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Traitement des eaux usées municipales
Créé le 02.28
La société fournit un service complet, depuis le prélèvement d'échantillons d'eaux usées, en passant par l'analyse de la qualité de l'eau, la conception des procédés, les essais à petite échelle, les essais pilotes, la conception des plans d'exécution, la personnalisation et la fourniture d'équipements, la construction et les services d'exploitation ultérieurs.
Concepts de base
Produit par le processus de vie humaineEaux uséessont l'une des principales sources de pollution des masses d'eau. Il s'agit principalement d'eaux usées fécales et de lavage. La quantité d'eaux usées domestiques rejetées par personne et par jour en milieu urbain est de 150 à 400 L, et cette quantité est étroitement liée au niveau de vie. Les eaux usées domestiques contiennent une grande quantité de matières organiques, telles que la cellulose, l'amidon, les sucres et les protéines grasses ; elles contiennent également souvent des bactéries pathogènes, des virus et des œufs de parasites ; des sels inorganiques tels que les chlorures, les sulfates, les phosphates, les bicarbonates et le sodium, le potassium, le calcium, le magnésium, etc. La caractéristique générale est une teneur élevée en azote, en soufre et en phosphore, et sous l'action de bactéries anaérobies, elles produisent facilement des substances malodorantes. Les eaux usées domestiques sont également une source de chaleur à basse température et une source de production de méthane, et encore plus un gisement de gaz de pétrole liquéfié potentiel.
Dangers des eaux usées
病原物污染
来自城市生活污水、医院污水、垃圾及地面径流等方面。病原微生物的特点是：①数量大；②分布广；③存活时间较长；④繁殖速度快；⑤易产生抗性，很难消灭；⑥传统的二级生化污水处理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活；此类污染物实际上通过多种途径进入人体，并在体内生存，引起人体疾病。
需氧有机物污染
物的共同特点是这些物质直接进入水体后，通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水，在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，在缺氧条件下污染物就发生腐败分解、恶化水质，常称这些有机物为需氧有机物。水体中需氧有机物越多，耗氧也越多，水质也越差，说明水体污染越严重。
富营养化污染
Phénomène de pollution de l'eau causé par un excès de nutriments végétaux tels que l'azote et le phosphore. L'eutrophisation des écosystèmes aquatiques peut se produire par des polluants chimiques par deux voies : l'une est l'augmentation des nutriments inorganiques qui limitent normalement la quantité de plantes ; l'autre est l'augmentation de la matière organique agissant comme décomposeur.
Odeur nauséabonde
C'est un danger de pollution courant qui se produit également dans les eaux polluées. Il existe plus de 4 000 types d'odeurs nauséabondes que l'homme peut sentir, dont des dizaines sont dangereuses. Les dangers des odeurs nauséabondes se manifestent comme suit : ① Elles entravent la fonction respiratoire normale et réduisent la fonction digestive ; elles provoquent de l'agitation mentale, une diminution de l'efficacité du travail, une diminution du jugement et de la mémoire ; travailler et vivre dans un environnement nauséabond pendant une longue période peut entraîner des troubles olfactifs, endommager le système nerveux central, ainsi que les fonctions d'excitation et de régulation du cortex cérébral ; ② Certains produits aquatiques contaminés par des odeurs nauséabondes sont immangeables et invendables ; ③ Les eaux nauséabondes ne peuvent pas être utilisées pour la baignade, l'aquaculture ou la consommation d'eau, ce qui détruit l'usage et la valeur de l'eau ; ④ Elles peuvent également produire des dangers toxiques tels que le sulfure d'hydrogène et le formaldéhyde.
Pollution par les acides, les bases et les sels
La pollution par les bases modifie le pH de l'eau, détruit son pouvoir tampon, élimine ou inhibe la croissance des micro-organismes, entrave l'auto-épuration de l'eau et peut également corroder les ponts, les navires et les équipements de pêche. Les acides et les bases entrent souvent simultanément dans le même plan d'eau, et après neutralisation, certains sels peuvent être produits. Du point de vue du pH, la pollution par les acides et les bases s'auto-épure par neutralisation, mais la production de divers sels devient un nouveau polluant pour l'eau. L'augmentation des sels inorganiques peut augmenter la pression osmotique de l'eau, ce qui a un impact négatif sur la croissance des organismes d'eau douce et des plantes. Dans les régions salinisées, les sels présents dans les eaux de surface et souterraines continueront de nuire à la qualité des sols.
