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Traitement des eaux usées industrielles – Wikipedia


Processus utilisés pour traiter les eaux usées produites par les industries comme sous-produit indésirable

Traitement des eaux usées industrielles décrit les processus utilisés pour traiter les eaux usées produites par les industries comme sous-produit indésirable. Après traitement, les eaux usées industrielles traitées (ou effluents) peuvent être réutilisées ou rejetées dans un égout sanitaire ou dans une eau de surface dans l’environnement.

La plupart des industries produisent des eaux usées. Les tendances récentes ont été de minimiser cette production ou de recycler les eaux usées traitées dans le cadre du processus de production.

Sources d’eaux usées industrielles[[[[Éditer]

Fabrication de batteries[[[[Éditer]

Les fabricants de batteries se spécialisent dans la fabrication de petits appareils pour l’électronique et l’équipement portable (par exemple, les outils électriques), ou des unités plus grandes et de grande puissance pour les voitures, les camions et autres véhicules motorisés. Les polluants générés dans les usines de fabrication comprennent le cadmium, le chrome, le cobalt, le cuivre, le cyanure, le fer, le plomb, le manganèse, le mercure, le nickel, l’huile et la graisse, l’argent et le zinc.[1]

Centrales électriques[[[[Éditer]

Wastestreams dans une centrale électrique au charbon

Les centrales à combustibles fossiles, en particulier les centrales au charbon, sont une source majeure d’eaux usées industrielles. Beaucoup de ces usines rejettent des eaux usées avec des niveaux importants de métaux tels que le plomb, le mercure, le cadmium et le chrome, ainsi que des composés d’arsenic, de sélénium et d’azote (nitrates et nitrites). Les flux d’eaux usées comprennent la désulfuration des gaz de combustion, les cendres volantes, les cendres de fond et le contrôle du mercure des gaz de combustion. Les usines avec des contrôles de la pollution de l’air comme les épurateurs humides transfèrent généralement les polluants capturés dans le flux d’eaux usées.[2]

Les bassins à cendres, un type de retenue de surface, sont une technologie de traitement largement utilisée dans les centrales au charbon. Ces étangs utilisent la gravité pour décanter les grosses particules (mesurées en tant que solides en suspension totaux) des eaux usées des centrales électriques. Cette technologie ne traite pas les polluants dissous. Les centrales électriques utilisent des technologies supplémentaires pour contrôler les polluants, en fonction du flux de déchets particulier dans l’usine. Il s’agit notamment de la manutention des cendres sèches, du recyclage des cendres en boucle fermée, de la précipitation chimique, du traitement biologique (comme un processus de boues activées), des systèmes à membrane et des systèmes d’évaporation-cristallisation.[2] Les progrès technologiques dans les membranes échangeuses d’ions et les systèmes d’électrodialyse ont permis au traitement à haute efficacité des eaux usées de désulfuration des gaz de combustion de respecter les récentes limites de rejet de l’EPA.[3] L’approche de traitement est similaire pour d’autres eaux usées industrielles à grande échelle.

Industrie alimentaire[[[[Éditer]

Les déchets de traitement des fruits de mer déversés dans le port de la ville de Sitka, Alaska

Les eaux usées générées par les opérations agricoles et de transformation alimentaire ont des caractéristiques distinctives qui les distinguent des eaux usées municipales communes gérées par des stations d’épuration publiques ou privées à travers le monde: elles sont biodégradables et non toxiques, mais ont de fortes concentrations de DBO et de solides en suspension (SS ).[4] Les composants des eaux usées alimentaires et agricoles sont souvent complexes à prévoir, en raison des différences de DBO et de pH dans les effluents des légumes, des fruits et des produits carnés et en raison de la nature saisonnière de la transformation des aliments et de la post-récolte.

Le traitement des aliments à partir de matières premières nécessite de grands volumes d’eau de haute qualité. Le lavage des légumes génère des eaux à fortes charges de particules et de matières organiques dissoutes. Il peut également contenir des tensioactifs.

Les usines de transformation laitière génèrent des polluants conventionnels (DBO, SS).[5].

L’abattage et la transformation des animaux produisent des déchets organiques très forts à partir des fluides corporels, tels que le sang et le contenu intestinal. Les polluants générés comprennent la DBO, les SS, les bactéries coliformes, l’huile et la graisse, l’azote organique et l’ammoniac.[6]

La transformation des aliments destinés à la vente produit des déchets issus de la cuisson qui sont souvent riches en matières organiques végétales et peuvent également contenir du sel, des arômes, des colorants et des acides ou des alcalis. Des quantités très importantes d’huile ou de graisses peuvent également être présentes.

