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Qu’est-ce qu’un système de traitement biologique des eaux usées et comment fonctionne-t-il?


Qu'est-ce qu'un système de traitement biologique des eaux usées et comment fonctionne-t-il?

Pour une entreprise industrielle produisant
déchets dans le cadre de son processus
, certains types de système de traitement des eaux usées
généralement nécessaires pour garantir que les mesures de sécurité et les règlements de rejet sont
rencontré. Le système de traitement des eaux usées le plus approprié aidera à
établissement éviter de nuire au
l’environnement, la santé humaine et les procédés ou produits d’une installation
(surtout
si les eaux usées sont réutilisées). Cela aidera également l’établissement réduire les lourdes amendes si les eaux usées sont
mal déchargés dans un POTW (travaux publics de traitement) ou
environnement (généralement dans le cadre d’un NPDES, ou National Pollutant Discharge Elimination
Système, permis).

Généralement utilisé comme méthode secondaire de traitement des eaux usées après
les plus gros contaminants initiaux ont été déposés et / ou filtrés,
les systèmes de traitement biologique des eaux usées peuvent être des technologies efficaces et économiques
pour décomposer et éliminer les contaminants organiques de
déchets, tels que ceux produits dans les aliments et les boissons,
industries manufacturières, pétrolières et gazières et municipales.

Mais « qu’est-ce qu’un
système de traitement biologique des eaux usées et comment ça marche
? »

Étant donné que ce sujet peut être extrêmement multiforme et
complexe, cet article décomposera les bases comme une introduction générale à
certains des plus courants biologique
méthodes de traitement des eaux usées
utilisé industriellement aujourd’hui.

Qu’est-ce qu’une eau usée biologique
système de traitement?

Dans une réponse simplifiée et de haut niveau à cette question, un
système de traitement biologique des eaux usées est
une technologie qui utilise principalement des bactéries, certains protozoaires et peut-être d’autres spécialités
microbes pour nettoyer l’eau
. Lorsque ces micro-organismes se décomposent organiques
polluants alimentaires, ils collent ensemble, ce qui crée un effet de floculation permettant
la matière organique à décanter de la solution. Cela produit un
boues plus faciles à gérer, qui sont ensuite déshydratées et éliminées sous forme solide
gaspillage.

Typiquement divisé en trois catégories principales, biologique
le traitement des eaux usées peut être:

  1. aérobique,
    quand
    les micro-organismes ont besoin d’oxygène à
    décomposer la matière organique en dioxyde de carbone et en biomasse microbienne
  2. anaérobie,
    lorsque les micro-organismes n’ont pas besoin
    oxygène
    pour décomposer la matière organique, formant souvent du méthane, du dioxyde de carbone,
    et excès de biomasse
  3. anoxique, quand
    les micro-organismes utilisent d’autres molécules que l’oxygène
    pour la croissance, comme pour l’enlèvement
    de sulfate, nitrate, nitrite, sélénate et sélénite

Les contaminants organiques que ces micro-organismes décomposent sont
souvent mesurée en demande biologique en oxygène, ou DBO, qui se réfère à la quantité
d’oxygène dissous nécessaire aux organismes aérobies pour décomposer la matière organique
en molécules plus petites. Des niveaux élevés de DBO indiquent une concentration élevée
de matériau biodégradable présent dans les eaux usées et peut être causé par
l’introduction de polluants tels que les rejets industriels, les matières fécales domestiques
déchets ou ruissellement d’engrais.

Lorsque les niveaux de polluants sont élevés, la DBO peut épuiser
l’oxygène dont les autres organismes aquatiques ont besoin pour vivre, entraînant des proliférations d’algues,
les poissons tuent et les changements nuisibles à l’écosystème aquatique
où le
les eaux usées sont rejetées. Pour cette raison, de nombreuses installations sont nécessaires pour
traiter leurs déchets, peut-être biologiquement, avant leur rejet – mais c’est le niveau
de polluants organiques et inorganiques par rapport à leur décharge
exigences
qui dictera quelles opérations unitaires spécifiques une installation
le système de traitement biologique des eaux usées aura besoin et comment ils sont séquencés et
exploité.

En bref, biologique
les systèmes de traitement des eaux usées optimisent le processus naturel des microbes
décomposition pour décomposer les contaminants des eaux usées industrielles afin qu’ils,
avec d’autres matériaux indésirables, peuvent être supprimés
. Ils ont aussi souvent
remplacer (et sont parfois associés) des traitements physiques et chimiques,
qui peut être parmi les alternatives de traitement les plus coûteuses.

Comment une eau usée biologique
le système de traitement fonctionne-t-il?