Augmentation de la dureté des eaux souterraines
Les dangers de l'eau, en particulier de l'eau à dureté permanente élevée, se manifestent de plusieurs manières : elle a mauvais goût ; elle peut provoquer des troubles fonctionnels du système digestif, de la diarrhée, des avortements chez le bétail reproducteur ; elle est gênante pour l'usage quotidien des gens ; elle consomme beaucoup d'énergie ; elle affecte la durée de vie des bouilloires et des chaudières ; l'eau de chaudière entartre, ce qui peut provoquer des explosions ; elle nécessite un traitement d'adoucissement et de purification, et les acides, les bases et les sels rejetés dans l'environnement augmentent encore la dureté des eaux souterraines, formant un cercle vicieux.
Pollution par des substances toxiques
La pollution par des substances est une catégorie particulièrement importante de la pollution de l'eau, avec une grande variété de types, mais leur caractéristique commune est leur toxicité pour les organismes biologiques.
Traitement des eaux usées
Avec l'amélioration du niveau de vie des gens, le rejet d'eaux usées domestiques devient de plus en plus grave. Dans ce contexte,traitement des eaux usées domestiquesles procédés sont également constamment améliorés. Voici quelques-uns desSchéma de traitement des eaux usées。
Procédé de membrane MBR
Une nouvelle technologie de traitement de l'eau combinant la technologie de séparation membranaire. Il existe de nombreux types de membranes, classées selon le mécanisme de séparation : membranes réactives, membranes échangeuses d'ions, membranes d'osmose, etc. ; classées selon les propriétés de la membrane : membranes naturelles (membranes biologiques) et membranes synthétiques (membranes organiques et inorganiques) ; classées selon la structure de la membrane : type plaque, type tube, type spirale et type fibre creuse, etc.
Le bioréacteur à membrane est principalement composé d'un module de séparation membranaire et d'un bioréacteur. Le bioréacteur à membrane mentionné ci-dessus est en fait un terme générique pour trois types de réacteurs : ① Bioréacteur à membrane d'aération (Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; ② Bioréacteur à membrane d'extraction (Extractive Membrane Bioreactor, EMBR) ; ③ Bioréacteur à membrane de séparation solide-liquide (Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor, SLSMBR, abrégé en MBR).
Caractéristiques du procédé MBR
Par rapport à de nombreux procédés traditionnels de traitement biologique de l'eau, le MBR présente les caractéristiques principales suivantes :
I. Qualité de l'eau traitée : supérieure et stable
Grâce à l'action de séparation à haute efficacité de la membrane, l'effet de séparation est bien meilleur que celui des bassins de sédimentation traditionnels. L'eau traitée est extrêmement claire, avec des matières en suspension et une turbidité proches de zéro. Les bactéries et les virus sont considérablement éliminés. La qualité de l'eau traitée est supérieure à la norme de qualité des eaux usées municipales non potables (CJ25.1-89) délivrée par le ministère de la Construction, et peut être directement réutilisée comme eaux usées municipales non potables.
Dans le même temps, la séparation par membrane permet de retenir complètement les micro-organismes dans le bioréacteur, ce qui permet de maintenir une concentration élevée de micro-organismes dans le système. Cela améliore non seulement l'efficacité globale d'élimination des polluants par le dispositif de réaction et garantit une bonne qualité de l'eau traitée, mais rend également le réacteur très adaptable aux diverses variations de la charge entrante (qualité et quantité de l'eau), résistant aux charges d'impact, et capable d'obtenir de manière stable une qualité d'eau traitée de haute qualité.
II. Faible production de boues résiduelles
Ce procédé peut fonctionner à une charge volumétrique élevée et à une faible charge de boues, avec une faible production de boues résiduelles (théoriquement, il est possible d'atteindre un rejet de boues nul), ce qui réduit les coûts de traitement des boues.
III. Petite superficie, indépendamment du lieu d'installation
Une concentration élevée de biomasse peut être maintenue dans le bioréacteur, la charge volumétrique du dispositif de traitement est élevée, ce qui permet d'économiser considérablement de l'espace. Le procédé est simple, compact et peu encombrant, indépendamment du lieu d'installation, adapté à toutes les occasions, et peut être réalisé en surface, semi-enterré ou enterré.
