La pertinence du traitement des eaux usées industrielles

Un article sur la crise systémique de l'industrie de l'eau, sur la pertinence du traitement des eaux usées et son lien avec le traitement de l'eau, sur les méthodes utilisées pour intensifier la purification de l'eau.

Mots-clés: source d'eau, traitement des eaux usées, traitement de l'eau, charbon, ozone, pollution, toxique, arsenic

À la fin, tous les polluants tombent dans les rivières, et donc dans les sédiments du fond. Au cours de la période des inondations du fond, les sédiments de l’eau pénètrent dans l’eau. Et tout cela à travers l'usine de traitement des eaux pénètre dans le robinet de la cuisine. Les eaux de ruissellement font fondre les engrais et les pesticides dans les eaux. Une situation grave s'est également développée en ce qui concerne le rejet par les entreprises d'eaux usées non traitées ou insuffisamment traitées. Pratiquement toute la pollution provenant d'une activité industrielle tombe dans les masses d'eau, ce qui est considéré comme la menace la plus grave pour les ressources en eau. La libération de substances nocives dans l'atmosphère entraîne également leur entrée dans les masses d'eau. La situation est aggravée par le fait qu’à l’heure actuelle, malgré la législation bien développée sur l’eau, il n’existe aucun système efficace de protection de la qualité de l’eau dans les sources d’eau. Selon la surveillance sanitaire et épidémiologique de la Fédération de Russie, la violation des normes de qualité de l'eau est souvent (environ 50% des observations soumises en 1997) en raison de l'absence de zones de protection sanitaire des sources d'eau et, en conséquence, du contrôle de leur respect par les sources. Il est possible de déterminer la pression anthropique croissante sur les ressources en eau et, par conséquent, une augmentation de la menace, non seulement pour les écosystèmes, mais également pour l'approvisionnement en eau potable. Beaucoup pensent qu'en temps de crise, le volume de polluants diminue et que la santé publique n'est pas menacée. L’expérience de 1997-1998 a montré qu’au cours de cette période, selon les données officielles, seul l’arsenic de la région d’Irkoutsk recevait 280 kg d’eau, 12 tonnes de phénol et 1,6 tonne de plomb. (Rapport étatique sur l'état de l'environnement dans la région d'Irkoutsk en 1998, Irkutsk, 1999.C.46). Ce sont ces polluants qui ne se décomposent pas, sont capables de bioaccumulation et ne sont pratiquement pas nettoyés dans les stations d’épuration. Dans le cadre de la crise, tout d'abord, les programmes de financement de la construction d'installations de traitement des eaux usées sont réduits, les spécialistes des services de contrôle sont licenciés, les achats de pièces de rechange et de consommables, ainsi que les exigences en matière de qualité. Tout cela conduit finalement à une détérioration de la qualité de l'eau dans les réservoirs. Mais le budget peut-il compenser ces phénomènes négatifs au détriment de coûts relativement faibles dans les stations d’épuration? Parmi le large éventail de méthodes actuellement disponibles pour obtenir une eau de qualité potable dans les stations d’approvisionnement en eau, seules quelques-unes sont utilisées, ce qui limite considérablement l’utilisation des sources d’eau avec une détérioration progressive de la qualité de l’eau due aux concentrations d’impuretés et à leur diversité. Fournit les mesures les plus simples. Ainsi, s’il existe une menace réelle de pénétration de microorganismes pathogènes dans les sources d’épuration existantes, des mesures supplémentaires peuvent être prises pour réduire leur concentration dans l’eau potable et éliminer les produits nocifs de leur traitement. Pour cet usage:

1) Coagulation avec augmentation des doses de coagulant et ajout de floculant pour réduire la turbidité de l’eau à 0,1 mg / l, car les particules de turbidité sont des vecteurs de micro-organismes;

2) la chloration avec des doses plus élevées de substances chlorantes;

3) irradiation UV de l'eau pour inactiver les agents pathogènes;

4) élimination du sous-produit résiduel de coagulation de l’aluminium au moyen de filtres;

5) Réduire la concentration de composés organochlorés sur les filtres à sorption.

6) S'il existe un risque de contamination de la source d'eau par des produits pétroliers, des phénols, des dioxines et d'autres xénobiotiques organiques, l'utilisation de filtres à sorption doit être envisagée, éventuellement avec un pré-zonage.

7) Si des métaux lourds risquent d’entrer dans la source d’eau, il est nécessaire de recourir à l’aération ou à l’ozonation pour transférer les métaux de la forme ionique à la forme hydroxyde, puis de les éliminer lors du cycle de purification par coagulation.

8) En présence de complexes métalliques organiques, la technologie est complétée par une filtration au charbon ou par une étape supplémentaire de purification sur des filtres avec une couche de charbon actif en grains. Mais toutes ces mesures existantes sont très coûteuses et inefficaces.

Avec la détérioration de la qualité de l'eau dans la source d'eau et la technologie actuelle, il est nécessaire de connecter des méthodes supplémentaires. Et chaque suite est plus chère que la précédente. Le nettoyage est plus difficile que de contaminer. Cela augmente le coût du nettoyage, car il est associé à des investissements importants dans la reconstruction des installations existantes ou dans la construction de nouvelles. Par exemple, la construction de la station d’ozonation nécessite des investissements allant de 100 à 150 000 dollars. Dollars américains pour la production de 1 kg / h d’ozone. Lorsque l’eau est traitée avec de l’ozone à une dose allant jusqu’à 5 mg / l dans une station produisant 10 000 m3 / h, la production d’ozone devrait être respectivement de 50 kg / h, les dépenses d’investissement atteignant au moins 5 millions de dollars. L'utilisation de méthodes de sorption nécessite également un investissement important: de 1 200 dollars par tonne de charbon actif en poudre à 2 500 à 3 000 dollars par tonne de sorbant granulé. Un kg d'ozone coûte presque autant qu'un kg d'or. Augmentation des coûts d'exploitation due à l'augmentation des doses de réactifs: coagulant, floculant, ozone, charbon actif, etc. L'utilisation du charbon actif est la plus chère. Si, dans des situations normales (charge anthropogénique modérée sur la source d'eau), le charbon actif est rarement utilisé pendant les inondations et la prolifération de phytoplancton, tout en augmentant la teneur en xénobiotiques organiques dans l'eau de source, la dose de charbon augmentant à 50 mg / l et plus. Au prix spécifié du charbon actif en poudre, nous obtenons une augmentation du coût de l’eau traitée aux dépens du charbon jusqu’à 60 USD par 1 000 m3, soit environ 10 fois le coût standard des réactifs (qui représentent environ 20% du coût de l’eau traitée) et 2 fois le coût actuel de la production d’eau potable. eau dans les grandes installations hydrauliques (à l'exclusion du transport par le réseau de distribution). En conséquence, le coût de l’eau a été multiplié par trois par rapport à la situation actuelle. Dans les cas particulièrement défavorables, il est possible et plus important d’augmenter le coût de l’eau. Ainsi, le nickel, le cuivre et l’arsenic sont capables de former des composés complexes qui ne sont pas piégés par le charbon actif. Les dioxines sont trop toxiques même dans les nanoconcentrations et sont également mal retenues par le charbon.

