eaux usées de nettoyage en profondeur (post-traitement) est utilisé pour éliminer contenue dans l'eau usée traitée biologiquement de particules de la boue activée, biofilm, la contamination résiduelle d'origine organique, des agents tensioactifs, des substances nutritives (azote et phosphore), les contaminants bactériens qui affectent défavorablement les réservoirs, ce qui provoque leur eutrophisation et ce qui rend difficile la réutilisation des eaux usées dans les systèmes de redressement. Le degré requis de nettoyage en profondeur est déterminé par les réglementations techniques de production ou par des exigences accrues en matière de condition sanitaire des masses d'eau.

Le traitement des eaux usées profondes consiste à: réduire la concentration des matières en suspension dans les eaux usées traitées; diminution de la CMI, teneur en nutriments; désinfection des eaux usées; saturation des eaux usées traitées avec de l'oxygène lors de leur descente dans les réservoirs importants pour la pêche.

Pour la purification en profondeur à partir de substances en suspension et dissoutes, des filtres de différentes conceptions sont utilisés avec le chargement de sable, de gravier, d'anthracite et de granulés de plastique. Aux concentrations initiales de solides en suspension et de CMI 15. 20 mg / l, l'efficacité d'épuration des substances en suspension est de 0,75. 0,9 et pour le MIC - 0,5. 0,6. Pour la purification en profondeur à partir de contaminants biologiquement oxydés, des bassins biologiques sont utilisés, qui garantissent une réduction de la concentration de MIC allant jusqu'à 3,5 mg / l. Les contaminants biologiquement non oxydables peuvent être éliminés des eaux usées par des systèmes de sorption et d'échange d'ions.

La désinfection (désinfection) des eaux usées traitées est effectuée pour la destruction des bactéries pathogènes, des virus et des micro-organismes qu'ils contiennent; l'effet de désinfection devrait être de presque 100%. Par conséquent, après une purification complète, des composés chlorés ou d'autres agents oxydants puissants (par exemple, l'ozone) sont introduits dans les eaux usées, assurant ainsi la protection des réservoirs contre la pénétration d'agents pathogènes.

Pour les eaux naturelles, la santé des personnes, les animaux et les poissons, les plus dangereux sont les déchets radioactifs, qui se forment principalement dans les centrales nucléaires lors du traitement du combustible nucléaire. Le traitement des eaux usées contenant une contamination radioactive dépend du niveau d'activité et de la salinité. Les eaux à faible salinité sont traitées par des filtres d'échange d'ions et de pré-lavage. À haute teneur en sel, des méthodes d'électrodialyse, d'évaporation, d'osmose inverse sont utilisées et les contaminations résiduelles sont éliminées dans les installations d'échange d'ions. Toutes les eaux usées dont la radioactivité est supérieure à celle autorisée sont déversées dans des réservoirs souterrains spéciaux ou pompées dans des bassins versants souterrains profonds.

Déchets des évaporateurs, des résines échangeuses d'ions usées après un traitement approprié, c'est-à-dire recevoir des "blocs" spéciaux, sont enterrés dans des endroits contrôlés.

5.5 Assurance qualité de l'eau potable

Pour assurer la qualité de l’eau potable, de très grandes quantités sont dépensées dans de nombreux pays. Selon certains rapports, 48% de toutes les dépenses environnementales aux États-Unis visent à assurer la qualité de l'eau (jusqu'à 35% pour la protection de l'air, 15% pour l'élimination des déchets solides, 1% pour le contrôle du bruit - 1%). jusqu'à 100 milliards de dollars.

L'approvisionnement de la population en eau est réalisé selon le schéma montré à la Fig. 5.26. L'élément principal de l'approvisionnement en eau est la purification de l'eau.

Fig. 5.26Le schéma d'approvisionnement en eau potable de la population

Les impuretés nocives présentes dans l'eau sont généralement divisées en trois catégories. Les premiers comprennent les produits chimiques inorganiques, en particulier les arsenations, les nitrates, les ions fluor (en concentrations excessives), ainsi que d'autres substances pouvant avoir un effet néfaste sur la santé humaine (par exemple les métaux lourds). La seconde se réfère aux composés chimiques organiques qui peuvent être présents dans l'eau sous forme dissoute et avoir des propriétés cancérigènes (par exemple, les pesticides). La troisième catégorie comprend les micro-organismes responsables de diverses maladies, telles que le typhus, le choléra, la poliomyélite, etc.

Les principaux éléments du traitement de l'eau:

- introduction de sulfate de cuivre et aération subséquente pour éliminer le goût et l'odeur désagréables;

- première chloration pour éliminer les agents pathogènes

- coagulation et sédimentation des contaminants de l'eau;

- filtrage pour éliminer les agents pathogènes;

- Chloration finale pour compléter la destruction des microorganismes.

