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


Processus d'addition chimique dans le système de traitement des eaux usées

Pour les entreprises industrielles produisant des eaux usées dans le cadre de leur processus, un certain type de système de traitement des eaux usées est généralement nécessaire pour garantir le respect des mesures de sécurité et des réglementations relatives aux rejets. Le système de traitement des eaux usées industrielles le plus approprié aidera l’installation à éviter de nuire à l’environnement, à la santé humaine et au processus ou aux produits d’une installation (en particulier si les eaux usées sont réutilisées). Cela aidera également l’installation à réduire de lourdes amendes et d’éventuelles poursuites judiciaires si les eaux usées sont incorrectement rejetées dans un POTW (station d’épuration publique) ou dans l’environnement (généralement dans le cadre d’un système national d’élimination des rejets de polluants, ou permis NPDES).

Mais qu’est-ce qu’un Eaux usées système de traitement et comment ça marche?

La réponse complexe à cette question (qui dépend largement de la caractérisation des eaux usées par rapport aux exigences réglementaires de rejet de l’usine) est simplifiée et décomposée pour vous ci-dessous:

Qu’est-ce qu’un système de traitement des eaux usées?

Un système de traitement des eaux usées est un système composé de plusieurs technologies individuelles qui répondent à votre Eaux usées besoins de traitement.

Le traitement des eaux usées est rarement un processus statique, et un système de traitement des eaux usées conçu pour s’adapter aux fluctuations des besoins de traitement contribuera grandement à éviter des remplacements / mises à niveau coûteux sur toute la ligne.

Un système de traitement des eaux usées efficace et bien conçu doit être capable de gérer:

  • variations du processus de contamination et de débit
  • variations des besoins en chimie de l’eau et ajustements des volumes chimiques requis
  • les changements possibles des besoins en effluents d’eau

Qu’est-ce qui est inclus dans un système de traitement des eaux usées de base?

Comme mentionné ci-dessus, les composants exacts d’un système de traitement des eaux usées dépendent de la caractérisation des eaux usées en relation avec exigences réglementaires pour le rejet de l’usine, mais en général, un système de traitement des eaux usées de base comprend généralement un certain type de:

  • clarificateur pour décanter les solides en suspension qui sont présents à la suite du traitement
  • alimentation chimique pour faciliter la précipitation, la floculation ou la coagulation de tous métaux et solides en suspension
  • filtration pour éliminer toutes les traces restantes de solides en suspension (encore une fois, le niveau de filtration nécessaire dépendra du degré d’élimination des solides en suspension requis pour passer les réglementations locales sur les rejets)
  • Ajustement final du pH et tout post traitement
  • Panneau de configuration (en fonction du niveau de fonctionnement automatisé nécessaire)

En fonction des besoins de votre usine et de votre processus, ces composants standard sont généralement adéquats, cependant, si votre usine nécessite un système qui offre un peu plus de personnalisation, vous devrez peut-être ajouter certaines fonctionnalités ou technologies. Par exemple, pour les installations qui génèrent une demande biologique comme les aliments et les boissons, un système de traitement biologique sera nécessaire pour réduire la DBO (demande biochimique en oxygène), etc.

Qu’est-ce qu’un système de traitement des eaux usées élimine généralement?

Un système de traitement des eaux usées peut être constitué des technologies nécessaires pour éliminer un certain nombre des éléments suivants:

Demande biochimique d’oxygène

La demande biochimique en oxygène, ou DBO, fait référence à la quantité d’oxygène dissous nécessaire aux organismes biologiques aérobies pour décomposer la matière organique en molécules plus petites. Des niveaux élevés de DBO indiquent une concentration élevée de matière biodégradable présente dans les eaux usées et peuvent être causées par l’introduction de polluants tels que les déchets fécaux, le nettoyage et le lavage provenant de la transformation des aliments ou du ruissellement d’engrais.

Nitrates et phosphates

Si de grandes quantités de nitrates et / ou de phosphates ne sont pas éliminées des eaux usées et que ces nutriments sont rejetés dans les environnements locaux, ils peuvent entraîner une augmentation de la DBO et une croissance extensive des mauvaises herbes, des algues et du phytoplancton. Cela peut en outre conduire à l’eutrophisation, ou à la désoxygénation dans une masse d’eau, tuant les organismes et pouvant conduire à une hypoxie ou à des zones mortes dans l’environnement.