IV. Élimination de l'azote ammoniacal et des matières organiques difficiles à dégrader
Étant donné que les micro-organismes sont complètement retenus dans le bioréacteur, cela favorise la rétention et la croissance de micro-organismes à croissance lente tels que les bactéries nitrifiantes, améliorant ainsi l'efficacité de nitrification du système. Dans le même temps, le temps de séjour hydraulique de certaines matières organiques difficiles à dégrader dans le système peut être prolongé, ce qui améliore l'efficacité de dégradation des matières organiques difficiles à dégrader.
V. Gestion et exploitation faciles, contrôle automatique facile à réaliser
Ce procédé permet une séparation complète du temps de séjour hydraulique (HRT) et du temps de séjour des boues (SRT), offrant un contrôle d'exploitation plus flexible et stable. C'est une nouvelle technologie facile à équiper dans le traitement des eaux usées, qui peut être contrôlée automatiquement par micro-ordinateur, rendant la gestion des opérations plus pratique.
VI. Facile à modifier à partir des procédés traditionnels
Ce procédé peut être utilisé comme unité de traitement avancé pour les procédés traditionnels de traitement des eaux usées. Il a de larges perspectives d'application dans le traitement avancé des effluents des stations d'épuration secondaires urbaines (permettant ainsi une réutilisation massive des eaux usées urbaines).
Les bioréacteurs à membrane présentent également quelques inconvénients. Ils se manifestent principalement dans les aspects suivants :
o Le coût élevé des membranes, ce qui rend l'investissement en capital des bioréacteurs à membrane supérieur à celui des procédés traditionnels de traitement des eaux usées ;
o La pollution des membranes apparaît facilement, ce qui rend la gestion des opérations gênante ;
o Consommation d'énergie élevée : Premièrement, le processus de séparation solide-liquide MBR doit maintenir une certaine pression d'entraînement de la membrane ; deuxièmement, la concentration de MLSS dans le bassin MBR est très élevée, et pour maintenir un taux de transfert d'oxygène suffisant, l'intensité d'aération doit être augmentée ; de plus, pour augmenter le flux membranaire et réduire la pollution membranaire, le débit doit être augmenté pour laver la surface de la membrane, ce qui entraîne une consommation d'énergie MBR plus élevée que les procédés de traitement biologique traditionnels.
Équipement intégré
Équipement intégré de traitement des eaux usées tertiairesL'utilisation de la technologie des bioréacteurs à membrane est une nouvelle technologie qui combine le traitement biologique etla séparation membranaireune nouvelle technologie de processus, remplaçant leclarificateur secondaire，它可以高效地进行固液分离，得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。
AAO工艺
Le procédé AAO est l'abréviation du procédé combiné anaérobie-anoxique-aérobie, composé de trois étapes de traitement biologique. Sa différence avec le procédé AO à un seul étage réside dans l'installation d'un réacteur anaérobie à l'avant, visant à dégrader et éliminer une partie des matières organiques difficiles à biodégrader dans les eaux usées par le processus anaérobie, améliorant ainsi la biodégradabilité des eaux usées et fournissant une source de carbone appropriée pour le processus de dénitrification dans l'étape anoxique suivante, afin d'atteindre l'élimination efficace du COD, du BOD, de l'azote et du phosphore. Le flux du procédé du système AAO est le suivant : les eaux usées, après prétraitement, entrent dans le réacteur anaérobie, où les substances à forte teneur en COD sont partiellement décomposées. Elles entrent ensuite dans l'étape anoxique pour le processus de dénitrification, puis dans l'étape aérobie pour l'oxydation et la dégradation des matières organiques et la nitrification. Pour assurer l'efficacité de la dénitrification, une partie des eaux usées sortant de l'étape aérobie est recyclée vers l'étape anoxique et mélangée avec les eaux usées sortant de l'étape anaérobie, afin d'utiliser pleinement la source de carbone dans les eaux usées. L'autre partie des eaux usées entre dans le clarificateur secondaire, où les boues activées sont séparées et les eaux claires sont rejetées. Les boues sont directement recyclées vers le réacteur anaérobie.
