Gardenweb

La désinfection des eaux usées peut se faire de différentes manières: par chloration, ozonation, ultrasons, rayons ultraviolets.

La désinfection des eaux usées jusqu’à 1000 m3 / jour se fait avec de l’eau de javel. L'installation pour la préparation et le dosage de la solution comprend un ou deux réservoirs de vannes, deux mortiers ou réservoirs de travail et un réservoir de dosage. Les réservoirs sont en bois ou en béton armé.

Lors de la préparation de la solution de travail, la chaux dans le réservoir à obturateur est continuellement agitée avec de l'eau jusqu'à obtenir un lait de chaux contenant 10-15% de chlore actif. Le lait de chaux est acheminé depuis le réservoir à obturateur jusqu'aux réservoirs de mortier, dans lequel la concentration est réduite à 2-3% par le chlore en le diluant avec de l'eau du robinet. Lors de la préparation, les solutions doivent être soigneusement mélangées.

Travailler les réservoirs de travail en alternance. L'eau chlorée des réservoirs de solution entre dans le dosage, puis dans le mélangeur à collerette. Le dosage de l’alimentation en eau chlorée du malaxeur à collerette est effectué à l’aide d’une vanne située sur le tuyau de dérivation du réservoir.

Pour éviter la propagation du chlore dans la salle de chloration, tous les réservoirs sont étroitement bouchés. La chaux chlorée selon GOST 1692–58 contient 32–30% de chlore actif en poids. Pour les contenances de 1 kg / h d’agent de blanchiment, on utilise des réservoirs de mortier et de volet en bois recouverts à l’intérieur de mortier de ciment, et pour des capacités jusqu’à 2,5 kg / h - béton armé.

La consommation horaire d'eau de Javel est déterminée par la formule

où Xi est la quantité maximale d'eau de Javel nécessaire en 1 h, g / h;

P est la teneur en chlore actif de l’agent de blanchiment commercial, 25%, compte tenu de la diminution de l’activité au cours de son stockage avant utilisation.

La capacité de travail des réservoirs de mortier Wp peut être déterminée par la formule

où a est la dose estimée de chlore actif injectée, en g / W3;

Q - la quantité moyenne d'eaux usées à chlorer, m3 / jour;

b est la concentration de la solution d'eau de Javel, en pourcentage. (2-5%);

n - le nombre de mélanges d’agent de blanchiment par jour, pris en fonction de l’absorption de chlore des eaux usées de 2 à 5.

Il est recommandé d'augmenter les résultats obtenus de 15% du volume utile pour la collecte des précipitations. En outre, il ajoute 10-15 cm - la marge de la planche. Les volumes du réservoir à volet sont généralement pris à hauteur de 30% du volume des réservoirs de mortier. Les dimensions du réservoir de dosage sont extraites de considérations de conception. Le diamètre le plus large des réservoirs de mortier en bois est de 1,25 m Pour obtenir de grands volumes, il est nécessaire de prévoir un plus grand nombre de fermetures dans le calcul ou d’utiliser des réservoirs en béton armé.

Dans les stations d’épuration dont la consommation d’eaux usées dépasse 1 000 m3 / jour, la désinfection des eaux usées avec de l’eau de javel est techniquement difficile et économiquement peu pratique. Dans ce cas, la désinfection est effectuée avec du chlore liquide.

Le chlore est transporté sous forme liquide dans les lieux d'utilisation, dans des cylindres, des barils, des réservoirs. Le cylindre standard E-25 a une capacité de 25 litres et contient 31 kg de chlore. Pression de service 30 atm.

Le processus technologique de chloration au chlore liquide comprend les opérations suivantes: évaporation du chlore liquide et contrôle de la pression, dosage du chlore et dissolution dans de l'eau, transport de l'eau au chlore jusqu'au point de contact avec le liquide usé.

Les chlorinateurs à vide les plus utilisés sont les systèmes LK-10, LK-11 et LONII-100.

Les caractéristiques techniques des chlorateurs sont indiquées dans le tableau. 76 et 77.

Tableau 76. Caractéristiques techniques des chlorateurs du système prof. L.A. Kulsky [2]

Tableau 77. Caractéristiques techniques du chlorateur de type LONII-100 [2]

Les performances d’un électrolyseur LONII-100 peuvent varier de 0,5 à 10,0 kg de chlore par heure, en fonction du type de rotamètre utilisé (PC-3 ou PC-5), du diamètre de l’éjecteur (25 ou 50 mm) et du débit d’eau en excès. dans le système d'alimentation en eau en face de l'éjecteur (au moins 3 atm).

Une évaluation qualitative du travail de chloration est effectuée selon le formulaire (tableau 78).

Tableau 78. Données récapitulatives de la surveillance de la chloration par la production en laboratoire

Les systèmes de chlore liquide au chlore sont généralement disposés dans des pièces séparées qui doivent être ventilées. Étant donné que la densité du chlore est supérieure à la densité de l'air et crée ainsi une concentration maximale de chlore au niveau du sol, un ventilateur d'extraction doit être installé au niveau du sol. Dans les locaux des chlorinateurs travaillant au chlore liquide, une sortie de secours devrait être prévue directement dans la rue. La température interne ne doit pas être maintenue en dessous de + 18 ° C, la température recommandée est de + 20-25 ° C.

La solution de contrôle contenant de l’eau chlorée doit être systématiquement. L’essentiel dans le contrôle est la détermination du chlore actif résiduel, c’est-à-dire la différence entre la consommation totale de chlore et la quantité ayant réagi avec la contamination organique et bactérienne des eaux usées.

Pour des raisons pratiques, il est recommandé de déterminer la quantité de chlore actif résiduel. 79, ce qui a ramené les chiffres à 2,840 mg / l de chlore résiduel, en fonction du débit de 0,01 solution d'hyposulfite (Na2S203).

Les mélangeurs sont agencés pour mélanger l'eau de chlore avec les eaux usées après le chlorinateur. La conception la plus courante est un mélangeur à collerette.

Le rétrécissement de la section transversale du passage du mélangeur à collet pour eaux usées crée des pertes hydrauliques, qui peuvent être déterminées par la formule

où V est la vitesse de l'eau dans une section rétrécie, la valeur recommandée de 0,8 à 1,0 m / s;

g - accélération de la pesanteur (9,81 m / s2);

s - coefficient de résistance locale: avec cloisons installées le long du ruisseau d'égout - 2,5, perpendiculaire - 3,0, en amont - 3,5.

La pente de la section du plateau ou du conduit I, dans laquelle la brosse est montée, est égale à la pente hydraulique et est déterminée par la formule

où B est la largeur du canal vers les partitions, m;

0,75 - la distance entre les partitions dans la partie rétrécie, m.

L'effet désinfectant du chlore sur les eaux usées se manifeste après une certaine période de temps au cours de laquelle se produisent des réactions chimiques d'oxydation des micro-organismes et de pollution organique. Par conséquent, les eaux usées après le mélangeur à collerette dans un mélange avec de l'eau chlorée sont envoyées dans le réservoir de contact.

Lors de la désinfection des eaux usées traitées sur des biofiltres, le chlore entre en contact avec les décanteurs secondaires. Des réservoirs de contact indépendants sont fournis après le traitement des eaux usées dans des installations de traitement mécanique, après des réservoirs d'aération et des biofiltres à forte charge.

Les réservoirs de contact peuvent être utilisés sous la forme de puisards horizontaux, verticaux ou radiaux. Leur capacité estimée est basée sur le séjour de 30 minutes des eaux usées au débit maximum estimé. L'action du chlore en tant que coagulant contribue aux précipitations, dont la quantité dépend du degré de traitement des eaux usées et du type de désinfectant utilisé.

