Recherche de solutions techniques pour restaurer la capacité de traitement d'une station d'épuration des eaux usées d'une station balnéaire
La station d'épuration des eaux usées est un équipement environnemental crucial pour une station, jouant un rôle central dans son fonctionnement normal. En raison du trafic touristique élevé et des diverses activités de services dans les stations balnéaires, la qualité des eaux usées fluctue considérablement. En particulier, les eaux usées de blanchisserie présentent souvent une forte acidité, ce qui a de graves conséquences sur les processus de traitement biologique ultérieurs. Cela augmente non seulement la difficulté du traitement des eaux usées, mais augmente également les risques environnementaux. Actuellement, la station de traitement des eaux usées d'une station est confrontée au défi de traiter environ 400 m³/j d'eaux usées combinées. Bien que la conception du procédé soit raisonnable, la capacité limitée du réservoir et les fluctuations de la qualité/quantité de l'influent dépassant la capacité de traitement entraînent un temps de rétention hydraulique (THS) particulièrement court dans l'étape de traitement aérobie, affectant ainsi l'efficacité globale du traitement. Par conséquent, comment améliorer l'efficacité du traitement et la qualité des effluents de la station de traitement des eaux usées de la station grâce à une série d'améliorations techniques et de gestion sans construire de nouveaux réservoirs est devenu une question urgente pour la station.
1. Aperçu du projet
1.1 Capacité de traitement
Sur la base des données techniques disponibles, combinées aux études de site et à la communication, le débit combiné des eaux usées de la station de traitement des eaux usées de la station est déterminé à environ 400 m³/j.
1.2 Types d'eaux usées entrant dans la station de traitement
Actuellement, les eaux usées entrant dans la station de traitement de la station peuvent être classées selon leur qualité en trois types : les eaux usées du lavage de la cuisine, les eaux usées du lavage du linge (linge) et les eaux usées domestiques quotidiennes.
1.2.1 Eaux usées de lavage de cuisine
Les eaux usées du lavage des cuisines contiennent de la graisse et des tensioactifs anioniques (Sulfonates d'alkylbenzène linéaires, LAS).
1.2.2 Lavage du linge (linge) Eaux usées
Les eaux usées du lavage du linge peuvent être acides ou alcalines, ou posséder de fortes propriétés oxydantes. Il contient des tensioactifs anioniques/cationiques et sa qualité peut varier considérablement en raison des changements de dosage du détergent, ce qui a un impact considérable sur le traitement biologique ultérieur.
1.2.3 Eaux usées domestiques quotidiennes
Les caractéristiques de qualité des eaux usées domestiques provenant des chambres d’hôtel sont similaires à celles des eaux usées domestiques générales.
1.3 Données sur la qualité des eaux usées
Pour rénover la station de traitement des eaux usées du complexe et restaurer sa capacité de traitement, des échantillons d'eaux usées de lavage de cuisine, d'eaux usées de lavage de blanchisserie et d'eaux usées domestiques quotidiennes entrant dans la station ont été collectés avant la rénovation et envoyés à une entreprise de test certifiée (accréditée CMA-) pour analyse. Les résultats des tests pour les échantillons d'eau concernés sont présentés dansTableau 1.
1.4 Exigences relatives aux limites de rejet des effluents
Les effluents de la station d'épuration des eaux usées de la station doivent être conformes aux valeurs de la norme primaire (deuxième période) spécifiées dans *"Limites de rejet de polluants dans l'eau" (DB 44/26-2001)*. Des indicateurs spécifiques sont détaillés dansTableau 2.
2. Analyse du fonctionnement actuel du procédé de la station de traitement
Le procédé de traitement actuel de la station d'épuration des eaux usées de la station comprend un traitement primaire par puits tamis + bassin d'égalisation et un traitement secondaire par procédé Anoxique-Oxique (AO) (sans recyclage de liqueur nitrifiée). Les effluents traités sont évacués après désinfection et les boues excédentaires sont déshydratées à l'aide d'un filtre-presse à plaques-et-cadre avant leur élimination hors site-, comme indiqué dansFigure 1. Par conséquent, la conception du processus de la station de traitement est raisonnable et possède la capacité d'éliminer les polluants caractéristiques. La présence d'un réservoir d'égalisation permet de réguler la qualité et la quantité des influents, de neutraliser le pH et d'ajuster les fortes propriétés oxydantes. L'étape de traitement biologique est configurée en A-O-O et, grâce au recyclage des boues, elle possède une certaine capacité d'élimination simultanée de l'azote et du phosphore. Cependant, en raison de la capacité limitée des réservoirs, le fonctionnement de la station d'épuration des eaux usées de la station se heurte à de nombreux problèmes.
