Méthodes mécaniques de traitement des eaux usées

Les eaux usées domestiques et industrielles pénètrent tôt ou tard dans les rivières et les lacs, ce qui provoque la mort d'organismes vivants, ainsi que des bactéries qui utilisent les résidus organiques. Ce problème est pertinent à l'échelle de la Terre. Le tristement célèbre Pacific Garbage Patch contient plus de 350 millions de tonnes de débris - plastique, résine, verre - qui se sont déplacés avec les courants des rivages habités. Il est en croissance constante et constitue une menace pour la vie de toute la vie marine.

L'urgence du problème

Les eaux usées peuvent être grossièrement divisées en domestiques et industrielles. Le ménage est le résultat de l'activité humaine, le produit de son existence. Il s'agit, en premier lieu, du système d'égouts. Lorsqu'il pénètre dans l'eau, les drains sales réduisent la quantité d'oxygène, contribuent à la multiplication des infections et des parasites. Il est extrêmement dangereux de consommer une telle eau.

Le niveau de traitement des eaux usées dépend de la qualité des équipements qui filtrent et désinfectent massivement les liquides, les renvoyant vers les plans d'eau ou vers le système d'approvisionnement en eau de la ville.

Les déchets industriels sont également dangereux. Ceux-ci inclus:

• eaux usées des entreprises, saturées de toxines;
• les eaux de ruissellement des travaux agricoles contenant des phosphates, des nitrates et d'autres minéraux ;
• eaux usées avec déchets inorganiques - sable, particules de sol, sels de métaux lourds.

Le fluide industriel est classiquement divisé :

• par le degré d'effets toxiques;
• concentration de substances dangereuses;
• acidité;
• composition.

Les substances sont divisées en conservateurs et non conservateurs. Les premiers ne réagissent pas avec les autres composants, ne forment pas de nouvelles liaisons chimiques. Ils sont difficiles à éliminer - ce sont des sels de métaux lourds, des éléments radioactifs, des phénols et des pesticides. Ces substances ne se décomposent pratiquement pas. Les composants non conservateurs de l'eau sale peuvent, au fil du temps, être traités par une méthode biologique - les bactéries anaérobies - ce sont des résidus organiques.

Il existe de nombreuses façons de traiter les eaux usées. Selon ce qui doit être retiré de l'eau, certaines technologies sont utilisées. Par exemple, pour nettoyer un système d'égout domestique, il suffit de construire un réservoir à deux chambres et de déclencher des micro-organismes anaérobies. Dans ce cas, l'eau est purifiée à 70 % et va dans le sol, où le processus de sédimentation des particules en suspension et de la matière organique se poursuit.

Étapes de nettoyage

Afin que l'effluent puisse être rejeté en toute sécurité dans des réservoirs naturels, il est soumis à quatre types d'épuration dans l'ordre suivant :

1. Mécanique. A ce stade, la séparation des résidus insolubles et des particules solides se produit. Diverses grilles, tamis, filtres, bacs à sable, bacs à graisse sont utilisés. La largeur des trous dans la grille est de 1,5 cm maximum.Le traitement mécanique des eaux usées comporte également plusieurs étapes. Après la grille, l'effluent pénètre dans le dessableur, où se déposent de fines particules solides, principalement du sable. L'étape suivante est le bac à graisse. La graisse est plus légère que l'eau, elle s'accumule donc à la surface, d'où elle pénètre dans un réservoir spécial et est éliminée.
2. Le nettoyage de type biologique implique l'utilisation de divers micro-organismes, les vers de terre. Ils sont capables d'éliminer la matière organique soluble et de la transformer en une substance inoffensive. Des bactéries aérobies et anaérobies sont utilisées.Certains fonctionnent en présence d'oxygène, tandis que d'autres n'en ont pas besoin. Lors de la fermentation anaérobie, il se dégage du méthane, un gaz combustible qui, après avoir été obtenu dans un bioréacteur, est purifié et utilisé pour les besoins domestiques ou industriels.
3. Stade physico-chimique. Ici, les particules en suspension sont éliminées, principalement en les collant dans de plus grosses - la coagulation. Il existe de nombreuses méthodes - flottation, centrifugation, évaporation, absorbants, aération (oxydation) et autres. Les méthodes physico-chimiques de traitement des eaux usées permettent d'éliminer du liquide toutes les substances solubles finement dispersées. On obtient ainsi de l'eau industrielle, prête à être envoyée vers des réservoirs. Il est déconseillé de boire ce liquide.
4. La désinfection est la dernière étape. Les méthodes les plus courantes sont l'irradiation ultraviolette, l'ozonation, la chloration.

