Traitement des eaux usées à partir de matières en suspension

Le traitement des eaux usées est un ensemble de mesures prises pour éliminer la pollution contenue dans les eaux usées domestiques et industrielles. En règle générale, ce nettoyage est effectué dans des installations CBS.

La purification est réalisée en plusieurs étapes:

• désinfection des eaux usées.

Stade mécanique

À ce stade, le traitement préliminaire des eaux usées s’écoulant dans la station d’épuration. Lorsque cela se produit, non seulement leur préparation pour le traitement biologique, mais également la rétention de diverses impuretés insolubles.

Les structures utilisées dans le traitement mécanique des eaux usées comprennent:

Pour la rétention des principaux contaminants d’origine minérale et organique, tout d’abord, on utilise des caillebotis et, si nécessaire, un tamisage plus complet des différentes impuretés grossières. La largeur maximale de chacune des ouvertures de la grille ne dépasse pas 16 mm. Les déchets générés sur les réseaux sont soit broyés et envoyés avec les sédiments restants de la station de traitement des eaux usées pour le traitement en commun, soit acheminés vers des endroits spéciaux où les déchets ménagers industriels et solides sont traités.

Ensuite, les eaux usées passent dans des pièges à sable spéciaux sur lesquels sont déposées par gravité les petites particules (laitier, sable, bris de verre, etc.), puis dans des pièges à graisse, où les substances hydrophobes sont éliminées de la surface de l'eau par flottation. Le sable formé sur les pièges à sable est généralement stocké ou utilisé dans les travaux routiers.

La technologie membranaire, qui est récemment la méthode la plus prometteuse pour le traitement des eaux usées, est utilisée en combinaison avec les méthodes traditionnelles pour le traitement des eaux usées très profondes et leur retour au cycle de production.

Après cette purification pour la séparation ultérieure des solides en suspension, de l'eau est introduite dans les réservoirs de sédimentation primaires. Dans ce cas, la DBO est réduite à 20-40%.

Grâce au nettoyage mécanique, la quantité de pollution minérale est réduite de 60 à 70% et la DBO - de 30%. De plus, la réalisation de cette étape de purification est très importante pour l’établissement d’un mouvement uniforme de l’effluent (leur mise en moyenne), ce qui permet d’éviter des fluctuations significatives du volume des eaux usées lors de la prochaine étape biologique.

Stade biologique

À ce stade, il se produit une dégradation de la composante organique des déchets par des microorganismes (protozoaires, bactéries), une minéralisation de l'eau, une élimination du phosphore et de l'azote organique et une réduction de la DBO5. On peut utiliser des microorganismes non seulement aérobies, mais aussi anaérobies.

Le traitement biologique peut être effectué de plusieurs manières, mais les boues activées (aérotanks), les digesteurs (fermentation anaérobie) et les biofiltres sont considérés comme les plus élémentaires.

Dans les bassins de sédimentation primaires, qui sont drainés à ce stade, il y a un dépôt de matière organique en suspension. Les bassins de décantation sont des bassins en béton armé d'une profondeur de cinq mètres et d'un diamètre de 40 à 54 mètres. Des drains se trouvent au fond de leur centre, puis les sédiments s'accumulent dans la fosse centrale, et un flotteur spécial situé au-dessus de cette dernière entraîne toute la pollution lumineuse dans le bunker.

En outre, après les réservoirs d’aération et les clarificateurs primaires, une seconde ligne de clarificateurs est installée, y compris ilosos. Grâce à leur aide, les boues actives sont éliminées du fond des clarificateurs des stations d’épuration des effluents ménagers et industriels.

Stade physico-chimique

À l’heure actuelle, grâce à l’utilisation de systèmes d’alimentation en eau en circulation, l’utilisation de méthodes physico-chimiques de traitement des eaux usées a considérablement augmenté, notamment les suivantes:

• échange ionique, nettoyage électrochimique;

• évaporation, évaporation et cristallisation ultérieures.

Ces méthodes sont utilisées pour nettoyer diverses impuretés dissoutes et particules en suspension.

Désinfection des eaux usées

Avec l'aide des installations d'irradiation ultraviolette, la désinfection finale des eaux usées destinées à être déversées dans un étang ou sur le terrain est effectuée. De plus, en plus du rayonnement ultraviolet, un traitement au chlore est effectué pendant 30 minutes pour désinfecter les eaux usées traitées.

Le chlore a longtemps été utilisé comme désinfectant principal dans de nombreuses stations d’épuration. Mais comme le chlore est un produit chimique très toxique et peut constituer un grave danger pour l’environnement, les usines de traitement pour la désinfection des eaux usées ont commencé à envisager des options pour d’autres réactifs: désaveu, hypochlorite et ozonation.

Traitement d'eau mobile

Outre les stations d’épuration fixes, il existe des stations d’épuration mobiles. Ils sont utilisés dans les cas où il est nécessaire d'éliminer une petite quantité d'eaux usées, ou cela devrait être fait par intermittence. En règle générale, cet appareil comprend un barboteur, un filtre à charbon, un réservoir de décontamination et une pompe de circulation.

