usine de traitement des eaux usées industrielles : solutions de traitement des eaux usées à forte teneur en DCO

Les eaux usées à forte demande chimique en oxygène (COD) sont produites par un large éventail d’industries, notamment les usines de traitement des eaux usées issues de la transformation du poisson, les eaux usées de l’industrie agroalimentaire, les eaux usées de la fabrication chimique, les eaux usées textiles et celles provenant de la production de semi-conducteurs. En raison de leur teneur en un mélange complexe de composés organiques présentant divers degrés de biodégradabilité, un procédé de traitement unique est souvent insuffisant pour satisfaire aux exigences de rejet. En pratique, le traitement des eaux usées à forte COD associe généralement des procédés physiques, chimiques et biologiques. L’évaluation précise des caractéristiques de la demande chimique en oxygène (COD) de ces eaux usées est donc essentielle afin d’élaborer une solution de traitement efficace, qui équilibre performance du traitement et coûts d’exploitation.

Comprendre la demande chimique en oxygène (COD)

La demande chimique en oxygène (DCO) est l’un des principaux indicateurs de la qualité de l’eau utilisés dans le traitement des eaux usées. Elle mesure la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement les polluants organiques et certaines substances inorganiques réductibles présentes dans l’eau, dans des conditions spécifiques. La DCO est généralement exprimée en mg/L (milligrammes par litre).

Un niveau élevé de DCO indique généralement une forte concentration de polluants oxydables dans les eaux usées. Les polluants organiques courants contribuant à la DCO comprennent :

Protéines
Les matières grasses et les huiles
Glucides
Solvants organiques
Les résidus de photorésistances issus de la fabrication de semi-conducteurs

Certaines substances inorganiques réductibles peuvent également contribuer à la DCO, notamment :

Les nitrites
Les ions ferreux
Sulfures

Principaux défis rencontrés dans le traitement des eaux usées à forte DCO

Les défis spécifiques liés au traitement des eaux usées à forte demande chimique en oxygène (DCO) incluent la grande quantité de matière organique biodégradable qu’elles contiennent. Lorsque la charge organique est élevée, un système de traitement des eaux usées mal géré peut subir une surcharge biologique excessive, un fonctionnement instable ou une efficacité d’élimination insuffisante. Cela revêt une importance particulière pour les installations de transformation alimentaire, de transformation du poisson, d’abattage, de production laitière, de brasserie et d’autres unités manufacturières générant des eaux usées riches en matière organique biodégradable.

En outre, les variations de la qualité et du débit des eaux usées, les calendriers de production, les matières premières, les opérations de nettoyage et la production saisonnière peuvent provoquer des changements importants des concentrations de DCO, de DBO, de MSS, d’huiles et de graisses, ainsi que du pH. En l’absence d’une égalisation et d’un prétraitement adéquats, ces fluctuations exercent une pression supplémentaire sur les unités de traitement biologique en aval.

Atteindre les normes requises en matière de rejet ou de réutilisation de l’eau, tout en maîtrisant la consommation d’énergie, l’usage de produits chimiques, la production de boues et les coûts d’exploitation, exige une sélection rigoureuse des procédés. Par conséquent, un système efficace de traitement des eaux usées à forte demande chimique en oxygène (COD) doit être conçu en fonction des caractéristiques réelles des eaux usées, du débit, des objectifs de traitement et des conditions sur site, plutôt que de reposer sur une seule technologie de traitement.

Importance de la demande chimique en oxygène (COD) dans le traitement des eaux usées

La demande chimique en oxygène (COD) fournit une indication rapide de la charge globale de polluants présente dans les eaux usées et constitue un paramètre fondamental pour évaluer la qualité de l’eau. Dans les applications pratiques de traitement des eaux usées, la COD est utilisée non seulement pour évaluer le niveau de pollution des eaux usées, mais aussi pour soutenir la conception des procédés, le choix des équipements et l’exploitation du système.
Par exemple, la concentration en DCO peut aider à déterminer si les eaux usées conviennent à un traitement biologique et si des procédés de prétraitement ou de traitement avancé supplémentaires sont nécessaires. Le suivi des variations des niveaux de DCO peut également fournir des informations utiles sur l’état de fonctionnement d’un système de traitement des eaux usées, notamment les fluctuations de la charge entrante, la stabilité du traitement biologique et les changements d’efficacité globale du traitement.

Comment traiter les eaux usées contenant de la DCO ?