Tableau 79. Quantité de chlore résiduel en fonction de la consommation

Il est recommandé de prélever le volume de boues d'épuration pendant la désinfection au chlore liquide pour 1 personne et par jour dans le volume suivant: après nettoyage mécanique, 0,08 l, après nettoyage complet dans les réservoirs d'aération - 0,03 l et après les biofiltres - 0,05 l. Si l’eau de Javel est utilisée comme agent désinfectant, la quantité de sédiment précipité est doublée en conséquence. La teneur en humidité des précipitations est estimée à 96%.

Réduction de la contamination bactérienne dans diverses structures, pourcentage:

  1. Treillis - jusqu'à 10
  2. Pièges à sable - 10-25
  3. Décanteurs primaires sans préaérateurs - Jusqu'à 25
  4. La même chose avec les préparateurs - jusqu'à 30
  5. La même chose avec la biocoagulation - jusqu'à 40
  6. Amortisseurs à aération naturelle - jusqu'à 40
  7. Champs de filtration - 97-99.99
  8. Champs d'irrigation - 97-99.99
  9. Étangs biologiques - 96-99.99
  10. Filtres biologiques - 90-95
  11. Aerotank - 90-95
  12. Installations de désinfection - 99.00-99.99

Désinfection des eaux usées avec du chlore

L'acide hypochloreux est instable et se décompose facilement, formant de l'acide chlorhydrique et libérant un atome d'oxygène:

Cet oxygène oxyde les bactéries.

De plus, lors de la chloration des eaux usées, le chlore lui-même agit directement sur la cellule bactérienne et, en se combinant aux substances pénétrant dans son protoplasme, provoque la mort des bactéries.

Si, au lieu du chlore gazeux pour la désinfection à l’eau de javel, il se forme, lorsqu’il interagit avec l’eau, du chlorure de calcium, de l’acide hypochloreux et de la chaux:

Le processus de désinfection est le même que lors de l'utilisation de chlore gazeux.

Pour une désinfection efficace, le chlore doit être bien mélangé avec de l’eau désinfectable et être en contact avec celle-ci pendant un certain temps. Le contact du chlore avec les eaux usées a lieu dans des structures appelées réservoirs de contact (désinfection) et doit durer au moins 30 minutes (en tenant compte du temps de déplacement de l'eau chlorée dans les plateaux et les tuyaux avant de descendre dans le réservoir).

La composition des eaux usées traitées n'étant pas constante, vous devez surveiller régulièrement la teneur en excès de chlore et la maintenir dans les limites spécifiées. La détermination de l'excès de chlore dans les eaux usées est réalisée par la méthode iodométrique.

La désinfection de grandes masses d'eau est généralement effectuée au chlore gazeux; l'eau de Javel est utilisée avec de petites quantités d'eaux usées (jusqu'à 1000 m 3 / jour).

L'installation de désinfection des eaux usées comprend:

L'équipement pour préparer une solution aqueuse de chlore gazeux ou d'eau de Javel est installé dans la salle de chloration.

Désinfection des eaux usées - préparation radicale pour leur rejet dans le réservoir

Le processus de traitement complet des eaux usées comprend des étapes mécaniques et biologiques. La deuxième étape est réalisée par la biocénose vivant et travaillant selon les lois du monde microscopique vivant, le schéma technologique du système d'exploitation présuppose donc la préparation préalable des effluents qui leur sont destinés pour le traitement. Les eaux usées, qui constituent un gaspillage du cycle de production de nombreuses entreprises, contiennent parfois une quantité assez importante d’acides, d’alcalis ou, ensemble, la réaction de l’environnement en même temps ou acide avec un pH de 8,0. Afin de ne pas perturber les processus biochimiques de l’usine de traitement des eaux usées, l’entreprise doit neutraliser ces effluents avant de les rejeter dans le système d’égout général, c.-à-d. amener le pH du milieu à la neutralité (7.0). Pour neutraliser les eaux usées ayant subi un cycle industriel complet dans les usines de produits chimiques, une méthode assez simple est parfois utilisée - la neutralisation croisée. Des eaux alcalines et acides sont déversées par parties dans le système d'égout général, en utilisant à cette fin des doseurs et des vannes de régulation.

Les eaux de nature alcaline sont neutralisées par les gaz, notamment le CO2, le SO2 et le NO2. Mais les eaux du cycle de production sont souvent caractérisées par une acidité accrue, elles servent à la neutraliser:

  • réactifs: chaux éteinte et non vivifiée, carbonate de sodium, ammoniaque et soude caustique, etc.
  • filtration par neutralisation des charges de calcaire et de dolomite, d'une couche de calcaire, ainsi que de craie et de magnésite.

Le chlore dangereux comme assistant fiable

Avant le rejet des eaux usées traitées dans les installations d’utilisation des eaux établies, il est impératif de les traiter avec des agents oxydants puissants afin de détruire la microflore pathogène présente dans celles-ci.

Pour ce faire, utilisez différentes méthodes de désinfection des eaux usées, la plus courante d'entre elles:

  • la chloration;
  • l'ozonation;
  • UV (irradiation ultraviolette).

Parallèlement à la désinfection, les agents oxydants éliminent les goûts et les odeurs indésirables et détruisent les matières organiques des eaux naturelles. La chloration est le plus souvent utilisée pour les eaux domestiques. Le chlore gazeux et liquide, l'eau de Javel, les hypochlorites de calcium et de sodium et le dioxyde de chlore peuvent agir comme réactifs. Pour toute chloration, l'exigence technologique principale est réduite à la présence dans les eaux usées traitées après décontamination du chlore résiduel non inférieur à 1,5 mg / l.

Une teneur aussi importante en chlore lors de la libération garantit l’effet hygiénique du nettoyage jusqu’à presque 100%. Il est estimé conformément à la clause 4.1.1 de SanPin 2.1.5.980-00:

  • coliphages (pas plus de PFU / 100 ml = 100);
  • bactéries coliformes communes (pas plus de CFU / 100 ml = 500);
  • coliformes thermotolérants (pas plus de 100 UFC / 100 ml = 500);
  • œufs de helmite viables (manque de 25 litres d’eau);
  • agents pathogènes des infections intestinales (absence totale).

La quantité de chlore consommée dépend directement de la qualité de l'eau. Pour déterminer la dose de travail en laboratoire, l'absorption de chlore est déterminée expérimentalement, indiquant la quantité de contaminants qui réagissent avec l'oxydant, ainsi que leur nature. Le chlore est un gaz vert jaunâtre avec une odeur forte caractéristique. Il est 2,5 fois plus lourd que l'air sous forme gazeuse et peut s'accumuler dans les basses terres, ce qui représente une grave menace pour les travailleurs des stations d'épuration et pour leurs habitants. Diffère dans la grande activité chimique par rapport à pratiquement toutes les substances simples, en les oxydant énergiquement. Il appartient au groupe des SDNS (substances puissantes et toxiques), affecte de manière irritante les muqueuses des voies respiratoires.

En raison de sa haute toxicité, son dosage, son stockage et son transport nécessitent beaucoup de soin. Pour la désinfection, en principe, ce n’est pas le gaz lui-même qui est utilisé, mais sa solution aqueuse (eau chlorée: 2,5 volumes de chlore pour 1 volume d’eau), pour la préparation de laquelle le chlore est dosé en utilisant des chlorinisateurs sous vide à eau. Lors de leur contact direct, de l'acide chlorhydrique (HCl) et de l'acide hypochloreux (HOCl) se forment dans le mélangeur. C'est l'acide hypochloreux qui est le principal ingrédient actif de la désinfection. Cet oxydant le plus puissant détruit les micro-organismes, détruisant la membrane de leurs cellules, et les bacilles de maladies aussi dangereuses que la fièvre typhoïde, le choléra et la dysenterie y sont particulièrement sensibles. Récemment, en raison des moments dangereux liés à l'utilisation de chlore dans les usines de traitement des eaux usées, on a eu tendance à adopter des réactifs plus sûrs.