S'il n'est pas possible d'empêcher une nouvelle détérioration de la qualité de l'eau dans les sources, une situation se produira inévitablement lorsque le coût de l'eau potable augmente tellement que son utilisation pour des besoins domestiques autres que la consommation sera économiquement non rentable. Cela nécessitera inévitablement une réorganisation structurelle radicale du système d'approvisionnement en eau centralisé en introduisant des stations d'épuration locales, en divisant les réseaux pour les besoins techniques et en eau potable et, dans les cas extrêmes, en abandonnant même la distribution centralisée d'eau potable via le réseau et en passant à des systèmes autonomes d'approvisionnement en eau pour des objets individuels. une telle perspective défavorable n’est possible que s’il est possible de créer rapidement un système efficace de protection des ressources en eau. Soit des fonds suffisants seront alloués pour créer rapidement un système efficace de mesures visant à réduire les rejets d’eaux usées polluées, soit des fonds beaucoup plus importants seront par la suite consacrés à l’introduction de méthodes de traitement de l’eau supplémentaires (charbon, filtres à sorption, ozonation, irradiation UV, ultrafiltration, nanofiltration, etc.). ), augmentant considérablement le coût de l’eau potable. Les conséquences de la deuxième voie sont assez prévisibles: une augmentation de l'insolvabilité de la population et, par conséquent, un épuisement des fonds pour soutenir l'infrastructure centralisée. Cela deviendra, par essence, une catastrophe systémique dans une alimentation en eau potable centralisée. Les autorités, sachant que la concentration de polluants à Angara au-dessous d'Irkoutsk a longtemps dépassé les concentrations maximales autorisées, ne considèrent plus nécessaire de prendre de mesures d'amélioration, la crise systémique étant déjà au-delà du stade contrôlé. En fait, l'État ne contrôle pas la situation et ne peut rien changer. Le moyen le plus efficace de réduire la masse de polluants rejetés est l’utilisation de systèmes de nettoyage locaux. La diversité des substances toxiques rejetées ne peut être réduite qu’en utilisant des systèmes en boucle fermée pour la circulation des environnements de travail et la création de technologies sans déchets dans les installations commerciales.

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Mots-clés: source d'eau, traitement des eaux usées, traitement de l'eau, charbon, ozone, pollution, toxique, arsenic

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Pertinence du traitement des eaux usées

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J'aimerais parler avec vous de la pertinence du traitement des eaux usées. Les conditions modernes sont telles que la construction d’un système d’égouts centralisé n’est pas toujours possible ou s’accompagne d’un grand nombre de difficultés. La construction d'égouts de plusieurs kilomètres pour les petits villages est non seulement coûteuse, mais prend également beaucoup de temps. La solution à ce problème repose entièrement sur les épaules des propriétaires.

Jusqu'à récemment, le cloaque était la solution la plus courante. Mais la nature a des capacités limitées d’auto-nettoyage et d’auto-guérison. Avec la densification de l'habitat de banlieue, la nature est plus que jamais proche de ce point de pollution d'où il n'y a pas de retour. Pas un seul sol ne peut filtrer les contaminants dissous et, par conséquent, les eaux usées non traitées pénètrent dans les horizons des eaux souterraines - et transforment l'eau de boisson en source d'intoxication et de maladie.

Protéger les ressources en eau de l'épuisement, de la pollution et de leur utilisation rationnelle est l'un des problèmes les plus importants nécessitant des solutions urgentes. L'introduction de méthodes de traitement des eaux usées très efficaces peut avoir un impact significatif sur l'amélioration de la qualité de la circulation de l'eau. Sous-estimer l’importance de la protection et de l’utilisation rationnelle des ressources en eau signifie aujourd’hui faire face à de nombreux problèmes environnementaux qui seront beaucoup plus difficiles à résoudre. Déjà, dans les banlieues proches, les ressources en eau sont dans un état déplorable en raison du rejet incontrôlé des eaux usées.

Des années d'expérience dans nos travaux montrent que la solution la plus rentable et la plus respectueuse de l'environnement consiste à équiper une résidence privée avec des installations individuelles pour le traitement biologique des eaux usées domestiques. Ces systèmes se distinguent par une rentabilité, une fiabilité et une facilité d'utilisation élevées, ainsi que par le respect de l'environnement, car le nettoyage est effectué naturellement, sans utilisation de composés chimiques. Ils sont basés sur des processus biochimiques naturels.

La méthode de traitement biologique est utilisée dans l'installation "Yalma", qui est produite et fournie par notre société. Cette installation est une citerne divisée en plusieurs sections: une chambre septique, un bioréacteur anaérobie, des réservoirs d'aéronefs des premier et deuxième étages, deux collecteurs de boues et un compartiment de pompe. À la suite du traitement biologique des eaux usées domestiques dans le système, deux produits finis sont obtenus: l’eau de traitement, qui peut être utilisée librement pour l’irrigation ou rejetée sur le terrain dans le drainage; boues activées, qui peuvent être utilisées comme engrais organique.