En Russie, la principale méthode de désinfection est une exposition de 30 minutes au chlore. En Europe, cette méthode a longtemps été interdite. Après purification, l'eau peut théoriquement être bue, mais il est préférable d'appliquer un traitement supplémentaire : filtration à domicile ou ébullition.

Élimination des eaux usées

Dans certains cas, les eaux usées ne sont pas traitées, mais éliminées. Pour cela, la méthode de cuisson est utilisée - une méthode bon marché et polyvalente, dans laquelle les drains sales tombent dans une torche allumée. L'eau s'évapore et les solides sont brûlés. Cela produit de l'eau et du dioxyde de carbone. L'inconvénient de cette méthode est que des ressources de carburant supplémentaires sont consommées pour cela.

Les eaux usées sont éliminées par une méthode chimique, réalisant une précipitation, après quoi d'autres produits chimiques sont utilisés et le précipité est décomposé en composants simples. Cette méthode est utilisée pour purifier l'eau dans la production de polymères synthétiques.

Normes pour la purification de l'eau

Selon la loi, avant que les déchets liquides ne pénètrent dans les plans d'eau, ils doivent être identifiés pour la présence de substances nocives. Pour cela, le niveau approximatif de contamination admissible est mesuré, des exigences sont définies quant à la manière dont le liquide doit être purifié.

Pris en compte:

• fardeau sur l'environnement;
• paramètres de pollution admissibles ;
• la quantité d'eaux usées;
• fréquence des émissions dans les plans d'eau.

La capacité de la station d'épuration doit correspondre au volume d'eaux usées produites.

Méthodes de base

Le système de traitement des eaux usées doit fonctionner de manière globale afin d'éliminer complètement toutes les substances nocives et toxiques. L'utilisation d'une méthode ne donne pas un résultat à cent pour cent.

Bioremédiation anaérobie

Elle est réalisée à l'aide de bactéries, qui reçoivent de l'énergie sans utiliser d'oxygène. C'est l'option la plus rentable, qui vous permet d'augmenter le niveau de traitement des eaux usées jusqu'à 90 %.

Le système le plus efficace se trouve dans les installations d'égouts domestiques, où les matières fécales sont rejetées. Les micro-organismes anaérobies sont ajoutés à partir de concentrés qui peuvent être achetés au magasin. Parallèlement, il est possible d'équiper la réception du gaz méthane, qui est libéré lors du traitement de la matière organique. Le bioréacteur est un atout supplémentaire de la méthode. Pour obtenir un gaz propre capable de brûler, il doit être purifié de l'humidité et du dioxyde de carbone.

Ces installations complexes sont utilisées dans les foyers où sont élevés des animaux et des oiseaux. Avec de gros volumes de matières premières, le bioréacteur s'amortit en un an, étant donné que les propriétaires utilisent du gaz et vendent des engrais organiques.

Le stockage où tombent les effluents primaires s'appelle le digesteur. Au fond, il y a des boues activées, qui sont des granulés - des communautés bactériennes. Les micro-organismes se multiplient lentement, il est donc important de maintenir des conditions optimales pour leur survie. La température doit être dans les 30 degrés. Au cours du travail, il devient nécessaire de pomper certains des micro-organismes. Cela se fait manuellement ou à l'aide d'une machine d'égout. La substance est sans danger - elle peut être utilisée pour nourrir le bétail ou comme engrais sur le site, car elle contient une grande quantité de minéraux.

L'inconvénient de la purification anaérobie est la faible vitesse des processus et la nécessité de mesures supplémentaires pour éliminer les composants organiques. L'équipement est coûteux, les bactéries nécessitent une surveillance constante de la température de l'environnement.

Traitement aérobie des eaux usées

Pour continuer le nettoyage, les eaux usées du digesteur sont envoyées dans le bassin d'aération, dans lequel les bactéries aérobies continuent de travailler. Le processus est plus rapide ici. Les micro-organismes se multiplient plus activement en raison de la présence d'oxygène.