Réactif chloré plus paisible

Ce sont des hypochlorites, qui sont fournis au consommateur sous forme de solutions de concentrations et de marques différentes, ou qui sont produits sur site lors de l’électrolyse du chlorure de sodium. Sur l'activité bactéricide, les hypochlorites sont équivalents au chlore liquide et à l'eau de Javel. Leurs solutions aqueuses instables (par exemple, l'hypochlorite de sodium (NaOCl)) se décomposent facilement à la température ambiante. L’essence même de la désinfection des eaux usées à l’aide de GPCH réside encore dans l’utilisation de l’acide hypochloreux formé lors de sa dissociation dans l’eau:

À ce jour, l’hypochlorite de sodium est l’un des meilleurs moyens de développer une forte activité antibactérienne. Le GPHN, en se décomposant, forme un certain nombre de radicaux libres et d'oxygène singulet (très forte activité). En raison de ces propriétés, ses solutions ont un effet néfaste sur la microflore assez rapidement, même à faible concentration. Une solution d'hypochlorite à 5% tue littéralement à la fois les bactéries anaérobies à Gram négatif, les entérocoques pathogènes et les champignons candidaux en 15 à 30 secondes.

Il faut dire que ce processus s'apparente à la destruction de microorganismes étrangers dans le corps humain à l'aide du même acide hypochloreux synthétisé par certaines de ses cellules, par exemple les neutrophiles ou les hépatocytes. Cependant, l’utilisation de NaOCl dans la station d’épuration pour la désinfection de l’eau traitée apporte ses propres difficultés: les tuyaux par lesquels le réactif est fourni sont rapidement bouchés, car le milieu alcalin de la solution de réactif contribue à la précipitation de carbonates.

Une alternative à la désinfection au chlore

En plus de la chloration habituelle, la méthode d'ozonisation est largement utilisée pour la désinfection des eaux usées. Elle est particulièrement utilisée avec succès dans les petites stations d'épuration et les stations d'épuration locales. L'ozone est l'oxydant le plus puissant et doit être manipulé avec précaution. En plus de sa fonction principale, il contribue à l'élimination des gaz dissous des eaux traitées. Cet oxydant est obtenu dans une unité d'ozonation. Tous les composants de l'appareil sont en acier inoxydable en raison des fortes propriétés corrosives de l'ozone lui-même et de sa solution aqueuse vis-à-vis du métal. Les joints d'étanchéité sont fabriqués dans un matériau résistant: paronite et polyéthylène. La désinfection par cette méthode de grandes quantités d’eaux usées est limitée par le coût élevé de la production d’ozone et par la faible productivité des ozoniseurs. S'il existe une possibilité de réduire le coût de la production d'ozone, cette méthode a de grandes perspectives: avec une ozonation prolongée, il n'est pas nécessaire de la purifier car il est possible d'obtenir de l'eau dans laquelle:

  • L'oxydation organique est de 100%;
  • l'azote ammoniacal est complètement transféré au groupe nitro;
  • l'effet sanitaire sur la microflore est réduit à 100%;
  • la saturation en oxygène soluble a été amenée à la limite.

Il existe d'autres méthodes plus sûres et simplifiées de désinfection des eaux usées traitées - l'utilisation de plantes bactéricides. La désinfection UV des eaux usées (par rayons ultraviolets) est utilisée dans les stations d’épuration de petite capacité, principalement dans les KU (installations compactes) et le personnel d’exploitation ne présente pas de difficultés d’exploitation. Lors de leur fonctionnement, il est nécessaire de respecter les règles suivantes:

  • regarder la source des UV uniquement à travers des lunettes de protection des yeux;
  • le dépannage ne doit être effectué que lorsque les disjoncteurs sont déconnectés du panneau;
  • le remplacement des ampoules défectueuses dans le circuit de travail n’est effectué que lorsque les fusibles sont éteints et les condensateurs déchargés;
  • la présence de tapis en caoutchouc autour des armoires de commande.

Build-reference.ru

Chauffage, adduction d'eau, eaux usées

Navigation:
Accueil → Toutes les Catégories → Traitement des eaux usées

Grâce à la pratique du traitement des eaux usées, il est connu que lors de la décantation primaire le nombre de bactéries du groupe Escherichia coli (GCB) est réduit de 30 à 40% et après les décanteurs secondaires de 90 à 95%. Par conséquent, pour le rejet complet des eaux usées provenant de bactéries et de virus pathogènes, il est nécessaire d’utiliser des méthodes spéciales de désinfection.

La chloration, l'ozonisation et l'irradiation ultraviolette sont utilisées pour désinfecter les eaux usées.

Chloration. Pour la désinfection des eaux usées par chloration à l’aide d’agent de blanchiment, de chlore et de ses dérivés, sous l’action de laquelle les bactéries présentes dans les eaux usées meurent en raison de l’oxydation de substances constituant le protoplasme des cellules.

Malgré son efficacité élevée contre les bactéries pathogènes, la chloration avec une dose de chlore résiduel de 1,5 mg / l ne fournit pas la sécurité épidémique nécessaire contre les virus. Une autre propriété négative de la chloration est la formation de composés chlorés et de chloramines. Les composés organochlorés ont une toxicité, une mutagénicité et une cancérogénicité élevées, peuvent s'accumuler dans les sédiments, les tissus des hydrobiontes et finalement pénétrer dans le corps humain.

Pour les stations d’épuration situées en bord de mer, les installations d’électrolyse peuvent être recommandées pour la production de composés désinfectants à partir d’eau de mer. L'effet bactéricide élevé du chlore actif obtenu par électrolyse de l'eau de la mer Caspienne résulte de la présence dans l'eau de mer d'une quantité importante d'ions sulfate. Il en résulte que, outre l'hypochlorite de sodium, des composés soufrés ont également un effet bactéricide. Au cours de l'électrolyse de cette eau, la température optimale est de 60-80 ° C. Lors de la réception de l'hypochlorite de sodium provenant d'eau de mer, dont la consommation est de 4 litres pour 1 m3 d'eaux usées, consomme jusqu'à 3 kWh d'électricité.

Le traitement des eaux usées avec de l'hypochlorite de sodium à un coût équivalent à celui du traitement au chlore et coûte 1,5 à 2 fois moins cher que la désinfection à l'eau de Javel.

Le choix de la méthode de désinfection des eaux usées dépend du débit et de la qualité des eaux traitées, de l'efficacité du prétraitement, des conditions d'approvisionnement, de transport et de stockage des réactifs, de la possibilité d'automatiser les processus et de la mécanisation des travaux à forte intensité de main-d'œuvre.

La quantité de chlore actif injectée par unité de volume d'eau usée s'appelle la dose de chlore et est exprimée en grammes (g / m3).

Pour réduire les formes de Coli de 99,9%, les doses de chlore suivantes sont requises, en g / m3: - après nettoyage mécanique 10; - après le nettoyage chimique 3-10; - après purification biologique complète et incomplète de Z-5 - après filtration sur filtres à sable 2-5

Le chlore ajouté aux eaux usées doit être soigneusement mélangé à celui-ci, puis être en contact avec les eaux usées pendant au moins 30 minutes, après quoi la quantité de chlore résiduel doit être d'au moins 1,5 g / m3.