En fonction de la composition chimique des eaux usées
relation avec le effluent
exigences
, un système de traitement biologique des eaux usées peut être composé de
plusieurs processus différents et de nombreux
types de micro-organismes
. Ils nécessiteront également des procédures opérationnelles spécifiques
qui variera en fonction de l’environnement nécessaire pour maintenir les taux de croissance de la biomasse
optimal pour les populations microbiennes spécifiques. Par exemple, il est souvent
nécessaire pour surveiller et ajuster l’aération pour maintenir un oxygène dissous constant
niveau pour maintenir la multiplication des bactéries du système à la vitesse appropriée pour atteindre
exigences de décharge.

En plus de l’oxygène dissous, les systèmes biologiques ont souvent besoin
être équilibré pour le débit, la charge, le pH, la température et les nutriments. Équilibrer une combinaison
des facteurs systémiques est l’endroit où le processus de traitement biologique peut devenir très
complexe. Vous trouverez ci-dessous des exemples de types courants d’eaux usées biologiques
systèmes de traitement
, y compris une brève description de leur fonctionnement
un schéma de traitement des eaux usées industrielles pour vous donner une idée des types de
technologies et systèmes qui pourraient profiter à votre installation industrielle.

Aérobique
technologies de traitement des eaux usées

Boues activées était premier
développé au début des années 1900 en Angleterre et est devenu le
procédé de traitement biologique largement utilisé dans les applications municipales mais peut également
être utilisé dans d’autres applications industrielles. Eaux usées du primaire
phase de traitement entrer dans un bassin d’aération où il est aéré en présence de
microorganismes aérobies (flottant librement). La matière organique est décomposée
et consommé, formant des solides biologiques qui floculent en grosses amas, ou
flocs. Les flocs en suspension pénètrent dans un décanteur et sont retirés du
eaux usées par sédimentation. Recyclage des solides déposés vers le bassin d’aération
contrôle les niveaux de solides en suspension, tandis que les solides en excès sont gaspillés sous forme de boues. Activé
les systèmes de traitement des boues ont généralement des besoins d’espace plus importants et génèrent
de grandes quantités de boues, avec les coûts d’élimination associés, mais en capital et
les coûts de maintenance sont relativement faibles par rapport aux autres options.

Bioréacteurs à lit fixe, ou FBBR,
développés comme systèmes de traitement industriel à air forcé dans les années 70 et 80, consistent
de réservoirs à chambres multiples dans lesquels les chambres sont remplies de manière étanche avec des
des supports en céramique, en mousse poreuse et / ou en plastique; les eaux usées traversent le
lit immobilisé de médias. De tous les systèmes de traitement biologique, les FBBR peuvent contenir
les microbes les plus polluants dans le plus petit volume, ce qui rend les FBBR peu encombrants
et technologies écoénergétiques idéales pour traiter les eaux usées de moyenne à
des niveaux d’alimentation de DBO moyens-élevés jusqu’à des niveaux d’effluents très faibles. Le média est
conçu pour avoir une surface suffisamment élevée pour encourager un biofilm robuste
formation avec une longue durée de vie des solides, entraînant une faible formation de boues et
les coûts d’élimination des boues les plus bas. Un lit fixe bien conçu permettra aux eaux usées
circuler à travers le système sans canalisation ni obturation. Les chambres peuvent être aérobies
et ont encore des zones anoxiques pour obtenir une élimination aérobie carbonée et un anoxique complet
la dénitrification en même temps. Des processus biologiques plus avancés peuvent être
facilité avec ces systèmes (par exemple, nitrification, dénitrification,
désélénation, réduction des sulfures et anammox), en ayant des bactéries uniques
les populations colonisent le support de biofilm dans des chambres de réservoir séparées, qui peuvent être uniquement
configuré pour traiter les constituants spécifiques des eaux usées de votre installation.

Lit mobile
bioréacteurs ou MBBR
, inventé à la fin des années 80 en Norvège, a déjà
été appliqué dans plus de 800 applications dans plus de 50 pays, avec
environ la moitié traitant les eaux usées domestiques et l’autre moitié les eaux usées industrielles.
Les MBBR sont généralement constitués de réservoirs d’aération remplis de petit polyéthylène mobile
supports de biofilm retenus à l’intérieur du récipient par des tamis de rétention des médias. Aujourd’hui le
les supports de biofilm en plastique proviennent de nombreux fournisseurs dans de nombreuses tailles et formes, sont généralement
cylindres ou cubes d’un diamètre d’un demi à un pouce et sont conçus pour être suspendus
avec leur biofilm immobilisé dans tout le bioréacteur par aération ou
mélange mécanique.

En raison des supports de biofilm mobiles suspendus, les MBBR permettent
eaux usées à haute DBO à traiter dans une zone plus petite sans colmatage. MBBR
sont généralement suivis d’un clarificateur secondaire, mais aucune boue n’est recyclée
le processus; les boues en excès se déposent et une boue est enlevée par camion sous vide ou décantée
les solides sont filtrés et éliminés comme déchets solides.