Les activités de transformation des aliments telles que le nettoyage des usines, le transport des matières, l’embouteillage et le lavage des produits créent des eaux usées. De nombreuses installations de transformation des aliments nécessitent un traitement sur place avant que les eaux usées opérationnelles puissent être épandues au sol ou rejetées dans une voie navigable ou un réseau d’égouts. Des niveaux élevés de solides en suspension de particules organiques augmentent la DBO et peuvent entraîner des frais supplémentaires importants pour les égouts. La sédimentation, le criblage à fils de coin ou la filtration sur bande rotative (micro-tamisage) sont des méthodes couramment utilisées pour réduire la charge de solides organiques en suspension avant le rejet.

Industrie sidérurgique[[[[Éditer]

La production de fer à partir de ses minerais implique de puissantes réactions de réduction dans les hauts fourneaux. Les eaux de refroidissement sont inévitablement contaminées par des produits, en particulier l’ammoniac et le cyanure. La production de coke à partir de charbon dans les cokeries nécessite également un refroidissement à l’eau et l’utilisation d’eau dans la séparation des sous-produits. La contamination des flux de déchets comprend les produits de gazéification tels que le benzène, le naphtalène, l’anthracène, le cyanure, l’ammoniac, les phénols, les crésols ainsi qu’une gamme de composés organiques plus complexes appelés collectivement hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).[7]

La conversion du fer ou de l’acier en tôles, fils ou tiges nécessite des étapes de transformation mécanique à chaud et à froid utilisant fréquemment de l’eau comme lubrifiant et réfrigérant. Les contaminants comprennent les huiles hydrauliques, le suif et les particules solides. Le traitement final des produits sidérurgiques avant la vente à des fins de fabrication comprend décapage en acide minéral fort pour éliminer la rouille et préparer la surface au placage d’étain ou de chrome ou à d’autres traitements de surface tels que la galvanisation ou la peinture. Les deux acides couramment utilisés sont l’acide chlorhydrique et l’acide sulfurique. Les eaux usées comprennent les eaux de rinçage acides ainsi que les déchets d’acide. Bien que de nombreuses usines exploitent des usines de récupération d’acide (en particulier celles qui utilisent de l’acide chlorhydrique), où l’acide minéral est évaporé des sels de fer, il reste un grand volume de sulfate ferreux ou de chlorure ferreux hautement acide à éliminer. De nombreuses eaux usées de l’industrie sidérurgique sont contaminées par de l’huile hydraulique, également connue sous le nom de huile soluble.

Mines et carrières[[[[Éditer]

Effluent des eaux usées d’une mine au Pérou, dont le pH est neutralisé par le ruissellement des résidus.

Les principales eaux usées associées aux mines et aux carrières sont des boues de particules de roche dans l’eau. Celles-ci proviennent du lavage des pluies des surfaces exposées et des routes de transport ainsi que des processus de lavage et de nivellement des roches. Les volumes d’eau peuvent être très élevés, en particulier sur les grands sites liés aux précipitations.[8] Certaines opérations de séparation spécialisées, telles que le lavage du charbon pour séparer le charbon de la roche native à l’aide de gradients de densité, peuvent produire des eaux usées contaminées par de l’hématite à fines particules et des surfactants. Les huiles et les huiles hydrauliques sont également des contaminants courants.[9]

Les eaux usées des mines de métaux et des usines de récupération de minerai sont inévitablement contaminées par les minéraux présents dans les formations rocheuses indigènes. Après le concassage et l’extraction des matériaux souhaitables, des matériaux indésirables peuvent pénétrer dans le flux d’eaux usées. Pour les mines de métaux, cela peut inclure des métaux indésirables tels que le zinc et d’autres matériaux tels que l’arsenic. L’extraction de métaux de grande valeur tels que l’or et l’argent peut générer des boues contenant de très fines particules dans lesquelles l’élimination physique des contaminants devient particulièrement difficile.[10]

De plus, les formations géologiques qui abritent des métaux économiquement précieux tels que le cuivre et l’or sont très souvent constituées de minerais sulfurés. Le traitement consiste à broyer la roche en fines particules, puis à extraire le ou les métaux souhaités, la roche restante étant connue sous le nom de résidus. Ces résidus contiennent une combinaison non seulement de métaux résiduels indésirables, mais aussi de composants sulfurés qui finissent par former de l’acide sulfurique lors de l’exposition à l’air et à l’eau qui se produit inévitablement lorsque les résidus sont éliminés dans de grands réservoirs. Le drainage minier acide qui en résulte, qui est souvent riche en métaux lourds (car les acides dissolvent les métaux), est l’un des nombreux impacts environnementaux de l’exploitation minière.[10]

Industrie nucléaire[[[[Éditer]

La production de déchets de l’industrie nucléaire et radio-chimique est traitée comme Déchet radioactif.