Recyclage thermique

Malheureusement, le nettoyage chimique et mécanique peut ne pas donner les résultats souhaités. Ensuite, une autre méthode consiste à utiliser l’utilisation thermique des effluents de traitement, au cours de laquelle les eaux usées sont brûlées dans des fours ou des brûleurs. En Russie, la méthode du feu est largement utilisée - fiable, polyvalente et relativement peu coûteuse.

Son essence réside dans le fait que des eaux usées à l'état finement dispersé sont injectées dans la torche formée lors du processus de combustion de combustibles liquides ou gazeux. Simultanément, l'eau s'évapore et diverses impuretés nocives brûlent.

Le système d'égout de toute maison est l'un des principaux systèmes de survie. L'absence d'un tel système dans une maison de campagne rend sa vie inacceptable et peu confortable.

Traitement mécanique des eaux usées

Traitement mécanique des eaux usées

Classification des eaux usées dans les eaux industrielles

Les eaux usées en tant que ressource d'approvisionnement en eau industrielle peuvent être divisées en plusieurs groupes en fonction de l'efficacité de leur utilisation pour le traitement de l'eau.

Le premier groupe devrait comprendre les eaux usées avec une minéralisation jusqu’à 3 kg / m 3, ne contenant pas de polluants organiques ni de substances organiques, pouvant être éliminées par sorption sur les hydroxydes d’aluminium et de fer lors de la purification de l’eau avec des coagulants ou adsorber des charbons actifs, des résines polymères et autres matériaux développés. porosité et surface. Ces eaux usées, après purification des substances organiques, peuvent être dessalées par des méthodes d'échange d'ions.

Il est conseillé de se référer au deuxième groupe d'eaux usées avec une minéralisation de 3 à 10-15 kg / m 3. Les méthodes d'électrodialyse et d'osmose inverse conviennent au dessalement de ces eaux usées, mais elles ne peuvent être appliquées qu'après purification de l'eau à partir de substances organiques, de cations de dureté et de fer. Ces méthodes de dessalement de l’eau n’ont pas encore trouvé d’application dans des installations d’une puissance suffisante. Cependant, des succès ont été enregistrés dans ce domaine, ce qui permet d'espérer la création de telles installations dans les prochaines années.

Le troisième groupe devrait comprendre les eaux usées ayant une salinité supérieure à 15 g / l, le dessalement n'étant possible que par des méthodes thermiques. Pour protéger l'environnement extérieur, il est parfois nécessaire d'utiliser de telles méthodes de déminéralisation des eaux usées, mais le coût de leur mise en œuvre fait que l'utilisation des eaux usées du troisième groupe comme ressource pour le secteur de l'approvisionnement en eau n'est pas très prometteuse.

À ce jour, développé plusieurs façons de nettoyer les déchets industriels. La différence entre ces méthodes réside à la fois dans la nature sous-jacente des processus et dans les paramètres technologiques.

Il existe trois méthodes principales de traitement des eaux usées: physico-chimique, mécanique et biologique. Les méthodes mécaniques de traitement des eaux usées comprennent le filtrage, la sédimentation et les inondations par flottation.

Un prétraitement des eaux usées entrant dans la station d'épuration est effectué afin de les préparer au traitement biologique. Au stade mécanique, les impuretés insolubles sont retenues.

Installations de traitement mécanique des eaux usées:

treillis (ou UFS - dispositif de filtrage autonettoyant) et tamis;

Pour la détention de grande pollution d'origine organique et minérale sont utilisés treillis et pour un isolement plus complet des impuretés grossières - tamis. La largeur maximale des glandes à mailles est de 16 mm. Les décharges des réseaux sont soit broyées et envoyées pour traitement conjoint avec les sédiments des stations d’épuration, soit vers des lieux de traitement des déchets ménagers et industriels solides.

Puis les drains traversent des pièges de sable, où est le dépôt de petites particules (sable, laitier, bris de verre, etc.) sous l'action de la gravité, et pièges à graisse, dans lesquels les substances hydrophobes sont éliminées de la surface de l'eau par flottation. Le sable des pièges à sable est généralement stocké ou utilisé dans les travaux routiers.

Récemment technologie membranaire devient un moyen prometteur pour le traitement des eaux usées. Le traitement des eaux usées à l'aide de la technologie à membrane progressive est utilisé en combinaison avec les méthodes traditionnelles pour un traitement plus en profondeur des eaux usées et leur retour dans le cycle de production.

Les eaux usées ainsi traitées sont transférées dans le primaire fosses septiques pour l'isolement des substances en suspension. Réduction DBO est 20–40%.

Grâce au nettoyage mécanique, jusqu’à 60–70% des impuretés minérales sont éliminées etDBO5 réduit de 30%. En outre, l'étape de traitement mécanique est importante pour créer un mouvement uniforme des eaux usées (calcul de la moyenne) et permet d'éviter les fluctuations du volume des eaux usées au stade biologique.

Le procédé de dépôt peut être utilisé, par exemple, pour purifier les eaux usées des solides en suspension. La filtration des eaux usées à l'aide de cette méthode peut être organisée de deux manières différentes: soit sous l'action de la gravité - lors de la décantation des eaux usées, soit sous l'action de la force centrifuge. Les installations d'épuration des eaux usées par de tels procédés peuvent en règle générale éliminer les suspensions insolubles de plus de quelques millimètres. Lors du filtrage des eaux usées, on utilise souvent des fosses septiques à plusieurs étages. Dans ce cas, les eaux usées partiellement traitées au premier étage sont acheminées dans les fosses septiques suivantes sous pression.