Agents pathogènes

Les agents pathogènes sont des bactéries, des virus, des champignons ou tout autre micro-organisme pouvant être présent dans les eaux usées et pouvant entraîner toutes sortes de problèmes de santé, y compris des maladies aiguës, des problèmes digestifs graves ou la mort. Lorsque les eaux usées domestiques ou industrielles contiennent ces agents pathogènes nocifs et ne sont pas traitées, elles peuvent propager des maladies et des maladies telles que le choléra, la dysenterie, la salmonellose, l’hépatite A, le botulisme et la giardiase, pour n’en nommer que quelques-unes.

Les métaux

Principalement trouvés dans les eaux usées à la suite de diverses industries et procédés de fabrication, lorsqu’ils sont laissés dans les eaux usées à de fortes concentrations, les métaux peuvent causer des dommages importants à l’environnement et à la santé humaine. Ils sont particulièrement dommageables car ils ne se décomposent pas et ont tendance à s’accumuler, ce qui crée un environnement toxique.

Total des solides en suspension

Le total des solides en suspension (TSS) dans les eaux usées, la matière solide organique et inorganique en suspension dans l’eau, peut, comme bon nombre des autres contaminants énumérés, nuire à la vie aquatique. Ils peuvent également être problématiques si les eaux usées sont réutilisées pour un processus, donc selon que vous devez ou non rejeter vos eaux usées dans une usine de traitement publique (POTW) ou un environnement, ou réutiliser les eaux usées pour le processus, déterminera à quel point le TSS sera. Le TSS peut réduire les niveaux d’oxygène dans les environnements aquatiques et tuer les insectes. Ils peuvent également incruster et encrasser la tuyauterie et les machines.

Solides totaux dissous

Les solides dissous totaux (TDS) sont tous les anions, cations, métaux, minéraux ou sels trouvés dans les eaux usées. Ils peuvent causer des problèmes avec la vie aquatique, l’irrigation et les cultures, et ils peuvent également s’infiltrer dans les eaux souterraines. Le TDS peut être généré dans les eaux usées de presque toutes les industries.

Produits chimiques synthétiques

Lorsque des pesticides et autres produits chimiques sont utilisés / fabriqués dans le processus de fabrication, ils peuvent être transmis aux humains et à l’environnement par les eaux usées, causant des dommages à l’environnement et à la santé humaine. Certains produits chimiques courants trouvés dans les eaux usées comprennent le diéthylstilbestrol, la dioxine, les PCB, le DDT et d’autres pesticides. Ces «perturbateurs endocriniens» peuvent bloquer les hormones dans le corps et affecter les fonctions que ces hormones contrôlent.

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Comment fonctionne un système de traitement des eaux usées?

Les processus de traitement spécifiques varient, mais un processus typique d’une installation de traitement des eaux usées comprendra généralement les étapes suivantes:

Coagulation

La coagulation est un processus dans lequel divers produits chimiques sont ajoutés à un réservoir de réaction pour éliminer les solides en suspension en vrac et d’autres contaminants. Ce processus commence par un assortiment de réacteurs de mélange, généralement un ou deux réacteurs qui ajoutent des produits chimiques spécifiques à éliminer toutes les particules les plus fines de l’eau en les combinant en particules plus lourdes qui se déposent. Les coagulats les plus utilisés sont à base d’aluminium comme l’alun et le chlorure de polyaluminium.

Parfois, un léger ajustement du pH aidera également à coaguler les particules.

Floculation

Lorsque la coagulation est terminée, l’eau pénètre dans une chambre de floculation où les particules coagulées sont lentement agitées avec des polymères à longue chaîne (molécules chargées qui saisissent toutes les particules colloïdales et coagulées et les rassemblent), création de particules visibles et décantables qui ressemblent à des flocons de neige.

Sédimentation

Le décanteur gravitaire (ou partie de sédimentation du processus de traitement des eaux usées) est généralement un grand dispositif circulaire où le matériau floculé et l’eau s’écoulent dans la chambre et circulent du centre vers l’extérieur. Dans un processus de décantation très lent, l’eau monte vers le haut et déborde au périmètre du clarificateur, permettre aux solides de se déposer au fond du clarificateur dans une couverture de boue. Les solides sont ensuite ratissés au centre du clarificateur dans un tube cylindrique où un mélange lent a lieu et la boue est pompée hors du fond dans une opération de traitement ou de déshydratation des boues.

Le processus de déshydratation prend toute l’eau des boues avec un filtre ou des presses à bande, ce qui donne un gâteau solide. L’eau des boues est placée sur la presse et circule entre deux courroies qui extraient l’eau, et les boues sont ensuite placées dans une grande trémie qui va soit vers une décharge, soit vers un endroit qui réutilise les boues. L’eau issue de ce processus est généralement réutilisée et ajoutée à l’extrémité avant du clarificateur.

