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Traitement primaire des eaux usées Remarques sur le génie civil (CE)


Chapitre 5

TRAITEMENT PRIMAIRE DES EAUX USÉES

Traitement préliminaire: il consiste à séparer les matériaux flottants ainsi que les solides inorganiques lourds. Il aide également à éliminer les huiles et les graisses des eaux usées. Les procédés utilisés sont des criblages pour éliminer les matériaux flottants.
Chambres de grenaille pour éliminer le gravier, réservoirs d’écumage pour éliminer l’huile et la graisse.
Traitement préliminaire: il consiste à éliminer les grosses matières organiques en suspension. Cela se fait dans des réservoirs de sédimentation. Les principes des bassins de sédimentation sont les mêmes que ceux discutés dans le traitement de l’eau potable.
Traitement secondaire: Le traitement secondaire est également appelé traitement biologique. Il consiste à modifier le caractère de la matière organique et à la convertir en formes stables.

Il existe deux types de traitements: 1. Filtres 2. Processus de boues activées

1. FILTRES:
a) lits de contact: utilisés dans les très petites peintures b) Filtres à sable intermittents: utilisés dans les petites usines c) Filtres à ruissellement.

Filtres à ruissellement: – Ces filtres sont également appelés filtres à percolation ou filtres à aspersion, constitués de réservoirs de média filtrant plus grossier sur lesquels les eaux usées peuvent être arrosées ou ruisselantes au moyen de buses de pulvérisation ou de distributions rotatives.

Les eaux usées percolantes sont collectées au fond du réservoir par un système de sous-drainage bien conçu. Les micro-organismes et les bactéries présents dans les eaux usées se fixent au média filtrant. La matière organique est dégradée par les bactéries aérobies.
Efficacité du filtre ruisselant h% =
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Où m = charge organique kg / ha-m / jour Filtres à ruissellement à haut débit: La recirculation des eaux usées est une caractéristique essentielle et importante des filtres à ruissellement à haut débit Facteur de recirculation F =

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où R / I est le rapport du volume des eaux usées recirculées R au volume des eaux usées brutes I.
(R / I) = Rapport de recirculation Efficacité
h% =

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Où Y = charge organique totale en kg / jour
V = Volume du filtre.
Traitement primaire des eaux usées Notes de génie civil (CE) | EduRev = u (charge organique).

Efficacité finale du filtre à deux étages:

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où = Y ‘= ToatlBOD dans l’effluent de la première étape en kg / jour
V ‘= Volume du filtre du deuxième étage en ha-m
F ‘= facteur de recirculation pour le deuxième étage

2. PROCESSUS DES BOUES ACTIVÉES:
Les effluents d’eaux usées provenant du réservoir de sédimentation primaire sont mélangés à 20 à 30% de leur propre volume de boues activées qui contiennent une grande concentration de micro-organismes aérobies hautement actifs.

Le mélangeur pénètre dans le réservoir d’aération où les micro-organismes enrobés autour des solides de boues et les eaux usées sont intimement mélangés avec une grande quantité d’air pendant environ 4 à 8 heures. Dans ces conditions, les organismes en mouvement vont oxyder la matière organique et en suspension, la matière colloïdale a tendance à coaguler et à former un précipité qui se dépose facilement dans le décanteur secondaire. Les boues décantées contenant des micro-organismes appelés boues activées sont produites en continu par ce processus et une partie de celles-ci est utilisée et renvoyée vers le bassin d’aération tandis que la partie en excès est éliminée correctement avec les boues collectées pendant le traitement primaire après la digestion.

Le volume de boues activées renvoyées dépend de l’étendue de DBO que l’on souhaite éliminer. Il est exprimé en pourcentage du débit des eaux usées
(Q / RQ) 100
´. Où QR est le taux de slude retourné en m3/ jour et Q est le débit d’entrée des eaux usées en m3/journée.
Période d’aération (temps de rétention hydraulique) HRT:

HRT =

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Charge de DBO par unité de volume du réservoir d’aération (chargement volumétrique):

Charge de DBO volumétrique = charge organique =

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Rapport aliments (F) / micro-organismes (M) (F / M)

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Âge des boues: Le temps moyen pendant lequel les particules de solides en suspension restent sous aération est appelé âge des boues. Ce temps est également appelé temps de rétention des solides ou temps de séjour moyen des cellules (MCRT).
Masse des solides en suspension dans le système SludegeAge =

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Indice de volume Slude (SVI): Volume occupé en ml par un g de solides dans la liqueur mixte après décantation de 30 min.

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Taux de circulation des boues: QR. où Xt = MLSS en mg / I

Rapport de circulation des boues
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= MLSS dans les boues renvoyées mg / l.

Le traitement tertiaire des eaux usées est tout processus qui se produit après un traitement secondaire. Il peut s’agir de processus de polissage qui améliorent l’élimination des solides en suspension ou les processus d’élimination des nutriments. L’élimination des éléments nutritifs comprend des processus comme la nitrification / dénitrification, le décapage de l’ammoniac, les précipitations de phosphore et l’épandage terrestre ou l’écoulement terrestre.