La méthode de flottation est une autre méthode de purification des eaux usées industrielles et des eaux polluées d’autres origines à partir de substances grossières. L'essence de cette technique est le transfert de polluants à la surface des eaux usées traitées à l'aide de bulles d'air. À la suite de la flottation, des formations de mousse contenant des polluants sont ensuite formées, qui sont ensuite éliminées par des racleurs spéciaux. Les bulles d'air pour la flottation peuvent être obtenues par des moyens mécaniques - en utilisant des turbines ou des buses, en utilisant la flottation électrostatique de l'eau et d'autres manières.

La méthode la plus largement utilisée actuellement pour purifier les eaux usées des agents grossiers est le processus de filtration des déchets à travers des matériaux poreux ou des grilles avec la classification spatiale de filtration requise. Le traitement des eaux usées utilisant ces procédés est important si une eau recyclée est nécessaire. Schéma du traitement mécanique des eaux usées du nœud

B - décanteur horizontal,

I - eaux usées provenant de la production,

II - boues déposées sur la grille

III - eau pour purification ultérieure,

IV - piège à sable,

V - eau pour traitement tertiaire dans le puisard,

VI - boues de vidange,

VII - eau dans le filtre,

VIII - illuminateur de boues

IX - eaux usées issues de la production de catalyseur d'hydrocraquage en tant que coagulant,

X - eau sur le filtre,

XI - filtre à sédiments

XII - eau pour purification ultérieure.

Structures de décantation et de coagulation de suspensions et de colloïdes d'eaux usées industrielles

Pour éliminer les substances en suspension des eaux usées en utilisant la méthode de sédimentation, un appareil à action périodique et continue est utilisé. Les bassins de sédimentation périodiques conviennent à de petits volumes d'eaux usées ou à leur écoulement périodique. Ce sont généralement des réservoirs en métal ou en béton armé à fond conique, à partir desquels l'eau est recueillie par décantation à l'aide d'un siphon ou de gouttières spéciales. Les sédiments provenant de ces bassins de décantation sont le plus souvent retirés manuellement. Les dimensions des fosses septiques à action périodique sont déterminées par le débit des eaux usées et les propriétés hydrodynamiques de la suspension précipitée.

Le schéma général du traitement biologique des eaux usées est illustré à la Fig. 1, 2. Le traitement mécanique des eaux usées peut être effectué de deux manières.

La première méthode consiste à filtrer l'eau à travers les grilles et les tamis, ce qui entraîne la séparation des particules solides. La deuxième méthode consiste à déposer de l’eau dans des fosses septiques spéciales, ce qui entraîne la déposition de particules minérales au fond.

Les eaux usées du réseau d'égout sont d'abord acheminées vers les grilles ou les tamis, où elles sont filtrées, et les principaux composants - chiffons, déchets de cuisine, papier, etc. - sont conservés. Détenus par des caillebotis et des filets, les gros composants sont enlevés pour la désinfection.

Les pièges à sable protègent les bassins de décantation de la contamination par des impuretés minérales. La conception des pièges à sable peut être différente et dépend du nombre d'eaux usées entrantes. Après les pièges à sable, les eaux pénètrent dans les bassins de décantation primaires, où se déposent les particules en suspension insolubles d’origine organique et minérale. Les pièges à sable sont horizontaux, verticaux et fendus.

Les pièges à sable horizontaux et verticaux sont utilisés dans les usines de traitement des eaux usées et les canaux enterrés. Les pièges à sable horizontaux et verticaux conviennent si le volume d'eau domestique et fécale dépasse 300 m 3 / jour. Les pièges à sable sont conçus en deux sections, de sorte qu'au moins une section fonctionne pendant la réparation et le nettoyage du sable, même en cas de surcharge temporaire.

Dans un récupérateur de sable horizontal, le processus de sédimentation du sable et d'autres particules d'origine minérale s'effectue avec le mouvement horizontal d'un fluide à une vitesse de 0,1 m / s. Dans les pièges à sable verticaux, la sédimentation se produit pendant la période de montée du fluide à une vitesse de 0,05 m / s. Le choix de l'un ou l'autre type de piège à sable dépend de la configuration de hauteur totale de la structure.

Les fosses septiques constituent le type principal et le plus courant d’usine de traitement. Des particules en suspension non dissoutes d'origine organique et minérale s'y déposent. Les fosses septiques sont à mouvement horizontal de l'eau - horizontal et à mouvement vertical de l'eau - vertical.

À débit élevé d'eaux usées, on utilise des pionniers à action continue. Lorsque le débit des eaux usées ne dépasse pas 50000 m 3 / jour, utilisez des puisards verticaux. Les eaux usées sont acheminées par le plateau et le tuyau central dans la partie inférieure du puisard. L'eau qui sort du tube central monte vers les bacs de collecte et le bac d'évacuation. Au cours du mouvement des «eaux usées, des matières en suspension en tombent dont le poids spécifique est supérieur au poids spécifique de l'eau. Les bassins de décantation sont calculés pour un débit donné Q et le temps de décantation t, déterminés à partir des résultats des expériences de décantation de ce liquide résiduaire ou d'un liquide similaire

En outre, il existe des puisards radiaux dans lesquels l'eau se déplace dans une direction radiale. Le calcul des bassins de sédimentation pour les eaux domestiques et fécales est effectué avec le plus grand débit d'eaux usées.