Filtration

L’étape suivante consiste généralement à faire passer le trop-plein d’eau dans des filtres à sable par gravité. Ces filtres sont de grandes zones où ils mettent deux à quatre pieds de sable, qui est un sable de silice finement broyé avec des bords déchiquetés. Le sable est généralement installé dans le filtre à une profondeur de deux à quatre pieds, où il se tasse étroitement. L’eau d’alimentation est ensuite traversée, piéger les particules.

Sur les petits systèmes industriels, vous pouvez opter pour un filtre multimédia sous pression à lit compact par rapport à la filtration par gravité sur sable. Parfois, selon la source d’eau et si elle contient ou non beaucoup de fer, vous pouvez également utiliser un filtre à sable vert au lieu du filtre à sable, mais pour la plupart, l’étape de polissage pour le traitement conventionnel des eaux usées est la filtration sur sable.

L’ultrafiltration (UF) peut également être utilisée après les clarificateurs au lieu du filtre à sable par gravité, ou elle peut remplacer tout le processus de clarification. Les membranes sont devenues la toute dernière technologie de traitement, pompant l’eau directement de la source d’eaux usées à travers l’UF (post-chloration) et élimination de l’ensemble du train clarificateur / filtration.

Désinfection

Une fois que l’eau a traversé le filtre à sable par gravité, l’étape suivante est généralement la désinfection ou la chloration pour tuer les bactéries dans l’eau.

Parfois, cette étape est effectuée en amont avant la filtration afin que les filtres soient désinfectés et maintenus propres. Si votre système utilise cette étape avant la filtration, vous devrez utiliser plus de désinfectant. . . de cette façon, les filtres sont désinfectés et maintenus exempts de bactéries (ainsi que de l’eau filtrée). Lorsque vous ajoutez le chlore à l’avant, vous tuez les bactéries et avez moins d’encrassement. Si des bactéries se trouvent dans le lit, vous pourriez faire pousser de la boue et devoir laver les filtres plus souvent. Tout dépend donc de la façon dont votre système fonctionne. . . si votre système est configuré pour chlorer en amont (avant filtration) ou en aval (après filtration).

Distribution

Si les eaux usées sont réutilisées dans un processus industriel, elles sont généralement pompées dans un réservoir de rétention où elles peuvent être utilisées en fonction des demandes de l’installation. Si elle est destinée à un usage municipal, l’eau traitée est généralement pompée dans un système de distribution de châteaux d’eau et de divers dispositifs de collecte et de distribution dans une boucle à travers la ville.

Autres étapes possibles du processus de traitement des eaux usées

Adoucissant à la chaux

Dans les eaux où vous avez une dureté élevée ou des sulfates ou d’autres constituants que vous devez précipiter ou éliminer, un procédé à la chaux et / ou à la chaux sodée est utilisé. Il augmente le pH, provoquant la précipitation de la dureté et des métaux dans l’eau. Des procédés à la chaux froide, tiède ou chaude peuvent être utilisés, et chacun produira une efficacité différente. En général, une eau plus chaude enlève plus de dureté.

Adoucissement par échange d’ions

Dans certaines applications industrielles et municipales, s’il y a une dureté élevée, il peut y avoir un post-traitement pour l’élimination de la dureté. Au lieu de la chaux, une résine adoucissante peut être utilisée; un processus d’échange de cations d’acide fort, dans lequel la résine est chargée d’un ion sodium, et à mesure que la dureté passe, elle a une affinité plus élevée pour le calcium, le magnésium et le fer, il attrapera cette molécule et libérera la molécule de sodium dans l’eau.

Procédés spéciaux

Comme nous l’avons indiqué ci-dessus, les réglementations relatives aux eaux usées et aux effluents diffèrent partout où vous allez. Nous avons discuté de certaines des étapes les plus courantes dans une usine de traitement des eaux usées. En règle générale, il existe des étapes de processus spéciales à traiter pour des problèmes spécifiques, tels que l’élimination de certains métaux ou organiques, ou pour réduire le TDS pour le recyclage, etc. Pour ces divers problèmes spécifiques à vos besoins individuels, une attention particulière doit être accordée à la méthode appropriée de traitement.

En conclusion

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 pour développer la solution appropriée et le coût réaliste pour vos besoins en matière de système de traitement des eaux usées.

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