Procédé de traitement écologique des eaux usées rurales

Avec le développement rapide de l'économie et de la société chinoises, les appareils sanitaires, les machines à laver, les installations de douche, etc. sont entrés dans les foyers ordinaires. La consommation d'eau quotidienne par habitant et la vie ruraleeaux uséesle volume de rejet a augmenté rapidement, produisant une grande quantité d'eaux usées domestiques; cependant, la population rurale est dispersée et nombreuse, sans aucune installation de collecte et de traitement des eaux usées domestiques, ce qui fait des sources de pollution rurales un facteur important affectant l'environnement aquatique, en particulier dans les zones d'approvisionnement en eau et les réservoirs, où leur impact sur la qualité de l'eau ne peut être négligé. De plus, cela nuit directement à la santé des agriculteurs et peut facilement entraîner l'apparition et la propagation de maladies épidémiques.

　　En analysant les caractéristiques de la qualité de l'eau dans les zones rurales, on constate que : 1) la population des villages et des petites villes est relativement faible, dispersée et étendue, et la plupart ne disposent pas de réseaux de collecte des eaux usées ; 2) la concentration des eaux usées domestiques rurales est élevée, la teneur en matières organiques est relativement plus importante, la concentration maximale de DCO (demande chimique en oxygène) atteint en moyenne 500 mg/L, avec de grandes variations ; 3) la nature de la plupart des eaux usées domestiques rurales est similaire, ne contenant pratiquement pas de métaux lourds ni de substances toxiques et nocives (mais avec l'amélioration du niveau de vie, certaines eaux usées peuvent en contenir), une certaine quantité d'azote et de phosphore, une grande fluctuation de la qualité de l'eau et une forte biodégradabilité ; 4) la qualité de l'eau varie selon les périodes ; 5) les eaux usées provenant des toilettes sont de qualité médiocre, mais peuvent être utilisées comme engrais après passage dans une fosse septique ; 6) les sources sont multiples : contrairement aux zones urbaines, l'eau utilisée dans les zones rurales est généralement une combinaison d'eau de rivière, d'eau de puits et d'eau du robinet. L'eau du robinet est la source d'eau potable, tandis que l'eau de rivière et l'eau de puits sont utilisées comme eau d'appoint pour le lavage des vêtements, le nettoyage des sols, l'élevage de volailles, etc. Outre les eaux usées provenant des excréments humains et de la cuisine, il y a également des eaux usées provenant du nettoyage domestique et du lessivage des tas d'ordures ménagères.

　　En ce qui concerne les caractéristiques du volume des eaux usées rurales, on observe que : 1) le volume des eaux usées domestiques rurales est généralement faible. À l'exception des petites villes, la population rurale est dispersée, le volume d'eau est relativement faible, et par conséquent, le volume d'eaux usées domestiques produites est également faible. Par rapport aux zones urbaines, la consommation d'eau et le volume de rejet des habitants des zones rurales sont plus faibles, le volume de rejet étant généralement de 100 L/(personne·jour) ; 2) le coefficient de variation est important. Les rythmes de vie des habitants étant similaires, le volume de rejet des eaux usées domestiques rurales est plus important le matin et le soir que pendant la journée, et le volume de rejet nocturne est faible, voire peut s'interrompre. Les variations de volume sont notables, c'est-à-dire que le rejet d'eau est discontinu et présente une grande amplitude de variation ; 3) il y a une période de pointe le matin, à midi et l'après-midi.

　　L'analyse de l'ingénierisation des projets de traitement des eaux usées domestiques rurales montre que le choix du procédé de traitement des eaux usées doit répondre aux exigences de l'échelle de traitement, des caractéristiques des eaux usées, de la qualité de l'eau traitée et du corps récepteur. Dans le même temps, il convient de choisir un procédé de traitement approprié en fonction des caractéristiques des eaux usées locales. Pour explorer des technologies pratiques adaptées au traitement des petites eaux usées rurales, quatre aspects doivent être pris en compte. Premièrement, le coût, l'investissement initial et les coûts d'exploitation et de maintenance doivent être faibles ; deuxièmement, l'exploitation et la gestion doivent être simples, car les conditions rurales sont limitées, seules des opérations et une gestion simples conviennent aux agriculteurs ; troisièmement, la faible consommation d'énergie, la haute efficacité et la réutilisation de l'azote et du phosphore. Le traitement des eaux usées domestiques rurales doit s'inspirer de l'expérience pratique des projets de traitement des eaux usées rurales dans les villes nationales concernées, en tenant compte de la situation spécifique de chaque site de relocalisation, et adopter des procédés techniquement matures et efficaces. En ce qui concerne les procédés de traitement des eaux usées domestiques rurales actuellement utilisés en Chine, les zones humides artificielles et les bassins de stabilisation sont tous deux appliqués et leurs technologies sont relativement matures. Cependant, ces deux procédés ont leurs propres avantages et inconvénients et une certaine applicabilité. De plus, les inconvénients des technologies d'ingénierie écologique résident dans leur grande emprise au sol et leurs effets de traitement instables. L'expérience des stations d'épuration urbaines et les technologies d'ingénierie écologique uniques ne peuvent pas résoudre le problème du traitement des petites eaux usées domestiques rurales. En analysant les différences entre le traitement des eaux usées urbaines et le traitement des eaux usées rurales, et en tenant compte de l'état actuel de la recherche internationale, nous pensons qu'il est nécessaire de combiner de manière organique les méthodes biologiques et l'ingénierie écologique afin d'économiser les coûts et les frais d'exploitation, tout en obtenant un effet stable d'élimination du phosphore et de l'azote. À cette fin, dans la recherche et l'application de nouveaux procédés de traitement écologique des eaux usées domestiques rurales, nous avons étudié et établi le système de traitement écologique et à haute efficacité des eaux usées domestiques rurales de type "cinq anneaux" (ACGMP). Après un fonctionnement réussi à petite échelle, il a été appliqué de manière démonstrative dans la zone du réservoir des Trois Gorges.