Fabrication de produits chimiques organiques[[[[Éditer]

Les polluants spécifiques rejetés par les fabricants de produits chimiques organiques varient considérablement d’une usine à l’autre, selon les types de produits fabriqués, tels que les produits chimiques organiques en vrac, les résines, les pesticides, les plastiques ou les fibres synthétiques. Certains des composés organiques qui peuvent être rejetés sont le benzène, le chloroforme, le naphtalène, les phénols, le toluène et le chlorure de vinyle. La demande biochimique en oxygène (DBO), qui est une mesure brute d’une gamme de polluants organiques, peut être utilisée pour évaluer l’efficacité d’un système biologique de traitement des eaux usées et est utilisée comme paramètre réglementaire dans certains permis de rejet. Les rejets de polluants métalliques peuvent inclure du chrome, du cuivre, du plomb, du nickel et du zinc.[11]

Raffinage du pétrole et pétrochimie[[[[Éditer]

Les polluants rejetés dans les raffineries de pétrole et les usines pétrochimiques comprennent les polluants conventionnels (DBO, huile et graisse, solides en suspension), l’ammoniac, le chrome, les phénols et les sulfures.[12]

Industrie des pâtes et papiers[[[[Éditer]

Les effluents de l’industrie des pâtes et papiers sont généralement riches en matières en suspension et en DBO. Les usines qui blanchissent la pâte de bois pour la fabrication du papier peuvent générer du chloroforme, des dioxines (y compris le 2,3,7,8-TCDD), des furannes, des phénols et une demande chimique en oxygène (DCO).[13] Les papeteries autonomes utilisant de la pâte importée peuvent ne nécessiter qu’un simple traitement primaire, comme la sédimentation ou la flottation à air dissous. L’augmentation des charges de DBO ou de DCO, ainsi que les polluants organiques, peuvent nécessiter un traitement biologique, comme des réacteurs à boues activées ou des boues anaérobies à flux ascendant. Pour les usines avec des charges inorganiques élevées comme le sel, des traitements tertiaires peuvent être nécessaires, soit des traitements membranaires généraux comme l’ultrafiltration ou l’osmose inverse, soit des traitements pour éliminer des contaminants spécifiques, tels que les nutriments.

Usines textiles[[[[Éditer]

Les usines de textile, y compris les fabricants de tapis, produisent des eaux usées à partir d’une grande variété de processus, notamment le nettoyage et la finition de la laine, la fabrication de fils et la finition de tissus (tels que le blanchiment, la teinture, le traitement de la résine, l’imperméabilisation et l’ignifugation). Les polluants générés par les usines textiles comprennent la DBO, les SS, l’huile et la graisse, le sulfure, les phénols et le chrome.[14] Les résidus d’insecticides dans les toisons sont un problème particulier dans le traitement des eaux générées par le traitement de la laine. Des graisses animales peuvent être présentes dans les eaux usées qui, si elles ne sont pas contaminées, peuvent être récupérées pour la production de suif ou une nouvelle fonte.

Les usines de teinture des textiles génèrent des eaux usées qui contiennent des colorants synthétiques et naturels, un épaississant de gomme (guar) et divers agents mouillants, des tampons de pH et des retardateurs ou accélérateurs de teinture. Après un traitement avec des floculants à base de polymère et des agents de décantation, les paramètres de surveillance typiques incluent la DBO, la DCO, la couleur (ADMI), le sulfure, l’huile et la graisse, le phénol, le TSS et les métaux lourds (chrome, zinc, plomb, cuivre).

Contamination d’huile industrielle[[[[Éditer]

Les applications industrielles où le pétrole pénètre dans le flux des eaux usées peuvent inclure les baies de lavage des véhicules, les ateliers, les dépôts de stockage de carburant, les plaques tournantes de transport et la production d’électricité. Souvent, les eaux usées sont rejetées dans les égouts locaux ou les systèmes de déchets commerciaux et doivent répondre aux spécifications environnementales locales. Les contaminants typiques peuvent comprendre des solvants, des détergents, du sable, des lubrifiants et des hydrocarbures.