Procédé d'oxydation par contact
La méthode d'oxydation par contact est une nouvelle méthode de traitement biochimique des eaux usées qui combine les caractéristiques de la méthode des boues activées et de la méthode des biofilms. L'équipement principal de cette méthode est le filtre d'oxydation par contact biologique. Dans un bassin d'aération non perméable, des supports tels que du coke, du gravier, des nids d'abeilles en plastique sont installés. Les supports sont immergés dans l'eau, et l'air est soufflé par le fond des supports pour l'oxygénation, ce qui est appelé aération par soufflage ; l'air monte de bas en haut, entraînant les eaux usées à traiter, traversant librement la partie du média filtrant pour atteindre la surface. Après l'évacuation de l'air, les eaux usées retournent au fond du bassin de haut en bas entre les espaces du média filtrant. Les boues activées adhèrent à la surface du média filtrant et ne circulent pas avec l'eau. Comme le biofilm est directement fortement agité par le flux d'air ascendant, il se renouvelle constamment, améliorant ainsi l'effet de purification. La méthode d'oxydation par contact biologique présente des avantages tels qu'un temps de traitement court, un petit volume, un bon effet de purification, une qualité d'eau sortante bonne et stable, aucune nécessité de recyclage des boues ni de gonflement, et une faible consommation d'électricité.
Avantages
（1）容积负荷高，耐冲击负荷能力强，处理时间短，节约占地面积；
（2）生物活性高，有较高的微生物浓度；
（3）污泥产量低，不需污泥回流；
（4）出水水质好而且稳定；
（5）动力消耗低，节约能源及运行费；
（6）挂膜方便，可以间歇运行；
（7）不存在污泥膨胀问题。
缺点
（1）填料上的生物膜储量视BOD负荷而异；
（2）生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影
响处理效果；
（3）当采用蜂窝填料时，如果负荷过高，则生物膜较厚，易堵塞填料；
（4）Production importante de métazoaires (tels que les rotifères) ;
（5）Les supports de contact combinés peuvent parfois affecter l'aération et l'agitation.
Filtre biologique aéré
Introduction au flux du procédé :Filtre biologique aéré，就是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。
Procédé SPR
Le système de traitement des eaux usées SPR utilise d'abord des méthodes chimiques pour faire précipiter les polluants dissous de leur état de solution véritable, formant des particules colloïdales ou de fines particules en suspension avec une interface solide ; des adsorbants efficaces et économiques sont sélectionnés pour séparer les polluants organiques, la couleur, etc. des eaux usées ; ensuite, la méthode d'adsorption physique microscopique est utilisée pour agréger les diverses particules colloïdales et en suspension dans les eaux usées en gros flocons denses ; puis, en s'appuyant sur les principes de la dynamique des fluides tels que le tourbillon et la filtration hydraulique, les flocons sont rapidement séparés de l'eau dans le purificateur d'eaux usées à haute turbidité SPR auto-conçu ; l'eau claire, après filtration par la couche de boues suspendues denses formée dans la cuve, atteint le niveau de traitement tertiaire, et l'eau sortante est réutilisée ; les boues sont hautement concentrées dans la chambre de concentration, évacuées périodiquement sous pression. Comme le taux d'humidité des boues est faible et que leur déshydratation est bonne, elles peuvent être directement envoyées dans un dispositif de déshydratation mécanique. Les gâteaux de boues déshydratés peuvent également être utilisés pour fabriquer des pavés de trottoir, éliminant ainsi la pollution secondaire.
Procédé SBR d'élimination du phosphore
Introduction au processus de traitement des eaux usées : La principale cause de l'eutrophisation des masses d'eau est le rejet par l'homme d'une grande quantité deazote ammoniacalet de phosphore, le phosphore étant le facteur le plus important de l'eutrophisation des masses d'eau. En examinant les processus de traitement des eaux usées dans le pays, la technologie d'élimination du phosphore a toujours été un problème.stations d'épurationproblèmes de fonctionnement. La technologie traditionnelle d'élimination du phosphore physico-chimique nécessite une grande quantité de produits chimiques, présente des inconvénients tels qu'un coût d'exploitation élevé et une grande quantité de boues produites ; le procédé d'élimination biologique du phosphore avec pré-anaérobie présente l'avantage d'un faible coût d'exploitation, mais comme il dépend entièrement de l'absorption et de la libération du phosphore par les micro-organismes, il est difficile d'atteindre les exigences des procédés nationaux de traitement des eaux usées. Lorsque l'on envisageréutilisation des eaux usées traitéesles exigences sont encore plus difficiles à satisfaire.