L'installation "Yalma" présente un certain nombre de caractéristiques distinctives. En raison de son emplacement horizontal, il peut être monté dans n'importe quel sol. Il ne nécessite pas de coûts supplémentaires pour les champs de filtre de périphérique et l'installation elle-même et ne viole pas le paysage.

En termes de facilité d'utilisation, l'installation de Yalma est proche du système d'égouts central urbain. Il peut être utilisé de façon saisonnière et à longueur d'année, avec une pause de plusieurs mois (en moyenne, les sédiments sont pompés une fois tous les deux ans).

Avec un minimum de maintenance, le système est fiable, pratique, ne fonctionne pas de manière fantaisiste et ne nécessite pas l'attention de l'utilisateur. Le fonctionnement de l'installation est basé sur le principe de la gravité - cela garantit que les drains passent par les 6 chambres de nettoyage et que la panne de courant n'affecte pas son fonctionnement. Nettoyage des réparations automatiques au cours de la journée, non seulement après une panne de courant, mais même après y avoir déversé des substances interdites (par exemple, détergents et agents de blanchiment en grande quantité, outils de nettoyage des tuyaux). Ce qui est particulièrement important, c'est qu'après une telle réinitialisation, il n'est pas nécessaire d'arrêter et de nettoyer tout le système.

Les spécialistes de la société "Albatross" étudient en permanence les tendances du marché des équipements de traitement et d'évacuation des eaux usées et réagissent rapidement à ses changements. Sur la base des technologies modernes, des installations de traitement des eaux ont été développées à des fins diverses, formant des lignes modèles.

Actuellement, la société travaille dans une variété de domaines, fournissant du matériel non seulement aux propriétaires privés et aux communautés de chalets, mais également pour le traitement des eaux usées industrielles, y compris celles contenant des produits pétroliers.

Sur les territoires des stations-service, des garages, des parkings, des hypermarchés, des camps et de tout autre objet susceptible de laisser pénétrer de l’argile, du sable et des produits pétroliers, il est recommandé d’installer une station de traitement intégré des eaux usées «Lama».

Parmi les avantages du système "Lama":

· L'état de préparation de l'usine;

· Pas d'odeur et de bruit;

· L'utilisation de la dernière technologie de traitement des eaux usées assure un traitement fiable des eaux usées;

· Possibilité de traitement des eaux usées lors des rejets salvés (d'urgence) de produits pétroliers;

· Le système fonctionne à la fois en gravité et en pression;

· Il est possible d'augmenter les volumes de productivité en installant des unités modulaires supplémentaires.

· Faibles coûts d'exploitation.

Pour le travail à part entière d'un lave-auto ou d'un centre de service, l'installation d'un système d'élimination des déchets du type à recyclage Baikal est recommandée. La présence du système de gestion de l'eau en circulation est l'un des indicateurs les plus importants du niveau technique des entreprises industrielles. Ce système vous permet de collecter l'eau sale après le lavage de la voiture et, après l'avoir nettoyée, de la réutiliser en mode boucle fermée, ce qui réduit considérablement les coûts de l'entreprise et permet d'économiser de l'argent.

L’installation d’approvisionnement en eau recyclée pour les lave-autos «Baikal» d’une capacité maximale de 10 mètres cubes par heure est destinée au nettoyage des eaux usées contaminées par des particules de détergents synthétiques (shampooings, savons, etc.), d’argile, de sable et de produits pétroliers, ce qui permet la réutilisation de l’eau.

Comprenant que la plupart des résidents d’été n’ont pas besoin d’installation pour le traitement des eaux usées toute l’année, mais que cela peut être trop coûteux pour quelqu'un, Albatros a développé une option budgétaire pour le traitement des eaux usées domestiques à Ilet.

La fosse septique "Ilet" est une citerne cumulative dans laquelle les eaux usées s'écoulent du système d'égout domestique. Ici, ils sont installés et, en raison des effets des bactéries anaérobies, ils sont préalablement nettoyés. Ensuite, le contenu de la fosse septique entre dans les champs de filtration ou dans le puits de drainage, où il subit un nettoyage supplémentaire avec le sol. Le principal avantage de la fosse septique "Ilet" - son indépendance énergétique et la possibilité de l'utiliser dans les maisons de résidence temporaire.

Une fosse septique avec système d'aération Tom intégré est une autre option pour aménager un système d'évacuation des eaux usées dans les bâtiments de faible hauteur. Il s'agit d'un réservoir cumulatif dans lequel les drains sont installés et pré-nettoyés en raison de processus anaérobies et aérobies. Le principe de combinaison de ces processus a amélioré la qualité du traitement des eaux usées par rapport à une fosse septique conventionnelle. Ainsi, le résultat du nettoyage est conforme aux exigences sanitaires et hygiéniques établies. Les eaux usées épurées se déversent dans les champs de filtration ou dans un puits de drainage, où elles sont nettoyées avec de la terre.

Pour les entreprises de la restauration collective (cafés, restaurants) et de l'industrie alimentaire, le bac à graisse Salma a été développé, conçu pour réduire la teneur en graisses alimentaires dans les eaux usées. Son utilisation dans les systèmes de traitement des eaux usées aide à prévenir le blocage du système et évite les mesures visant à le nettoyer régulièrement.

Etant donné que le bac à graisse Salma est présenté en quatre versions avec des capacités différentes, il ne sera pas difficile de faire le bon choix en fonction des besoins de votre production spécifique.

Lorsque le niveau de collecte des eaux usées est inférieur au niveau de l'égout gravitaire, l'élimination de ces eaux usées pose un problème. La solution la plus simple et la moins chère au problème est l’installation d’un CND. Selon la quantité d'eaux usées collectées, la distance de leur transport, la capacité du KNS peut être différente.

Une telle installation fonctionne de manière automatique sans la présence constante des préposés; elle peut être située à la fois sur le territoire de l’entreprise et sur un site indépendant dans une colonie (une colonie de chalets, par exemple). Son installation minimisera vos dépenses en matière d'aménagement des réseaux d'ingénierie nécessaires au transport des eaux usées.