Traitement de l’eau[[[[Éditer]

De nombreuses industries ont besoin de traiter l’eau pour obtenir une eau de très haute qualité à des fins exigeantes telles que la synthèse chimique pure ou l’eau d’alimentation de chaudière. De nombreux traitements de l’eau produisent des boues organiques et minérales issues de la filtration et de la sédimentation. L’échange d’ions à l’aide de résines naturelles ou synthétiques élimine les ions calcium, magnésium et carbonate de l’eau, les remplaçant généralement par des ions sodium, chlorure, hydroxyle et / ou autres. La régénération des colonnes échangeuses d’ions avec des acides et des alcalis forts produit une eau usée riche en ions de dureté qui sont facilement précipités, en particulier lorsqu’ils sont mélangés avec d’autres constituants des eaux usées.

Préservation du bois[[[[Éditer]

Les usines de préservation du bois génèrent des polluants conventionnels et toxiques, notamment de l’arsenic, de la DCO, du cuivre, du chrome, un pH anormalement élevé ou bas, des phénols, de l’huile et de la graisse et des solides en suspension.[15]

Traitement des eaux usées industrielles[[[[Éditer]

Les différents types de contamination des eaux usées nécessitent diverses stratégies pour éliminer la contamination.[16][17]

Traitement de la saumure[[[[Éditer]

Le traitement de la saumure consiste à éliminer les ions sel dissous du flux de déchets. Bien qu’il existe des similitudes avec le dessalement de l’eau de mer ou de l’eau saumâtre, le traitement industriel de la saumure peut contenir des combinaisons uniques d’ions dissous, tels que des ions de dureté ou d’autres métaux, nécessitant des processus et des équipements spécifiques.

Les systèmes de traitement de la saumure sont généralement optimisés pour réduire le volume du rejet final pour une élimination plus économique (car les coûts d’élimination sont souvent basés sur le volume) ou maximiser la récupération de l’eau douce ou des sels. Les systèmes de traitement de la saumure peuvent également être optimisés pour réduire la consommation d’électricité, l’utilisation de produits chimiques ou l’empreinte physique.

Le traitement de la saumure est couramment rencontré lors du traitement de la purge des tours de refroidissement, de l’eau produite par le drainage par gravité assisté par vapeur (SAGD), de l’eau produite par l’extraction de gaz naturel comme le gaz de houille, l’eau de reflux de la fracturation, le drainage minier acide ou acide, le rejet par osmose inverse, le chlor – eaux usées alcalines, effluents d’usines de pâtes et papiers et flux de déchets provenant de la transformation des aliments et des boissons.

Les technologies de traitement de la saumure peuvent inclure: des procédés de filtration sur membrane, tels que l’osmose inverse; les processus d’échange d’ions tels que l’électrodialyse ou l’échange de cations acides faibles; ou des procédés d’évaporation, tels que des concentrateurs de saumure et des cristallisoirs utilisant la recompression de vapeur mécanique et la vapeur.

L’osmose inverse peut ne pas être viable pour le traitement de la saumure, en raison du risque d’encrassement causé par les sels de dureté ou les contaminants organiques, ou des dommages aux membranes d’osmose inverse dus aux hydrocarbures.

Les processus d’évaporation sont les plus répandus pour le traitement de la saumure car ils permettent le plus haut degré de concentration, aussi élevé que le sel solide. Ils produisent également un effluent de la plus haute pureté, même de qualité distillat. Les processus d’évaporation sont également plus tolérants aux matières organiques, aux hydrocarbures ou aux sels de dureté. Cependant, la consommation d’énergie est élevée et la corrosion peut être un problème car le moteur principal est de l’eau salée concentrée. En conséquence, les systèmes d’évaporation utilisent généralement des matériaux en titane ou en acier inoxydable duplex.

Gestion de la saumure[[[[Éditer]

La gestion de la saumure examine le contexte plus large du traitement de la saumure et peut inclure la prise en compte des politiques et réglementations gouvernementales, la durabilité de l’entreprise, l’impact environnemental, le recyclage, la manutention et le transport, le confinement, centralisé par rapport au traitement sur site, l’évitement et la réduction, les technologies et l’économie. La gestion de la saumure partage certains problèmes avec la gestion des lixiviats et la gestion plus générale des déchets.