Il est souhaitable que les méthodes anaérobies et aérobies soient utilisées ensemble car les aérobies complètent le processus de traitement biologique.

L'équipement est représenté par des conteneurs ouverts - le plus souvent des structures rectangulaires en béton armé, dans lesquelles pénètre le liquide, préalablement purifié de la matière organique solide. Pour augmenter la population bactérienne, il est nécessaire d'augmenter la concentration en oxygène, ce qui nécessite l'installation d'équipements supplémentaires.

Il existe certaines exigences pour la composition quantitative des bactéries. Par exemple, les organismes les plus simples mangent des bactéries, éliminant les vieilles cellules et envahissant fortement certaines populations.

L'inconvénient de l'installation est le prix élevé. Il est également nécessaire de trouver un endroit approprié pour installer les deux réservoirs.

Méthodes chimiques et physico-chimiques

Les méthodes chimiques sont le plus souvent combinées avec des méthodes mécaniques, car individuellement, elles ne donnent pas le degré de purification souhaité. Des préparations sont utilisées pour neutraliser les substances nocives ou les oxyder en composés sûrs, qui sont ensuite capturés par des filtres ou des dispositifs mécaniques.

Si les effluents sont saturés de composants acides, des substances alcalines leur sont ajoutées - chaux, hydroxydes, soude. Si des déchets liquides alcalins sont fournis, des acides sont utilisés - sulfurique ou chlorhydrique. En conséquence, des précipités sont obtenus sous forme de sels. Un pH-mètre est utilisé pour contrôler l'acidité.

L'ozonation est une méthode chimique de purification dont l'essence est l'oxydation de la matière organique. Le processus est rapide - de grandes masses d'eau peuvent être purifiées en peu de temps.

L'inconvénient de la méthode est qu'avant l'ozonation, il est nécessaire de purifier les grosses impuretés solides, ce qui se fait généralement dans des digesteurs et des bassins d'aération. De plus, les coûts énergétiques sont élevés pour cette technologie et des réactifs conçus pour certains ions, par exemple le fer ou le manganèse.

Les méthodes physico-chimiques sont utilisées lorsque non seulement des particules solubles, mais également en suspension sont présentes dans un liquide pré-purifié. Les principaux sont :

• Flottation - pneumatique, pression, mécanique, électrique. À la suite de l'interaction des bulles d'air et des particules en suspension, des complexes de flottation se forment, qui flottent à la surface sous forme de mousse et sont éliminés à l'étape suivante.
• La méthode d'échange d'ions est basée sur le remplacement de certaines particules par d'autres. Le nettoyage est effectué avec des échangeurs d'ions - des substances comme les résines synthétiques.

La résine doit être régénérée après plusieurs cycles d'application afin d'éliminer la couche contaminée. Différents schémas de nettoyage sont utilisés, qui dépendent du type de pollution et de la concentration de substances nocives.

Méthodes mécaniques

Les pièges à sable pour le traitement des eaux usées séparent les liquides des particules solides insolubles - scories, verre, sable.

Pour une séparation de haute qualité, il est nécessaire d'ajuster correctement le débit du liquide à travers le dessableur afin que les particules aient le temps de se déposer au fond.

Placement des installations de traitement

Pour les stations d'épuration, des zones planes avec un faible niveau d'eau souterraine conviennent pour que le liquide puisse subir un nettoyage final dans le sol. Dans les maisons privées, c'est une parcelle à l'abri des regards indiscrets. Il est souhaitable que les odeurs qui apparaissent parfois lors de la décomposition de la matière organique n'atteignent pas les voisins.

Habituellement, l'équipement est sélectionné en fonction des caractéristiques du site et du type de sol. Par exemple, sur les loams, les eaux usées techniques sont mal absorbées et une stagnation peut se produire.Par conséquent, des communications de drainage sont installées qui éliminent le liquide du site par des tuyaux.

Selon les exigences sanitaires, le réservoir d'égout doit être à au moins 50 mètres du puits d'abreuvement. Il existe des champs de filtration autour du puits de filtration, dans le rayon desquels les puits destinés à l'eau potable ne sont pas aménagés.

Il est nécessaire de garder la distance du bord de la route - au moins 3 mètres. S'il y a un câble électrique posé, l'égout en est retiré de 1 mètre. Du gazoduc - 1,5 mètre.