Comment traiter les eaux usées d'abattage

　Les eaux usées d'abattoircontiennent principalement des composés organiques azotés à haute concentration, des matières en suspension, des matières dissoutes, des graisses et des protéines, y compris du sang, des graisses, des morceaux de viande, des résidus alimentaires non digérés, des poils, des excréments et du sable. La concentration de matières en suspension est élevée, avec une couleur rouge sang désagréable et une odeur de sang nauséabonde; elles peuvent également contenir diverses bactéries nocives pour la santé humaine. La quantité est importante et la pollution est forte, de sorte que leur traitement a également reçu une large attention au niveau national. Certains procédés de traitement avancés ont été appliqués dans les abattoirs et ont obtenu de bons avantages environnementaux. Pour ce type d'eaux usées organiques facilement biodégradables, le procédé de traitement biologique est l'une des méthodes de traitement les plus économiques et efficaces. Par conséquent, les procédés physico-chimiques-biologiques ou les procédés combinés physico-chimiques-biologiques principalement basés sur la biochimie sont utilisés au niveau national et international pour traiter les eaux usées d'abattoir. Les méthodes couramment utilisées au niveau national et international sont les suivantes :

　　1 Méthode chimique

　　(1) Hydrolyse alcaline et hydrolyse enzymatique

　　Cette méthode utilise des substances alcalines ou des enzymes pour hydrolyser et réduire les particules de graisse dans les eaux usées. Elle est souvent utilisée comme prétraitement des eaux usées d'abattoir. Généralement, on utilise de la chaux, du NaOH, de la lipase, des enzymes bactériennes, etc. Parmi eux, la chaux est économique et pratique mais produit une grande quantité de résidus; lors du prétraitement avec du NaOH, le contrôle de la concentration de NaOH dans la plage de 150 à 300 mg/L peut réduire la concentration moyenne de particules de graisse à 73 % ± 7 % de la concentration de particules de graisse avant traitement (Din); le prétraitement avec de la pancréatine donne les meilleurs résultats. La pancréatine PL-250 peut réduire la taille maximale des particules de graisse à 60 % ± 3 % de la taille des particules de graisse dans les eaux usées avant traitement, et la pancréatine est plus adaptée à l'hydrolyse de la graisse de bœuf; le traitement avec des enzymes bactériennes nécessite une quantité plus importante d'enzymes bactériennes pour obtenir un effet d'hydrolyse significatif. Cependant, le traitement des eaux usées d'abattoir par hydrolyse alcaline entraînera des fluctuations du pH des eaux usées, difficiles à contrôler, ce qui rendra difficile le bon fonctionnement des procédés ultérieurs tels que l'oxydation biologique.

　　(2) Traitement par coagulation

　　Depuis longtemps, le traitement des eaux usées d'abattoir utilise principalement des méthodes biologiques, mais leur efficacité est très difficile à satisfaire à basse température. Pour résoudre ce problème, les chercheurs explorent de nouvelles voies pour le traitement des eaux usées d'abattoir par coagulation chimique et floculation. En ajoutant des produits chimiques à une certaine concentration, on favorise la sédimentation des diverses particules des eaux usées, la déstabilisation des colloïdes et on obtient également une certaine capacité d'élimination de certains polluants solubles, réduisant ainsi la charge polluante en très peu de temps. Ses avantages sont : procédé simple, facile à mettre en œuvre, résultats rapides ; temps de réaction court, petite occupation du sol des ouvrages ; matières premières de coagulant largement disponibles, faible coût ; effet de traitement peu affecté par la température ; adaptation aux fluctuations du débit et de la qualité de l'eau, capacité à désodoriser simultanément, adaptation à différentes échelles de traitement.