Élimination biologique renforcée du phosphore
Au cours du traitement, les principaux fleuves et lacs de Chine souffrent gravement d'eutrophisation due à la pollution par le phosphore. Afin de contrôler et de réduire la pollution par le phosphore, l'Administration d'État de la protection de l'environnement a fixé des normes relativement strictes pour le rejet de phosphore. Élimination biologique renforcée du phosphore par voie chimiqueProcédé de traitement des eaux uséesVisant à éliminer des eaux uséesles polluants organiqueset le phosphore sous diverses formes, ce procédé de traitement des eaux usées intègre l'élimination chimique et biologique du phosphore. Par digestion anaérobie,le système biologiqueproduit des acides gras volatils dans les boues activées, servant de substrat ou de nutriment à la croissance des bactéries accumulatrices de phosphore, favorisant leur prolifération sélective dans les boues activées et leur retour dans le système biologique, permettant au système de traitement biologique des eaux usées de fonctionner dans un état d'élimination efficace du phosphore ; en même temps, le phosphore libéré par les boues dans des conditions anaérobies est éliminé par élimination chimique du phosphore. Il s'agit d'une technologie de procédé de traitement des eaux usées municipales très efficace, qui répond aux exigences actuelles de notre pays pour résoudre le problème del'eutrophisation des plans d'eauen nécessitant une élimination supplémentaire du phosphore sur la base du traitement secondaire conventionnel des eaux usées.
Aération intermittente cyclique
Le niveau de développement économique varie considérablement d'une région à l'autre. Les villes dont le développement économique est en retard ne peuvent pas allouer beaucoup de fonds au traitement des eaux usées. Par conséquent, comment utiliser des fonds limités pour réduirela pollution environnementale, est un problème auquel sont confrontés de nombreux gouvernements municipaux. En matière de traitement des eaux usées, jusqu'à récemment, certaines villes utilisaient un traitement de premier niveau ou de premier niveau renforcétechnologie de procédé, et l'eau traitée n'atteignait pas les exigences de la norme nationale de rejet de niveau II pour l'élimination des polluants organiques. Le procédé à aération intermittente en cycle exploite pleinement la charge élevée duchenal d'oxydationpour son efficacité de traitement élevée, et exploite pleinement les caractéristiques d'une bonne qualité d'eau traitée du procédé de traitement des eaux usées par boues activées à fonctionnement discontinu, garantissant que l'eau traitée du système atteint les exigences de la norme nationale de rejet des eaux usées de niveau I en matière d'élimination des polluants organiques. En termes d'investissement et de coûts d'exploitation, il est inférieur d'environ 30% à celui des systèmes de traitement biologique des eaux usées de second niveau qui visent principalement à éliminer les polluants organiques. C'est une technologie de procédé adaptée aux exigences actuelles du traitement des eaux usées en Chine.
oxydation par contact rotatif
La technologie de procédé de traitement des eaux usées par oxydation par contact rotatif est basée surdisque biologiquesur une base technologique, combinée à l'oxydation biologique par contactAvantages technologiquesune nouvelle génération de technologie de traitement des biofilms aérobie développée. La technologie de traitement des eaux usées par oxydation par contact rotatif etéquipement completoffre une méthode de traitement des eaux usées simple et fiable. L'arbre rotatif est la seule pièce en mouvement dans l'ensemble du système de traitement des eaux usées, et une fois que la machine tombe en panne, le personnel de maintenance mécanique général peut effectuer les réparations. La biomasse du système se compense automatiquement en fonction des changements decharge organiqueLes micro-organismes attachés au disque sont vivants. Lorsque la matière organique dans les eaux usées augmente, les micro-organismes augmentent en conséquence. Inversement, lorsque la matière organique dans les eaux usées diminue, les micro-organismes diminuent. Par conséquent, l'efficacité de fonctionnement de ce système de traitement des eaux usées n'est pas facilement affectée par les changements soudains de débit et de charge, ni par les coupures de courant. Les coûts d'exploitation sont faibles, représentant seulement un huitième à un tiers de la consommation électrique des autres systèmes de traitement des eaux usées par aération. La superficie occupée n'est que la moitié de celle de la méthode conventionnelleboues activéesEn raison de la diversité des micro-organismes qui poussent dans le système biologique, il peut traiter efficacement diverses eaux usées industrielles difficiles à dégrader.
Aération continue en cycle
CCAS工艺，即连续循环曝气系统工艺（Continuous Cycle Aeration System），是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式处理法）的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功，但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后，自动控制技术和监测技术有了飞速发展，新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功，为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术（I/A），成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺[1] 。
CCAS工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。
经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气（Aeration）、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制，并可调整的程序，由计算机集中自控。
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