Les fosses septiques peuvent être primaires et secondaires. Les fosses septiques primaires sont installées avant les installations de traitement biologique, et les autres sont installées pour la clarification secondaire de l'eau après les installations de traitement biologique. Après les biofiltres, les décanteurs secondaires sont simultanément en contact. Si les conditions locales permettent le rejet des eaux usées après les premiers réservoirs de sédimentation dans des plans d'eau, le schéma de nettoyage mécanique doit prévoir une désinfection (chloration) dans le réservoir de contact.

Les sédiments obtenus dans les bassins de décantation primaires, pourrissent, puis sont séchés dans des zones spécialement désignées et utilisés comme engrais agricole. Les clarificateurs verticaux peuvent avoir un plan rectangulaire ou circulaire.

Les décanteurs ronds les plus couramment utilisés, qui sont des réservoirs à fond conique découpé. Un tuyau est installé au centre du puisard à travers lequel les eaux usées s'écoulent au fond du puisard. Disposez des gouttières préfabriquées à la périphérie du puisard. La sédimentation de la suspension dans le puisard est réalisée lorsque l'eau usée est évacuée du parapluie et du tuyau central et s'élève à une vitesse de 0,7 mm / s. Les sédiments formés dans le puisard sont éliminés par un tuyau de boue sous l'action d'une colonne d'eau.

Les réservoirs de sédimentation horizontaux sont des réservoirs dont la longueur est de 4 à 5 fois leur largeur. Ils sont principalement constitués de béton armé, de brique, de pierre et d'autres matériaux imperméables. Les réservoirs ont une pente vers la fosse, qui est disposée au début du puisard (pour l'écoulement de l'eau). Cette conception fournit la sédimentation la plus intensive de la suspension.

Pour une répartition uniforme du débit des eaux usées sur toute la largeur du puisard au début et à la fin des gouttières de la combinaison. Pour répartir le liquide sur toute la profondeur du décanteur, un tableau de répartition est installé à une certaine profondeur au début. Pour éviter les substances qui flottent à la surface du liquide, un panneau flottant est installé à l'extrémité du puisard.

Dans les grands bassins de décantation, des racloirs mécaniques sont installés pour éliminer les sédiments. Ces sédiments sont ensuite introduits dans la fosse et sont ensuite éliminés par un tuyau à boues. Les puisards radiaux sont un type d’horizontale. Dans le plan, ce sont des réservoirs ronds en béton armé dans lesquels le fluide se déplace dans une direction horizontale-radiale du centre vers la périphérie.

L'eau pénètre dans le tuyau de distribution central et est collectée dans un bac périphérique. Dans les décanteurs de ce type, la modification de la section de travail est bien combinée à la dynamique de sédimentation de la suspension. La section du séparateur du tube central au plateau périphérique augmente progressivement.

L’effet habituel de la clarification des eaux usées dans les décanteurs primaires n’excède pas 60% et l’élimination des particules en suspension dépasse 100-150 mg / l, ce qui crée des conditions défavorables pour un traitement biologique ultérieur des eaux usées. Pour une efficacité accrue de la clarification des eaux usées, des filtres pondérés sont utilisés (de la même manière que la clarification de l’eau potable). Dans les clarificateurs à filtre pondéré, il se produit une coagulation mutuelle des particules en suspension ou une floculation.

Les eaux usées polluées étant un système dispersé dans lequel les grosses particules, associées à de petites particules, accélèrent la coagulation, le défi consiste à créer des conditions optimales pour la coagulation des eaux usées. Pour ce faire, effectuez une aération préliminaire des eaux usées dans des aérateurs ou dans des biocoagulateurs.

Les aérateurs et les biocoagulateurs sont des structures dans lesquelles les processus de coagulation sans réactif et de floculation des impuretés avec une quantité excessive de boues sont mis en oeuvre lorsque de l'eau est soufflée avec de l'air comprimé.

Les aérateurs sont des réservoirs rectangulaires avec des séparations pour allonger les voies de circulation des eaux usées. Les aérateurs servent à augmenter le degré de clarification des eaux usées dans les fosses septiques, à éliminer les graisses liquides des eaux usées et à préparer le traitement biologique des eaux usées.

L'aération consiste à souffler de l'eau usée avec de l'air pendant 10 à 30 minutes en présence de boues actives provenant de décanteurs secondaires. L'air est alimenté par le dessous par des trous dans les tuyaux ou par des filtres.

Un biocoagulant est un bassin de décantation vertical ou horizontal avec une zone de décantation annulaire et une chambre centrale de biocoagulation, dans lequel une quantité excessive de boues actives est mélangée et en contact avec les eaux usées. Afin de réduire la consommation d'air, la boîte de biocoagulation centrale, dans les coins, contient quatre boîtes triangulaires et des boîtes horizontales avec plaques filtrantes sont installées à une profondeur de 2,5 à 3,0 m.