Pour la fabrication de réservoirs destinés aux systèmes de nettoyage, seules des matières premières de haute qualité sont utilisées: tôles d'acier allié durables et polypropylène de la société allemande Metzeler Plastics. Les installations sont complétées par l'équipement des fournisseurs étrangers fiables et contrôlés

Notre société prend une position active, introduisant régulièrement de nouveaux développements dans la production, améliorant ses produits, maîtrisant de nouveaux segments de marché et élargissant régulièrement la géographie des fournitures. Grâce à des années de travail stable, pour lesquelles Albatross s’est imposé comme un partenaire fiable, nous avons des clients et des partenaires réguliers non seulement en Russie, mais aussi à l’étranger proche et lointain.

Une large gamme de services fournis et un système avancé de service, de garantie et de service après-garantie peuvent résoudre rapidement et efficacement tous les problèmes possibles liés au fonctionnement des systèmes de traitement. Notre principe: après avoir acheté du matériel en «Albatross», le client doit être totalement protégé de toute surprise pendant de nombreuses années. Nous pouvons toujours choisir les conditions de service optimales, selon les cas. Le service client résout toutes les questions rapidement.

Spécialistes de la société "Albatross", l'un des principaux fabricants et fournisseurs de stations d'épuration des eaux usées de notre pays, depuis 2002, à un niveau professionnel élevé, s'est engagée à résoudre les problèmes urgents d'élimination et de traitement de l'eau. Des mots sur le professionnalisme - pas une phrase vide. Le personnel de notre société est composé de spécialistes ayant une formation spécialisée qui ont accumulé une grande expérience théorique et pratique au cours de leur travail.

Notre objectif est de créer des conditions de vie confortables pour les habitants des maisons de campagne sans détruire l'habitat écologique d'une personne. En 7 ans de travail sur le marché, nous avons pu contribuer de manière significative à la préservation de l’environnement en prévenant la pollution massive de l’eau dans de nombreuses régions.

Produits biologiques pour le traitement des eaux usées

But et méthodes de base de purification biologique de l'eau. L'importance du traitement des eaux usées de qualité pour la protection des masses d'eau. Perspectives de développement de technologies et d'équipements pour le traitement des eaux usées. Application industrielle et pratique du développement.

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Établissement d'enseignement fédéral

enseignement professionnel supérieur

Université polytechnique de Tomsk "

Département de Génie Thermique Théorique et Industriel

Essai sur la discipline

Technologies de protection de l'environnement en génie énergétique

Produits biologiques pour le traitement des eaux usées

Étudiant terminé Ayoshina TN

Vérifié Wagner M.A.

1. L'urgence du problème du traitement des eaux usées

2. Les principales sources de pollution des eaux usées

3. Produits biologiques pour le traitement des eaux usées

4. Application pratique industrielle des développements

5. Perspectives de développement de technologies et d'équipements pour le traitement des eaux usées

1. L'urgence du problème du traitement des eaux usées

Le problème du traitement des eaux usées industrielles et du traitement des eaux à des fins techniques et domestiques devient de plus en plus important chaque année. La complexité du nettoyage est associée à une extraordinaire diversité d'impuretés dans les effluents, dont le nombre et la composition changent constamment en raison de l'apparition de nouvelles industries et de l'évolution de la technologie existante.

La croissance rapide des villes, le développement actif de l'industrie et de l'agriculture - tous ces facteurs compliquent chaque année la situation de pollution des rivières et des lacs par des prunes non traitées. La plupart des effluents d'entreprises tombent directement dans les réservoirs, ce qui entraîne une détérioration progressive de la situation écologique. Le principe du traitement des eaux usées est un processus complexe en plusieurs étapes. À ce jour, il existe plusieurs méthodes de traitement des liquides: biologique, physique, chimique et physico-chimique.

La méthode physique implique la purification primaire des prunes. Les particules étrangères sont capturées et séparées à l'aide de grilles et de tamis. En conséquence, des éléments plus lourds se déposent au fond du réservoir, tandis que les plus légers restent à la surface, où des dispositifs spéciaux les collectent. La méthode chimique consiste à utiliser des réactifs spéciaux qui réagissent et se décomposent ou se neutralisent avec les polluants. La méthode physico-chimique permet d'éliminer les impuretés inorganiques et organiques de l'effluent à l'aide de filtres combinés [1].

Le principe le plus profond du traitement des eaux usées est biologique. Son essence est d'utiliser les mécanismes naturels de décomposition des substances organiques. Un grand nombre de bactéries et de micro-organismes absorbent les composés organiques contenus dans les effluents. Les agrégats les plus populaires sont le clarificateur biologique et les biofiltres. Étant donné que la santé des personnes dépend directement du degré de traitement des liquides, l’État a des exigences strictes en matière de traitement des eaux usées. Leur liste figure dans les documents réglementaires: SanPiN 2.1.4.544-96 "Exigences de qualité pour une alimentation en eau décentralisée. Protection sanitaire des sources" et SanPin 2.1.5.980-00 "Exigences en matière d'hygiène pour la protection des eaux de surface."

SanPiN fixe les concentrations maximales admissibles de produits chimiques et d'impuretés biologiques dans l'eau potable, ainsi que les distances minimales admissibles des bâtiments résidentiels aux usines de traitement. Il convient de noter que les normes de qualité russes applicables à l’épuration des eaux usées sont nettement plus strictes que les normes européennes (en particulier en ce qui concerne le taux de bactéries autorisé). En termes simples, l’eau que dans notre pays n’est autorisée à utiliser que de manière technique, en Europe, vous pouvez boire. traitement biologique des eaux usées

