Ce que vous devez savoir : Tout sur le traitement des eaux usées et les petites stations d'épuration (5)

Après d'importantes connaissances de base sur le traitement des eaux usées avec de petites stations d'épuration dans les parties 1 et 2 de notre série de connaissances et l'explication des processus de nettoyage courants et des types d'installations dans les parties 3 et 4, les choses redeviennent vraiment passionnantes avec les systèmes les plus avancés et processus. Surtout en période de changement climatique, ce qui compte dans le traitement des eaux usées, c'est la performance, l'économie et l'efficacité - après tout, la protection de l'eau est la protection du climat. Les méthodes contemporaines de traitement des eaux usées sont plus populaires que jamais...

Bioréacteurs à membrane (#MBR)

Les bioréacteurs à #membrane fonctionnent avec une #biomasse flottante. Les micro-organismes se combinent pour former des flocons de #boues, qui peuvent avoir des tailles différentes selon le processus d'#aération. L'aération nécessaire est générée avec un compresseur et introduite dans le #bioréacteur via des aérateurs à #membrane. Un #clarificateur secondaire n'est pas nécessaire, puisque l'eau est prélevée du bioréacteur via des #filtres à membrane.

Les systèmes sont homologués là où les #eaux usées doivent être désinfectées ou la #désinfection est requise : les rejets dans les lacs de baignade ou dans les zones de protection des #eaux sont quelques applications. Avec le traitement des #eaux usées, les classes d'#effluents C (#décomposition du carbone), N (#nitrification) et H (#hygiénisation) peuvent être atteintes.

Caractéristiques spéciales du système
En raison de leur structure de #biomasse, les bioréacteurs à membrane ont une très bonne utilisation du volume du réacteur par rapport à tous les autres systèmes - le volume du bioréacteur est relativement faible par rapport aux autres systèmes. Les pointes de charge à court terme, qui peuvent survenir en particulier dans les petites stations d'épuration jusqu'à 8 habitants, peuvent donc entraîner une détérioration temporaire des performances de nettoyage. La ventilation doit être conçue de manière à couvrir à la fois la demande en oxygène des #microorganismes et à éviter les dépôts permanents de #boues. La ventilation doit également être conçue de manière à ce que le flux d'air puisse maintenir propres les surfaces du filtre. Contrairement aux systèmes #biofilm, le taux de multiplication des micro-organismes est beaucoup plus élevé, de sorte que la biomasse peut s'adapter plus rapidement aux différentes charges de saleté. Plusieurs plaques filtrantes sont combinées en blocs. Le matériau filtrant est constitué d'un matériau support recouvert de plastique avec des pores très fins, qui sont également capables de retenir les bactéries nocives. L'#eau à évacuer est généralement aspirée à travers le filtre par des pompes. Le filtre doit être nettoyé avec des produits chimiques au moins une fois par an par un service de maintenance.

Sur la base de l'expérience antérieure, les blocs filtrants doivent être complètement remplacés après 5 ans. Si le filtre est intact, la #turbidité est également éliminée des eaux usées. Si des plaques filtrantes sont utilisées à la place des modules en céramique, les coûts de nettoyage sont moindres.

A quoi faut-il accorder une attention particulière ?
La #dérive des boues du #traitement primaire doit être évitée, car cela peut obstruer les espaces entre les plaques filtrantes. Les dommages mécaniques empêchent la stérilité de l'eau de drainage. Certaines substances contenues dans les eaux usées, par exemple les graisses, peuvent entraîner un colmatage précoce du matériau filtrant, de sorte qu'un nettoyage coûteux à des intervalles plus courts peut devenir nécessaire. Pour qu'un colmatage croissant de la membrane soit détecté à un stade précoce, un appareil de mesure correspondant avec une alarme qui mesure la pression négative dans le système d'aspiration est en fait une évidence. Des dommages au matériau filtrant peuvent également être détectés par cet appareil de mesure en raison d'une chute de pression dans le système d'aspiration. Une diminution de la performance aéraulique de l'installation ou un arrêt prolongé de la ventilation entraîne le colmatage des interstices de la #membrane. Les plaques de #membrane ne peuvent alors généralement plus être nettoyées et doivent donc être renouvelées.

Comment sont les contrôles ?
Si le niveau d'eau dans le bioréacteur est trop élevé, cela peut être le signe que le matériau filtrant est colmaté ou qu'une quantité d'eaux usées supérieure à la moyenne s'est écoulée dans la station d'épuration. Dans de tels cas, un refoulement dans la maison est empêché par un trop-plein d'urgence, qui est généralement disponible. Cependant, de précieuses boues #activées ou des eaux usées non traitées provenant du traitement préliminaire pénètrent dans l'écoulement, ce qui peut entraîner des dommages consécutifs sous forme de #pollution de l'environnement. Si le niveau d'eau est trop élevé, le service d'entretien doit en être informé.