Un mélange d’eau avec un excès de boues activées est alimenté par un plateau d’alimentation pour le tube central. L'eau d'égout est injectée dans le biocoagulateur en dessous des plaques filtrantes pour éviter l'encrassement avec de grandes impuretés. La concentration en boues activées est d’environ 7 g / l et sa quantité doit représenter environ 1% du débit d’eaux usées.

L'air comprimé est fourni aux plaques filtrantes. En utilisant de l'air comprimé, mélangez les boues activées avec les eaux usées et maintenez les boues en suspension. L'intensité de l'aération est maintenue dans la plage de 1,8 à 2,0 m 2 / h.

L'air barbelé par l'air acquiert le sens de circulation de la circulation le long des quatre conduits de circulation installés dans les coins de la chambre de biocoagulation. La boîte est plus courte que les murs qui bloquent la chambre de biocoagulation. Dans la zone de décantation annulaire du biocoagulateur, entre la chambre centrale et les parois extérieures, une couche suspendue de boues activées est créée, dont le niveau dépend du débit des eaux usées.

La couche pondérée favorise la coagulation des contaminants, permet d'égaliser le taux de montée de l'eau dans la zone de décantation et d'éliminer la directionnalité du flux de fluide vertical habituel pour les décanteurs verticaux. L'eau filtrée à travers une couche suspendue d'eau déborde à travers un déversoir périphérique dans le bac collecteur. Avant le plateau de périphérique, réglez la carte, ce qui empêche l’élimination des particules en suspension. Les boues compactées sont éliminées par un tuyau de boues sous pression hydrostatique après l'ouverture de la vanne.

Le traitement mécanique des eaux usées doit simplement être effectué. Il prépare lentement les eaux usées à un traitement biologique ultérieur. Si vous négligez un processus aussi important et responsable, vous risquez alors de ne pas atteindre le résultat maximal en cours de traitement biologique. Le principe du nettoyage mécanique est qu'à ce stade toutes les substances insolubles solides et les impuretés pouvant endommager les équipements et installations de nettoyage ultérieurs sont éliminées de l'effluent.

Protection des masses d'eau

La pollution de l'eau est devenue un phénomène diversifié et répandu. Les principaux polluants sont les déchets industriels, les ordures ménagères et les eaux usées, les eaux usées utilisées dans divers processus technologiques, notamment le refroidisseur, l'eau, etc. Séparément, il est nécessaire de prendre en compte la pollution des zones d'eau par les navires.

Comme mentionné ci-dessus, la protection des masses d’eau devrait reposer sur le développement et l’introduction généralisée de technologies permettant d’économiser l’eau et de systèmes fermés d’alimentation en eau. Le système "réservoir - consommateur - nettoyage - évacuation dans un réservoir" devrait être remplacé par:

- utilisation de l'eau dans un système unique: "prise d'eau - consommateur - nettoyage - préparation - réutilisation par le consommateur";

- l'épuration des eaux polluées est destinée à la régénération de l'eau et les polluants sont recyclés en matières premières secondaires.

Le traitement de l'eau, en fonction des processus intervenant dans la station d'épuration, est divisé en deux parties: mécanique, physico-chimique et biologique.

Le nettoyage mécanique retient les impuretés non dissoutes (parfois appelée clarification de l'eau) et consiste à filtrer, décanter, séparer les particules dans le champ des forces centrifuges et filtrer.

La filtration est réalisée en faisant passer un courant d'eau à travers les grilles, les tamis et les collecteurs de fibres. Les treillis sont constitués de tiges métalliques avec un intervalle de 5,25 mm; L'élimination des boues est généralement effectuée mécaniquement à l'aide de divers dispositifs, par exemple des râteaux verticaux et rotatifs. Les tamis ont des cellules carrées plus petites. Les concasseurs à treillis, qui ont des tambours à mailles dans leur appareil, ramassent de gros solides en suspension et les écrasent, ce qui simplifie le traitement des boues ultérieures. Pour séparer les substances fibreuses des eaux usées, en particulier dans les entreprises de pâtes et papiers et de textiles, on utilise des capteurs dont le principe d’action repose sur la filtration au moyen de disques coniques perforés ou de grilles d’entraînement recouvertes d’une couche de masse fibreuse.

La sédimentation est basée sur la sédimentation libre (dans certains cas, l’ascension) d’impuretés de densité supérieure (ou inférieure) à la densité d’eau.

Les dispositifs de décantation sont des réservoirs de sédimentation, des pièges à sable, des pièges à graisse. La vitesse de décantation (ou de montée) libre des impuretés sur laquelle est fondé le calcul des dispositifs de nettoyage est de (m / s):

où g est l'accélération de la gravité; d, est le diamètre moyen d'une pièce, m; rch et va - la densité de particules et d'eau, kg / m 3; C est la viscosité dynamique de l’eau, Pa / s.

Les pièges à sable sont utilisés pour nettoyer les eaux usées des particules insolubles lourdes: sable, tartre, métal et autres grains de plus de 0,25 mm. Le sens de déplacement des eaux usées peut être rectiligne et circulaire dans un bac à sable horizontal. En outre, il existe des pièges à sable verticaux et aérés.

Les fosses septiques servent à nettoyer les eaux usées des particules mécaniques de plus de 0,1 mm et des particules de pétrole; de manière constructive, ils sont horizontaux, radiaux, combinés.