　　1 Système écologique et efficace de traitement des eaux usées domestiques rurales de type "cinq anneaux" (ACGMP)

　　Compte tenu de la dispersion des zones rurales, ainsi que des différences de modes d'habitation, d'habitudes de vie et de conditions économiques qui se sont formées au fil du temps, cette étude a mis en place le système de traitement de type "cinq anneaux" (ACGMP). Il utilise la technologie de traitement par anaérobie + marais artificiels. Sur la base du raccordement des eaux usées de chaque foyer dans les villages naturels, il construit des réacteurs anaérobies et des marais artificiels, plante des espèces végétales à forte capacité d'adsorption des principaux polluants, introduit des micro-organismes spécialisés à haute efficacité de décomposition des eaux usées, et utilise des étangs naturels pour la re-purification. Grâce à 5 étapes de purification, les eaux usées traitées atteignent les normes de rejet nationales. Sa structure est simple, ses coûts de construction et d'exploitation sont faibles, sa résistance aux chocs est forte et la qualité de l'eau traitée est stable. Il s'agit d'un procédé optimisé pour le traitement des eaux usées domestiques rurales. Les "cinq anneaux" représentent la combinaison de 5 concepts écologiques et respectueux de l'environnement, qui sont : A : Anaérobie, C : Marais artificiels, G : Riz génétique, M : Micro-organismes, P : Étang (voir Figure 1). Voir plus de détails danshttp://www.dowater.complus de documents techniques connexes.

2 Conclusion

Le système d'ingénierie de traitement des eaux usées domestiques rurales de type "cinq anneaux" (ACGMP) est principalement basé sur la connexion des eaux usées rurales de chaque foyer, la construction de réacteurs anaérobies pour les eaux usées, de zones humides artificielles, la plantation de plantes à forte capacité d'adsorption des principaux polluants, l'introduction de micro-organismes spécialisés à haute efficacité pour la décomposition des eaux usées, et l'utilisation d'étangs naturels pour la re-purification. Grâce à 5 étapes, les eaux usées traitées atteignent les normes nationales de rejet.

L'analyse des données de surveillance et des graphiques a révélé qu'après le traitement des eaux usées domestiques rurales par ce procédé, la DCO a diminué d'environ 360 mg/L à environ 110 mg/L, le phosphore total d'environ 2,1 mg/L à environ 1,1 mg/L, les matières en suspension (SS) d'environ 97 mg/L à environ 22 mg/L, et l'azote ammoniacal d'environ 27 mg/L à environ 13 mg/L, montrant tous une baisse significative; l'azote total a légèrement diminué (d'environ 32 mg/L à environ 17 mg/L); l'adsorption du chrome hexavalent a légèrement diminué (de 0,030 mg/L à 0,024 mg/L); le pH est presque inchangé, proche de la neutralité; le plomb total, le cadmium total et le mercure total n'ont pas été détectés. Après traitement, les eaux usées domestiques rurales rejetées ont pratiquement atteint la norme nationale de rejet de niveau II. Ce projet a complètement changé la situation environnementale du village, où les eaux usées étaient auparavant déversées sans discernement, entraînant la prolifération de moustiques et de mouches, et des odeurs prononcées. L'environnement environnant s'est considérablement amélioré. Le système d'ingénierie de traitement des eaux usées domestiques rurales de type "cinq anneaux" (ACGMP) est hautement ciblé, constitue une technologie efficace pour le traitement des eaux usées rurales, a ouvert une nouvelle voie pour la protection de la qualité de l'eau dans la zone du réservoir des Trois Gorges, a acquis une expérience réussie, et a une valeur de promotion importante et de vastes perspectives d'application.