Etapes de la formation du problème

Même dans les villes de l’Égypte ancienne, de la Grèce et de Rome, il existait des réseaux d’égouts par lesquels les déchets de personnes et d’animaux étaient transportés dans des réservoirs - rivières, lacs et mers. Dans la Rome antique, avant de se déverser dans le Tibre, les eaux usées étaient accumulées et maintenues dans un bassin d’accumulation (cloaca). Au Moyen Âge, cette expérience était en grande partie oubliée, ce qui provoquait la pollution et la contamination des sources d'eau potable et entraînait des épidémies de choléra, de typhoïde, de dysenterie amibienne, etc. Il y avait un besoin évident de traiter les eaux usées et de les empêcher de pénétrer dans les sources d'eau potable. Les eaux usées ont été collectées et conservées dans de grands réservoirs, le précipité a été utilisé comme engrais. Au début du XXe siècle, des systèmes de traitement intensif des eaux usées ont été mis au point, notamment des champs d’irrigation où l’eau était nettoyée et filtrée à travers le sol, des filtres à pierre concassée et à jets de sable, ainsi que des réservoirs à ventilation forcée. Ces derniers sont le site principal des installations modernes de traitement aérobie des eaux usées urbaines. Au départ, le traitement des eaux usées avait pour objectif principal leur désinfection. La compréhension de l’importance du traitement des eaux usées de qualité pour la protection des réservoirs naturels est venue plus tard. Le problème de l’eau salubre est l’un des problèmes les plus urgents du nouveau siècle. Actuellement, des technologies modernes de traitement des eaux usées ont été développées et se développent. Les méthodes de purification naturelles et biologiques les moins chères, qui représentent l’intensification des processus naturels de décomposition de composés organiques par des microorganismes dans des conditions aérobies ou anaérobies, présentent un intérêt et une perspective des plus grands.

Le traitement des eaux usées implique une biodégradation presque complète des composés organiques dans l'eau. Selon les normes en vigueur, la teneur en substances organiques de l'eau purifiée ne devrait pas dépasser 10 mg / l [2].

La purification biochimique repose sur l'utilisation de modèles d'autoépuration biochimique et physiologique des rivières. Ce processus découle de la capacité de certains microorganismes à détruire des composés organiques et inorganiques (sulfures et sels d’ammonium, par exemple), les transformant en composés inoffensifs - produits d’oxydation - eau, dioxyde de carbone, nitrates et sulfates.

2. Les principales sources de pollution des eaux usées

Sous pollution des ressources en eau, comprenez toute modification des propriétés physiques, chimiques et biologiques de l’eau des réservoirs en raison de la chute de substances liquides, solides et gazeuses gênantes ou susceptibles de causer des inconvénients, rendant l’eau de ces réservoirs dangereuse, préjudiciable à l’économie nationale, à la santé et la sécurité publique. Les principaux polluants des eaux de surface sont les produits pétroliers, les phénols, les substances organiques facilement oxydables, les composés du cuivre et du zinc, l'azote ammoniacal et le nitrate.

La pollution des eaux de surface et souterraines peut être divisée en les types suivants:

mécanique - augmentation de la teneur en impuretés mécaniques, caractéristique principalement des types de pollution de surface;

produit chimique - présence dans l'eau de substances organiques et inorganiques ayant une action toxique et non toxique;

bactérienne et biologique - la présence dans l'eau d'une variété de microorganismes pathogènes, de champignons et de petites algues;

radioactif - la présence de substances radioactives dans les eaux de surface ou souterraines;

rejet thermique dans les réservoirs d'eaux chauffées des centrales thermiques et atomiques.

Les principales sources de pollution et de litière des masses d’eau sont les eaux usées insuffisamment traitées des entreprises industrielles et municipales, les grands complexes d’élevage, les déchets de production générés par le développement de minerais; les eaux de mines, mines, traitement et rafting du bois; rejets de transports par eau et par chemin de fer; lin, déchets de prétraitement, pesticides, etc. Les polluants, entrant dans les réservoirs naturels, entraînent des modifications qualitatives de l'eau, qui se manifestent principalement par des modifications des propriétés physiques de l'eau, en particulier par l'apparition d'odeurs, de goûts, etc. désagréables. en modifiant la composition chimique de l'eau, en particulier l'apparition de substances nocives, en présence de substances flottantes à la surface de l'eau et en les plaçant au fond des réservoirs [3].

Les eaux usées industrielles sont principalement polluées par les déchets et les émissions de production. Leur composition quantitative et qualitative est diverse et dépend de l'industrie, de ses processus technologiques; ils sont divisés en deux groupes principaux: contenant les impuretés inorganiques, incl. et toxique, et contenant des poisons.

Le premier groupe comprend les usines de traitement des eaux usées de soude, de sulfates et d’engrais azotés, les installations de concentration de minerais de plomb, de zinc, de nickel, etc., qui contiennent des acides, des alcalis, des ions de métaux lourds, etc. Les eaux usées de ce groupe modifient principalement les propriétés physiques. propriétés de l'eau.

Les eaux usées du deuxième groupe rejettent les raffineries de pétrole, les usines de pétrochimie, les usines de synthèse organique, les usines de coke, etc. Les effluents contiennent divers produits pétroliers, ammoniac, aldéhydes, résines, phénols et autres substances nocives. L'effet nocif des eaux usées de ce groupe consiste principalement en des processus oxydants, qui entraînent une diminution de la teneur en oxygène de l'eau, une augmentation de ses besoins biochimiques et une détérioration des caractéristiques organoleptiques de l'eau.

3. Produits biologiques pour le traitement des eaux usées

Les méthodes biologiques sont utilisées pour nettoyer les eaux usées domestiques et industrielles de divers composés organiques dissous et de certains composés inorganiques (sulfure d'hydrogène, ammoniac, etc.). Le processus de nettoyage est basé sur la capacité des micro-organismes à utiliser ces substances pour l'alimentation au cours de leur vie. Des méthodes aérobies et anaérobies de traitement biologique des eaux usées sont connues.

La méthode aérobie est réalisée par des bactéries en présence d'oxygène dans l'eau et constitue la principale méthode de bioremédiation. Il existe plusieurs types d'appareils utilisant le principe aérobie.

Dans les biofiltres, les eaux usées passent à travers une couche de matériau à grains grossiers recouverte d'un film bactérien fin. Grâce à ce film, qui sert de principe actif, les processus d'oxydation biologique se déroulent rapidement.

