Comment fonctionnent les stations d’épuration des eaux usées. Comment ça fonctionne. Égout d'une grande ville

→ Solutions pour les complexes de stations d'épuration

Exemples de stations d'épuration dans les grandes villes

Avant d’examiner des exemples spécifiques de stations d’épuration des eaux usées, il est nécessaire de définir ce que signifient les termes grande, grande, moyenne et petite ville.

Avec un certain degré de convention, les villes peuvent être classées selon le nombre d'habitants ou, compte tenu de la spécialisation professionnelle, selon la quantité d'eaux usées entrant dans les stations d'épuration. Ainsi, pour les plus grandes villes avec une population de plus d'un million d'habitants, la quantité d'eaux usées dépasse 0,4 million de m3/jour ; pour les grandes villes avec une population de 100 000 à 1 million d'habitants, la quantité d'eaux usées est de 25 à 400 000 m3/jour ; /jour . Les villes de taille moyenne ont une population de 50 à 100 000 habitants et la quantité d'eaux usées est de 10 à 25 000 m3/jour. Dans les petites villes et les agglomérations de type urbain, le nombre d'habitants varie de 3 à 50 000 personnes (avec une gradation possible de 3 à 10 000 personnes ; 10 à 20 000 personnes ; 25 à 50 000 personnes). Dans le même temps, la quantité estimée d'eaux usées varie dans une fourchette assez large : de 0,5 à 10-15 000 m3/jour.

La part des petites villes de la Fédération de Russie représente 90 % du nombre total de villes. Il faut également tenir compte du fait que le système de drainage des villes peut être décentralisé et disposer de plusieurs installations de traitement.

Considérons les exemples les plus illustratifs de grandes stations d'épuration dans les villes de la Fédération de Russie : Moscou, Saint-Pétersbourg et Nijni Novgorod.

Station d'aération Kuryanovskaya (KSA), Moscou. La station d'aération de Kuryanovskaya est la station d'aération la plus ancienne et la plus grande de Russie ; à l'aide de son exemple, on peut étudier assez clairement l'histoire du développement des équipements et de la technologie de traitement des eaux usées dans notre pays.

La superficie occupée par la station est de 380 hectares ; capacité nominale – 3,125 millions de m3 par jour ; dont près des 2/3 sont des eaux usées domestiques et 1/3 sont des eaux usées industrielles. La gare comprend quatre blocs de structures indépendants.

Le développement de la station d'aération Kuryanovskaya a commencé en 1950 après la mise en service d'un complexe de structures d'une capacité de débit de 250 000 m3 par jour. Une base technologique et de conception industrielle et expérimentale a été posée sur ce bloc, qui a servi de base au développement de presque toutes les stations d'aération du pays et a également été utilisée dans l'agrandissement de la station Kuryanovskaya elle-même.

En figue. 19.3 et 19.4 montrent des schémas technologiques de traitement des eaux usées et de traitement des boues à la station d'aération Kuryanovskaya.

La technologie de traitement des eaux usées comprend les structures principales suivantes : grilles, dessableurs, décanteurs primaires, bassins d'aération, décanteurs secondaires, installations de désinfection des eaux usées. Certaines eaux usées traitées biologiquement subissent un post-traitement à l'aide de filtres granulaires.

Riz. 19.3. Schéma technologique de traitement des eaux usées à la station d'aération Kuryanovskaya :
1 – grille ; 2 – bac à sable ; 3 – décanteur primaire ; 4 – réservoir d'aération ; 5 – décanteur secondaire ; 6 – tamis à fentes plates ; 7 – filtre rapide ; 8 – régénérateur ; 9 – bâtiment principal des machines de l'usine centrale de traitement ; 10 – compacteur de boues ; 11 – épaississeur à bande gravitaire ; 12 – unité de préparation d'une solution floculante ; 13 – structures de conduites d'eau industrielles ; 14 – atelier de traitement du sable ; 75 – eaux usées entrantes ; 16 – laver l'eau des filtres rapides ; 17 – pâte de sable ; 18 – eau du magasin de sable ; 19 – substances flottantes ; 20 – aérien ; 21 – sédiments provenant des décanteurs primaires des installations de traitement des boues ; 22 - boues activées en circulation ; 23 – filtrer; 24 – eaux industrielles désinfectées ; 25 – eau de traitement ; 26 – aérien; 27 – boues activées condensées pour installations de traitement des boues ; 28 – eaux industrielles désinfectées vers la ville ; 29 – eau purifiée dans la rivière. Moscou; 30 – eaux usées post-épurées dans la rivière. Moscou

Le KSA est équipé de grilles mécanisées avec des ouvertures de 6 mm et des mécanismes de raclage en mouvement continu.

Trois types de dessableurs sont utilisés chez KSA : verticaux, horizontaux et aérés. Après déshydratation et traitement dans un atelier spécial, le sable peut être utilisé dans la construction de routes et à d'autres fins.

Des bassins de décantation de type radial d'un diamètre de 33, 40 et 54 m sont utilisés comme bassins de décantation primaires à KSA. La durée de décantation prévue est de 2 heures. Les bassins de décantation primaires dans la partie centrale sont équipés de pré-aérateurs intégrés.

Le traitement biologique des eaux usées est réalisé dans des bassins d'aération-déplaceurs à quatre couloirs, le pourcentage de régénération varie de 25 à 50 %.

L'air d'aération est fourni aux réservoirs d'aération à travers des plaques filtrantes. Actuellement, pour sélectionner le système d'aération optimal, les aérateurs tubulaires en polyéthylène d'Ecopolymer et les aérateurs à disques de Green-Frog et Patfil sont testés dans un certain nombre de sections de réservoirs d'aération.