　　Les coagulants couramment utilisés sont les sels d'aluminium, les sels de fer, etc. Parmi eux, le sulfate de fer polymérisé a un bon effet sur le traitement des eaux usées d'abattoir. Afin de réduire la quantité de sels d'aluminium utilisés, on peut également utiliser du chlorure d'aluminium polymérisé (PAC) et du polyéthylène mélangés comme coagulant. Dans la synthèse du sulfate de fer polymérisé, on ajoute des sels d'aluminium à n'importe quel rapport et une certaine proportion de silicates, ainsi qu'une petite quantité de polyacrylamide pour former un nouveau coagulant CPFA-CS. Ce coagulant composite inorganique macromoléculaire a une large plage d'application de pH et de température. Utilisé comme coagulant pour traiter les eaux usées d'abattoir, le taux d'élimination de la DCO et de la couleur peut atteindre respectivement plus de 75 % et 95 %. Un seul traitement par coagulation peut atteindre ou approcher les normes de rejet globales des eaux usées. Un problème évident du traitement par coagulation seul est que le sang produit lors de l'abattage est difficile à éliminer, et qu'il produit en même temps une grande quantité de boues et de résidus. Par conséquent, si les eaux usées d'abattoir sont soumises à un traitement de dénaturation approprié avant d'utiliser un coagulant, puis traitées avec un coagulant composite de sulfate ferreux et d'oxyde de calcium, la concentration massique de DCO dans l'eau de sortie peut être réduite à 197,4 mg/L, avec un bon effet de traitement. De plus, cette méthode est simple, efficace et présente de bons avantages environnementaux. Cependant, cette méthode ne peut traiter que les eaux usées dont la concentration massique de DCO est inférieure à 1000 mg/L. Le traitement des eaux usées par coagulation a un faible coût et de bons effets de traitement à basse température. Cette méthode est principalement utilisée pour traiter les eaux usées à faible concentration, ou comme prétraitement des eaux usées à haute concentration, afin de réduire la charge du traitement biologique ultérieur.

　　Une usine d'abattage à Yingkou utilise du sulfate de fer polymérisé (PFS) en combinaison avec un co-coagulant (MZ). Le taux d'élimination de la DCO est supérieur à 88 % et le taux de décoloration est supérieur à 90 %. Les indicateurs de l'eau de sortie atteignent les normes de rejet nationales.

　　2 Méthodes physiques

Le mécanisme de flottation par air consiste à fournir une quantité suffisante de microbulles dans les eaux usées, en utilisant les microbulles hautement dispersées comme porteurs pour adhérer aux matières en suspension dans les eaux usées, de sorte que leur densité soit inférieure à celle de l'eau et qu'elles flottent à la surface de l'eau pour réaliser le processus de séparation solide-liquide. Il peut être utilisé pour la séparation des solides et des solides, des solides et des liquides, des liquides et des liquides, voire des ions dans les solutés dans l'eau. La flottation par air, en tant que technologie de séparation solide-liquide efficace et rapide, a été initialement appliquée à l'industrie du traitement des minerais. En 1905, un brevet américain a publié la technologie de dissolution de gaz sous pression, et en 1907, H. Norris a inventé la technologie de flottation par air par dissolution de gaz par injection. Grâce à l'invention de ces technologies, la méthode de flottation par air par dissolution de gaz a été largement appliquée, non seulement pour le traitement de l'eau potable et de l'eau industrielle, mais aussi pour le traitement des eaux usées de diverses industries telles que le raffinage du pétrole, la chimie, la fabrication du papier, l'abattage, le textile, l'impression et la teinture, la sidérurgie, l'alimentation, la médecine, ainsi que les eaux usées urbaines. Depuis les années 1970, cette technologie a suscité l'attention des universitaires nationaux et étrangers dans le domaine du traitement de l'eau et s'est développée rapidement. Elle est actuellement largement appliquée à l'approvisionnement en eau, en particulier à la purification des eaux froides, peu troubles et riches en algues, ainsi qu'au traitement des eaux usées urbaines et industrielles. Le processus de flottation par air, selon la méthode de production des bulles, peut être divisé en flottation par électrolyse (coagulation), flottation par diffusion d'air et flottation par dissolution de gaz. Parmi ceux-ci, la flottation par dissolution de gaz sous pression avec reflux partiel est le procédé le plus couramment utilisé dans le traitement de l'eau, et elle peut, à certains égards, remplacer la sédimentation comme nouvelle technologie. Néanmoins, la conception des usines de flottation par air et leur fonctionnement optimal dépendent encore d'essais pilotes et de l'expérience. Par conséquent, le mécanisme de flottation par air, les équipements et les combinaisons de procédés de la technologie de flottation par air nécessitent des recherches supplémentaires. Le traitement de l'eau d'approvisionnement, des eaux usées, des eaux usées urbaines et des boues, en tenant compte des différents agents de flottation, des paramètres du procédé de coagulation-flottation et de la co-coagulation des flocons de bulles, constitue une direction de recherche future pour la flottation par air.