2.1 Fonctionnement surchargé entraînant des difficultés à respecter les normes de rejet
En raison de la qualité et de la quantité actuelles des affluents dépassant la capacité de la station de traitement, et sur la base des enquêtes sur site et de la communication, le THS total estimé pour l'étape de traitement biologique + l'étape de séparation des solides n'est que de 6 heures. La concentration de DCO dans l'influent atteint 856 mg/L, ce qui indique que la station est actuellement surchargée, ce qui rend difficile pour les effluents de respecter les normes de rejet.
2.2 Fluctuations de la qualité, de la quantité, du pH et des fortes propriétés oxydantes des influents
L'affluent de la station de traitement des eaux usées de la station présente des fluctuations en termes de qualité (DCO), de quantité (Q), de pH et de fortes propriétés oxydantes (NaClO, H₂O₂). Par conséquent, il est nécessaire de mettre en œuvre une régulation de la qualité, de la quantité, du pH et un ajustement des propriétés oxydantes fortes pour garantir le fonctionnement stable des processus de traitement biologique ultérieurs.
2.3 Équipement vieillissant réduisant l’efficacité du traitement
La station d'épuration des eaux usées de la station souffre du vieillissement des équipements, réduisant encore davantage l'efficacité du traitement. Les enquêtes sur site ont révélé de violentes turbulences dans le réservoir aérobie sans bulles fines visibles, indiquant une rupture ou une défaillance potentielle des diffuseurs de fines -bulles au fond du réservoir. Cela entraîne une aération inégale dans le réservoir, affectant ainsi les performances du traitement.
2.4 Mauvaise gestion entraînant une perte de capacité de traitement
En raison d'une mauvaise gestion, les études sur site ont révélé que la concentration de boues activées dans les réservoirs de réaction biologique de la station de traitement des eaux usées de la station est gravement insuffisante et que celle-ci a essentiellement perdu sa capacité de traitement des eaux usées.
3. Plan technique de rétablissement du fonctionnement de la station d'épuration des eaux usées
3.1 Principes de conception du plan technique
Le plan ne devrait pas impliquer l'ajout d'une nouvelle capacité de réservoir, l'utilisation complète des installations et équipements existants de la station de traitement et viser à minimiser la période de construction et les coûts d'investissement. Mettre en œuvre la gestion de l’utilisation des détergents à lessive et le prétraitement séparé des flux d’eaux usées. Réduisez considérablement les coûts de dosage de produits chimiques de prétraitement tout en garantissant le fonctionnement sûr et stable de la station de traitement. Adopter des mesures techniques complètes pour améliorer considérablement l'efficacité de la station de traitement, en s'efforçant de garantir la conformité des effluents.
3.2 Mesures techniques de rétablissement du fonctionnement de la station de traitement
Huit mesures techniques globales sont proposées pour restaurer la capacité de traitement de la station d'épuration de la station et parvenir à un rejet des effluents conforme.
3.2.1 Vidange complète des réservoirs
Tout d’abord, retirez les sédiments et les impuretés du fond du réservoir. Ensuite, restaurez complètement le volume du réservoir de réaction. À terme, s’assurer du bon fonctionnement des équipements d’aération au fond du réservoir.
3.2.2 Conversion du « réservoir anoxique » actuel en « réservoir aérobie »
Sur la base des résultats des tests de qualité de l'eau, la concentration de NH₃-N dans les eaux usées combinées entrant dans la station n'est que de 13 mg/L, et le DB 44/26-2001 n'impose pas d'exigences d'élimination du TN. Par conséquent, des conduites d'air peuvent être installées au fond du « réservoir anoxique » actuel et des diffuseurs à fines bulles - peuvent être disposés, le transformant en un « réservoir aérobie ». Cela augmentera considérablement le HRT de l'étape aérobie, améliorant ainsi efficacement la capacité d'élimination de la station pour les matières organiques, le NH₃-N, les tensioactifs anioniques, etc.
3.2.3 Remplacement des diffuseurs de fines-bulles au fond du « réservoir aérobie » actuel
Remplacez les fines-diffuseurs à bulles et les tuyaux d'air associés au bas du "réservoir aérobie" actuel. Disposez les diffuseurs à fines-bulles plus densément (zone de service < 1 m² par diffuseur) pour restaurer l'état d'aération à fines-bulles du « réservoir aérobie », renforçant la capacité d'élimination des matières organiques, NH₃-N, tensioactifs anioniques, etc.
3.2.4 Amélioration de l'effet d'aération dans les réservoirs aérobies
Évaluez l’état de fonctionnement et le débit d’air du ou des ventilateurs actuels. Si le rapport air-/-eau est < 5 : 1, envisagez d'ajouter un ventilateur dédié à l'aération pour le « réservoir aérobie » nouvellement converti, renforçant ainsi la capacité d'élimination des matières organiques, du NH₃-N, des tensioactifs anioniques, etc.