Polissage des effluents
Le polissage des effluents est un processus de traitement physique. Le polissage des effluents est normalement effectué par filtration des effluents secondaires dans le but d’éliminer les solides en suspension des problèmes d’incinération ou de flochage. Ces filtres sont similaires à ceux utilisés pour traiter l’eau potable.

Filtres à sable rapides Les filtres conventionnels à sable rapide et à milieu mixte présentent de nombreuses similitudes de conception. Les composants de base des filtres incluent tous les composants décrits ci-dessous. Les principales différences concerneront le type de média utilisé et les configurations de valve.

Les boîtes de filtre peuvent être construites comme des rectangles, des carrés, des rondes ou comme le segment extérieur d’un anneau. Une boîte de filtre est d’environ dix pieds de profondeur, bien que ses dimensions de surface puissent varier en fonction du volume d’eau à filtrer.

Le drain d’évacuation remplit trois fonctions de base. Bien qu’il supporte le média filtrant et recueille l’eau filtrée, sa fonction la plus importante est de répartir uniformément l’eau de rétrolavage à travers le filtre. La tuile Léopold et les blocs Wheeler sont deux types populaires de systèmes de drainage.

Bassins de polissage des effluents Les bassins de polissage des effluents sont des lagunes aérobies peu profondes qui reçoivent des effluents secondaires traités. Ils sont parfois aérés mécaniquement. Les étangs non aérés resteront aérobies car il ne devrait pas y avoir beaucoup de DBO pour créer une demande en oxygène. Habituellement, l’action du vent et le transfert d’oxygène en surface fourniront une aération adéquate, car les étangs n’ont qu’une profondeur de 2 à 3 pieds. Ils offrent une dernière chance d’éliminer les solides en suspension et d’abaisser la DBO de l’effluent. Ils peuvent également fournir le temps de rétention et le rayonnement U-V du soleil pour déchlorer naturellement l’effluent après la désinfection.

Élimination des nutriments Le premier objectif d’un traitement des eaux usées est d’éliminer les solides en suspension et la DBO. Les solides en suspension qui ont créé des sédiments dans les eaux réceptrices et les matières organiques continueront de se décomposer, utilisant l’oxygène dont la faune aquatique a besoin. Il existe un autre problème qui affecte la faune aquatique et affecte directement la qualité de l’eau des eaux réceptrices. L’azote et les composés du phosphore dans les effluents d’eaux usées peuvent être toxiques pour les poissons, comme c’est le cas avec l’ammoniac, et peuvent agir comme des engrais naturels qui augmentent le taux de croissance des plantes aquatiques comme les algues. Cela peut entraîner des proliférations d’algues qui peuvent étouffer d’autres formes de vie aquatique dans le lac ou la rivière. Le cycle de l’azote qui se produit, alors que l’ammoniac est oxydé en nitrates, entraîne également une réduction de l’oxygène dissous (OD) dans les eaux réceptrices. Les premiers processus de traitement qui ont traité la question de l’azote ont été les processus de nitrification. L’intention était de convertir l’ammoniac présent dans les processus secondaires en nitrates. Cela créerait une forme d’azote plus stable et minimiserait l’appauvrissement en oxygène qui se produirait dans la rivière. Mais les nitrates agissaient toujours comme un engrais aquatique qui créait des problèmes d’algues. Des procédés de dénitrification ont été développés pour convertir les nitrates en azote élémentaire qui peut être éliminé des effluents par aération.

Nitrification
La nitrification des eaux usées se produira après que la majeure partie de la DBO aura été retirée. Si suffisamment d’oxygène dissous est disponible, les bactéries nitrifiantes comme les nitrobactéries et les nitrosomonas commenceront par oxyder l’ammoniac (NH3) en nitrites (NO2), puis en nitrates (NO3).
Ce processus nécessite une énorme quantité d’oxygène. Les niveaux d’oxygène dissous doivent se situer entre 4 et 6 mg / L pour effectuer la nitrification. L’alcalinité est également éliminée au cours de ce processus. La nitrification se produit généralement aux derniers stades des systèmes à boues activées à plusieurs étages et des systèmes d’aération prolongés. Les longs temps de détention donnent aux insectes le temps d’oxyder la DBO puis d’oxyder l’ammoniac en nitrates. Les processus RBC à étapes multiples peuvent également nitrifier s’ils sont aérés pour maintenir les niveaux d’OD plus élevés.

Dénitrification Le processus le plus couramment utilisé pour éliminer complètement l’azote est appelé dénitrification. Il suit le processus de nitrification. Il utilise des bactéries dénitrifiantes pour éliminer l’oxygène des composés nitrés. Les nitrates sont convertis en azote gazeux (N2), ce qui élimine efficacement l’azote du flux de déchets.

Élimination du phosphore
L’élimination du phosphore est également un processus chimique. Le phosphore peut être précipité sous forme de particules de floc en utilisant le même type de processus que les systèmes d’eau de surface utilisent pour adoucir l’eau potable. L’alun ou la chaux peuvent être utilisés comme coagulant. L’équipement de traitement comprendra un processus de floculation et de sédimentation tertiaire et une filtration des effluents.





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