Riz. 19.4. Schéma technologique de traitement des boues à la station d'aération Kuryanovskaya :
1 – chambre de chargement du digesteur ; 2 – digesteur ; 3 – chambre de déchargement des digesteurs ; 4 – réservoir d'essence ; 5 – échangeur de chaleur ; 6 – chambre de mélange ; 7 – cuve de lavage ; 8 – compacteur de boues fermentées ; 9 – filtre-presse ; 10 – unité de préparation d'une solution floculante ; 11 – plateforme à boues ; 12 – sédiments des décanteurs primaires ; 13 – boues activées en excès ; 14 – gaz pour bougie d'allumage ; 15 – gaz de fermentation dans la chaufferie de la station d'aération ; 16 – eau de traitement ; 17 – poncer sur des patins de sable ; 18 – aérien ; 19 – filtrer; 20 – vidanger l'eau; 21 – eaux de boues dans le réseau d’égouts de la ville

Une des sections des bassins d'aération a été reconstruite pour fonctionner avec un système de dénitrification des nitrures à boue unique, qui comprend également un système d'élimination des phosphates.

Les décanteurs secondaires, comme les primaires, sont de type radial, avec des diamètres de 33, 40 et 54 m.

Environ 30 % des eaux usées traitées biologiquement sont soumises à un traitement supplémentaire, qui est d'abord traité sur des tamis plats à fentes, puis sur des filtres granulaires.

Pour la digestion des boues à la KSA, on utilise des digesteurs enterrés d'un diamètre de 24 m en béton armé monolithique avec remplissage de terre, des digesteurs hors sol d'un diamètre de 18 m avec isolation thermique des parois. Tous les digesteurs fonctionnent selon un schéma dynamique, en mode thermophile. Le gaz libéré est détourné vers la chaufferie locale. Après les digesteurs, le mélange digéré de boues brutes et de boues activées en excès subit un compactage. De la quantité totale du mélange, 40 à 45 % sont envoyés aux lits de boues et 55 à 60 % sont envoyés à l'atelier de déshydratation mécanique. La superficie totale des lits de boues est de 380 hectares.

La déshydratation mécanique des boues est réalisée à l'aide de huit filtres-presses.

Station d'aération Lyubertsy (LbSA), Moscou. Plus de 40 % des eaux usées de Moscou et des grandes villes de la région de Moscou sont traitées à la station d'aération de Lyubertsy (LbSA), située dans le village de Nekrasovka, dans la région de Moscou (Fig. 19.5).

LbSA a été construite dans les années d'avant-guerre. Le processus technologique de traitement consistait en un traitement mécanique des eaux usées et un traitement ultérieur dans les champs d'irrigation. En 1959, sur décision du gouvernement, la construction d'une station d'aération a commencé sur le site des champs d'irrigation de Lyubertsy.

Riz. 19.5. Plan des installations de traitement des stations d'aération de Lyubertsy et Novolubertsy :
1 – fourniture d’eaux usées à LbSA ; 2 – fourniture d'eaux usées à la NLbSA ; 3 – LBS ; 4 – NLbSA ; 5 – installations de traitement des sédiments ; b – rejets d’eaux usées traitées

Le schéma technologique de traitement des eaux usées à LbSA n'est pratiquement pas différent du schéma accepté à KSA et comprend les structures suivantes : grilles ; dessableurs; décanteurs primaires avec pré-aérateurs ; réservoirs d'aération-déplaceurs; décanteurs secondaires; installations de traitement des boues et de désinfection des eaux usées (Fig. 19.6).

Contrairement aux structures KSA, dont la plupart étaient construites en béton armé monolithique, les structures préfabriquées en béton armé étaient largement utilisées à la LbSA.

Après la construction et la mise en service du premier bloc en 1984, puis du deuxième bloc des installations de traitement de la station d'aération de Novolubertsy (NLbSA), la capacité nominale de la LbSA est de 3,125 millions de m3/jour. Le schéma technologique de traitement des eaux usées et de traitement des boues à LbSA n'est pratiquement pas différent du schéma classique adopté à KSA.

Cependant, ces dernières années, d'importants travaux ont été menés à la station de Lyubertsy pour moderniser et reconstruire les installations de traitement des eaux usées.

De nouveaux caillebotis mécanisés étrangers et nationaux à dégagement fin (4-6 mm) ont été installés à la station, et les caillebotis mécanisés existants ont été modernisés à l'aide de la technologie développée au Mosvodokanal MGP avec une réduction de la taille des interstices à 4-5 mm. .

Riz. 19.6. Schéma technologique de traitement des eaux usées à la station d'aération de Lyubertsy :
1 – eaux usées ; 2 – grilles; 3 – dessableurs ; 4 – pré-aérateurs ; 5 – décanteurs primaires ; 6 – aérien ; 7 – réservoirs d'aération ; 8 – décanteurs secondaires ; 9 – compacteurs de boues ; 10 – filtres-presses ; 11 – zones de stockage des boues déshydratées ; 12 – installations de réactifs ; 13 – compacteurs de boues fermentées devant filtres-presses ; 14 – unité de préparation des sédiments ; 15 – digesteurs ; 16 – bunker de sable ; 17 – classificateur de sable ; 18 – hydrocyclone; 19 – réservoir d'essence ; 20 – chaufferie ; 21 – presses hydrauliques pour la déshydratation des déchets ; 22 – déverrouillage d'urgence

Le plus grand intérêt est généré par le schéma technologique du bloc II de NLbSa, qui est un schéma moderne de nit-ri-dénitrification à limon unique avec deux étapes de nitrification. Parallèlement à l'oxydation profonde des substances organiques contenant du carbone, un processus plus profond d'oxydation de l'azote des sels d'ammonium se produit avec la formation de nitrates et une diminution des phosphates. L'introduction de cette technologie permet dans un avenir proche d'obtenir des eaux usées purifiées à la station d'aération de Lyubertsy qui répondraient aux exigences réglementaires modernes en matière de rejet dans les réservoirs de pêche (Fig. 19.7). Pour la première fois, environ 1 million de m3/jour d'eaux usées à LbSA sont soumis à un traitement biologique en profondeur avec élimination des nutriments des eaux usées traitées.