Élimination des solides[[[[Éditer]

La plupart des solides peuvent être éliminés en utilisant des techniques de sédimentation simples avec les solides récupérés sous forme de boue ou de boue. Les solides très fins et les solides ayant des densités proches de la densité de l’eau posent des problèmes particuliers. Dans ce cas, une filtration ou une ultrafiltration peut être nécessaire. Bien que la floculation puisse être utilisée, en utilisant des sels d’alun ou l’ajout de polyélectrolytes. Les eaux usées provenant de la transformation industrielle des aliments nécessitent souvent un traitement sur place avant de pouvoir être évacuées pour éviter ou réduire les frais supplémentaires liés aux égouts. Le type d’industrie et les pratiques opérationnelles spécifiques déterminent les types d’eaux usées générées et le type de traitement requis. La réduction des solides tels que les déchets, les matières organiques et le sable est souvent un objectif du traitement des eaux usées industrielles. Certains moyens courants de réduire les solides comprennent la sédimentation primaire (clarification), la flottation à air dissous ou (DAF), la filtration sur bande (micro-tamisage) et le tamisage du tambour.

Élimination des huiles et des graisses[[[[Éditer]

L’élimination efficace des huiles et des graisses dépend des caractéristiques de l’huile en termes de son état de suspension et de la taille des gouttelettes, ce qui affectera à son tour le choix de la technologie de séparation.
L’huile dans les eaux usées industrielles peut être de l’huile légère gratuite, de l’huile lourde, qui a tendance à couler, et de l’huile émulsionnée, souvent appelée huile soluble. Les huiles émulsionnées ou solubles nécessitent généralement une « fissuration » pour libérer l’huile de son émulsion. Dans la plupart des cas, cela est réalisé en abaissant le pH de la matrice de l’eau.

La plupart des technologies de séparateur auront une gamme optimale de tailles de gouttelettes d’huile qui peuvent être traitées efficacement.

L’analyse de l’eau huileuse pour déterminer la taille des gouttelettes peut être effectuée avec un analyseur de particules vidéo.
Chaque technologie de séparateur aura sa propre courbe de performances décrivant les performances optimales en fonction de la taille des gouttelettes d’huile. les séparateurs les plus courants sont les réservoirs à gravité ou les fosses, les séparateurs huile-eau API ou les ensembles de plaques, le traitement chimique via les DAF, les centrifugeuses, les filtres à média et les hydrocyclones.

Séparateurs d’API

Un séparateur huile-eau API typique utilisé dans de nombreuses industries

De nombreuses huiles peuvent être récupérées à partir de surfaces d’eau libres par des dispositifs d’écrémage. Considérés comme un moyen fiable et bon marché d’éliminer l’huile, la graisse et les autres hydrocarbures de l’eau, les écrémeurs peuvent parfois atteindre le niveau de pureté de l’eau souhaité. À d’autres moments, l’écrémage est également une méthode rentable pour éliminer la plupart de l’huile avant d’utiliser des filtres à membrane et des processus chimiques. Les écrémeurs empêcheront les filtres de couver prématurément et de réduire les coûts des produits chimiques car il y a moins d’huile à traiter.

Étant donné que l’écrémage à la graisse implique des hydrocarbures de viscosité plus élevée, les écrémeurs doivent être équipés de réchauffeurs suffisamment puissants pour garder le liquide de graisse pour la décharge. Si la graisse flottante se forme en amas ou tapis solides, une barre de pulvérisation, un aérateur ou un appareil mécanique peut être utilisé pour faciliter le retrait.[18]

Cependant, les huiles hydrauliques et la majorité des huiles qui se sont dégradées dans une certaine mesure auront également un composant soluble ou émulsionné qui nécessitera un traitement supplémentaire pour être éliminé. La dissolution ou l’émulsion d’huile à l’aide de tensioactifs ou de solvants aggrave généralement le problème plutôt que de le résoudre, produisant des eaux usées plus difficiles à traiter.