Tous les organismes vivant dans un réservoir participent aux étangs biologiques dans le traitement des eaux usées.

Dans les réservoirs d’aération (énormes réservoirs en béton armé), la source de nettoyage est constituée de boues activées provenant de divers micro-organismes. Les substances organiques provenant des eaux usées, ainsi que les excès d'oxygène créés artificiellement, contribuent à leur développement. Les enzymes sécrétées par les microorganismes minéralisent la pollution organique.

La méthode biologique donne de bons résultats lors du nettoyage des eaux usées municipales. Il est utilisé dans le traitement des eaux usées des industries de la pâte à papier et du raffinage du pétrole.

La communauté microbienne aérobie est représentée par différents micro-organismes, principalement des bactéries, qui oxydent diverses substances organiques dans la plupart des cas indépendamment les uns des autres, bien que l'oxydation de certaines substances soit réalisée par co-oxydation (cométabolisme). La communauté microbienne aérobie de systèmes à boues activées pour la purification aérobie de l'eau est représentée par une biodiversité exceptionnelle. Ces dernières années, la présence de bactéries des genres Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, etc. a été mise en évidence dans les boues actives par de nouvelles méthodes de biologie moléculaire, notamment des échantillons d’ARN spécifiques.

On estime que 5% au plus des microorganismes impliqués dans le traitement des eaux en aérobiose ont déjà été identifiés. Il convient de noter que de nombreuses bactéries aérobies sont anaérobies facultatives. Ils peuvent croître en l'absence d'oxygène aux dépens d'autres accepteurs d'électrons (respiration anaérobie) ou de fermentation (phosphorylation du substrat). Les produits de leur activité sont le dioxyde de carbone, l'hydrogène, les acides organiques et l'alcool.

La méthode anaérobie est réalisée par des bactéries ne nécessitant pas d'oxygène et consistant à fermenter des polluants dans des appareils fermés sans accès à l'air - les balises méta et pouvant être utilisées pour la préparation préliminaire d'effluents à forte teneur en sédiments organiques.

Le traitement biologique des eaux usées est généralement précédé d'un traitement mécanique. Et suivez ses méthodes chimiques et physico-chimiques (chloration, électrolyse, ozonation).

La dégradation anaérobie des substances organiques au cours de la méthanogénèse est un processus à plusieurs étapes, dans lequel la participation est nécessaire pour quatre groupes de micro-organismes: les hydrolytiques, les fermenteurs, les acétanogènes et les méthanogènes. Dans la communauté anaérobie entre microorganismes, il existe des relations proches et complexes analogues à celles des organismes multicellulaires, car, en raison de la spécificité substituée des métagènes, leur développement est impossible sans une relation trophique avec les bactéries des stades précédents. À son tour, le méthane archaea, utilisant des substances produites par anaérobie primaire, détermine le taux de réactions effectuées par ces bactéries. Les archives de méthane des genres Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium, entre autres, jouent un rôle essentiel dans la dégradation anaérobie des substances organiques en méthane. En l'absence ou en l'absence de décomposition anaérobie, se termine au stade de la fermentation acide et acétogène, ce qui entraîne l'accumulation d'acides gras volatils, principalement de l'huile, de l'acide propionique et de l'acide acétique, abaisse le pH et arrête le processus.

Il convient de noter qu'il est non seulement techniquement impossible, mais aussi économiquement peu pratique, de purifier les eaux usées à l'aide des méthodes existantes à 100%. Après une certaine limite, le coût de chaque pourcentage supplémentaire de purification augmente de façon exponentielle. Par conséquent, ils le font généralement - purifier l’eau jusqu’à une certaine limite économiquement justifiée, puis la diluer avec de l’eau propre afin que la teneur en impuretés ne dépasse pas certaines valeurs maximales admissibles [4].

Actuellement, de nombreux produits biologiques sont utilisés pour le traitement des eaux usées. Il s’agit de consortiums de micro-organismes, isolés par la méthode des cultures d’enrichissement, généralement à partir des boues activées d’aérosols de stations d’épuration urbaines. Ils sont utilisés pour le traitement des eaux usées d'importance locale, par exemple dans les villages, les cottages, les petites localités de type urbain, les mini-usines, etc. Les préparations biologiques contenant un nombre organique d'espèces microbiennes sont inférieures aux boues actives fraîches dans le spectre des substances décomposables. Cependant, ils contiennent des souches à croissance rapide qui initient la décomposition des polluants organiques. Dans un processus non stérile, des microorganismes contenant des déchets sont également développés et les chaînons manquants sont inclus dans la communauté microbienne.

Les microorganismes présents dans les produits biologiques ont pour effet de produire, au cours de leur vie, des enzymes capables de décomposer les graisses, les protéines et d’autres substances complexes d’origine organique en substances organiques plus simples qu’ils décomposent facilement en dioxyde de carbone et en composés azotés simples. Après l’ajout du médicament, la concentration de micro-organismes augmente et, par conséquent, le degré de purification. Les cellules microbiennes sont parfois immobilisées sur un support solide dispersé, qui peut servir de source supplémentaire d'azote et de phosphore [5]. Les préparations contiennent des associations de 6 à 12 souches de microorganismes aérobies et éventuellement anaérobies, qui permettent une purification complète des eaux usées de contaminants organiques: graisses, protéines, glucides complexes et même (spécialisés) à partir de produits pétroliers. En tant que nutriments, les biopreparations contiennent des sels d'azote et de phosphore, qui stimulent la croissance des microorganismes et la production d'enzymes lipolytiques, amylazolytiques, glucidiques et autres par les microorganismes, ce qui facilite autant que possible la décomposition de la matière organique. Des bioactivateurs similaires, mais de composition légèrement différente, sont également utilisés dans la production de compost, dans les toilettes biologiques, etc.

4. Application pratique industrielle des développements

Le développement progressif de méthodes de traitement biologique naturel sont des constructions bio-modifiées telles que le bioplato. Pour le nettoyage et le traitement tertiaire des eaux usées des zones peuplées, des constructions telles que l'infiltration et les bioplates de surface peuvent être utilisées.