La quasi-totalité des boues brutes issues des décanteurs primaires subit un prétraitement sur tamis avant digestion dans des digesteurs. Les principaux procédés technologiques de traitement des boues d'épuration au LbSA sont : le compactage gravitaire des boues activées en excès et des boues brutes ; fermentation thermophile; lavage et compactage des boues fermentées ; conditionnement des polymères ; neutralisation mécanique; dépôt; séchage naturel (zones de secours pour les boues).

Riz. 19.7. Schéma technologique de traitement des eaux usées à LbSA utilisant un schéma de nitri-dénitrification mono-limon :
1 – eaux usées initiales ; 2 – décanteur primaire ; 3 – eaux usées clarifiées ; 4 – bassin d'aération-dénitrificateur ; 5 – aérien ; 6 – décanteur secondaire ; 7 – eaux usées épurées ; 8 – recirculation des boues activées ; 9 – sédiment brut

Pour déshydrater les boues, de nouveaux filtres-presses à châssis ont été installés, permettant d'obtenir des tourteaux avec une teneur en humidité de 70 à 75 %.

Station centrale d'aération, Saint-Pétersbourg. Les installations de traitement de la Station centrale d'aération de Saint-Pétersbourg sont situées à l'embouchure du fleuve. Neva sur l'île Bely artificiellement récupérée. La station a été mise en service en 1978 ; la capacité nominale de 1,5 million de m3 par jour a été atteinte en 1985. La zone de développement est de 57 hectares.

La station centrale d'aération de Saint-Pétersbourg reçoit et traite environ 60 % des eaux usées domestiques et 40 % des eaux usées industrielles de la ville. Saint-Pétersbourg est la plus grande ville du bassin de la mer Baltique, ce qui lui confère une responsabilité particulière en matière de sécurité environnementale.

Le schéma technologique du traitement des eaux usées et du traitement des boues de la Station centrale d'aération de Saint-Pétersbourg est présenté à la Fig. 19.8.

Le débit maximum des eaux usées pompées par la station de pompage par temps sec est de 20 m3/s et par temps pluvieux – 30 m/s. Les eaux usées provenant du collecteur d'entrée du réseau de drainage de la ville sont pompées dans la chambre de réception pour un traitement mécanique.

Les installations de nettoyage mécanique comprennent : une chambre de réception, un bâtiment de tamisage, des décanteurs primaires avec récupérateurs de graisses. Dans un premier temps, les eaux usées sont traitées sur 14 tamis mécanisés à râteaux et à marches. Après les tamis, les eaux usées pénètrent dans des dessableurs (12 pièces) puis, via un canal de distribution, sont évacuées vers trois groupes de décanteurs primaires. Décanteurs primaires de type radial, 12 pièces. Le diamètre de chaque bassin de décantation est de 54 m pour une profondeur de 5 m.

Riz. 19.8. Schéma technologique de traitement des eaux usées et de traitement des boues de la gare centrale de Saint-Pétersbourg :
1 – eaux usées de la ville ; 2 – station de pompage principale ; 3 – canal d'approvisionnement ; 4 – grilles mécanisées ; 5 – dessableurs ; 6 – déchets ; 7 – sable; 8 – sable; des sites; 9 – décanteurs primaires ; 10 – réservoir de sédiments humides ; 11 – réservoirs d'aération ; 12 – aérien ; 13 – compresseurs ; 14 – retour des boues activées ; 15 – station de pompage des boues ; 16 – décanteurs secondaires ; 17 – chambre de libération ; 18 – Rivière Neva; 19 – boues activées ; 20 – compacteurs de boues ; 21 – réservoir de réception ;
22 – centripresses; 23 – gâteau à brûler ; 24 – combustion des boues ; 25 – four; 26 – cendres ; 27 – floculant ; 28 – vidanger l'eau des compacteurs de boues ; 29 – eau; 30 – solutions
floculant; 31 – centrifugeuse

Les installations de traitement biologique comprennent des bassins d'aération, des décanteurs radiaux et le bâtiment principal des machines, qui comprend un bloc d'unités de soufflage et de pompes à boues. Les bassins d'aération se composent de deux groupes, chacun étant constitué de six bassins d'aération parallèles à trois couloirs de 192 m de long avec un canal supérieur et inférieur commun, la largeur et la profondeur des couloirs sont respectivement de 8 et 5,5 m. les bassins d'aération grâce à des aérateurs à fines bulles. La régénération des boues activées est de 33 %, tandis que les boues activées de retour des décanteurs secondaires sont acheminées vers l'un des couloirs du bassin d'aération, qui sert de régénérateur.

Depuis les bassins d'aération, l'eau purifiée est envoyée vers 12 bassins de décantation secondaires pour séparer les boues activées des eaux usées traitées biologiquement. Les décanteurs secondaires, comme les primaires, sont de type radial avec un diamètre de 54 m et une profondeur de zone de décantation de 5 m. Depuis les décanteurs secondaires, les boues activées s'écoulent sous pression hydrostatique dans la station de pompage des boues. Après les décanteurs secondaires, l'eau purifiée est rejetée dans la rivière par la chambre de sortie. Néva.

Dans l'atelier de déshydratation mécanique des boues, les boues brutes provenant des décanteurs primaires et les boues activées compactées provenant des décanteurs secondaires sont traitées. L'équipement principal de cet atelier est constitué de dix centripresses équipées de systèmes de préchauffage d'un mélange de boues brutes et de boues activées. Pour augmenter le degré de transfert d'humidité du mélange, une solution floculante est fournie aux centripresses. Après traitement dans les centripresses, l'humidité du gâteau atteint 76,5 %.

L'atelier d'incinération des boues dispose de 4 fours à lit fluidisé (société française OTV).

Une particularité de ces installations de traitement est que dans le cycle de traitement des boues, il n'y a pas de digestion préalable dans les digesteurs. La déshydratation d'un mélange de sédiments et de boues activées en excès s'effectue directement dans des centripresses. La combinaison des centripresses et de la combustion des sédiments compactés réduit considérablement le volume du produit final - les cendres. Par rapport au traitement mécanique traditionnel des boues, les cendres résultantes sont 10 fois inférieures à celles des gâteaux déshydratés. Le recours à un procédé de combustion d'un mélange de boues et de boues activées en excès dans des fours à lit fluidisé garantit la sécurité sanitaire.

