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Traitement des eaux usées; Processus de traitement des eaux usées



  • Le traitement des eaux usées a pour but d’éliminer les contaminants de l’eau afin que l’eau traitée puisse répondre à la norme de qualité acceptable. La norme de qualité dépend généralement de la réutilisation ou du rejet de l’eau dans la rivière.
  • Les méthodes de traitement des eaux usées dépendent de la composition des eaux usées et de la qualité requise pour l’eau traitée. Les processus de traitement sont généralement classés comme des traitements physiques, chimiques et biologiques.
  • Les méthodes de traitement physique utilisent la séparation physique du polluant, par exemple par filtration, etc.
  • Les méthodes de traitement chimique utilisent les caractéristiques chimiques du polluant pour la purification. Par exemple. Coagulation etc.
  • Les méthodes de traitement biologique utilisent les caractéristiques biologiques des polluants tels que les bactéries, les virus par purification.
  • Un autre objectif du traitement des eaux usées comprend:
    • Pour réduire la résistance des eaux usées
    • Pour rendre les eaux usées moins offensantes
    • Pour empêcher la santé publique de l’effet toxique du polluant
    • Pour conserver la nature

Étapes du processus de traitement des eaux usées:

I. Traitement préliminaire des eaux usées:

  • L’objectif principal du traitement préliminaire est d’éliminer les solides bruts (tels que les plastiques, les tissus, les boîtes de conserve, les cadavres d’animaux, etc.), les grains et les graisses des eaux usées.
  • Certaines des techniques de traitement appliquées à des fins de traitement préliminaire sont;

je. Dépistage:

  • Le tamisage est utilisé pour éliminer les déchets solides bruts comme les plastiques, les chiffons et les animaux morts des eaux usées.
  • À cette fin, les eaux usées passent à travers un tamis métallique composé de barres d’acier verticales ou inclinées, généralement espacées de 5 cm.
  • L’élimination des solides bruts est éliminée par brûlage ou compostage.

ii. Enlèvement de grain:

  • Les grains sont de petites particules non biodégradables qui sont plus lourdes que les matières organiques en suspension.
  • Les grains sont éliminés en régulant soigneusement la vitesse d’écoulement des eaux usées dans le réservoir d’élimination des grains

iii. Écrémage:

  • L’écrémage est le processus d’élimination des matières grasses et huileuses des eaux usées.
  • Dans cette méthode, les eaux usées sont placées dans un réservoir d’écrémage et sont aérées par le bas de sorte que les graisses et les huiles sont collectées au sommet du liquide qui sont ensuite éliminées par écrémage.

II. Traitement primaire des eaux usées:

  • Après avoir éliminé les solides bruts, les grains et les graisses, l’étape suivante du traitement consiste à éliminer autant que possible les solides en suspension restants.
  • Le principal objectif du traitement primaire est de réduire la résistance des eaux usées en éliminant les matières en suspension.
  • Certaines techniques courantes appliquées au traitement primaire des eaux usées sont les suivantes:

je. Sédimentation:

  • Le réservoir de sédimentation est utilisé pour éliminer les solides en suspension et certaines matières organiques.
  • Il existe différents types de réservoirs de sédimentation.
  • Un exemple courant est le réservoir à écoulement horizontal rectangulaire. Dans ce réservoir, les eaux usées s’écoulent très lentement (1 à 2 pieds / min) de sorte que les solides présents sont les eaux usées qui se déposent au fond.
  • Les solides décantés sont périodiquement éliminés par le racleur de boues.
  • Cette technique élimine environ 90% des solides en suspension et environ 40% des matières organiques des eaux usées.

ii. Floculation mécanique:

  • Dans cette méthode, les eaux usées sont placées dans un réservoir de floculation, puis les eaux usées sont tournées à une vitesse de 0,43 m / sec à l’aide de palettes rotatives
  • Alors que les eaux usées tournent en mouvement circulaire, les solides dissous de petite taille sont attachés les uns aux autres pour former des solides de grande taille et se déposent au fond qui est ensuite éliminé.

iii. Floculation chimique:

  • Dans cette méthode, les eaux usées sont placées dans un réservoir de coagulation, puis certains agents précipitants tels que l’alun sont ajoutés.
  • L’alun forme un précipité d’Al (OH) 3, des solides en suspension attachés au précipité de telle sorte que la taille du précipité augmente progressivement pour se déposer au fond.

iv. Neutralisation:

  • Si les eaux usées sont très acides ou basiques, elles sont neutralisées en ajoutant de la base ou de l’acide pour faciliter la croissance des micro-organismes pendant le processus de traitement secondaire.