Les impuretés spécifiques sont éliminées par des dispositifs spéciaux: graisse; l'huile; l'huile; Smolouloviteli.

Pour le dépôt de particules solides d’écoulement d’eau dans le domaine des forces centrifuges, on utilise des hydrocyclones ouverts et à pression et des centrifugeuses. Les hydrocyclones ouverts appliquent des vitesses de refroidissement supérieures à 0,02 m / s; à des vitesses de sédimentation inférieures, des cyclones à pression sont utilisés; Les centrifugeuses servent à nettoyer de grandes quantités d’eau.

Les stations de nettoyage mécaniques incluent une technologie à plusieurs étages; Pour plus d'efficacité, divers produits chimiques sont introduits dans les décanteurs, principalement des coagulants, qui grossissent les particules et forment des flocons, notamment des impuretés partiellement dissoutes. Parmi ces substances, le sulfate d'aluminium, le chlorure ferrique, le sulfate ferreux, la chaux, etc.

La filtration est destinée au traitement des eaux usées provenant d'impuretés mécaniques fines. Les filtres sont principalement utilisés dans deux types: granulaires et microfiltres. Les premiers possèdent des buses de matériaux poreux non liés, tels que le sable, le gravier, les copeaux de marbre, les particules de shungizite, la mousse de polyuréthane, etc., utilisés dans les microfiltres.

La combinaison de filtres et de forces centrifuges est utilisée dans les filtres séparateurs. Ainsi, les filtres contenant des particules de mousse de polyuréthane, qui ont une grande capacité d'absorption d'huile, sont facilement nettoyés par la force centrifuge. Par conséquent, dans le filtre séparateur, l'épuration de l'eau est réalisée successivement, puis la régénération du filtre lui-même.

Les méthodes de nettoyage physico-chimiques sont très diverses et très efficaces. ceux-ci, en plus de la coagulation discutée ci-dessus, incluent: purification des réactifs (neutralisation, chloration, ozonation, ioagulation, etc.), extraction, flottation, sorption, évaporation, méthodes électrochimiques et d'échange d'ions, hyperfiltration, cristallisation, etc.

La neutralisation des eaux usées est effectuée pour éliminer les acides, les alcalis et les sels de métaux à base d'acides et d'alcalins. Elle repose sur la combinaison d'ions hydrogène et d'un groupe hydroacide dans une molécule d'eau, de sorte que les eaux usées se retrouvent dans un environnement neutre. La neutralisation des acides et de leurs sels est réalisée avec des réactifs alcalins: soude caustique, potasse caustique, soude, craie, chaux, calcaire, dolomie, etc., ainsi que les acides sulfurique, chlorhydrique, nitrique, phosphorique et autres, sont utilisés pour neutraliser les alcalis et leurs sels. La neutralisation est mise en pratique de trois manières: en filtrant les eaux usées à travers des buses avec des réactifs; ajouter le réactif à l'eau sous forme de matière sèche ou de solution; en mélangeant un courant d'eau fortement contaminée avec un réactif sec, puis en formant une masse neutre condensée.

L'extraction est basée sur la redistribution des impuretés des eaux usées dans un mélange de deux liquides mutuellement solubles: les eaux usées et l'agent d'extraction. Pour ce processus, utilisez des périphériques spéciaux - colonnes d’extraction.

La purification par flottation consiste à intensifier le processus d’émergence de produits pétroliers en enveloppant leurs particules de bulles d’air ou d’un autre mélange gazeux alimentant des eaux polluées. Le processus de flottation repose sur le collage moléculaire de particules d'huile et de bulles de gaz dans l'eau. Selon le mode de formation des bulles de gaz, on distingue les types de flottation suivants: pneumatique, pression, chimique, vibratoire, mousseux, biologique, électroflottation, etc.

Dans le processus d'électroflottation, l'électrolyse de l'eau est utilisée, ce qui conduit à la formation d'une phase gazeuse dispersée. De plus, les ions aluminium et fer descendent de la surface des électrodes (aluminium, acier) dans la solution, ce qui coagule les plus petites particules d'impuretés. Les processus électrochimiques de flottation associés fournissent une désinfection supplémentaire des eaux usées. Ainsi, l'électroflottation peut être considérée comme une méthode de nettoyage complexe.

Pendant la sorption, les impuretés solubles sont éliminées; les principaux adsorbants sont des matériaux finement dispersés: cendre, argile, tourbe, sciure de bois, scories; Le sorbant le plus efficace est le charbon actif.

Les méthodes de purification par échange d'ions sont utilisées pour le dessalage et l'élimination des ions métalliques, ainsi que d'autres impuretés; Des résines synthétiques insolubles dans l'eau et échangeuses d'ions, sous forme de granulés d'une taille de 0,2, sont utilisées comme ionites. 2 mm. Des échangeurs de cations acides forts et faibles (sous forme H + - ou Na + -) et des échangeurs anioniques fortement et faiblement basiques (sous forme OH - ou sel) sont utilisés. La purification par échange d'ions est mise en œuvre conformément à l'équation de réaction:

où K est le radical de l'échangeur de cations; Me est un cation métallique récupérable; n est la charge du cation; Unn - radical échangeur d'anions; B - anion extractible; m est la charge d'anion.