Station d'aération à Nijni Novgorod. La station d'aération de Nijni Novgorod est un complexe de structures conçues pour le traitement biologique complet des eaux usées domestiques et industrielles à Nijni Novgorod et Bor. Le schéma technologique comprend les structures suivantes : unité de nettoyage mécanique - grilles, dessableurs, décanteurs primaires ; unité de traitement biologique – bassins d’aération et décanteurs secondaires ; après traitement; installations de traitement des sédiments (Fig. 19.9).

Riz. 19.9. Schéma technologique de traitement des eaux usées à la station d'aération de Nijni Novgorod :
1 – chambre de réception des eaux usées ; 2 – grilles ; 3 – dessableurs ; 4 – zones de sable ; 5 – décanteurs primaires ; 6 – réservoirs d'aération ; 7 – décanteurs secondaires ; 8 – station de pompage des boues activées excédentaires ; 9 – chambre de transport aérien ; 10 – étangs biologiques ; 11 – réservoirs de contact ; 12 – lâcher en rivière. Volga; 13 – compacteurs de boues ; 14 – station de pompage des boues brutes (des décanteurs primaires) ; 75 – digesteurs ; 16 – station de pompage des boues ; 17 - floculant; 18 – filtre-presse ; 19 – lits de boues

La capacité nominale des ouvrages est de 1,2 million de m3/jour. Le bâtiment dispose de 4 écrans mécanisés d'une capacité de 400 mille m3/jour chacun. Les déchets des grilles sont transportés à l'aide de convoyeurs, déversés dans des bennes, chlorés et acheminés vers un site de compostage.

Les dessableurs comprennent deux blocs : le premier est constitué de 7 dessableurs aérés horizontaux d'une capacité de 600 m3/h chacun, le second - de 2 dessableurs horizontaux à fentes d'une capacité de 600 m3/h chacun.

8 décanteurs radiaux primaires d'un diamètre de 54 m ont été construits à la station Pour éliminer les contaminants flottants, les décanteurs sont équipés de récupérateurs de graisses.
Les bassins-mélangeurs d'aération à 4 couloirs sont utilisés comme installations de traitement biologique. L'arrivée dispersée des eaux usées dans les bassins d'aération permet de faire varier le volume des régénérateurs de 25 à 50 %, d'assurer un bon mélange des eaux entrantes avec les boues activées et une consommation uniforme d'oxygène sur toute la longueur des couloirs. La longueur de chaque bassin d'aération est de 120 m, la largeur totale est de 36 m et la profondeur est de 5,2 m.

La conception des décanteurs secondaires et leurs dimensions sont similaires à celles des décanteurs primaires ; un total de 10 décanteurs secondaires ont été construits à la station.

Après des décanteurs secondaires, l'eau est envoyée pour un traitement ultérieur vers deux bassins biologiques à aération naturelle. Les étangs biologiques sont construits sur des fondations naturelles et bordés de barrages en terre ; La superficie d'eau de chaque étang est de 20 hectares. Le temps de séjour dans les étangs biologiques est de 18 à 20 heures.

Après les bioétangs, les eaux usées purifiées sont désinfectées dans des réservoirs de contact à l'aide de chlore.

L'eau purifiée et désinfectée pénètre dans les canaux de drainage par les plateaux Parshal et, après avoir été saturée d'oxygène dans le dispositif différentiel du déversoir, pénètre dans la rivière. Volga.

Un mélange de boues brutes issues des décanteurs primaires et de boues activées excédentaires compactées est envoyé vers les digesteurs. Le régime thermophile est maintenu dans les digesteurs.

Les boues digérées sont en partie acheminées vers des lits de boues et en partie vers un filtre-presse à bande.

Tout ce que les habitants de la capitale déversent dans les éviers et les toilettes se transforme finalement en millions de mètres cubes d'eaux usées. Ils sont déversés dans la rivière Moscou depuis de nombreuses années. Pour les nettoyer, deux grandes stations d'aération ont été construites dans la ville : à Lyubertsy et dans le quartier de Pechatnikov. Dans le même temps, les installations de traitement de Kuryanovsky opérant dans l'Okrug autonome du sud-est (Okrug autonome du sud-est) sont les plus anciennes et les plus grandes.

Description générale de l'objet

La zone desservie par la gare abrite un très grand nombre de personnes, soit plus de 6 millions de personnes. De plus, plusieurs usines de fabrication sont situées à proximité. Ainsi, chaque jour, la station reçoit une quantité vraiment colossale d'eaux usées - environ 1,8 million de m3, dont 20 % proviennent du secteur résidentiel et 80 % du secteur industriel. La station Kuryanovskaya est située dans la zone industrielle du district de Pechatniki, dans la plaine inondable de la rive gauche de la rivière Moscou. À ce jour, cette importante installation est l’une des plus grandes d’Europe.

Au total, ce complexe comprend trois blocs (NKTP), chacun permettant de traiter 1 million de m 3 d'eaux usées par jour. Ainsi, au total, les installations de traitement de Kuryanovsky sont conçues pour une charge de 3 millions de m 3 en 24 heures.

Un peu d'histoire

Les premières installations de cette gare ont été construites en 1939. Cependant, en raison du déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, les travaux ont été suspendus pendant une longue période. Les installations de traitement de Kuryanovsky n'ont été mises en service qu'en 1950. À cette époque, la gare, comme tout autre complexe ayant un objectif similaire, était située très loin de la ville - parmi les steppes et les forêts, à côté de plusieurs petites usines. Cependant, la superficie de Moscou s'est progressivement agrandie et la gare s'est finalement retrouvée à l'intérieur de ses frontières. De plus, elle était déjà entourée non seulement d’entreprises industrielles qui opéraient encore dans cette zone, mais aussi de zones résidentielles.