Tout d’abord, identifier les sources et les caractéristiques de la DCO dans les eaux usées, puis concevoir une combinaison appropriée de procédés de traitement. Les différentes formes de DCO — particulaire, colloïdale, dissoute et réfractaire — exigent des méthodes de traitement distinctes.

Étape de prétraitement
Coagulation et floculation : L’ajout de coagulants et de floculants PAM permet aux petites particules de s’agréger en flocons plus gros, facilitant ainsi leur séparation et leur élimination.
Flottation à air dissous (FAD) : convient aux eaux usées riches en huile ou en matières en suspension, comme les eaux usées issues de la transformation alimentaire ou du teinturage textile. De fines bulles d’air entraînent les particules à la surface de l’eau, où elles peuvent être retirées par écumeuse.
Tamisage : les tamis retiennent les débris et les solides de grande taille afin de prévenir l’obstruction des pompes et des équipements de traitement situés en aval.

Étape du traitement biologique
Traitement biologique anaérobie : utilise des micro-organismes pour dégrader les polluants organiques en l’absence d’oxygène ou dans des conditions de faible teneur en oxygène. Il convient aux eaux usées fortement chargées en matière organique et nécessite relativement peu d’énergie pour l’aération.
Traitement biologique aérobie : utilise des micro-organismes aérobies pour dégrader la matière organique biodégradable et assure des performances stables.
Procédé des boues activées : utilise des micro-organismes actifs dans un bassin d’aération pour éliminer les polluants organiques. Il s’agit d’un procédé éprouvé et largement utilisé pour le traitement de divers types d’eaux usées industrielles, mais il requiert une surface au sol relativement importante.
MBBR (réacteur à biofilm sur lit mobile) : utilise des milieux en suspension pour offrir des surfaces aux micro-organismes afin qu’ils s’y fixent et se développent. Il offre une capacité de charge de traitement élevée, une empreinte au sol relativement réduite et un fonctionnement stable.
MBR (bioréacteur à membranes) : associe le traitement biologique à la technologie de séparation par membranes afin de produire une eau traitée de qualité supérieure.

Stade de traitement avancé

Si l’effluent issu du traitement biologique ne répond toujours pas aux normes requises en raison de la présence de DCO réfractaire, un traitement supplémentaire est nécessaire. Les procédés typiques de traitement avancé comprennent :
Procédés d'oxydation avancée (AOPs) :
Recourir à des réactions d’oxydation forte afin de dégrader les polluants organiques réfractaires. Des procédés tels que l’oxydation à l’ozone, l’oxydation électrochimique et l’oxydation photocatalytique peuvent être utilisés pour réduire davantage la DCO, la couleur et certaines substances peu biodégradables.
Adsorption par charbon actif :
Utilise la structure poreuse du charbon actif pour adsorber la matière organique résiduelle, la couleur et certains polluants en traces. Il est couramment utilisé comme unité de traitement avancé après le traitement biologique.
Filtration sur sable ou sur milieux multiples :
Élimine davantage les matières en suspension, les particules fines et la turbidité résiduelle, assurant des conditions d’alimentation plus stables pour la désinfection ou le traitement membranaire ultérieur.
Ultrafiltration (UF) :
Recourt à la séparation membranaire pour éliminer les matières en suspension fines, les colloïdes et les substances macromoléculaires.
Osmose inverse (OI) :
Emploie une membrane semi-perméable pour éliminer les sels dissous, la matière organique et d’autres polluants dissous. Il convient particulièrement aux projets de réutilisation industrielle de l’eau exigeant une qualité élevée de l’eau traitée.

Application spécifique au traitement des eaux usées issues de la transformation du poisson

Par exemple, l’industrie de la transformation du poisson constitue une application typique pour le traitement des eaux usées à forte concentration en DCO. Yimei a précédemment fourni un système de traitement des eaux usées provenant d’une usine locale de transformation du poisson au Samoa, avec une capacité de traitement de 200 m³/jour.
Le projet fonctionne de manière stable depuis plus de deux ans. L’ensemble du système intègre des procédés de prétraitement et de traitement biologique afin de réduire les polluants organiques et les matières en suspension, tout en assurant une qualité constante de l’eau traitée.
Pour plus d’informations sur nos réalisations, veuillez consulter Applications-Qingdao Yimei Environment Project Co., Ltd.

Débit d’eau conçu / débit des eaux usées : 200 m³/jour ; capacité conçue de la station de traitement des eaux usées modulaire : 200 m³/jour ; Qmoy = 8,4 m³/h ; fonctionnement continu 24 heures sur 24 ; commande automatique ;