La purification par échange d'ions permet d'obtenir des métaux sous forme pure, ainsi que des sels sous forme concentrée.

La purification électrochimique est réalisée par électrolyse en oxydant des substances par transfert d'électrons directement à la surface de l'anode ou par l'intermédiaire d'une substance porteuse. L'électrolyse d'eaux usées contenant des ions chlorure est particulièrement efficace, ce qui provoque l'apparition de chlore actif et, par conséquent, la chloration de l'eau.

L'hyperfiltration est réalisée par séparation des solutions lors de la filtration à travers des membranes poreuses, qui traversent des molécules d'eau et retiennent les ions sels hydratés et les molécules de composés non dissociés.

L'évaporation est l'évaporation de substances organiques volatiles qui passent dans la phase vapeur et sont éliminées avec la vapeur dans des installations d'évaporation spéciales, qui sont des colonnes à évaporation avec des buses. Les anneaux de Raschig sont utilisés comme buses, comme dans d’autres appareils de nettoyage.

Pour obtenir de l'eau potable ou une autre eau propre, une désinfection est effectuée.

La méthode la plus courante est la chloration, qui utilise l'effet actif du chlore sur les microorganismes pathogènes. Mais dans certains cas, l'activité chimique du chlore conduit à la formation de dérivés chlorés toxiques, y compris même de dioxines.

La chloration est effectuée avec du chlore gazeux, de l'eau de javel et de l'hypochlorite de sodium, obtenus par électrolyse de sel.

L'ozonation est plus efficace. En raison des radicaux libres formés lors de la décomposition de l'ozone, l'effet bactéricide est assuré avec un temps de contact court. Cependant, cette méthode est assez coûteuse et consomme beaucoup d'énergie.

Récemment, la méthode de "photo-oxydation photosensibilisée" (brevet américain) est en train de devenir courante. Cette méthode est basée sur l’effet de la destruction de nombreux objets biologiques par l’action de la lumière en présence de certains colorants et de l’oxygène moléculaire connu depuis le début du XXe siècle.

Le traitement biologique des eaux usées utilise des micro-organismes qui détruisent les composés organiques au cours de leur activité vitale en les minéralisant.

Dans les systèmes de traitement biologique, on utilise des boues dites activées, formées à la suite d'une transformation biochimique par des microorganismes de composés organiques contenus dans l'eau traitée. Le nombre de micro-organismes pouvant atteindre 10 8 ou plus par litre d'eau, il faut plus d'oxygène pour leur activité vitale; par conséquent, l'eau nettoyée est enrichie en air et brassée activement. Les microorganismes contenant des boues activées précipitent au fond. L’évaluation de la composition des eaux usées dans le processus de traitement biologique est effectuée par BOD - la demande biologique en oxygène de l’eau, c.-à-d. la quantité d'oxygène requise pour l'oxydation de toutes les impuretés organiques contenues dans une unité de volume d'eau.

Le traitement biologique peut être divisé en deux types de mise en œuvre: dans des conditions proches du naturel (champs de filtration, champs d’irrigation, étangs biologiques) et artificiel (biofiltres, aérotanks, oksitenka, métatines).

Des champs de filtration et des champs d'irrigation sont créés à la périphérie des villes. Dans les champs de filtration, l'eau pénètre à travers les pores du sol, saturés en microorganismes aérobies, jusqu'à la formation de films biologiques à la surface du sol. Les étangs biologiques sont créés dans des réservoirs peu profonds spécialement créés, dans lesquels ils assurent la circulation des processus biologiques naturels d'épuration de l'eau dans des conditions d'oxygénation dues à la photosynthèse et à l'aération atmosphérique, ainsi qu'à l'aération artificielle.

Les biofiltres sont des réservoirs composés de matériaux filtrants (scories, gravats, kéralisite, gravier, granulés de plastique, etc.), d’alimentation en air et de conduites d’eau (Fig. 19). Un processus de nettoyage efficace est établi après la formation d’un film biologique à la surface du filtre à partir de divers micro-organismes.

Fig. 19. Schéma de biofiltre

Les aérotanks sont des réservoirs dans lesquels les eaux usées, l'air et les boues activées, y compris les bactéries, les protozoaires, les vers et autres minéraliseurs aérobies, sont alimentés à un débit assez élevé. Depuis le réservoir aérodynamique, l’eau contenue dans le mélange avec les boues activées pénètre dans les fosses septiques dans lesquelles les boues sont déposées, puis réintroduites dans le réservoir d’aération. Les oxycats sont une variante du réservoir, caractérisées par un apport supplémentaire en oxygène et une concentration accrue en boues activées.

Sur la fig. 20 montre un schéma d'une station de traitement biologique (d'après Yakovlev, S.V., et al., 1996), et dans la fig. 21 Schéma de traitement des eaux usées de l'atelier industriel selon (Vinogradov S., 1998).

Fig. 20. Schéma technologique de la station de biotraitement des eaux usées

Comme on l'a déjà noté, le rejet des eaux usées dans un réservoir naturel est essentiellement inacceptable. Néanmoins, il continue à être largement utilisé, notamment en tant que dilution naturelle des eaux usées (en particulier pour les eaux d'égout pluviales). Le taux de dilution est caractérisé par la multiplicité:

où la concentration de polluants (kg / m 3): Cà propos de - dans les eaux usées rejetées; Avecdans le - dans le réservoir avant et С - après le rejet des eaux usées dans ceux-ci.