Bien entendu, l’augmentation de la charge a rendu insuffisante la capacité initialement prévue de cette installation. C'est pourquoi, dans les années 70 du siècle dernier, Mosvodokanal a décidé d'agrandir les installations de traitement dans la région de Pechatniki. À proximité immédiate de l'ancien complexe, la gare Novokuryanovskaya a été construite, composée de deux blocs plus modernes. Simultanément à leur construction, un nouveau canal de sortie a été posé.

Bien entendu, au fil du temps, la conception de la nouvelle gare est devenue obsolète. C'est pourquoi, en 2011, leur modernisation à grande échelle a commencé. À l'heure actuelle, ces travaux sont déjà terminés.

District de Pechatniki (Moscou)

La superficie de cette partie de la capitale est de 17,89 km 2 au total. Le quartier Pechatniki se compose de 30 rues. À ce jour, environ 75 000 personnes vivent à proximité immédiate de la station d'épuration de Kuryanovsky.

Le quartier Pechatniki est actuellement considéré comme très propice à la vie. L'infrastructure ici est très bien développée, par exemple, il y a deux stations de métro et quatre en direction de Koursk du chemin de fer de Moscou. Jusqu'à récemment, personne ne souhaitait particulièrement acheter des appartements dans le quartier de Pechatniki. Il s’agissait de l’odeur nauséabonde qui se propageait depuis la station d’épuration. Cependant, ce problème a été complètement résolu récemment. Nous parlerons de comment exactement ci-dessous.

Conception de la gare

Le complexe Kuryanovsky est donc le plus grand. Le processus de traitement des eaux usées dans cette installation commence par l'une des trois chambres de réception directement reliées aux collecteurs d'égouts de la ville. De là, le flux d'eaux usées via des canalisations souterraines est distribué vers la station d'épuration de la station (à travers le bâtiment grillagé). Aujourd’hui, les eaux usées s’écoulent principalement dans l’un des deux blocs de la nouvelle station. Chaque conduite d'égout alimentant la station d'épuration des eaux usées peut être bloquée individuellement. Avant d'entrer dans l'unité de traitement, les eaux usées sont acheminées vers le bâtiment Grate pour un traitement mécanique primaire. Ils sont ensuite pompés dans des dessableurs. Ensuite, les effluents sont alimentés séquentiellement :

aux décanteurs primaires ;

réservoirs d'aération;

aux décanteurs secondaires ;

dans la chambre de sortie.

L'air est fourni aux réservoirs d'aération à partir d'une immense salle des machines équipée de turbosoufflantes de haute puissance. Les boues des décanteurs pénètrent dans un digesteur spécial, où se produit leur fermentation. Le gaz libéré à la suite de ce processus est utilisé dans une petite centrale thermique construite à proximité. Cette solution technique intéressante a permis de fournir aux installations de traitement de Kuryanovsky 60 % de leur propre électricité. Au stade final, de l'eau entièrement purifiée s'écoule via un canal de dérivation vers la rivière Moscou. Dans toute la station, les eaux usées s'écoulent par gravité. Pour ce faire, chaque ensemble d'équipements de traitement ultérieur est situé légèrement plus bas que le précédent.

Comment fonctionne le nettoyage mécanique ?

En fait, la technologie de traitement des eaux usées elle-même a été pensée dans les moindres détails par les ingénieurs de Vodokanal LLC (Moscou). Les grilles subissent un premier traitement dans le bâtiment des grilles. Ici, les grosses impuretés mécaniques en sont éliminées. Pour ce faire, ils passent à travers des grilles spéciales. Ces derniers ressemblent en quelque sorte à un grand récipient fixé directement dans le courant d’eau. Les gros déchets sélectionnés - plastique froissé, bouchons de bouteilles, morceaux de polyéthylène, feuilles, herbe, etc. - sont envoyés sur un tapis roulant pour être recyclés. Curieusement, ce sont les cotons-tiges ordinaires pour les oreilles qui dérangent le plus les ouvriers de cet atelier. Leurs dimensions dans le sens transversal sont très petites et traversent donc facilement les grilles des conteneurs.

Le bâtiment de traitement mécanique primaire est divisé en deux parties. Chacun d'eux dessert son propre bloc de la nouvelle gare. Après la construction du tamis, les eaux usées pénètrent dans des bacs à sable spéciaux pour éliminer les petits débris mécaniques. La suspension minérale insoluble séparée des eaux usées est ensuite lavée et acheminée vers les usines produisant des mélanges de construction, des pavés, etc.

Traitement biologique

Bien entendu, pour une purification de l'eau de haute qualité, il ne suffit pas d'en éliminer les débris ordinaires et divers types d'impuretés mécaniques. Les stations d'aération Kuryanovsky sont un complexe moderne dont les eaux usées sont également soumises à un traitement biologique. Après les dessableurs, ils pénètrent dans les bassins de décantation primaires. Ici, les particules en suspension restant dans l'eau se déposent au fond sous l'influence de la gravité. Chaque bloc NKOS est équipé de 8 de ces pools.

Après les bassins de décantation, l’eau est amenée aux bassins d’aération. C'est le nom des conteneurs spéciaux contenant des boues biologiquement actives. Les bactéries qui y vivent commencent à traiter activement la saleté restant dans l'eau. En fait, le même processus se produit dans les réservoirs naturels. Cependant, à la gare, la procédure de nettoyage est beaucoup plus rapide. La technologie de traitement biologique dans les STEP consiste à fournir un fort débit d'air aux bassins d'aération. C'est un stimulateur naturel de l'activité bactérienne. Le complexe de traitement des eaux usées de la station comprend, comme déjà mentionné, une salle des machines construite à cet effet. C’est à partir de là que le flux d’air nécessaire aux bactéries entre dans les bassins d’aération.