L'unité de chloration du chlore gazeux comprend une installation de mélange de chlore, un mélangeur et des réservoirs de contact. Après l'évaporateur, le chlore gazeux passe à travers le puisard, un filtre, puis est alimenté par les chlorinateurs LONII-STO (fig. 14.18) dans des éjecteurs fabriqués individuellement, dans lesquels l'eau du robinet est fournie par des pompes de surpression. Après cela, l'eau chlorée est déchargée du chlorinateur vers le consommateur. Pour la désinfection des eaux usées, l’eau chlorée est alimentée en un point. Il existe également une option permettant de fournir du chlore gazeux au consommateur.

Fig. 14.18. Électrolyseur LONII - STO:
1 - vanne d'arrêt; 2 - filtre; Chambre à 3 membranes; 4 et 7 - manomètres, 5 - réducteur de pression; b - té; 8 - vanne de régulation; 9 et 11 - tubes de raccordement; 10 - rotamètre; 12 - mélangeur de gaz de chlore avec de l'eau

Un projet d’installation de chloration destinée à la désinfection des eaux usées d’une capacité de 25 kg / h de chlore commercial a été mis au point par l’équipement technique OJSC TsNIIEP. L'installation de chloration des eaux usées EAU avec javellisant est utilisée dans de petites stations avec un débit d'eau usée allant jusqu'à 1 000 m3 / jour.

L’Institut de recherche scientifique sur l’approvisionnement en eau et la purification de l’eau, en collaboration avec PKB AKH, a mis au point des installations d’électrolyse pour la production d’hypochlorite de sodium désinfectant sur le lieu de consommation à partir de sel technique ordinaire (tableau 14.3), basé sur le chlore et son interaction avec les alcalis dans le même appareil électrolyseur.

Les appareils d'électrolyse EN non-fluides à électrodes en graphite d'une capacité allant jusqu'à 100 kg / jour en chlore actif (fig. 14.19) sont disponibles dans le commerce.

Fig. 14.19. Installation d'électrolyse de type non-flux:
1 - réservoir de mortier pour le sel; 2 - électrolyseur; 3 - réservoir de stockage d 'hypochlorite de sodium; 4 - redresseur; 6 - réseau de distribution; 7 - float; 8 - pipeline d'approvisionnement en saumure; VGV2 - vannes

L’efficacité de désinfection des eaux usées traitées avec de l’hypochlorite de sodium est suffisante à une concentration de 1,5 à 3,5 mg / l (en fonction de l’absorption de chlore); la teneur en excès de chlore dans ce cas est comprise entre 0,3 et 0,5 mg / l. L'efficacité de la désinfection des eaux usées ne dépend de la température qu'avec l'introduction de petites doses d'hypochlorite de sodium. Les produits de l'électrolyse contribuent dans une certaine mesure à l'accélération des processus de coagulation et de sédimentation des substances en suspension. À l'heure actuelle, cette méthode est utilisée pour traiter de petits volumes d'eaux usées dans des stations éloignées des sites de production de chlore.

Lors de la conception d'une installation d'électrolyse, vous pouvez utiliser les projets développés par Giprokommunvodokanal pour les installations de traitement des eaux usées avec une consommation de chlore de 1 à 200 kg / jour.

Les réservoirs de contact (fig. 14.20) sont conçus pour fournir la durée estimée du contact des eaux usées traitées avec du chlore ou de l'hypochlorite de sodium. Ils doivent être conçus comme des clarificateurs primaires sans épurateurs; le nombre de réservoirs est accepté au minimum 2. L'eau est autorisée à aspirer avec de l'air comprimé à une intensité de 0,5 m / m h.

Lors de la désinfection des eaux usées après les étangs biologiques, il est autorisé de définir un compartiment pour le contact des eaux usées avec le chlore.

Fig. 14.20. Réservoirs de contact de 6 m de large (deux sections):
1 - chambre de distribution; 2 - plateau d'admission; 3 - bouclier de jet; 4 - fosse à sédiments; 5 - bac de récupération; 6 - tuyau de drainage; 7 - conduit d'air

Le précipité est éliminé périodiquement après avoir drainé l'eau décantée. Les tailles des réservoirs de contact typiques sont données dans le tableau. 14.4.

Outre les composés chlorés, les composés du brome et de l'iode, par exemple le chlorure de brome, peuvent être utilisés pour traiter les eaux usées. L'interaction du chlorure de brome dans l'eau est similaire au comportement du chlore. L'iode ne trouve pas non plus d'application dans les procédés de traitement des eaux usées en raison de son coût élevé: lorsque l'on compare l'efficacité de la désinfection d'eaux usées identiques, la désinfection à l'iode coûte 15 à 20 fois plus chère que la désinfection au chlore.

L'ozonation. La méthode chimique la plus courante de désinfection de l'eau à l'aide de composés oxygénés est l'ozonation (modification allotropique de l'ozone par l'ozone). L'ozone a une activité bactéricide élevée et garantit une désinfection fiable de l'eau, même contre les bactéries responsables de la formation de spores. En raison de son fort pouvoir oxydant, l'ozone détruit les membranes et les parois des cellules. Le traitement final des eaux usées à l’ozone au stade final permet d’obtenir un degré de purification plus élevé et de neutraliser divers composés toxiques.

Des études sur l'évaluation toxicologique de l'ozonation ont montré l'absence d'effets négatifs de l'eau désinfectée sur l'organisme des animaux à sang chaud et des humains.

L'effet de l'ozonoflotation élimine l'utilisation de filtres après purification avant l'ozonation et réduit le coût du processus.

À l’heure actuelle, des ozoniseurs tubulaires de différentes conceptions sont utilisés dans la pratique nationale (les ozoniseurs de type OPT sont fabriqués par l’usine de génie chimique de Kurgan). Ils fonctionnent à une fréquence de 50 Hz. Les ozoniseurs sont équipés des contrôles nécessaires, blocs automatiques de compression d'air, sécheurs d'air, séparateurs d'eau, blocs automatiques à l'ozone ou avec ses solutions aqueuses, constitués de matériaux anticorrosion résistants - acier inoxydable, aluminium ou plastiques.

Les principaux facteurs qui entravent et limitent l'utilisation généralisée de l'ozone sont dus à son coût relativement élevé, qui est déterminé par la faible qualité des installations d'ozonateur de type industriel, un débit de 10 à 50 kg / h et une faible utilisation (50 à 70%) de l'ozone dans les conceptions existantes de robinets d'eau.

Désinfection par ultraviolets. La méthode proposée ne nécessite pas l'introduction de réactifs chimiques dans l'eau, n'affecte pas le goût et l'odeur de l'eau et agit non seulement sur la flore bactérienne, mais également sur les spores bactériennes. L'irradiation bactéricide agit presque instantanément et, par conséquent, l'eau qui a traversé l'installation peut immédiatement aller directement au système d'alimentation en eau en circulation ou au réservoir. Parmi les alternatives possibles à la chloration dans le schéma technologique du traitement des eaux usées, on peut préférer utiliser les rayons ultraviolets, car la désinfection avec leur aide n’a pas d’effet toxique sur les organismes aquatiques et n’entraîne pas la formation de composés chimiques malsains.

L’effet de la désinfection est basé sur l’effet des rayons ultraviolets d’une longueur d’onde comprise entre 200 et 300 nm sur les colloïdes protéiques et les enzymes du protoplasme des cellules microbiennes. L'effet bactéricide dépend de l'exposition directe aux rayons ultraviolets sur chaque bactérie. L'eau traitée avec les rayons ultraviolets doit avoir une transparence suffisante, car l'intensité de la pénétration des rayons UV dans les eaux polluées s'estompe rapidement, ce qui limite l'utilisation d'installations UV pour la désinfection des eaux usées. La désinfection de l'eau résulte de l'exposition photochimique de bactéries à l'énergie bactéricide ultraviolette émise par des lampes spéciales.