Fig. 21. Système de traitement des eaux usées de l'usine de galvanoplastie.

Lors du calcul du débit réel, il est nécessaire de tenir compte du débit des rivières et des canaux, de la profondeur des réservoirs, du lieu de déversement dans le réservoir (à terre et dans la section transversale du réservoir), de la longueur du canal ou de la taille du lac (réservoir), etc. en bas, incl. sous la forme de boues contaminées, ce qui conduit à la nécessité de nettoyer ces sédiments de fond.

Le traitement des eaux usées est mis au rebut par diverses méthodes, notamment le traitement biologique à long terme, l'exportation vers des décharges spéciales, le séchage, le brûlage, etc. Ainsi, le sédiment brut est fermenté dans des réservoirs scellés contenant des bactéries anaérobies, contenant des bactéries anaérobies, dans des conditions thermophiles à 30 43 ° C. De plus, des lits de boues, des filtres à vide, des centrifugeuses, des fours pour brûler des boues, etc. sont utilisés. Il est possible d'obtenir des chaussées, des matériaux de construction, des engrais à partir de produits de combustion; L'énergie thermique générée est utilisée pour ses propres besoins. Un point important est l’utilisation de boues comme combustible pour ces fours sans consommation supplémentaire de combustibles traditionnels (à l’exception de l’allumage primaire).

Protection des terres et des sols. La pollution des couches superficielles de la terre a souvent atteint un niveau critique caractérisé par une perte de fertilité et d’autres propriétés naturelles du sol. Pollution particulièrement importante due à l’application inconsidérée d’engrais, de pesticides et de substances similaires sur les terres arables, les jardins et les jardins; produits pétroliers, y compris les voitures; métaux lourds et leurs sels. Ainsi, la consommation de mercure en Russie s'élève à 400 tonnes par an, ce qui entraîne la formation d'environ 10 000 tonnes de déchets contenant du mercure.

Pour ce qui est des autres environnements, la protection des sols et des sols contre la pollution repose sur un ensemble de mesures visant à empêcher la pénétration de polluants et, en agriculture, sur l'utilisation strictement limitée et raisonnable de produits phytopharmaceutiques et d'engrais.

La restauration des propriétés naturelles des terres, réunies sous le terme unique de «remise en état» (qui a un sens plus étroit), est menée dans trois domaines principaux:

- Les biotechnologies, basées principalement sur les propriétés des plantes, «extraient» et enrichissent le sol d’un certain nombre d’impuretés, ainsi que de la capacité des micro-organismes à transformer la matière organique; cela peut également inclure des méthodes phytologiques, telles que l'ensemencement de mélanges d'herbe;

- méthodes chimiques utilisant divers réactifs, ainsi que le peroxyde d'hydrogène et l'ozone;

- méthodes techniques d'extraction des impuretés, telles que les métaux lourds; ces méthodes sont laborieuses, coûteuses et conduisent souvent à la destruction des bases physiques du sol et à la mort d’organismes vivants;

- élimination d'une couche de sol fortement pollué en vue de son traitement ultérieur ou de son élimination.

En biotechnologie, le choix des plantes et leur évolution au fil des ans sont très importants. Les plantes sont sélectionnées de manière à ce que chacune d’elles, au cours d’une période donnée (deux, trois, quatre cultures), nettoie le sol ou ne permette pas la contamination de son aire de répartition. En général, elles permettent une culture complète sans culture ni herbicides ni engrais.. Par exemple, la luzerne a une forte racine pivotante et une masse dense, ce qui entraîne la destruction des plantes adventices étrangères; en revanche, les insectes nuisibles sont élevés sur la luzerne, mais ils ne survivent pas sur de nombreuses autres plantes. Dans d’autres cas, il est possible d’alterner les plantes en fonction de la partie de celles-ci utilisée dans les aliments et de la partie qui accumule une substance particulière. Il est donc évident que dans les plantes-racines (pommes de terre, carottes, betteraves) et dans les légumes (chou, concombres, tomates), l'accumulation de substances diverses sera différente. Par exemple, le cadmium s'accumule activement dans les carottes et les betteraves et, dans les mêmes sols, on le trouve dans les choux et les concombres en quantités insignifiantes.

Dans certains cas, pour activer le traitement biologique à l'aide de micro-organismes, il suffit d'assouplir le sol et de l'aérer.

En général, il faut:

- analyse de la nature et de la profondeur de la pollution;

- sélection des souches de destructeur appropriées;

- analyse de la composition et de l'activité de la microflore autochtone;

- sélection d'événements agrotechnologiques;

- utilisation du prétraitement mécanique.

Parmi les méthodes techniques, on utilise le rayonnement infrarouge, le rayonnement ultraviolet, le feu ouvert.

Le sol contaminé enlevé est traité avec des dispositifs mécaniques (grilles, écrans), des hydrocyclones, des numéros de flottation, des fosses septiques, etc.

Un complexe industriel moderne peut complètement régénérer un sol contaminé; le coût atteint 200 $ ou plus par tonne de sol.