Les eaux usées des grandes industries telles que les raffineries de pétrole, les usines pétrochimiques, les usines chimiques et les usines de traitement du gaz naturel contiennent généralement des quantités brutes de pétrole et de matières en suspension. Ces industries utilisent un dispositif appelé séparateur huile-eau API qui est conçu pour séparer l’huile et les solides en suspension de leurs effluents d’eaux usées. Le nom vient du fait que ces séparateurs sont conçus selon les normes publiées par l’American Petroleum Institute (API).[17][19]

Le séparateur API est un dispositif de séparation par gravité conçu en utilisant la loi de Stokes pour définir la vitesse de montée des gouttelettes d’huile en fonction de leur densité et de leur taille. La conception est basée sur la différence de gravité spécifique entre le pétrole et les eaux usées, car cette différence est beaucoup plus petite que la différence de gravité spécifique entre les solides en suspension et l’eau. Les solides en suspension se déposent au fond du séparateur sous forme de couche de sédiments, le pétrole remonte au sommet du séparateur et les eaux usées épurées sont la couche intermédiaire entre la couche d’huile et les solides.[17]

En règle générale, la couche d’huile est écrémée et ensuite retraitée ou éliminée, et la couche de sédiments inférieure est éliminée par une raclette à chaîne et à volée (ou un dispositif similaire) et une pompe à boues. La couche d’eau est envoyée à un traitement supplémentaire pour une élimination supplémentaire de toute huile résiduelle, puis à un certain type d’unité de traitement biologique pour l’élimination des composés chimiques dissous indésirables.

Un séparateur à plaques parallèles typique[20]

Les séparateurs de plaques parallèles sont similaires aux séparateurs API, mais ils comprennent des assemblages de plaques parallèles inclinées (également appelés packs parallèles). Les plaques parallèles fournissent plus de surface pour que les gouttelettes d’huile en suspension fusionnent en globules plus gros. Ces séparateurs dépendent toujours de la gravité spécifique entre l’huile en suspension et l’eau. Cependant, les plaques parallèles améliorent le degré de séparation huile-eau. Le résultat est qu’un séparateur à plaques parallèles nécessite beaucoup moins d’espace qu’un séparateur API classique pour atteindre le même degré de séparation.[20]

Séparateurs d’hydrocyclone

Les séparateurs d’huile d’hydrocyclone fonctionnent sur le processus où les eaux usées pénètrent dans la chambre du cyclone et sont
filé sous des forces centrifuges extrêmes plus de 1000 fois la force de gravité. Cette force provoque l’eau
et des gouttelettes d’huile à séparer. L’huile séparée est évacuée d’une extrémité du cyclone où elle est traitée
l’eau est évacuée par l’extrémité opposée pour un traitement, une filtration ou une évacuation ultérieurs.

Élimination des matières organiques biodégradables[[[[Éditer]

Il est généralement possible de traiter les matières organiques biodégradables d’origine végétale ou animale en utilisant des procédés de traitement des eaux usées conventionnels étendus tels que les boues activées ou les filtres à ruissellement.[16][17] Des problèmes peuvent survenir si les eaux usées sont excessivement diluées avec de l’eau de lavage ou sont très concentrées telles que du sang ou du lait non dilué. La présence d’agents de nettoyage, de désinfectants, de pesticides ou d’antibiotiques peut avoir des effets néfastes sur les processus de traitement.

Processus de boues activées[[[[Éditer]

Un schéma généralisé d’un processus de boues activées.

Les boues activées sont un procédé biochimique de traitement des eaux usées et des eaux usées industrielles qui utilise de l’air (ou de l’oxygène) et des micro-organismes pour oxyder biologiquement les polluants organiques, produisant une boue de déchets (ou floc) contenant la matière oxydée. En général, un processus de boues activées comprend:

  • Un réservoir d’aération où de l’air (ou de l’oxygène) est injecté et soigneusement mélangé aux eaux usées.
  • Un décanteur (généralement appelé clarificateur ou « décanteur ») pour permettre aux boues résiduelles de se déposer. Une partie des boues résiduaires est recyclée dans le réservoir d’aération et les boues résiduelles restantes sont éliminées pour un traitement ultérieur et une élimination finale.

Processus de filtrage du filtre[[[[Éditer]

Image 1: une coupe transversale schématique de la face de contact du support de lit dans un filtre ruisselant

Un système de filtre à ruissellement complet typique

UNE filtre ruisselant se compose d’un lit de roches, de gravier, de scories, de tourbe ou de milieux plastiques sur lesquels les eaux usées s’écoulent vers le bas et entrent en contact avec une couche (ou un film) de vase microbienne recouvrant les milieux du lit. Les conditions aérobies sont maintenues par l’air forcé circulant à travers le lit ou par convection naturelle de l’air. Le processus implique l’adsorption de composés organiques dans les eaux usées par la couche de boue microbienne, la diffusion d’air dans la couche de boue pour fournir l’oxygène nécessaire à l’oxydation biochimique des composés organiques. Les produits finaux comprennent le dioxyde de carbone gazeux, l’eau et d’autres produits de l’oxydation. À mesure que la couche de boue s’épaissit, il devient difficile pour l’air de pénétrer dans la couche et une couche anaérobie interne se forme.