Un bioplate d'infiltration est une structure technique qui est généralement placée dans une fosse d'une profondeur maximale de 2 m, au fond de laquelle un écran imperméable est constitué d'un film plastique. Un drainage horizontal et une couche de gravats, de sable, d'argile expansée ou d'un autre matériau filtrant sont placés sur le dessus de la grue. La surface de la structure est plantée de roseaux, de roseaux, de quenouilles et d'autres espèces locales de végétation aquatique supérieure à raison d'au moins 10-12 tiges par 1 - 2 m.

Selon la technologie Bioplato, des communautés de micro-organismes aquatiques (sur la surface du bloc) et de sol (dans la couche filtrante), la végétation aquatique la plus élevée et la couche filtrante participent au traitement de l'eau.

Fig. 1 - Installations de traitement de type bioplato: A - bioplato d'infiltration; B - bioplato de surface: 1 - alimentation en eau pour le nettoyage; 2 - puisard; 3 - sédiments; 4 - pipeline de distribution; 5 - écran imperméable; 6 - sol végétal; 7 - sable; 8 - pierre concassée; 9 - drainage; 10 - végétation aquatique supérieure; 11 - pierre de déchirure; 12 - eau purifiée

Le bioplato de surface est également placé dans la fosse et possède un écran imperméable. Le rôle du drainage est joué par le tirant d'eau en pierre, au lieu de la couche filtrante, le sol de l'excavation est posé, dont la surface est plantée d'une végétation aquatique plus élevée. La végétation aquatique supérieure, en plus de la fonction de nettoyage, augmente d'environ 10-15% la transpiration (évaporation) du fluide purifié en été. Les propriétés de transpiration de la végétation aquatique supérieure peuvent également être utilisées pour accélérer le séchage des lits de boues, en augmentant le débit et l'efficacité de nettoyage des champs de filtration [6].

Les installations de traitement pour la technologie du bioplate se composent généralement de plusieurs blocs situés en cascade, le bloc de surface bioplato étant terminal. Une zone marécageuse (bioplato de surface naturelle) présentant suffisamment de fourrés de végétation aquatique supérieure peut être incluse dans la structure de la structure du bioplato. Le bloc initial de la structure est un décanteur où les grosses inclusions et les substances en suspension sont éliminées.

Selon la technologie Bioplato, le traitement des eaux usées domestiques selon la DBO va jusqu'à 5-10 mg / l, et jusqu'à 8-12 mg / l pour les substances en suspension. La présence de substances en suspension est principalement associée à leur élimination de la couche filtrante. La teneur en composés d'azote et de phosphore diminue de manière significative (de 40 à 70%). Idéalement situés sur le terrain, les structures de bioplato ne nécessitent pas l'utilisation d'électricité, de produits chimiques et garantissent un fonctionnement fiable été comme hiver. Pour le traitement des eaux usées industrielles utilisant la technologie bioplato, il est nécessaire de les prétraiter en fonction des caractéristiques de leur composition et de leurs propriétés.

5. Perspectives de développement de technologies et d'équipements pour le traitement des eaux usées

La question des mesures à prendre pour le traitement des eaux usées est apparue relativement récemment, si l’on tient compte de la longueur de l’histoire de la formation de l’industrie dans le développement de l’humanité. Depuis que les manufactures industrielles ont commencé à apparaître, l’augmentation de la production, la mise à jour de la gamme de produits, l’amélioration de la qualité du produit, etc. À l'ère de la croissance active de l'industrie a commencé à se développer et à l'évacuation des eaux usées et divers effluents industriels. En règle générale, à un stade précoce du développement industriel, le principal problème de l'évacuation des eaux usées était de les détourner de l'entreprise.

C'est seulement à notre époque moderne que les problèmes environnementaux nous ont obligés à faire attention à la pollution de l'environnement par les entreprises industrielles. Pour lutter contre le ruissellement, ils ont d'abord essayé de localiser les émissions et de détourner leurs territoires avec des populations peu peuplées. Mais les problèmes de pollution de l'environnement par les eaux usées industrielles et les déchets industriels n'ont pas été résolus.

Pour résoudre le problème des drains, il a été décidé de trouver des moyens de les nettoyer. Aujourd'hui, le traitement des eaux usées industrielles est l'une des tâches les plus difficiles de l'industrie. Pour le traitement des eaux usées, des usines de traitement des eaux usées ont été construites dans les entreprises. Mais les premières options, en règle générale, ne fonctionnaient pas efficacement. Maintenant, les installations de traitement sont en cours d'amélioration et de nouvelles technologies sont en cours de développement pour le traitement des eaux usées, en tenant compte des normes et règles applicables aux effluents traités.

Les stations d'épuration simples sont des réservoirs de stockage de gros volume. En règle générale, la méthode de sédimentation est utilisée dans ces installations de traitement. Les substances lourdes en suspension se déposent au fond de l’installation de traitement et l’eau clarifiée est rejetée sur le relief. Cette méthode de traitement des eaux usées n’est pas suffisamment efficace, mais vous permet de séparer les grosses particules lourdes des eaux usées avant le traitement principal.

La prochaine génération d'usines de traitement des eaux usées repose sur des équipements plus sophistiqués et plus efficaces. En règle générale, les installations de traitement des eaux usées biologiques sont utilisées. Ces usines de traitement des eaux usées ont récemment été installées dans toutes les entreprises sans aucune restriction. Mais en réalité, les méthodes biologiques de nettoyage des effluents des entreprises industrielles ne constituent pas un moyen universel de résoudre les problèmes. En règle générale, les usines de traitement biologique fonctionnent bien avec les eaux usées d'égouts municipaux. Dans l'industrie, le traitement biologique des eaux usées n'est pas largement utilisé. Le traitement biologique des eaux usées peut être utilisé pour le traitement des déchets industriels en tant que l'une des étapes d'une chaîne de traitement complexe.