III. Traitement secondaire des eaux usées:

  • En traitement secondaire, les matières organiques dissoutes ou colloïdales présentes dans les eaux usées sont éliminées en utilisant des micro-organismes. Dans ces étapes, les micro-organismes utilisent la matière organique et les convertissent en minéraux inorganiques.
  • Les changements suivants se produisent dans les eaux usées pendant le traitement secondaire;
    • La matière organique (carbone) est oxydée en CO2 et H2O
    • Les composés organiques de l’azote sont d’abord convertis en NH3 puis en NO3
    • Les matières colloïdales sont coagulées ou précipitées.
  • Ainsi, l’objectif principal du traitement secondaire des eaux usées est de réduire le niveau de DBO.
  • Diverses techniques sont utilisées dans le traitement secondaire des eaux usées. Certains d’entre eux sont;

je. Filtre anti-ruissellement:

  • Le filtre de ruissellement se compose d’un lit filtrant, d’un bras de pulvérisation et d’une chambre de collecte d’eau.
  • Le lit filtrant se compose de gravier bien classé, de pierre brisée de taille (40-150 mm de diamètre).
  • Les effluents ou les eaux usées du réservoir de traitement primaire sont pulvérisés uniformément sur le lit filtrant. Pendant la filtration, une couche gélatineuse de bactéries, d’algues, de protozoaires et de champignons est produite à la surface du lit filtrant. Cette couche est appelée couche Zoogleal.
  • Lorsque l’eau coule à travers le lit filtrant, les matières organiques qui y sont présentes sont oxydées par des micro-organismes de la couche zoogléenne.
  • Bien que le filtre ruisselant soit classé comme processus d’aération du traitement des eaux usées, il s’agit d’un système facultatif. C’est parce que les bactéries aérobies se trouvent sur le dessus du lit filtrant tandis que les bactéries anaérobies se trouvent au milieu ou au fond du lit filtrant.
  • Le filtre de ruissellement peut réduire la DBO des eaux usées d’environ 65 à 85% selon le taux de filtration.

ii. Fossé d’oxydation:

  • Le fossé d’oxydation se compose d’un canal circulaire avec entrée et sortie.
  • Dans cette méthode, les eaux usées de l’usine de traitement primaire sont placées dans un fossé d’oxydation, puis elles sont agitées à l’aide d’un rotateur mécanique, puis laissées pendant une période d’environ 12 à 24 heures.
  • Pendant la période d’oxydation, les micro-organismes présents dans les eaux usées oxydent la matière organique.
  • Enfin, les eaux usées sont éliminées du fossé d’oxydation par la sortie pour un traitement tertiaire.
  • Étang ou lagune d’oxydation:
  • Le bassin d’oxydation est également connu sous le nom de lagune ou bassin réduit ou bassin de stabilisation.
  • Il s’agit d’une méthode aérobie de technique de traitement des eaux usées.
  • Dans cette méthode de traitement, les eaux usées de la station d’épuration primaire sont placées dans un bassin d’oxydation et y sont laissées pendant 10 à 40 jours.
  • Pendant cette période en bassin d’oxydation, les micro-organismes oxydent la matière organique présente dans les eaux usées. L’oxygène libéré par les algues pendant la photosynthèse est utilisé par les micro-organismes pour l’oxydation des composés organiques. Au cours de l’oxydation, du CO2 et du H2O sont libérés et sont utilisés par les algues pour la photosynthèse. Par conséquent, il existe une relation mutuellement bénéfique entre les algues et les bactéries.
  • Une partie de l’oxygène est également dérivée de l’atmosphère pour l’oxydation car le bassin d’oxydation est un système ouvert.
  • L’étang d’oxydation reste aérobie pendant la journée et les premières heures de la nuit. Pendant cette période, l’oxydation du composé organique (décomposition aérobie) a lieu. Pendant les heures de repos, la condition nocturne devient anaérobie et la décomposition anaérobie du composé organique a lieu.
  • Avantage de l’étang d’oxydation;
    • C’est une technique très simple et facile
    • Les eaux usées traitées peuvent être utilisées pour l’irrigation
  • Limitation du réservoir d’oxydation:
    • Le temps d’attente est très long (10-40 jours)
    • Il nécessite une grande surface
    • Cela crée une mauvaise odeur. En outre, il peut devenir un lieu de prolifération pour les moustiques et autres vecteurs
    • Elle est influencée par la température saisonnière. Il n’est efficace que par climat chaud mais pas en saison froide et pluvieuse.