Les composants fondamentaux d’un système de filtrage goutte à goutte complet sont:

  • Un lit de milieu filtrant sur lequel une couche de vase microbienne est favorisée et développée.
  • Une enceinte ou un récipient qui abrite le lit de média filtrant.
  • Un système pour distribuer le flux d’eaux usées sur le milieu filtrant.
  • Un système pour éliminer et éliminer les boues des effluents traités.

Le traitement des eaux usées ou d’autres eaux usées avec des filtres ruisselants fait partie des technologies de traitement les plus anciennes et les mieux caractérisées.

Un filtre ruisselant est aussi souvent appelé filtre goutte à goutte, biofiltre ruisselant, biofiltre, filtre biologique ou filtre de ruissellement biologique.

Élimination d’autres matières organiques[[[[Éditer]

Les matières organiques synthétiques, y compris les solvants, les peintures, les produits pharmaceutiques, les pesticides, les produits de la production de coke, etc., peuvent être très difficiles à traiter. Les méthodes de traitement sont souvent spécifiques au matériau traité. Les méthodes comprennent le traitement d’oxydation avancé, la distillation, l’adsorption, l’ozonation, la vitrification, l’incinération, l’immobilisation chimique ou l’élimination en décharge. Certains matériaux tels que certains détergents peuvent être capables de dégradation biologique et dans de tels cas, une forme modifiée de traitement des eaux usées peut être utilisée.

Élimination des acides et des alcalis[[[[Éditer]

Les acides et les alcalis peuvent généralement être neutralisés dans des conditions contrôlées. La neutralisation produit fréquemment un précipité qui devra être traité comme un résidu solide qui peut également être toxique. Dans certains cas, des gaz peuvent se dégager nécessitant un traitement du flux gazeux. Certaines autres formes de traitement sont généralement nécessaires après la neutralisation.

Les flux de déchets riches en ions de dureté provenant des processus de désionisation peuvent facilement perdre les ions de dureté dans une accumulation de sels de calcium et de magnésium précipités. Ce processus de précipitation peut provoquer de graves fourrure des tuyaux et peut, dans des cas extrêmes, provoquer le blocage des tuyaux d’évacuation. Un tuyau de rejet marin industriel de 1 mètre de diamètre desservant un important complexe chimique a été bloqué par de tels sels dans les années 1970. Le traitement se fait par concentration des eaux usées de désionisation et élimination dans les décharges ou par une gestion soigneuse du pH des eaux usées rejetées.

Élimination des matières toxiques[[[[Éditer]

Les matières toxiques, y compris de nombreuses matières organiques, les métaux (tels que le zinc, l’argent, le cadmium, le thallium, etc.), les acides, les alcalis, les éléments non métalliques (tels que l’arsenic ou le sélénium) sont généralement résistants aux processus biologiques à moins d’être très dilués. Les métaux peuvent souvent être précipités en modifiant le pH ou en les traitant avec d’autres produits chimiques. Cependant, beaucoup résistent au traitement ou à l’atténuation et peuvent nécessiter une concentration suivie d’une mise en décharge ou d’un recyclage. Les matières organiques dissoutes peuvent être incinéré dans les eaux usées par le processus avancé d’oxydation.

Capsules intelligentes[[[[Éditer]

L’encapsulation moléculaire est une technologie qui a le potentiel de fournir un système pour l’élimination recyclable du plomb et d’autres ions des sources polluées. Les nano-, micro- et milli- capsules, avec des tailles dans les plages de 10 nm-1μm, 1μm-1mm et> 1mm, respectivement, sont des particules qui ont un réactif actif (noyau) entouré d’un support (coque) .Il y en a trois types de capsules à l’étude: capsules à base d’alginate, nanotubes de carbone, capsules gonflantes en polymère. Ces capsules constituent un moyen possible de remédiation de l’eau contaminée.[21]

Voir également[[[[Éditer]

Références[[[[Éditer]