　　3 Combined processes

　　To achieve better treatment effects while reducing treatment costs, slaughterhouse wastewater treatment often employs a combination of multiple methods. Several typical combined processes are described below:

　　(1) Pressurized biological contact oxidation - coagulation sedimentation combined process

　　Ce procédé convient au traitement des eaux usées d'abattoir à concentration moyenne. Après un traitement par oxydation biologique sous pression, l'oxygène dissous et le taux de dégradation des matières organiques dans les eaux usées sont augmentés. Après coagulation et sédimentation, les normes de rejet secondaires des entreprises existantes peuvent être atteintes. Ce procédé est très efficace pour le traitement des eaux usées à concentration moyenne, mais son coût de traitement est élevé et il est difficile à entretenir et à gérer.

　　(2) Procédé à lit de boues anaérobies à flux ascendant à deux étages (UASB) et procédé à flottation par air dissous - lit de boues anaérobies à flux ascendant (DAF-UASB)

　　Ce procédé est une amélioration du procédé UASB unique, adapté au traitement des eaux usées d'abattoir contenant des solides en suspension à haute concentration, des particules de graisse et des huiles.

　　(3) Procédé de lagunage

　　Le flux de traitement de ce procédé est le suivant : eaux usées → prétraitement → lagune anaérobie → lagune facultative → lagune aérobie → eaux usées.

　　Les résultats de fonctionnement de ce flux montrent que le lagunage peut supporter de grandes fluctuations de charge hydraulique et de charge organique. La qualité de l'eau traitée peut être réutilisée dans l'atelier d'abattage.

　　(4) Procédé UASB + SBR

　　Ce procédé utilise la technologie UASB pour le traitement anaérobie et la technologie SBR (boues activées séquentielles) pour le traitement aérobie. C'est un équipement idéal pour les projets de traitement des eaux usées à haute et basse concentration. Ce procédé a un bon effet sur le traitement des matières organiques carbonées, est flexible en fonctionnement, facile à utiliser et possède une fonction de dénitrification. Le procédé est mature, fiable et stable pour atteindre les normes. L'investissement initial et les coûts d'exploitation quotidiens sont faibles. L'ensemble du processus est simple et fluide, facile à utiliser, et a une large valeur de promotion.

　　(5) Hydrolyse-acidification-bio-adsorption regeneration-contact oxidation process. This process is particularly suitable for treating wastewater with high concentration and significant variations in water quality and quantity.

　　(6) CAF vortex air flotation - SBR method

　　This process uses mechanical gratings to remove most solid pollutants, preventing large solid particles from affecting the air flotation and aeration processes. This greatly reduces the treatment load of subsequent processes. Mechanical filtration then ensures stable compliance with discharge standards, saving operating and maintenance costs. The COD removal rate for wastewater treated with this process reaches 80-90%.

　　(7) Upflow anaerobic sludge blanket filter (UASBAF) - Sequencing Batch Reactor (SBR) process

　　This process is suitable for treating wastewater with significant water quality fluctuations and high protein content. It features a simple process flow, resistance to shock loads, easy operation and management, low engineering costs, and low operating expenses, making it suitable for small-scale slaughterhouse wastewater treatment projects in the meat processing industry.

　　(8) Research on SBBR treatment of slaughterhouse wastewater

　　Li Weiguang et al. conducted experimental research on treating slaughterhouse wastewater using a sequencing batch biofilm reactor (SBBR). Slaughterhouse wastewater is first treated by a screen to remove coarse suspended solids and then degreased by static sedimentation. It is then treated by a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) to further remove organic matter, followed by filtration to remove color and fine suspended solids. The results showed that the removal rates for various pollutant indicators were: COD 97%, BOD5 99%, oil 52%, TKN 92%, and SS 82.4%. The final effluent quality met the national secondary discharge standard. Fang Qian et al. conducted a comparative experiment on SBBR and SBR for treating slaughterhouse wastewater. The experimental results showed that under the same operating conditions, the treatment effect of the biofilm system was superior to that of the activated sludge system. When the same pollutant removal rate was achieved, the biofilm system was easier to operate and manage, and it overcame some problems existing in the activated sludge system. Zhao Ling studied the removal process and effect of organic matter and nitrogen by a composite SBR system using YDT elastic stereoscopic packing as a biological carrier. The results showed that under aerobic conditions, denitrification occurred, i.e., simultaneous nitrification and denitrification. Under the experimental conditions, when the dissolved oxygen was 3.0-5.0 mg/L, the total nitrogen removal rate reached 84%, and the COD removal rate reached 95%.