Les stations d'épuration biologiques habituelles ont été remplacées par de nouvelles méthodes physico-chimiques très efficaces. Les principales méthodes peuvent être divisées en:

· Utilisation des forces centrifuges

Pour la sédimentation, les réservoirs d'eaux usées sont généralement utilisés pour le traitement des eaux usées. Ils viennent dans des conceptions simples et complexes. Dans le traitement des eaux usées industrielles, le rôle des bassins de décantation est parfois joué par des moyenneurs.

Pour absorber la pollution lors du traitement de l'eau, différents absorbants sont utilisés. La plupart des sorbants sont divers charbons actifs.

En règle générale, les filtres utilisés pour le traitement des eaux ne sont pas utilisés pour le traitement des eaux usées. Le terme "filtration dans le traitement des eaux usées" désigne la précipitation et la libération de particules en suspension sur le matériau de filtration. Les filtres sont disponibles dans différentes conceptions et modifications, et leur degré d'automatisation varie.

Les méthodes de flottation sont largement utilisées pour le traitement de tous les types d'eaux usées. Ils sont également utilisés pour épaissir les sédiments avant la déshydratation. Les flottateurs sont également très efficaces pour séparer les suspensions, ce qui n'est pas sans importance pour le nettoyage et le recyclage des eaux usées. L'utilisation de la flottation pour le traitement des eaux usées provenant d'entreprises métallurgiques, minières et de traitement permet d'extraire des composants importants de l'effluent.

Le traitement des réactifs pour le traitement des eaux usées consiste principalement en une coagulation et une floculation. Les coagulants associés aux floculants peuvent augmenter l'efficacité de la cellule de flottation ou des réservoirs de sédimentation. S'il est nécessaire d'effectuer des transformations chimiques, des réacteurs spéciaux sont installés dans l'effluent pour éliminer la contamination.

Les appareils utilisant les forces centrifuges seront largement utilisés pour éliminer les particules en suspension des eaux usées, ainsi que pour séparer les suspensions. Des hydrocyclones, des centrifugeuses et divers séparateurs sont principalement utilisés dans le traitement des eaux usées. Le traitement moderne des eaux usées ne peut se passer de l'utilisation de ces types d'équipements.

Les méthodes d'échange d'ions sont principalement utilisées pour le traitement de l'eau. Mais ils sont également utilisés dans le traitement des eaux usées. L’utilisation de méthodes d’échange d’ions au stade final du traitement des eaux usées permet d’obtenir des résultats élevés.

L'objectif ultime du traitement des eaux usées est la production d'eau purifiée et de déchets solides. Pour la déshydratation des sédiments pré-épaissis, des dispositifs spéciaux sont utilisés - des déshydrateurs. Les modifications des appareils sont différentes selon les tâches. Pratique chaque ligne technologique d'installations de traitement se termine par ce type d'équipement.

Les méthodes membranaires, qui ont récemment trouvé leur application dans le traitement de l'eau, ont commencé à être introduites dans le traitement des eaux usées. Actuellement, ces méthodes vous permettent de résoudre des problèmes qui ne pouvaient pas être résolus auparavant. Il y a de plus en plus d'installations de traitement des eaux usées utilisant des méthodes utilisant des membranes.

La principale perspective pour le développement du traitement des eaux usées, y compris des eaux usées industrielles, est l’utilisation mutuelle de méthodes physicochimiques et biologiques. Seule une approche compétente et hautement qualifiée peut résoudre des problèmes tels que le traitement des eaux usées. De nouvelles entreprises industrielles sont en cours de conception avec l'équipement pour le traitement des eaux usées. L'émergence de nouvelles règles et réglementations pour les entreprises dans le domaine du rejet des eaux usées est étroitement liée à l'émergence de nouvelles solutions technologiques et de nouveaux équipements. Ce lien aidera à l'avenir à organiser correctement l'élimination et le traitement des eaux usées industrielles.

La protection des ressources en eau contre l'épuisement et la pollution et leur utilisation rationnelle pour répondre aux besoins de l'économie nationale constituent l'un des problèmes les plus importants nécessitant des solutions urgentes. Des mesures de protection de l'environnement sont largement mises en œuvre en Russie, en particulier pour le traitement des eaux usées industrielles.

L'un des principaux domaines de travail pour la protection des ressources en eau est l'introduction de nouveaux procédés technologiques de production, la transition vers des cycles d'approvisionnement en eau fermés (sans drain), où les eaux usées traitées ne sont pas rejetées, mais réutilisées dans des processus technologiques. Les cycles fermés d’alimentation en eau industrielle permettront d’éliminer complètement les eaux usées rejetées dans les eaux de surface et d’utiliser de l’eau douce pour reconstituer les pertes irrémédiables.

Dans l'industrie chimique, il est prévu d'introduire plus largement des procédés technologiques produisant moins de déchets et ayant le plus grand impact écologique.

Une grande attention est accordée à l'amélioration de l'efficacité du traitement des eaux usées industrielles. Il est possible de réduire considérablement la contamination de l'eau rejetée par une entreprise en extrayant des impuretés précieuses des eaux usées. La complexité de la résolution de ces problèmes dans l'industrie chimique réside dans la diversité des processus technologiques et des produits obtenus.

Il convient également de noter que la principale quantité d’eau de l’industrie est consacrée au refroidissement. La transition du refroidissement par eau au refroidissement par air réduira la consommation d’eau de 70 à 90% dans diverses industries. À cet égard, le développement et la mise en œuvre d'équipements de pointe utilisant une quantité minimale d'eau pour le refroidissement sont extrêmement importants.

L’introduction de méthodes de traitement des eaux usées très efficaces, en particulier des méthodes physico-chimiques, dont l’un des plus efficaces est l’utilisation de réactifs, peut avoir un impact significatif sur l’augmentation de la circulation de l’eau. L'utilisation d'une méthode de réactif pour la purification des eaux usées industrielles ne dépend pas de la toxicité des impuretés présentes, ce qui est significatif par rapport à la méthode de traitement biochimique. Une introduction plus large de cette méthode, à la fois en combinaison avec un traitement biochimique et séparément, peut dans une certaine mesure résoudre un certain nombre de problèmes associés au traitement des eaux usées industrielles.

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