Les unités de désinfection UV sont équipées de deux types de lampes à mercure: haute et basse pression. L’avantage des lampes basse pression à base d’argon-mercure est que leur rayonnement principal coïncide avec l’énergie d’une action bactéricide maximale. Dans une décharge de mercure à basse pression (3–4 mmHg), environ 70% de la puissance totale rayonnée se situe dans la région ultraviolette.

Cependant, la consommation électrique relativement faible (15 à 60 W) limite leur utilisation dans les installations de faible capacité de désinfection de l’eau (jusqu’à 20-30 m3 / h).

Des études ont montré que des lampes à mercure à base d'argon à basse pression (appelées «bactéricides») et à haute pression à quartz de mercure peuvent être utilisées pour désinfecter l'eau.

Les lampes à haute pression (comparées aux lampes à basse pression) ont une puissance UV plus élevée, mais aussi une efficacité énergétique moindre du rayonnement. L'effet des installations UV sur les eaux usées dépend du type de lampe. Les lampes à haute énergie de rayonnement et à spectre «diffus» des ondes émises, ainsi que l’effet bactéricide, ont pour effet des effets oxydants. Le mécanisme de cet effet est la formation de radicaux libres et de peroxyde d'hydrogène au cours de la photolyse. La décomposition du peroxyde d'hydrogène dans les eaux usées s'accompagne de la formation de radicaux libres secondaires, de l'implication d'oxygène et d'ions métalliques dissous dans l'eau dans l'oxydation des polluants. Une conséquence négative du spectre «diffus» est le processus d'assombrissement intense des couches de quartz sous l'action du rayonnement, ce qui réduit l'efficacité et la durée de vie des lampes.

Les lampes à haute pression à quartz et à mercure (400-800 mm de Hg. Art.) Ont une consommation en énergie de 1000-2500 W et émettent une grande quantité d'énergie bactéricide concentrée. indicateurs. La durée de vie maximale autorisée de la lampe est réglée sur 4500-5000 heures de la durée réelle de combustion.

Sur la fig. 14.21 montre l'installation de la désinfection par ultraviolets. La conception de l'installation, baptisée "Lit", a été développée pour la désinfection de l'eau par l'effet combiné de l'irradiation UV et de l'ozone photo-optique. L'installation comprend un éjecteur de conception spéciale, installé à l'entrée de l'unité de désinfection, des canalisations avec vannes et un équipement de commande.

Fig. 14.21. Installation d'eaux usées de désinfection par ultraviolets

Lors du calcul des installations de désinfection de l'eau, l'intensité du rayonnement bactéricide doit être déterminée à une distance d'un mètre du centre des lampes. La valeur calculée du flux bactéricide des lampes doit être inférieure de 30% à la valeur nominale, car c'est précisément cette valeur qui atténue le flux à la fin de la durée de vie de la lampe. Il est nécessaire de prendre en compte le coefficient d’absorption d’eau du rayonnement bactéricide a, qui dépend des paramètres sanitaires et chimiques de l’eau traitée. L'absorption la plus importante est provoquée par la couleur de l'eau, tandis que la teneur en sels de dureté dans l'eau a un faible effet sur l'absorption lors du traitement de l'eau potable. La même chose peut être attribuée aux eaux usées, plus la contamination des matières en suspension et de la DBO est élevée, plus le coefficient d'absorption est bas, ce qui devrait être déterminé expérimentalement dans chaque cas.

Par exemple, pour une eau potable conforme à la norme GOST acceptée, le coefficient d'absorption de l'eau irradiée est utilisé pour les eaux profondes souterraines - 0,1 cm-1, pour les eaux de source, souterraines et d'infiltration - 0,15 cm-4, pour les eaux traitées de sources de surface - 0,3 cm-1.

La résistance des bactéries aux radiations est tout aussi importante lorsque les lampes bactéricides pour le traitement de l'eau sont des lampes. Les microorganismes présents dans l'eau présentent une résistance différente à l'action des rayons bactéricides. Le critère de résistance de divers types de micro-organismes peut être la quantité d'énergie bactéricide nécessaire pour un degré donné de désinfection de l'eau, exprimée par le rapport entre le nombre final de bactéries P et leur nombre initial P ° par unité de volume d'eau. Ce rapport s'appelle le degré de désinfection.

Le coefficient de résistance des bactéries irradiées caractérise la quantité d'énergie bactéricide et dépend du type de bactérie. L’effet de la désinfection de l’eau est déterminé par le nombre de bactéries survivantes d’Escherichia coli, car ils ont une résistance accrue aux rayons bactéricides par rapport aux bactéries pathogènes non sporulées. Le coefficient de résistance des bactéries irradiées en µW / cm2 est supposé être de 2500.

L'utilisation de sources de rayonnement bactéricide pour la désinfection de l'eau est possible à la fois lorsqu'elle est placée dans l'air au-dessus de la surface libre de l'eau irradiée, et lorsqu'elle est immergée dans de la couverture de quartz qui protège la lampe de l'influence de la température de l'eau.

L’expérience acquise dans l’exploitation d’installations UV à l’étranger a montré que les coûts d’exploitation les plus importants sont dus au remplacement des lampes UV et à leur nettoyage éventuel pendant la période de travail.

Autres méthodes de désinfection. Permanganate de potassium. Ce réactif interagit avec les substances organiques et inorganiques, ce qui empêche son action désinfectante. En conséquence, il se révèle être très inférieur à celui du chlore et de l'ozone. L'effet désinfectant du peroxyde d'hydrogène se manifeste également à fortes doses.

À la chaux Le chaulage est généralement utilisé en association avec l'élimination de l'azote ammoniacal des eaux usées par stripping. L'effet hygiénique nécessaire dans le traitement des eaux usées est obtenu en utilisant de fortes doses de réactifs, ce qui s'accompagne de la formation d'une énorme quantité de sédiment. Ce fait, ainsi que le coût élevé de la désinfection par cette méthode, limite considérablement l’utilisation du chaulage et le rend inacceptable pour une utilisation dans les petites, moyennes et grandes stations d’aération.

Ferrite de sodium. Un sel solide contenant du fer à l'état d'oxydation (+6) sert à la fois d'agent oxydant et de coagulant. C'est l'un des désinfectants inorganiques les plus efficaces, mais son utilisation est liée aux problèmes de synthèse d'un réactif et n'a pas quitté la phase de test de laboratoire. Un réactif peu commun est l'acide peracétique. Des tests pilotes en Angleterre ont montré son efficacité.

Désinfection par rayonnement. Les unités gamma du type RCHUND fonctionnent selon le schéma suivant: les eaux usées pénètrent dans la cavité du cylindre maillé du récepteur-séparateur, où les inclusions solides (bandages, coton, papier, etc.) sont soulevées par la vis, enfoncées dans le diffuseur et envoyées au bac de récupération. Ensuite, les eaux usées sont diluées avec de l’eau propre conditionnelle jusqu’à une certaine concentration et sont acheminées vers une unité gamma dans laquelle le processus de désinfection a lieu sous l’action du rayonnement gamma de l’isotope Co60. L'eau traitée est rejetée dans le système d'égout des eaux usées municipales.

Navigation:
Accueil → Toutes les Catégories → Traitement des eaux usées

Évacuation des eaux usées et évacuation dans l'eau

ELIMINATION DES EAUX USÉES

La désinfection des eaux usées a pour objectif de détruire les bactéries pathogènes qui y restent et de réduire les risques épidémiologiques lors de leur rejet dans les eaux de surface. Il est interdit de rejeter des eaux usées contenant des maladies infectieuses dans des plans d'eau. Les drains épidémiologiquement dangereux ne peuvent être rejetés dans le réservoir qu'après avoir été nettoyés et désinfectés. Le nombre de bâtons intestinaux positifs au lactose (indice LCP) dans les eaux usées ne doit pas dépasser 1 000 cellules / dm 3.

