La méthode de base du traitement des eaux usées consiste à utiliser divers moyens techniques pour séparer, éliminer et recycler les polluants contenus dans les eaux usées et les eaux usées, ou les convertir en substances inoffensives pour purifier l'eau.
Il existe de nombreuses façons de traiter les eaux usées, qui peuvent généralement être classées en quatre catégories, à savoir le traitement biologique, le traitement physique, le traitement chimique et le traitement naturel.
1. Traitement biologique
Grâce au métabolisme des micro-organismes, les polluants organiques présents dans les eaux usées, sous forme de solutions, de colloïdes et de fines suspensions, sont transformés en substances stables et inoffensives. Selon les micro-organismes, le traitement biologique peut être divisé en deux types : le traitement biologique aérobie et le traitement biologique anaérobie.
Le traitement biologique aérobie est largement utilisé dans le traitement biologique des eaux usées. Selon les différents procédés, il se divise en deux types : le traitement par boues activées et le traitement par biofilm. Le traitement par boues activées est une unité de traitement dotée de divers modes de fonctionnement. Les équipements de traitement par biofilm comprennent un biofiltre, une table tournante biologique, un bassin d'oxydation par contact biologique et un lit fluidisé biologique. Le traitement par bassin d'oxydation biologique est également appelé traitement biologique naturel. Le traitement biologique anaérobie, également appelé traitement par réduction biologique, est principalement utilisé pour traiter les eaux usées et les boues à forte concentration organique.
2. Traitement physique
Les méthodes de séparation et de récupération des polluants insolubles en suspension (y compris les films et gouttelettes d'huile) dans les eaux usées par action physique peuvent être divisées en deux catégories : la séparation gravitaire, la séparation centrifuge et la rétention sur tamis. Les unités de traitement de la séparation gravitaire comprennent la sédimentation, la flottation (flottation à air), etc., et les équipements de traitement correspondants sont un dessableur, un décanteur, un dégraisseur, un bassin de flottation à air et ses dispositifs auxiliaires. La séparation centrifuge est une unité de traitement, les dispositifs de traitement utilisés comprenant une centrifugeuse et un hydrocyclone. La rétention sur tamis comprend deux unités de traitement : la rétention sur grille et la filtration. La première utilise des grilles et des tamis, tandis que la seconde utilise des filtres à sable et des filtres microporeux. La méthode de traitement basée sur le principe de l'échange thermique est également une méthode de traitement physique, et ses unités de traitement comprennent l'évaporation et la cristallisation.
3. Traitement chimique
Méthode de traitement des eaux usées qui sépare et élimine les polluants dissous et colloïdaux des eaux usées ou les convertit en substances inoffensives par réactions chimiques et transfert de masse. Dans la méthode de traitement chimique, les unités de traitement basées sur la réaction chimique de dosage sont : la coagulation, la neutralisation, l'oxydoréduction, etc. ; tandis que les unités de traitement basées sur le transfert de masse sont : l'extraction, le stripping, l'adsorption, l'échange d'ions, l'électrodialyse et l'osmose inverse, etc. Ces deux dernières unités de traitement sont collectivement appelées technologie de séparation membranaire. Parmi elles, l'unité de traitement par transfert de masse associe une action chimique à une action physique associée ; elle peut donc être séparée de la méthode de traitement chimique et devenir une autre méthode de traitement, appelée méthode physico-chimique.
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Processus courant de traitement des eaux usées
1. Dégraissage des eaux usées
Les indicateurs de pollution tels que la teneur en huile, la DCOcr et la DBO5 dans les liquides résiduaires de dégraissage sont très élevés. Les méthodes de traitement comprennent l'extraction acide, la centrifugation ou l'extraction par solvant. La méthode d'extraction acide est largement utilisée : ajout de H₂SO₄ pour ajuster le pH à 3-4 pour la désémulsification, cuisson à la vapeur et agitation avec du sel. Après 2 à 4 heures de repos à 45-60 t, l'huile remonte progressivement jusqu'à former une couche de graisse. Le taux de récupération des graisses peut atteindre 96 % et l'élimination de la DCOcr est supérieure à 92 %. Généralement, la concentration massique d'huile à l'entrée d'eau est de 8 à 10 g/L et celle à la sortie d'eau est inférieure à 0,1 g/L. L'huile récupérée est ensuite traitée et convertie en acides gras mixtes pouvant être utilisés pour la fabrication de savon.