La principale difficulté de cette étape de nettoyage est la nécessité d'assurer un fonctionnement ininterrompu des surpresseurs de canalisations. Le fait est que sans air, les bactéries vivant dans les boues des bassins d’aération peuvent mourir en quelques heures seulement. Il faut beaucoup de temps pour que leur population se rétablisse – plusieurs mois.

Après les bassins d'aération, de l'eau presque propre s'écoule dans des bassins de décantation secondaires. A ce stade, les restes de boues activées en sont éliminés. Au fond de chaque décanteur secondaire se trouve un mécanisme spécial - un râteau à boues. Cet outil recueille les sédiments dans un grand plateau. Ensuite, les boues sont transportées vers des décharges spéciales situées à 60 km de la capitale.

Utilisation du méthane

Les boues dans les bassins d'aération se multiplient constamment. Le surplus qui en résulte est partiellement préservé. Ils pourront être réutilisés plus tard. La majeure partie des boues « excédentaires » est envoyée pour digestion dans des réservoirs semi-enterrés spéciaux - les digesteurs. Ici, les boues sont chauffées à 54 ° C, à la suite de quoi une réaction commence à s'y produire avec libération de gaz. Le méthane obtenu est fourni aux centrales thermiques pour produire de l'électricité.

TPP

La centrale thermique de la station d'épuration de Kuryanovskaya (district de Pechatniki, Moscou) est une structure vraiment unique. Il n’existe aucun analogue d’une telle structure nulle part dans le monde. La construction de cette installation a été décidée en 2005, après un accident majeur qui a coupé la moitié de Moscou, y compris la salle des turbines de la STEP. Ce jour-là, les bactéries présentes dans les bassins d’aération n’ont pas reçu l’air dont elles avaient besoin pendant environ trois heures. La construction de la centrale thermique a complètement éliminé la possibilité qu'une situation aussi désagréable se reproduise.

Comment les eaux usées sont analysées

Bien entendu, la qualité de l'eau rejetée dans la rivière Moscou à la station est vérifiée périodiquement. Les études mécaniques sont réalisées par étapes, selon les paramètres suivants :

chromaticité;

température;

• degré de transparence.

Le premier paramètre est mesuré en degrés sur l’échelle platine-cobalt. Température, odeur et transparence - par police. L'analyse chimique des eaux usées est effectuée sur la réaction du pH et la proportion de diverses impuretés. Sur la base de cette dernière caractéristique, les eaux usées peuvent être divisées en quatre catégories :

eaux usées municipales (résidu sec - moins de 500 mg/l) ;

La composition chimique et microbiologique des eaux usées rejetées par la station Kuryanovskaya dans le district administratif du sud-est (Moscou) est entièrement conforme aux normes SanPiN 2.1.5.980-00.

Où vont les déchets ?

Depuis le décanteur secondaire, de l'eau complètement purifiée s'écoule dans la chambre de sortie. Elles sont ensuite déversées dans un canal de sortie relié à la rivière Moscou, dont la longueur totale est de 700 m. Jusqu'à récemment, c'était la fin du traitement des eaux usées. Mais il y a quelques années, un nouveau bâtiment de désinfection a été construit sur le canal. Ici, ils sont en outre désinfectés à la lumière ultraviolette. Après un tel traitement, divers micro-organismes pathogènes meurent dans l'eau. Autrement dit, la station d'épuration de Kuryanovsky rejette désormais de l'eau dans la rivière Moscou, non seulement bien purifiée, mais également complètement désinfectée. Cela contribue à une amélioration significative de la situation environnementale de la capitale.

Pêcher dans le canal

La qualité des eaux usées de la station Kuryanovskaya, dont les activités sont contrôlées par Vodokanal LLC (Moscou), est véritablement au plus haut niveau. En témoigne le fait qu'un grand nombre de poissons vivent dans le canal de sortie du complexe. Autrefois, de nombreux habitants locaux le pêchaient. Cependant, il n’y a pas si longtemps, l’entrée de la gare était fermée aux étrangers. Les agents de sécurité maintiennent désormais l'ordre ici, empêchant non seulement les amateurs de pêche d'entrer sur le territoire, mais aussi les garçons du coin.

Odeur

À ce jour, les Moscovites qui ont choisi de vivre dans la région de Pechatniki ne rencontrent aucun problème lié aux stations d'épuration. Mais tout récemment, une odeur âcre extrêmement désagréable s'est répandue du territoire de cette installation dans toute la zone. En 2012, après des appels répétés des habitants auprès des administrations du district et de Moscou, il a été décidé de reconstruire la gare. De ce fait, les chambres de réception situées à l'entrée étaient fermées sur la quasi-totalité de la surface.

Ils ont également décidé d'empêcher la propagation des odeurs provenant des décanteurs primaires à l'aide d'un couvercle. Mais dans ce cas, des tôles ont été utilisées. À ce jour, ces conteneurs sont fermés par deux couvercles à la fois : un ponton flottant et une console supérieure. Les stations d'aération Kuryanovsky sont le seul complexe au monde à utiliser des structures aussi efficaces et peu coûteuses. Certains bassins de décantation déjà partiellement effondrés ont été supprimés lors de la modernisation.

Avant de concevoir des installations de traitement des eaux usées domestiques ou d'autres types d'eaux usées, il est important de connaître leur volume (la quantité d'eaux usées générée sur une certaine période de temps), la présence d'impuretés (toxiques, insolubles, abrasives, etc.) et d'autres paramètres.

Types d'eaux usées

Des stations d'épuration sont installées pour différents types d'eaux usées.