L’expérience acquise en matière de traitement des eaux usées a montré qu’au cours de la décantation primaire, le nombre total de bactéries diminuait de 30 à 40% et, après le stade du traitement biologique (sur des biofiltres ou des aérotanks), de 90 à 95%. Cela prouve la nécessité d'utiliser des méthodes spéciales de désinfection des eaux usées traitées pour assurer leur sécurité épidémiologique.

Les méthodes de désinfection de l'eau actuellement utilisées peuvent être divisées en deux groupes principaux: chimique et physique. Les méthodes chimiques comprennent l'oxydation et l'oligodynamique (exposition aux ions des métaux nobles); le chlore, le dioxyde de chlore, l'ozone, le permanganate de potassium, le peroxyde d'hydrogène, les hypochlorites de sodium et de calcium sont utilisés comme agents oxydants; aux méthodes physiques - traitement thermique, rayonnement ultraviolet, exposition aux ultrasons, irradiation par électrons accélérés et rayons γ. Le choix de la méthode de désinfection est effectué sur la base de données relatives au débit et à la qualité des eaux usées traitées, aux conditions d’approvisionnement et de stockage des réactifs et aux conditions d’alimentation en énergie, en présence d’exigences particulières.

14.1.1. Désinfection de l'eau de chloration

La méthode la plus répandue de chloration des eaux usées. L’effet bactéricide du chlore et de ses dérivés s’explique par l’interaction de l’acide hypochloreux et de l’ion hypochlorite avec des substances faisant partie du protoplasme des cellules bactériennes, qui en meurent. Cependant, certains types de virus résistent au chlore. Par chlore actif, on entend le chlore moléculaire dissous et ses composés - dioxyde de chlore, chloramines, chloromines organiques, hypochlorites et chlorates. En même temps, on distingue le chlore libre actif (chlore moléculaire, acide hypochloreux et ion hypochlorite) et le chlore lié actif, qui fait partie des chloramines. L'effet bactéricide du chlore libre est significativement supérieur à celui du lié. Le chlore est introduit dans les eaux usées sous forme de chlore gazeux dissous ou d'autres substances qui forment du chlore actif dans l'eau. La quantité de chlore actif injectée par unité de volume d'eau usée s'appelle la dose de chlore et est exprimée en grammes par I m 3 (g / m 3).

Conformément au SNiP 2.04.03-85, la dose estimée de chlore actif produisant un effet bactéricide doit être déterminée: après le traitement mécanique des eaux usées - 10 g / m 3; après traitement biologique incomplet - 5 g / m 3; après traitement biologique complet - 3 g / m 3. Le niveau de chlore résiduel ne devrait pas être inférieur à 1,5 g / m 3 et la période d’au moins 30 minutes. Le chlore ajouté aux eaux usées doit être soigneusement mélangé.

L’unité de désinfection de la station d’épuration comprend une installation permettant d’obtenir une solution contenant du chlore actif (eau de javel), un mélangeur d’eau de Javel avec de l’eau traitée et un réservoir de contact assurant la période nécessaire de désinfection.

Chloration avec du chlore liquide. Les usines fournissent du chlore dans des bouteilles pesant jusqu'à 100 kg et dans des récipients pesant jusqu'à 3 000 kg, ainsi que dans des citernes de chemin de fer d'une capacité de 48 tonnes; pour éviter l’évaporation, le chlore liquide est stocké sous une pression de 0,6 à 0,8 MPa.

Lorsque le chlore est dissous dans l'eau, son hydrolyse se produit:

Une partie de l'acide hypochloreux NSYU se dissocie avec la formation d'ion hypochlorite OC1 -, qui est une substance désinfectante.

La chloration au chlore liquide est la méthode la plus largement utilisée pour la désinfection de l’eau dans les grandes et moyennes installations de traitement de l’eau.

En raison de la faible solubilité du chlore liquide, le réactif entrant est pré-évaporé. Ensuite, le chlore gazeux est dissous dans une petite quantité d’eau, l’eau chlorée résultante est mélangée à l’eau traitée. Le dosage du chlore se produit dans la phase de la substance gazeuse, les distributeurs de gaz correspondants sont appelés chlorinateurs. Les chlorinateurs sont divisés en deux groupes principaux: la pression et le vide. Les électrolyseurs sous vide offrent une plus grande sécurité pour le personnel de l'électrolyseur. Des chlorinateurs à débit proportionnel et constant sont utilisés, ainsi que des chlorinateurs automatiques qui maintiennent une concentration donnée de chlore résiduel dans l'eau. Dans notre pays, les chlorinateurs à vide à débit constant du type "LONII-STO" les plus utilisés (Fig. 14.1). L'électrolyseur AHV-1000 d'une capacité de chlore de 2 à 12 kg / h est son analogue actuellement produit.

Fig. 74,7. Électrolyseur LONII-STO:

1 - cylindre intermédiaire; 2 - filtre; 3 - boîte de vitesses; 4 - manomètres;

5 - diaphragme de mesure; 6 - rotamètre; 7 - mélangeur; 8 - éjecteur; 9 - conduite d'eau chlorée; 10 - eau du robinet; 11 - débordement

La préparation d’une solution de chlore dans l’eau (eau chlorée) est réalisée en chloration (Fig. 14.2). Pour l'évaporation du chlore, le récipient ou le récipient est placé sur la balance, en fonction des indications permettant de déterminer la quantité de chlore liquide. La préparation d’eau chlorée a lieu dans le mélangeur. Le vide nécessaire est créé par l'éjecteur, à travers lequel l'eau chlorée est introduite dans le mélangeur, où elle est mélangée à l'eau traitée.

Fig. 742. Schéma technologique de la chloration:

1 - échelles; 2 - rack avec des cylindres; 3 - piège à poussière (cylindre intermédiaire);

4 - chlorinateur; 5 - éjecteur

La ferme de chlore est située dans un bâtiment séparé où les installations de chlore, d’évaporation, de chloration et les installations auxiliaires sont bloquées.

La salle de stockage de chlore est séparée du reste des locaux par un mur blanc sans ouverture. La capacité de stockage du chlore ne doit pas dépasser 100 tonnes Le chlore liquide est stocké dans un entrepôt dans des bouteilles ou des conteneurs, avec une consommation journalière de chlore supérieure à 1 tonne - dans des réservoirs d'une capacité allant jusqu'à 50 tonnes avec fourniture de chlore dans des réservoirs de chemin de fer.

L'entrepôt est placé dans un bâtiment au sol ou semi-submergé avec deux sorties des côtés opposés du bâtiment. À l'intérieur de l'entrepôt, il est nécessaire de disposer d'un conteneur contenant une solution neutralisante de sulfite de sodium pour permettre une immersion rapide des conteneurs ou des bouteilles d'urgence.

Dans la chloration, établissez des distributeurs de chlore avec les raccords et les canalisations nécessaires. La salle de chloration doit être séparée des autres salles par un mur blanc sans ouverture et comporter deux issues, l'une par le vestibule. Toutes les portes doivent s'ouvrir vers l'extérieur, la pièce doit être dotée d'une ventilation forcée avec entrée d'air du sol.

Les conduites d’eau chlorée sont en matériaux résistant à la corrosion. À l'intérieur, le pipeline est installé dans des canaux situés au sol ou sur des supports, à l'extérieur du bâtiment, dans des canaux souterrains ou dans des boîtiers en tubes résistant à la corrosion.

Utilisez des réactifs en poudre. Dans les petites stations et les stations d’épuration, il est recommandé d’abandonner le chlore liquide et d’appliquer des substances solides et pulvérulentes - chlore CaC120 et hypochlorite de calcium Ca (C10)2. Ces substances sont moins dangereuses à manipuler, le processus de préparation et d’administration est beaucoup plus simple, presque identique à celui du coagulant.