2. Eaux usées de chaulage et d'épilation
Les eaux usées issues du chaulage et de l'épilation contiennent des protéines, de la chaux, du sulfure de sodium, des matières en suspension, 28 % de la DCOcr totale, 92 % du S2- total et 75 % des MES totales. Les méthodes de traitement comprennent l'acidification, la précipitation chimique et l'oxydation.
La méthode d'acidification est souvent utilisée en production. Sous pression négative, on ajoute du H₂SO₄ pour ajuster le pH à 4-4,5, ce qui produit du H₂S gazeux, qui est absorbé par une solution de NaOH et produit un alcali sulfuré réutilisable. Les protéines solubles précipitées dans les eaux usées sont filtrées, lavées et séchées. Le taux d'élimination des sulfures peut atteindre plus de 90 %, et la DCOcr et les MES sont réduites respectivement de 85 % et 95 %. Son coût est faible, son fonctionnement est simple, facile à contrôler et son cycle de production est raccourci.
3. Eaux usées du tannage au chrome
Le principal polluant des eaux usées de tannage au chrome est le métal lourd Cr3+, dont la concentration massique est d'environ 3 à 4 g/L et le pH est faiblement acide. Les méthodes de traitement comprennent la précipitation alcaline et le recyclage direct. 90 % des tanneries nationales utilisent la méthode de précipitation alcaline, qui consiste à ajouter de la chaux, de l'hydroxyde de sodium, de l'oxyde de magnésium, etc. aux liquides de chrome usagés, puis à les faire réagir et déshydrater pour obtenir des boues contenant du chrome, lesquelles peuvent être réutilisées dans le processus de tannage après dissolution dans l'acide sulfurique.
Pendant la réaction, le pH est compris entre 8,2 et 8,5, et la précipitation est optimale à 40 °C. Le précipitant alcalin est l'oxyde de magnésium, le taux de récupération du chrome est de 99 % et la concentration massique de chrome dans l'effluent est inférieure à 1 mg/L. Cependant, cette méthode convient aux tanneries de grande taille, et la présence d'impuretés telles que l'huile soluble et les protéines dans la boue de chrome recyclée affecte l'effet du tannage.
4. Traitement complet des eaux usées
4.1. Système de prétraitement : Il comprend principalement des installations de traitement telles qu'une grille, un bassin de régulation, un bassin de sédimentation et un bassin de flottation à air. La concentration en matières organiques et en matières en suspension dans les eaux usées des tanneries est élevée. Le système de prétraitement permet d'ajuster le volume et la qualité de l'eau, d'éliminer les matières en suspension et les matières en suspension, de réduire une partie de la charge polluante et de créer de bonnes conditions pour le traitement biologique ultérieur.
4.2. Système de traitement biologique : ρ(CODcr) des eaux usées de tannerie est généralement de 3 000 à 4 000 mg/L, ρ(BOD5) est de 1 000 à 2 000 mg/L, ce qui appartient aux eaux usées organiques à forte concentration, la valeur m(BOD5)/m(CODcr) est de 0,3 à 0,6, ce qui convient au traitement biologique. À l'heure actuelle, le fossé d'oxydation, le SBR et l'oxydation par contact biologique sont plus largement utilisés en Chine, tandis que l'aération par jet, le réacteur à biofilm discontinu (SBBR), le lit fluidisé et le lit de boues anaérobies à courant ascendant (UASB).
Date de publication : 17 janvier 2023