Des stations d'épuration à boues activées en fonctionnement d'appoint (#SBR) ?

Ces systèmes fonctionnent avec une biomasse flottante. Les micro-organismes se combinent pour former des flocons de boues, qui peuvent avoir des tailles différentes selon la méthode d'aération. Contrairement au #biofilm, le spécialiste peut évaluer l'état du système à l'œil nu via la couleur, la forme, l'odeur, la quantité et le comportement de #décantation des flocons de boue. L'aération nécessaire est générée avec un compresseur d'air et introduite dans le bioréacteur via des aérateurs à membrane perforée. Le moteur submersible, l'injecteur et les aérateurs de surface offrent d'autres options d'aération. Selon le type de système, une ou deux pompes sont nécessaires pour transporter l'eau. Certains fabricants utilisent également des électrovannes. Avec ce type de traitement des eaux usées, les classes d'effluents C (dégradation du carbone), N (nitrification) et D (#dénitrification) peuvent être atteintes.

Caractéristiques spéciales du système
En raison de leur structure de biomasse, les stations d'épuration SBR ont une très bonne utilisation du volume du réacteur par rapport aux stations à biofilm. En raison du dimensionnement prescrit du bioréacteur dans les petites stations d'épuration, ces stations peuvent traiter au moins deux fois la charge de saleté pour laquelle elles ont été conçues. Cependant, la ventilation et la charge hydraulique supplémentaire éventuelle doivent être adaptées à ces conditions. L'aération doit être conçue de manière à couvrir à la fois les besoins en oxygène des micro-organismes et à éviter les dépôts permanents de boues. Contrairement aux systèmes à biofilm, le taux de multiplication des micro-organismes est beaucoup plus élevé, de sorte que la biomasse peut s'adapter plus rapidement aux différents niveaux de pollution. #Les stations d'épuration par boues activées sont moins sensibles à l'élimination des boues du traitement primaire. Pour cette raison, plus de boues peuvent être stockées dans le traitement primaire que dans les systèmes à biofilm. Par rapport aux stations d'épuration à boues activées, qui fonctionnent en flux continu, le procédé SBR est moins sensible à de plus grandes quantités d'eau entrant pendant une courte période, car il existe un volume tampon. Un clarificateur secondaire supplémentaire n'est pas non plus nécessaire, car il n'y a pas d'aération pendant une phase limitée et les boues activées peuvent se déposer sans être dérangées. Après cette phase, une partie de l'eau nettoyée est pompée de la partie supérieure du système vers le drain. Une fois le processus de pompage terminé, l'espace du bioréacteur devenu libre est chargé avec les eaux usées pré-nettoyées de la fosse de #décantation. Ces systèmes de plantes peuvent généralement être facilement installés dans des fosses #septiques existantes.

A quoi faut-il accorder une attention particulière ?
Si le point de refoulement est plus élevé que le débit de la station d'épuration, il n'est pas nécessaire d'ajouter un arbre de pompe supplémentaire dans les systèmes équipés de pompes électriques. La fonction, les performances de nettoyage et les économies d'énergie dépendent en grande partie d'un logiciel intelligent. La fonction du système n'est garantie que si tous les agrégats sont fonctionnels. Le nombre de pompes, compresseurs et électrovannes intégrés dépend du fabricant. Le nombre d'unités électriques est compris entre deux et cinq.

Comment sont les contrôles ?
Si tous les dysfonctionnements sont reconnaissables par des alarmes, seuls les contrôles de l'opérateur prescrits par la loi doivent être effectués.

Usines CBR

Les centrales #CBR fonctionnent avec une biomasse flottante. Les micro-organismes se combinent pour former des flocons de boues, qui peuvent avoir des tailles différentes selon la méthode d'aération. Contrairement aux biofilms, le spécialiste peut évaluer l'état du système à l'œil nu en fonction de la couleur, de la forme, de l'odeur, de la quantité et du comportement de sédimentation des flocons de boue. L'aération nécessaire est générée avec un compresseur d'air et introduite dans le bioréacteur via des aérateurs à membrane perforée. Dans le traitement des eaux usées, les classes d'effluents C (dégradation du carbone), N (nitrification) et D (dénitrification) peuvent être atteintes.