Produit commercial CaC120 ou Sa (C10)2 dissous dans un réservoir de mortier sous agitation mécanique. Le nombre de chars au moins deux. La solution est ensuite diluée dans le réservoir à une concentration de 0,5 à 1% et introduite dans l’eau à l’aide de distributeurs de solutions et de suspensions.

Étant donné le caractère corrosif de la solution, les réservoirs devraient être en bois, en plastique ou en béton armé; Les matériaux résistant à la corrosion (polyéthylène ou plastique vinylique) doivent également inclure les canalisations et les raccords.

Chloration de l'eau avec de l'hypochlorite de sodium. Dans les usines de traitement des eaux usées, où la consommation quotidienne de chlore ne dépasse pas 50 kg / jour et où le transport, le stockage et la préparation du chlore toxique sont difficiles, vous pouvez utiliser l'hypochlorite de sodium N3010 pour chlorer l'eau. Ce réactif est obtenu sur le site d'application en utilisant l'installation de l'électrolyse d'une solution de chlorure de sodium (Fig. 14.3).

Dans le réservoir de mortier, une solution №C1, proche de saturée, est préparée - 200–310 g / l. Des dispositifs mécaniques, des pompes de circulation ou de l'air comprimé sont utilisés pour le mélange.

Les électrolyseurs peuvent être de type fluide ou non fluide, les plus utilisés étant les derniers. Ils sont un bain avec un ensemble d'électrodes à plaques installées là. Les électrodes, en règle générale, graphite, attaché à une source de courant continu.

Fig. 14.3 Schéma d'installation pour la production d'hypochlorite de sodium par électrolyse:

1 - réservoir de mortier; 2 - pompe; 3 - té de distribution;

4 - réservoir de travail; 5 - flotteur de distribution; 6 - électrolyseur; 7 - parapluie de ventilation d'échappement; 8 - réservoir de stockage d'hypochlorite de sodium; 9 - source

À la suite de la réaction de l'acide hypochloreux avec de la soude caustique, il se forme de l'hypochlorite:

N3014 + НС10 -> ааСЮ + Н20

Au poste, vous devez avoir au moins trois électrolyseurs installés dans une pièce sèche et chauffée. Dans le bain d'électrolyse, il doit y avoir une tuyauterie pour le refroidissement à l'eau, un parapluie d'aération et de ventilation est installé au-dessus de l'électrolyseur pour éliminer les gaz dégagés. L'agencement à haute altitude de l'électrolyseur doit assurer l'alimentation de la solution de CU dans le réservoir de stockage par gravité. Le réservoir de stockage est placé dans une pièce ventilée. Le dosage de la solution d'hypochlorite dans l'eau est produit par un éjecteur, une pompe doseuse ou un autre dispositif d'alimentation en solutions et en suspensions.

Les mélangeurs d’eau chlorée avec de l’eau traitée se divisent en trois types: les collerettes (avec des débits jusqu’à 1400 m 3 / jour), les bacs à parshal (fig. 14.4) et les réservoirs à agitation pneumatique ou mécanique.

Les réservoirs à contact sont conçus pour fournir la durée estimée du contact des eaux usées traitées avec du chlore ou de l'hypochlorite de sodium. Ils sont conçus comme des

Fig. 14.4. Mélangeurs d 'eau chlorée: type a bourrelet; plateau de type b

décanteurs horizontaux primaires d’un montant d’au moins deux, sans racleurs, pendant la durée du séjour dans les eaux usées de 30 min. Ceci prend en compte le flux temporel des eaux usées dans le rejet. Plusieurs modèles typiques de réservoirs à contact ont été développés, la vue générale de l’un d’eux est illustrée à la Fig. 14.5 Dans les réservoirs en contact, il est prévu de retirer périodiquement (environ tous les 5 à 7 jours) les boues formées et de les transférer dans la chambre de réception des installations de traitement.

Fig. 14.5 Réservoir de contact pour la chloration des eaux usées:

1 - canalisation d'eau technique; 2 - conduite d'air comprimé;

3 - tuyau de drainage; 4, 5 - bacs d'alimentation et d'évacuation des eaux usées

14.1.2. Décontamination de l'ozone

Ozone (03) - modification allotropique de l'oxygène, le plus puissant des agents oxydants actuellement connus. Comme le chlore, l'ozone est un gaz hautement toxique et toxique. Cette substance instable s'auto-décompose en formant de l'oxygène.

Possédant un potentiel rédox élevé, l’ozone présente une activité réactive élevée vis-à-vis de divers types d’impuretés de l’eau, y compris des composés biodégradables et des micro-organismes. Lorsque l'ozone interagit avec les impuretés de l'eau, leur oxydation se poursuit. Un de ses avantages par rapport aux autres agents oxydants du point de vue de l'hygiène est son incapacité à effectuer des réactions de substitution (contrairement au chlore). Lors de l'ozonation, aucune impureté supplémentaire n'est ajoutée à l'eau traitée et la probabilité de formation de composés toxiques est considérablement plus faible que pendant la chloration.

L'effet bactéricide de l'ozone s'explique par sa capacité à perturber le métabolisme dans la cellule vivante du fait d'un changement d'équilibre dans la récupération des groupes sulfure en formes disulfure inactives. L'ozone est très efficace pour désinfecter les spores, les agents pathogènes et les virus.

L’intérêt de l’utilisation de l’ozone pour le traitement des eaux usées s’est manifesté du fait de son moindre danger potentiel pour les masses d’eau. L'ozone résiduel dissous dans l'eau se décompose complètement en

7— 10 min et n'entre pas dans l'étang. Lors du traitement de l'eau, il ne se forme pas de composés organohalogénés hautement toxiques. En règle générale, l’utilisation de l’ozone pour le traitement des eaux usées a un double objectif: assurer la désinfection et améliorer la qualité de l’eau traitée; De plus, les molécules d'ozone décomposées et n'ayant pas réagi enrichissent l'eau en oxygène dissous.

Dose approximative d’ozone pour la désinfection des eaux usées municipales ayant subi un traitement biologique complet -

8-14 g / m 3. Le temps de contact requis est d'environ 15 minutes. Si l'application de l'ozonation ne vise pas seulement la désinfection, mais également le post-traitement des eaux usées, il est possible d'augmenter la dose d'ozone et la durée du contact. Ainsi, lors de l'ozonisation des eaux usées municipales traitées biologiquement avec une dose d'ozone d'environ 20 g / m 3, en plus de la désinfection complète, la DCO de l'eau diminue de 40%, la DBO5 à 60–70, tensioactifs à 90%, taches d’eau à 60%, l’odeur disparaît presque complètement. Un grand nombre de facteurs influent sur la réaction de l'ozone dans l'eau et, par conséquent, sa dose est plus précisément déterminée expérimentalement.

Obtenir de l'ozone. L'ozone se décompose rapidement et n'est pas stocké, il est donc obtenu sur le lieu d'utilisation. Les dispositifs pour la production d'ozone sont appelés générateurs d'ozone ou ozoniseurs. Dans les conditions industrielles, l’ozone est produit par le passage d’un flux d’air ou d’oxygène entre deux électrodes, alimentées par un courant alternatif à haute tension (5-25 kV). Pour éviter la formation d'un arc électrique, une et parfois les deux électrodes sont recouvertes d'une couche diélectrique de même épaisseur (barrière diélectrique). Dans un tel système de décharge, une décharge corona (silencieuse) est formée.

Le principal schéma technologique d'ozonisation des eaux usées comprend deux unités principales: la production d'ozone et le traitement des eaux usées.

L'unité de production d'ozone (fig. 14.6) comprend quatre étapes: entrée d'air et compression; refroidissement; sécher et filtrer l'air; génération d'ozone.