iii. Système de boues activées:

  • Le système de boues activées comprend un réservoir d’aération, un décanteur et un système de retour des boues.
  • Dans un premier temps, les eaux usées de l’usine de traitement primaire sont mélangées avec des boues tirées du lot précédent, appelées boues activées ou boues de retour.
  • La boue activée contient un grand nombre de micro-organismes et sert d’inoculum de micro-organismes.
  • Après mélange des boues activées, les eaux usées sont placées dans le bassin d’aération. En cuve d’aération. Les eaux usées sont aérées en continu pendant 6 à 8 heures. Pendant cette période, les micro-organismes oxydent les composés organiques pour former du CO2, du H20 et du NO3, etc.
  • Après l’oxydation, les eaux usées sont transférées dans le décanteur et laissées intactes pendant 2 à 3 heures. Les boues se déposent au fond. Ces boues sont appelées boues activées, entièrement oxydées et très offensantes. Cette boue activée peut être utilisée comme inoculum pour le prochain lot d’eaux usées.
  • La majeure partie des boues est éliminée et une partie est renvoyée dans le réservoir d’aération pour le prochain cycle de traitement.
  • Grâce au processus de digestion des boues, la DBO des eaux usées est réduite de 5 à 15%.

iv. Fosse septique:

  • La fosse septique est utilisée pour l’élimination du contenu des toilettes lorsque le système d’égout n’est pas disponible pour l’élimination.
  • La fosse septique est préparée sous le sol.
  • Les eaux usées ainsi que le contenu des toilettes sont placées dans une fosse septique où les déchets solides plus lourds se déposent des boues tandis que les solides plus légers, y compris les graisses, forment une couche sur le dessus des eaux usées appelées écume.
  • Dans la fosse septique, les composés organiques des eaux usées sont digérés par voie anaérobie par des micro-organismes anaérobies tels que les bactéries méthanogènes.
  • Après décomposition anaérobie, les boues deviennent stables et inoffensives tandis que les liquides des eaux usées s’infiltrent dans le sol à partir de la fosse septique.

IV. Traitement tertiaire ou final des eaux usées:

  • Le traitement tertiaire des eaux usées est un processus de traitement final au cours duquel tous les agents chimiques et biologiques sont complètement éliminés des eaux usées avant d’être évacués dans la rivière.
  • Les principaux objectifs du processus de traitement tertiaire;

je. Élimination des solides en suspension:

  • Les solides en suspension sont éliminés par deux méthodes:
    • Microtraining:
      • Dans cette méthode, les eaux usées sont placées dans un filtre à tambour rotatif dont la taille des pores est de 25 à 35 µm, puis le tambour est tourné,
      • Pendant la rotation, de l’eau claire sort du tambour et les solides en suspension restent à l’intérieur du tambour.
    • Coagulation et filtration chimique:
      • Coagulation et filtration chimique:
        • Dans cette méthode, des agents précipitants tels que l’alun sont ajoutés dans les eaux usées. Les solides en suspension fines s’adsorbent à la surface du précipité d’Al (OC) 3, enfin les précipités avec les solides adsorbés sont séparés par filtration.

ii. Élimination des solides dissous comme les sels:

  • Diverses techniques sont utilisées à cet effet telles que l’adsorption par charbon actif, l’osmose inverse
    • Adsorption par le charbon actif:
      • Les solides dissous peuvent être éliminés en filtrant l’eau à travers un filtre contenant des particules de charbon actif.
    • Osmose inverse:
      • L’osmose inverse élimine les solides dissous comme le NaCl et les cellules microbiennes

iii. Élimination des nitrates et des phosphates

  • Si les eaux usées après le traitement doivent être rejetées dans la rivière, les nitrates et les phosphates doivent être éliminés des eaux usées avant l’élimination. C’est parce que le nitrate et le phosphate provoquent l’eutrophisation.
  • Ces nutriments végétaux sont éliminés par processus biologique. Dans un premier temps, les eaux usées sont placées dans un réservoir contenant des bactéries nitrifiantes. Ces bactéries convertissent le sel d’ammonium et le nitrite en nitrate
  • Ensuite, les eaux usées sont placées dans un deuxième réservoir contenant des bactéries dénitrifiantes. Ces bactéries convertissent le nitrate en azote gazeux qui quitte les eaux usées.
  • Le phosphate est également éliminé par les bactéries par un processus d’assimilation microbienne.

iv. Tuer des micro-organismes

  • Enfin, les micro-organismes dans les eaux usées sont tués par la désinfection comme la chloration.

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