  1. ^ « Lignes directrices sur les effluents de fabrication de batteries ». Washington, D.C .: Agence américaine de protection de l’environnement (EPA). 2017-06-12.
  2. ^ une b « Lignes directrices et normes de limitation des effluents pour la catégorie de source de point de génération d’énergie électrique à vapeur ». EPA. 2015-09-30.
  3. ^ « Réduction des coûts et des déchets dans le traitement des eaux usées par la désulfuration des gaz de combustion ». Power Mag. Pouvoir électrique. Mars 2017. Récupéré 6 avril 2017.
  4. ^ Agence européenne pour l’environnement. Copenhague, Danemark. « Indicateur: Demande biochimique en oxygène dans les rivières (2001). » Archivé 2006-09-18 à la Wayback Machine
  5. ^ « Lignes directrices sur les effluents de la transformation des produits laitiers ». EPA. 2018-11-30.
  6. ^ Document de développement technique pour les lignes directrices et les normes finales sur les limites des effluents pour la catégorie de source ponctuelle de produits de viande et de volaille (rapport). EPA. 2004. EPA 821-R-04-011.
  7. ^ « 7. Caractérisation des eaux usées ». Document de développement pour les directives et normes finales sur les limites d’effluents pour la catégorie de source ponctuelle de fabrication de fer et d’acier (rapport). EPA. 2002. pp. 7–1ff. EPA 821-R-02-004.
  8. ^ Document de développement pour les lignes directrices et les normes de limitation des effluents pour la catégorie Exploitation et traitement des minéraux (rapport). EPA. Juillet 1979. EPA 440 / 1-76 / 059b.
  9. ^ Document de développement pour la catégorie des mines de charbon (rapport). EPA. Septembre 1982. EPA 440 / 1-82 / 057.
  10. ^ une b Document de développement pour les lignes directrices finales sur les limites des effluents et les nouvelles normes de rendement des sources pour la catégorie de source d’extraction de minerai et de point de préparation (rapport). EPA. Novembre 1982. EPA 440 / 1-82 / 061.
  11. ^ Document de développement pour les lignes directrices sur les limites des effluents, les nouvelles normes de performance des sources et les normes de prétraitement pour la catégorie de source ponctuelle des produits chimiques organiques, plastiques et fibres synthétiques Volume I (rapport). EPA. Octobre 1987. EPA 440 / 1-87 / 009.
  12. ^ Guide pour l’application des lignes directrices sur les limitations des effluents pour l’industrie du raffinage du pétrole (rapport). EPA. Juin 1985. p. 5.
  13. ^ Document d’orientation sur les permis: Catégorie de source ponctuelle de fabrication de pâtes, papiers et cartons (rapport). EPA. 2000. pp. 4–1ff. EPA-821-B-00-003.
  14. ^ « Lignes directrices sur les effluents des usines de textiles ». EPA. 2017-06-30.
  15. ^ « Lignes directrices sur les effluents de la transformation des produits du bois ». EPA. 2018-03-13.
  16. ^ une b Tchobanoglous, G., Burton, F.L., et Stensel, H.D. (2003). Génie des eaux usées (réutilisation des déchets de traitement) / Metcalf & Eddy, Inc (4e éd.). Compagnie de livres McGraw-Hill. ISBN 0-07-041878-0.CS1 maint: plusieurs noms: liste des auteurs (lien)
  17. ^ une b c Beychok, Milton R. (1967). Déchets aqueux provenant des usines pétrolières et pétrochimiques (1er éd.). John Wiley & Sons. LCCN 67019834.
  18. ^ Hobson, Tom (mai 2004). « Le Scoop sur les écumeurs de pétrole ». Protection environnementale. Dallas, TX: 1105 Media, Inc.
  19. ^ American Petroleum Institute (API) (février 1990). Gestion des rejets d’eau: conception et fonctionnement des séparateurs huile-eau (1er éd.). Institut américain du pétrole.
  20. ^ une b Beychok, Milton R. (décembre 1971). « Traitement des eaux usées ». Traitement des hydrocarbures: 109-112. ISSN 0887-0284.
  21. ^ Tylkowski, Bartosz; Jastrząb, Renata (2017). « Capsules intelligentes pour l’élimination du plomb des eaux usées industrielles ». À Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Sigel, Roland K.O (éd.). Le plomb: ses effets sur l’environnement et la santé. Les ions métalliques dans les sciences de la vie. 17. pp. 61–78. doi: 10.1515 / 9783110434330-004. ISBN 978-3-11-043433-0. PMID 28731297.

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