Fig. 14.6. Schéma d'installation pour l'obtention d'ozone dans l'air:

1 - compresseur; 2 - récepteur; 3 - refroidisseur d'air; 4 - unité de drainage; 5 - générateur d'ozone; 6 - transformateur haute tension;

7 - tableau de commande électrique; 8 - mélange ozone-air dans la chambre de contact; 9.10 - arrivée et sortie d'eau de refroidissement

L'air atmosphérique est aspiré par une cheminée d'admission d'air, équipé d'un filtre grossier, puis alimenté en compresseurs par des refroidisseurs spéciaux, puis par des installations automatiques de séchage de l'air sur un gel adsorbant - gel de silice. L'air séché entre dans les unités de filtrage automatique, dans lesquelles l'air est finement nettoyé de la poussière. À partir des filtres, de l'air séché et purifié est fourni aux générateurs d'ozone.

L'ozone est injecté dans les eaux usées traitées de différentes manières: en faisant barboter de l'air contenant de l'ozone à travers une couche d'eau (la dispersion de l'air se fait à travers les filtres); en mélangeant de l'eau avec un mélange air-ozone dans des éjecteurs ou dans des mélangeurs mécaniques spéciaux à impulseurs.

Le choix du type de chambre de contact est déterminé par la consommation d'eau traitée et du mélange ozone-air, la période nécessaire de contact de l'eau avec l'ozone et le taux de réactions chimiques.

Caméras de contact. Les principaux types de chambres de contact pour le traitement de l'eau sont illustrés à la fig. 14.7.

La chambre de contact à barbotage à deux sections (Fig. 14.7, a) est la plus courante et est utilisée pour la désinfection.

Fig. 14.7. Caméras de contact:

un - bouillonnement en deux sections; b - une chambre équipée d'un injecteur;

c - caméra équipée d'une roue:

1 - alimentation en eaux usées; 2 - apport de mélange ozone-air;

3 - rejet d'eau traitée; 4 - libération de déchets ozone-air

des mélanges; 5 - injecteur; 6 - dispositif de roue

eaux usées et pour leur nettoyage en profondeur. Le mélange ozone-air est dispersé dans l'eau par des éléments filtrants, sous forme de plaques planes, de tuyaux ou de différents types de diffuseurs, à partir de matériaux poreux à base de céramique, de céramique métallique et de plastique. Ils fournissent des bulles de gaz d'un diamètre de 1-4 mm. Les chambres de contact à bulles peuvent être simples ou à plusieurs étages.

Sur la fig. 14.7, 6 montre un exemple de chambre de contact avec une injection d'un mélange air-ozone avec de l'eau usée sous pression. L'émulsion eau-gaz est fournie par un injecteur au fond de l'appareil de contact, d'où elle s'élève avec l'eau traitée.

Les chambres de contact équipées d'un malaxeur - turbine (Fig. 14.7, c) sont généralement utilisées pour de petites quantités d'eau. Le mélange ozone-air est acheminé vers la zone d’aspiration de la turbine, ce qui le décompose en petites bulles et le mélange à l’eau traitée. L'émulsion eau-gaz passe dans la partie supérieure de la colonne et est à nouveau capturée par la turbine. Cela garantit une recirculation multiple du débit d'eau et une répartition uniforme des bulles de gaz dans tout le volume du réacteur.

La quantité d'ozone non utilisée dans le processus de traitement de l'eau peut être comprise entre 2 et 8%. Afin d'éviter le rejet d'ozone n'ayant pas réagi dans les dispositifs de contact du système d'échappement du mélange ozone-air, il est prévu d'installer des destructeurs d'ozone résiduels. Les destructeurs thermiques et catalytiques les plus courants. La méthode thermique est basée sur la capacité de l’ozone à se décomposer rapidement à haute température. Dans l'appareil de destruction thermique de l'ozone, le gaz à traiter est chauffé à une température de 340 à 350 ° C et maintenu pendant 3 secondes. La méthode de décomposition catalytique thermique repose sur la décomposition rapide de l'ozone en oxygène et en oxygène atomique à une température de 60 à 120 ° C en présence de catalyseurs.

14.1.3. Désinfection UV

La méthode non réactive la plus répandue pour la désinfection des eaux usées est l’utilisation de rayons ultraviolets (UV) bactéricides qui affectent divers micro-organismes, notamment les bactéries, les virus et les champignons.

L’effet désinfectant des rayons UV est dû aux dommages irréversibles causés aux molécules d’ADN et d’ARN des microorganismes dans les eaux usées, en raison des effets photochimiques de l’énergie radiante, qui implique la rupture ou la modification des liaisons chimiques de la molécule organique résultant de l’absorption de l’énergie de radiation.

Le degré d'inactivation des microorganismes par le rayonnement UV est proportionnel à son intensité / (MW / cm 2) et au temps d'exposition T (s). Le produit de ces quantités est appelé dose de rayonnement D (mJ / cm 2) et constitue une mesure de l’énergie bactéricide conférée aux micro-organismes.

Lors de la conception d'équipements de désinfection UV des eaux usées, la dose de rayonnement est absorbée à au moins 30 mJ / cm 2.

Aspects sanitaires et technologiques positifs de l’utilisation des rayons UV pour la désinfection des eaux usées: temps de contact court, exclusion de la formation de produits toxiques et cancérigènes, absence de biocide prolongé ayant des effets négatifs sur le récepteur des eaux usées. Pas besoin de stocker des matières dangereuses et des réactifs. Les installations de désinfection par rayonnement ultraviolet sont faciles à automatiser et à démarrer rapidement, elles sont assez faciles à entretenir.

Cette méthode de désinfection s’applique surtout aux stations d’épuration des eaux usées de petite capacité (jusqu’à 20 000 m 3 / jour). Les installations UV sont efficaces pour la désinfection des eaux usées ayant fait l’objet d’un traitement ou d’une purification biologique de haute qualité sur des filtres à grains grossiers, car la présence de matières en suspension réduit considérablement l’effet bactéricide.

En tant que sources de rayonnement ultraviolet, des lampes spéciales à mercure-quartz et à mercure-argon avec verre spécial sont utilisées qui, en raison de l'absence d'oxydes de Fe203, Cr203, Avoir203 et les sulfures de métaux lourds qui absorbent les rayons UV ont une grande transparence dans le spectre UV. Les lampes basse pression consomment de 2 à 200 W et leur température de fonctionnement de 40 à 150 ° C, tandis que les lampes à haute pression ont une puissance de 50 à 10 000 W à une température de fonctionnement de 600 à 800 ° C.

Pour la désinfection des eaux usées, utilisez le type à pression libre et débit d’installation, qui, à leur tour, sont fournis avec une source de rayonnement submergée (lampes) et non immergés.

Dans notre pays, les équipements sous pression de la série UDV (NPO “LIT”) sont fabriqués dans une usine de désinfection de l’eau d’une capacité de 6 à 1 000 m3 / h et d’une dose d’exposition de 45 mJ / cm 2. Dans les installations, des lampes bactéricides à basse pression de type DB-75-2 ayant une durée de vie de 12 000 h (1,5 ans) sont utilisées. Sur la fig. 14.8 L'installation UDV-6/6 d'une capacité de 6 m 3 / h est présentée. Des équipements sont également produits pour des unités de plus grande capacité de type à flux libre.

Fig. 14.8. Unité de désinfection d’eau par UV UDV-6/6:

1 - modules UV-pamp; 2 - alimentation de lampe; 3 - panneau de contrôle d'installation;

4 - évacuation adaptée de l'eau traitée; 5 - raccord pour l'alimentation en eau usée;

6 - raccords pour connecter l'installation de lavage des lampes à l'acide;