Caractéristiques spéciales du système
En raison de leur structure de biomasse, les stations d'épuration #CBR ont une très bonne utilisation du volume du réacteur par rapport aux stations à biofilm. En raison du dimensionnement prescrit du bioréacteur dans les petites stations d'épuration, ces stations peuvent traiter au moins deux fois la charge de saleté pour laquelle elles ont été conçues. La ventilation et la charge hydraulique supplémentaire éventuelle doivent être adaptées à ces conditions. La force de l'aération doit être conçue de manière à couvrir à la fois les besoins en oxygène des micro-organismes et à éviter les dépôts permanents de boues. Contrairement aux systèmes à biofilm, le taux de multiplication des micro-organismes est beaucoup plus élevé, de sorte que la biomasse peut s'adapter plus rapidement aux différents niveaux de pollution. Par rapport aux stations d'épuration à boues activées qui fonctionnent en flux continu, le procédé CBR est moins sensible à de plus grandes quantités d'eau entrant pendant une courte période, car il existe un volume tampon. L'orifice d'étranglement intégré dans le séparateur de vidange empêche les eaux usées traitées de s'écouler prématurément. La rétention habituelle des boues via un clarificateur secondaire n'est plus nécessaire. Cette tâche est effectuée par le séparateur de sortie beaucoup plus petit, qui est logé dans le bioréacteur. Le volume total requis est légèrement inférieur à celui d'une installation SBR. Les boues excédentaires produites sont aspirées par un siphon automatique avant le début de l'aération. L'interrupteur à #flotteur intégré détermine le moment du fonctionnement économique et régule la dégradation de l'#azote. En cas d'accumulation disproportionnée d'eau, une condition d'alarme est également déclenchée. L'équipement technique est très petit en raison du système, de sorte que le contrôle du système peut être facilement construit. La seule unité électrique est un compresseur d'air, qui assure que les micro-organismes sont alimentés en oxygène via un aérateur de tuyau dans le réacteur. Ces systèmes de plantes peuvent généralement être facilement installés dans des fosses septiques existantes.

A quoi faut-il accorder une attention particulière ?
Si le point de rejet est plus haut que la sortie de la station d'épuration, la différence de hauteur doit être comblée par une pompe supplémentaire. Le fonctionnement simple de l'installation ne nécessite qu'un réajustement des horaires de ventilation par la société de maintenance (en cas de modification du nombre d'habitants présents en permanence).

Comment sont les contrôles ?
Seuls les contrôles de l'opérateur prescrits par la loi doivent être effectués.

Systèmes avec stérilisation UV supplémentaire

La désinfection #UV est généralement précédée d'une station d'épuration #SBR. Avec cette constellation d'installations, les classes d'effluents C (dégradation du carbone), N (nitrification), D (dénitrification) et H (hygiénisation) peuvent être atteintes pour la première fois. Les systèmes sont homologués partout où la stérilisation des eaux usées est requise. Les rejets dans les lacs de baignade ou dans les zones de protection des eaux sont quelques applications.

Caractéristiques spéciales du système
Pendant le processus de pompage de l'usine SBR, l'eau est guidée à travers un système de tuyaux devant une lampe UV qui émet une longueur d'onde de 254 nm. Le débit d'eau est réglé de manière à ce que les bactéries nocives soient tuées par l'effet UV. Étant donné que la pleine puissance de la lampe UV n'est atteinte qu'après une durée de combustion de 5 minutes, elle est allumée à temps avant le processus de pompage, puis s'éteint à nouveau. Par rapport au système MBR, la consommation d'énergie ici est relativement faible. L'appareil UV peut être logé dans une armoire extérieure ou dans le puits de la station d'épuration. La durée de vie de la lampe est - selon le type de lampe - de plusieurs années. Le tube de la lampe UV doit être nettoyé à chaque entretien. Étant donné qu'aucun filtre n'est utilisé dans ce système, il n'y a aucun risque de reflux lors de l'évacuation des eaux usées nettoyées.

A quoi faut-il accorder une attention particulière ?
La lampe UV doit être fixée de manière à pouvoir être facilement retirée pour le nettoyage. Un dispositif d'avertissement pour reconnaître le remplacement opportun des lampes est obligatoire. Pour des performances de désinfection optimales, le débit d'eau doit être étranglé à l'aide d'un tiroir selon les spécifications du fabricant.

Comment sont les contrôles ?
Non.

C'était la cinquième et dernière partie de notre série "Tout sur le traitement des eaux usées et les petites stations d'épuration" - des bases aux processus de nettoyage individuels et aux types d'installations, des connaissances de base aux processus et systèmes recommandés en période de changement climatique.