• Eaux usées domestiques– il s’agit des évacuations des installations sanitaires (lavabos, éviers, toilettes, etc.) des immeubles d’habitation, y compris les maisons privées, ainsi que des institutions, des bâtiments publics. Les eaux usées domestiques sont dangereuses car elles constituent un terrain fertile pour les bactéries pathogènes.
• Effluents industriels se forment dans les entreprises. Cette catégorie se caractérise par la présence possible de diverses impuretés, dont certaines compliquent considérablement le processus de purification. Les stations d’épuration industrielles sont généralement de conception complexe et comportent plusieurs étapes de traitement. L'intégralité de ces structures est choisie en fonction de la composition des eaux usées. Les eaux usées industrielles peuvent être toxiques, acides, alcalines, contenir des impuretés mécaniques et même radioactives.
• Les égouts pluviaux en raison de la méthode de formation, ils sont également appelés superficiels. On les appelle aussi pluie ou atmosphérique. Ce type de drainage est un liquide formé sur les toits, les routes, les terrasses et les places lors des précipitations. Les usines de traitement des eaux pluviales comprennent généralement plusieurs étapes et sont capables d’éliminer différents types de contaminants (organiques et minéraux, solubles et insolubles, liquides, solides et colloïdaux) du liquide. Les égouts pluviaux sont les moins dangereux et les moins pollués de tous.

Types d'installations de traitement

Afin de comprendre de quels blocs peut être constitué un complexe de traitement, vous devez connaître les principaux types d'installations de traitement des eaux usées.

Ceux-ci inclus:

• structures mécaniques,
• installations de bioraffinerie,
• des unités de saturation en oxygène qui enrichissent un liquide déjà purifié,
• filtres d'adsorption,
• blocs échangeurs d'ions,
• installations électrochimiques,
• matériel de nettoyage physique et chimique,
• installations de désinfection.

Les équipements de traitement des effluents comprennent également des structures et des réservoirs pour le stockage et le stockage, ainsi que pour le traitement des boues filtrées.

Principe de fonctionnement du complexe de traitement des eaux usées

Le complexe peut mettre en œuvre un projet d'installations de traitement des eaux usées de conception aérienne ou souterraine.
Des installations de traitement des eaux usées domestiques sont installées dans les villages de chalets, ainsi que dans les petites agglomérations (150 à 30 000 personnes), dans les entreprises, dans les centres régionaux, etc.

Si le complexe est installé à la surface de la terre, il a une conception modulaire. Afin de minimiser les dommages, de réduire les coûts et les coûts de main-d'œuvre pour la réparation des structures souterraines, leurs corps sont constitués de matériaux dont la résistance leur permet de résister à la pression du sol et des eaux souterraines. Entre autres choses, ces matériaux sont durables (jusqu'à 50 ans de service).

Pour comprendre le principe de fonctionnement des stations d’épuration des eaux usées, examinons le fonctionnement des différentes étapes du complexe.

Nettoyage mécanique

Cette étape comprend les types de structures suivants :

• décanteurs primaires,
• des pièges à sable,
• grilles de retenue des débris, etc.

Tous ces appareils sont conçus pour éliminer les matières en suspension, les grosses et petites impuretés insolubles. Les plus grosses inclusions sont retenues par le gril et tombent dans un récipient spécial amovible. Les soi-disant dessableurs ont donc une productivité limitée lorsque l'intensité de l'approvisionnement en eaux usées des stations d'épuration est supérieure à 100 mètres cubes. m par jour, il est conseillé d'installer deux appareils en parallèle. Dans ce cas, leur efficacité sera optimale ; les dessableurs pourront retenir jusqu’à 60 % des matières en suspension. Le sable retenu avec l'eau (pulpe de sable) est évacué vers des plates-formes de sable ou vers une trémie de sable.

Traitement biologique

Après avoir éliminé la majeure partie des impuretés insolubles (nettoyage des eaux usées), le liquide destiné à une purification ultérieure pénètre dans le réservoir d'aération - un dispositif multifonctionnel complexe avec une aération prolongée. Les bassins d'aération seront divisés en sections de purification aérobie et anaérobie, grâce auxquelles, simultanément à la décomposition des impuretés biologiques (organiques), les phosphates et les nitrates sont éliminés du liquide. Cela augmente considérablement l'efficacité de la deuxième étape du complexe thérapeutique. La biomasse active libérée par les eaux usées est retenue dans des blocs spéciaux chargés de matériau polymère. De tels blocs sont placés dans la zone d'aération.

Après le bassin d'aération, la masse de boues passe dans un bassin de décantation secondaire, où elle est séparée en boues activées et eaux usées traitées.

Traitement supplémentaire

Le post-traitement des eaux usées est effectué à l'aide de filtres à sable autonettoyants ou de filtres à membrane modernes. A ce stade, la quantité de matières en suspension présentes dans l'eau est réduite à 3 mg/l.

Désinfection

La désinfection des eaux usées traitées est réalisée en traitant le liquide avec de la lumière ultraviolette. Pour augmenter l'efficacité de cette étape, les stations d'épuration biologiques sont équipées d'équipements de soufflage supplémentaires.

Les effluents ayant franchi toutes les étapes du complexe de traitement sont sans danger pour l'environnement et peuvent être rejetés dans un réservoir.

Conception de systèmes de traitement

Les installations de traitement des eaux usées industrielles sont conçues en tenant compte des facteurs suivants :

• niveau de la nappe phréatique,
• conception, géométrie, emplacement du collecteur d'alimentation,
• exhaustivité du système (type et nombre de blocs déterminés à l'avance sur la base de l'analyse biochimique des eaux usées ou de leur composition prévue),
• emplacement des groupes compresseurs,
• disponibilité d'un accès gratuit pour les véhicules qui élimineront les déchets retenus par les grilles, ainsi que pour les équipements d'évacuation des eaux usées,
• placement possible de la sortie du liquide purifié,
• la nécessité d'utiliser des équipements supplémentaires (déterminée par la présence d'impuretés spécifiques et d'autres caractéristiques individuelles de l'objet).

Important : les installations de traitement des eaux usées de surface doivent être conçues uniquement par des entreprises ou des organisations disposant d'un certificat SRO.

Installation d'installations

L'installation correcte des installations de traitement et l'absence d'erreurs à ce stade déterminent en grande partie la durabilité des complexes et leur efficacité, ainsi que leur fonctionnement ininterrompu - l'un des indicateurs les plus importants.