Pour empêcher la croissance des algues et des plantes aquatiques, le sulfate de cuivre (sulfate de cuivre) est introduit dans les réservoirs de stockage. Ensuite, l'eau est soumise à une aération (c'est-à-dire influencée par l'air), pulvérisée dans l'air au moyen de rangées de fontaines ou traversant une grille. Après l'aération, du chlore gazeux est ajouté à l'eau pour tuer les agents pathogènes. Les plus petites particules en suspension qui ne se dissolvent pas dans l'eau et qui lui donnent une couleur particulière sont appelées colloïdales. Pour éliminer ces particules de l'eau, un processus appelé coagulation est utilisé. Dans la première étape de la coagulation, du sulfate d'ammonium ou du fer est ajouté à l'eau, ce qui entraîne la formation d'une suspension de floculants dans l'eau. En tombant au fond du puisard, il se mélange aux particules en suspension dans l'eau et les capture. Les sédiments du fond du puisard sont enlevés avec des racleurs.

Dans de nombreuses usines de traitement des eaux usées, une petite quantité de charbon actif est injectée dans l'eau simultanément avec du sulfate d'ammonium ou du fer, qui lie les particules colloïdales dans le puits d'eau. De plus, le traitement au charbon actif ne décolore pas seulement l’eau, mais améliore aussi de manière significative son goût et son odeur.

Après avoir traversé le puisard, l’eau est filtrée à travers une couche de sable. est nettoyé des particules relativement grandes qui peuvent obstruer le filtre pour assurer l'efficacité de la prochaine étape de nettoyage. La filtration à travers le sable permet d'éliminer davantage les particules de l'eau, mais l'objectif principal du filtre est de capter et de retenir les bactéries, les virus et autres micro-organismes. Périodiquement, le sable dans les filtres doit être lavé afin de maintenir leur capacité à piéger efficacement les micro-organismes.

Malgré la grande efficacité des filtres à sable pour éliminer les microbes et les virus de l'eau, ils ne sont pas complètement débarrassés de l'eau. Une étape supplémentaire de purification - la deuxième chloration de l'eau - détruit tous les micro-organismes qui restent après avoir filtré à travers le sable. Le chlore interagit également avec l'ammoniac, qui peut être contenu dans l'eau. Le chlore est ajouté en excès par rapport au niveau auquel

tous les micro-organismes meurent, ainsi que le niveau nécessaire pour l'interaction avec l'ammoniac présent dans l'eau. Cela conduit à l'apparition de chlore "libre" (c'est-à-dire n'ayant pas réagi) dans la solution. L'une des raisons pour lesquelles la chloration est la désinfection préférée des sources d'eau publiques est que ce chlore excédentaire ou résiduel constitue un test simple et rapide pour en vérifier la présence. Lorsqu'un tel test indique la présence de chlore libre dans l'eau, vous pouvez être sûr que tout nouveau micro-organisme qui pénètre dans l'eau mourra également.

Il convient de noter que la chloration peut entraîner la formation d'une petite quantité d'hydrocarbures chlorés dans l'eau, dont certains ont des propriétés cancérigènes.

L'une des alternatives à la chloration de l'eau est sa désinfection à l'aide d'ozone. L'ozonation, comme la chloration, est réalisée simplement en mettant en contact de l'eau avec du gaz. Contrairement à la chloration, dans laquelle le chlore peut être combiné aux hydrocarbures contenus dans l'eau, l'ozonation des hydrocarbures chlorés ne se forme pas; au contraire, l'ozone peut détruire les hydrocarbures présents dans l'eau en les oxydant. De plus, l'ozone lui-même est efficace dans la décoloration de l'eau et ne crée pas de saveur et d'odeur désagréables. Cependant, en ozonation, il ne reste aucune trace d’ozone libre dans l’eau traitée, même s’il est ajouté en quantité excessive pour désinfecter l’eau et oxyder les composés nocifs. Cela signifie qu'il est impossible de vérifier rapidement la destruction complète de toutes les bactéries et virus contenus dans l'eau, comme c'est le cas avec la chloration de l'eau.

Le fait qu'il n'y ait pas d'ozone résiduel dans l'ozonation de l'eau interfère sérieusement avec sa large application. Une autre raison est que les produits de réaction de l'ozone avec des substances organiques contenues dans l'eau n'ont pas encore été identifiés, bien que des aldéhydes et d'autres composés organiques simples aient été trouvés. Cependant, en arrivant chez le consommateur, l’eau du robinet perd sa qualité à cause de la corrosion des tuyaux métalliques et aussi à cause de la stagnation du réseau d’alimentation en eau. Par conséquent, dans de nombreux pays, la purification de l'eau à l'aide de filtres ménagers à usage collectif ou individuel est largement utilisée. Ainsi, aux États-Unis, ils sont utilisés par plus du quart de la population, en Israël - plus de 40%.



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