3.2.5 Renforcer le recyclage des boues
Évaluez l’état de fonctionnement et le débit de la ou des pompes de recyclage des boues actuelles. Si le débit est insuffisant, remplacez la ou les pompes de recyclage des boues pour assurer un retour efficace des boues décantées, améliorer l'efficacité de la séparation des solides et éviter la perte de boues activées du système.
3.2.6 Ajout de mesures de prétraitement correspondantes
Ajoutez des réservoirs doseurs (avec mélangeurs) et des pompes doseuses pour les agents réducteurs (chlorure ferreux), les agents d'ajustement du pH (hydroxyde de calcium) et les floculants (chlorure ferrique polyaluminium). Cela permettra de prétraiter des flux d'affluents spécifiques, réduisant ainsi leur impact sur le système biologique et garantissant le fonctionnement sûr et stable de la station de traitement.
3.2.7 Améliorer les mesures de gestion opérationnelle de la station de traitement
Achetez des instruments de surveillance essentiels à la gestion des opérations, tels que des compteurs de concentration de boues, des pH-mètres et des compteurs d'oxygène dissous (OD). Élaborer des manuels d'exploitation et de maintenance pour la station de traitement et fournir une formation ciblée au personnel opérationnel pour parvenir à une gestion scientifique et à un fonctionnement efficace.
3.2.8 Améliorer la capacité de traitement biologique
Contactez les usines de traitement des eaux usées locales pour acheter des boues d'ensemencement, ou achetez des cultures bactériennes commerciales, afin d'augmenter la concentration des boues dans les réacteurs biologiques de la station et restaurer/améliorer sa capacité de traitement biologique.
4. Efficacité opérationnelle après la mise en œuvre du plan de rénovation
Après avoir effectué des tests et des analyses détaillés des changements de qualité de l'eau suite à la rénovation de la station de traitement des eaux usées de la station, une série de données clés ont été obtenues, comme indiqué dansTableau 3. Ces données démontrent clairement les réalisations significatives de la station rénovée en matière d'élimination des matières organiques, du NH₃-N et du chlore résiduel.
4.1 Élimination de la DCO
Concernant l'élimination de la DCO, un taux d'élimination de 72,46% indique des progrès significatifs dans la dégradation des matières organiques par la station de traitement. Ceci est attribué à l'optimisation du processus de traitement des eaux usées lors de la rénovation, permettant une décomposition et une élimination plus efficace des polluants organiques, réduisant ainsi considérablement la teneur en DCO dans les effluents.
4.2 Élimination de la DBO₅
Le taux d'élimination de la DBO₅ atteint 92,10 %, démontrant une fois de plus l'excellente performance de la station rénovée en matière d'élimination des matières organiques. Un taux d'élimination de DBO₅ élevé signifie que la teneur en matière organique biodégradable dans l'effluent est considérablement réduite, ce qui est important pour protéger l'environnement aquatique et prévenir l'eutrophisation.
4.3 Élimination de NH₃-N
Concernant l'élimination du NH₃-N, un taux d'élimination de 60,87 % montre également la grande efficacité de la station rénovée. NH₃-N est un indicateur important de l'eutrophisation de l'eau. Un taux d'élimination élevé indique un contrôle efficace de la teneur en NH₃-N dans l'effluent, contribuant ainsi à réduire le risque d'eutrophisation.
4.4 Élimination totale du chlore résiduel
Le chlore est un désinfectant couramment utilisé dans les processus de traitement des eaux usées, mais un excès de chlore résiduel peut présenter des risques potentiels pour l'environnement aquatique. Le taux d'élimination du chlore résiduel total par le processus de traitement de la station rénovée est de 81,74 %, ce qui indique que grâce au traitement efficace de la station, la teneur en chlore résiduel dans l'effluent est efficacement contrôlée, garantissant ainsi la sécurité de la qualité de l'effluent.
5. Conclusion
Une analyse complète avant la rénovation de la station de traitement des eaux usées de la station a révélé que, malgré une conception raisonnable du processus, elle avait essentiellement perdu sa capacité de traitement en raison de facteurs tels qu'une capacité insuffisante des réservoirs, des fluctuations de la qualité et de la quantité de l'eau, des équipements vieillissants, une aération inégale et une mauvaise gestion. Pour garantir que les effluents répondent aux valeurs de la norme primaire (deuxième période) du DB 44/26-2001, la station de traitement des eaux usées de la station a fait l'objet d'une modernisation et d'une rénovation. Cela impliquait de renforcer la régulation de la qualité et de la quantité de l'eau, de mettre à jour les équipements vieillissants, d'optimiser la gestion opérationnelle et de mettre en œuvre des stratégies globales pour rétablir le fonctionnement stable de la station de traitement. Cela constitue un solide soutien environnemental pour le développement durable des stations balnéaires en Chine.