Les MBBR sont souvent utilisés pour supprimer la majeure partie de la charge BOD en amont
d’autres procédés de traitement biologique ou utilisés dans des situations où l’effluent
la qualité est moins importante; ils ne sont pas utilisés pour le polissage de la DBO à faible effluent
les niveaux. Ils sont utilisés pour traiter les eaux usées produites dans les aliments et les boissons
les installations, les usines de transformation et d’emballage de la viande, les installations pétrochimiques et
raffineries.

Bioréacteurs à membrane,
ou MBR
, est devenu d’usage courant dans les années 1990 une fois que les modules à membrane
immergé directement dans le réservoir d’aération, et un affouillement à l’air a été mis en œuvre pour maintenir le
membranes contre l’encrassement. Les MBR sont un traitement biologique avancé des eaux usées
technologies qui combinent des boues activées conventionnelles à croissance en suspension
filtration sur membrane, plutôt que sédimentation, pour séparer et recycler les
matières solides en suspension. En conséquence, les MBR fonctionnent avec une liqueur mixte beaucoup plus élevée
solides en suspension (MLSS) et des temps de séjour des solides plus longs (SRT), produisant un
empreinte significativement plus petite avec un effluent de bien meilleure qualité par rapport à
boues activées conventionnelles.

Les MBR ciblent principalement la DBO et le total des solides en suspension (TSS). MBR
la conception du système varie en fonction de la nature des eaux usées et du
objectifs de traitement, mais un MBR typique peut être aérobie (ou anaérobie)
réservoirs de traitement, un système d’aération, des mélangeurs, un réservoir à membrane, un nettoyage en place
et une membrane d’ultrafiltration en fibre creuse ou en feuille plate. Comme un
résultat de ses nombreuses pièces et processus de nettoyage, les MBR sont connus pour
coûts d’investissement, d’exploitation élevés et de maintenance élevés.

Filtres de ruissellement biologiques
sont utilisés pour éliminer les contaminants organiques de l’air et des eaux usées. Ils
travailler en faisant passer de l’air ou de l’eau à travers un support conçu pour recueillir un biofilm sur
ses surfaces. Le biofilm peut être composé à la fois d’aérobie et d’anaérobie
bactéries qui décomposent les contaminants organiques dans l’eau ou l’air. Certains
les supports utilisés pour ces systèmes comprennent le gravier, le sable, la mousse et les matériaux céramiques.
L’application la plus populaire de cette technologie est les eaux usées municipales
traitement et assainissement de l’air pour éliminer le H2S dans les stations d’épuration municipales, mais
peut être utilisé dans de nombreuses situations où le contrôle des odeurs est important.

Anaérobie
Technologies de traitement des eaux usées

Anaérobie ascendant
couvertures de boue, ou UASB,
utilisation anaérobie
les bactéries, comme mentionné dans l’intro de cet article, décomposent les matières organiques sans l’utilisation d’oxygène, résultant en un combustible
biogaz contenant du méthane, effluents traités et boues anaérobies. Avec les systèmes UASB,
l’idée générale est que les eaux usées sont pompées dans la base du système,
où les matières organiques dans les eaux usées s’écoulent à travers une couverture de boue avant
entrant dans le séparateur supérieur gaz-liquide-solides (GLS), où les hottes de collecte capturent
le biogaz tout en permettant aux solides en suspension de se déposer et de retourner
zone de réaction inférieure, tandis que l’effluent épuré déborde du haut du
système. Le biogaz (méthane et dioxyde de carbone) est soit torché, soit utilisé pour
produire de la vapeur ou de l’électricité pour une utilisation dans d’autres processus de l’installation.

Le procédé UASB crée moins de boues que les biosystèmes aérobies
et doit donc être nettoyé et vidé moins que les autres
systèmes de traitement, mais ils nécessitent des opérateurs qualifiés pour maintenir
conditions hydrauliques et anaérobies pour que les UASB fonctionnent correctement. Étendu
les lits de boues granulaires, ou EGSB, sont un processus similaire, mais les EGSB utilisent un
force ascendante pour favoriser un plus grand contact entre les eaux usées et les boues.

Digesteurs anaérobies
utilisent également des bactéries aérobies pour briser
descendre les déchets organiques sans oxygène et produire du biogaz, principalement pour les eaux usées
traitement, et il existe une variété de digesteurs anaérobies disponibles. Ils chacun
effectuer le même processus de manière légèrement différente. Les exemples incluent couverts
lagunes, film fixe, milieux en suspension et immergés et cuve à agitation continue
réacteurs.

SAMCO peut-il aider?

SAMCO a plus de 40 ans d’expérience dans la conception et la fabrication de systèmes de traitement des eaux usées sur mesure, alors n’hésitez pas à nous contacter pour vos questions. Pour plus d’informations ou pour nous contacter, contactez-nous ici. Vous pouvez également visiter notre site Web pour mettre en place un appel avec un ingénieur ou demander un devis. Nous pouvons vous guider à travers les étapes de développement de la solution appropriée et des coûts réalistes pour vos besoins en matière de système de traitement biologique des eaux usées.

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