Les travaux d'installation comprennent les étapes suivantes :

• élaboration de schémas d'installation,
• inspection du site et détermination de son état de préparation à l'installation,
• travaux de construction,
• connecter les installations aux communications et les relier entre elles,
• mise en service, réglage et réglage des automatismes,
• livraison de l'objet.

L'ensemble des travaux d'installation (liste des opérations nécessaires, volume de travail, temps nécessaire pour les réaliser et autres paramètres) est déterminé en fonction des caractéristiques de l'objet : sa productivité, son exhaustivité), ainsi qu'en tenant compte des caractéristiques de le site d'installation (type de relief, sol, localisation de la nappe phréatique, etc.).

Entretien des stations d'épuration

Un entretien opportun et professionnel des stations d'épuration des eaux usées garantit l'efficacité de l'équipement. Par conséquent, ces travaux doivent être effectués par des spécialistes.

La portée des travaux comprend :

• élimination des inclusions insolubles retenues (gros débris, sable),
• déterminer la quantité de boues formées,
• vérifier la teneur en oxygène,
• contrôle des travaux selon des indicateurs chimiques et microbiologiques,
• vérifier le fonctionnement de tous les éléments.

L'étape la plus importante dans la maintenance des installations locales de traitement est la surveillance du fonctionnement et de la prévention des équipements électriques. En règle générale, les soufflantes et les pompes de transfert entrent dans cette catégorie. Les installations de désinfection aux ultraviolets nécessitent également un entretien similaire.

Cette filiale de l'entreprise pétrochimique SIBUR est l'un des plus grands producteurs de caoutchoucs, latex et élastomères thermoplastiques de haute qualité en Russie.

01 . Notre guide du monde des hautes technologies pour les eaux usées, les procédés et, bien sûr, le traitement des eaux usées, l'attachée de presse Ksenia s'occupe de la sécurité. Après un léger contretemps, nous sommes toujours autorisés à pénétrer sur le territoire.

02 . Vue extérieure du complexe. Une partie du processus de nettoyage se déroule à l’intérieur du bâtiment, mais certaines étapes se déroulent également à l’extérieur.

03 . Permettez-moi tout de suite de faire une réserve sur le fait que ce complexe ne traite que les eaux usées de Voronejsintezkauchuk et ne touche pas le système d'égouts de la ville, de sorte que les lecteurs qui mâchent en ce moment n'ont en principe pas à s'inquiéter de leur appétit. Quand j'ai appris cela, j'étais quelque peu contrarié, car je voulais interroger le personnel sur les rats mutants, les cadavres et autres horreurs. Ainsi, l'une des deux canalisations d'alimentation sous pression d'un diamètre de 700 mm (la seconde est une canalisation de réserve).

04 . Tout d’abord, les eaux usées entrent dans la zone de traitement mécanique. Il comprend 4 unités de traitement mécanique des eaux usées Rotamat Ro5BG9 de HUBER (3 en fonctionnement, 1 en réserve), combinant des tamis à tambour à fentes fines et des dessableurs aérés très efficaces. Les déchets des grilles et le sable après pressage sont acheminés à l'aide de convoyeurs vers des trémies équipées d'une vanne. Les boues des grilles sont envoyées vers une décharge, mais peuvent également être utilisées comme matière de remplissage dans le compostage des boues. Le sable est stocké sur des sites de sable spéciaux.

05 . Outre Ksenia, nous étions accompagnés du chef de l'atelier, Alexander Konstantinovich Charkin. Il a dit qu’il n’aimait pas être photographié, alors j’ai cliqué sur lui, juste au cas où, pendant qu’il nous expliquait avec enthousiasme comment fonctionnaient les bacs à sable.

06 . Afin d'atténuer le flux inégal des eaux usées industrielles d'une entreprise, il est nécessaire de faire la moyenne des eaux usées en volume et en composition. Par conséquent, en raison des fluctuations cycliques de la concentration et de la composition des polluants, l’eau se retrouve ensuite dans ce que l’on appelle des homogénéisateurs. Il y en a deux ici.

07 . Ils sont équipés de systèmes de mélange mécanique des eaux usées. La capacité totale des deux homogénéisateurs est de 7580 m3.

08 . Vous pouvez essayer de souffler la mousse.

09 . Après avoir fait la moyenne en volume et en composition, les eaux usées sont acheminées vers des réservoirs de flottation pour être traitées à l'aide de pompes submersibles.

10 . Les flotteurs sont constitués de 4 unités de flottation (3 en fonctionnement, 1 en réserve). Chaque flotteur est équipé d'un floculateur, d'un décanteur à couche mince, d'équipements de contrôle, de mesure et de dosage, d'un compresseur d'air, d'un système d'alimentation en eau de recirculation, etc.

11 . Ils saturent une partie de l'eau avec de l'air et fournissent un coagulant pour éliminer le latex et autres substances en suspension.

12 . La flottation sous pression permet de séparer les solides légers en suspension ou les émulsions de la phase liquide à l'aide de bulles d'air et de réactifs. L'hydroxychlorure d'aluminium (environ 10 g/m3 d'eaux usées) est utilisé comme coagulant.

13 . Pour réduire la consommation de réactifs et augmenter l'efficacité de la flottation, un floculant cationique est utilisé, par exemple le Zetag 7689 (environ 0,8 g/m3).

14 . Atelier de déshydratation mécanique des boues (MSD). Ici, les boues des bassins de flottation et les boues activées après traitement biologique et post-traitement sont déshydratées.

15 . La déshydratation mécanique des boues est réalisée sur des filtres-presses à bande (largeur de bande 2 m) avec ajout d'une solution de travail d'un floculant cationique. Dans les situations d'urgence, les boues sont acheminées vers des sites de traitement des boues d'urgence.

16 . Les boues déshydratées sont envoyées pour désinfection et séchage ultérieur vers un turbo-sécheur (VOMM Ecologist-900) avec une humidité finale de 20 %, ou vers des zones de stockage.

17 .

18 . Le filtrat et l'eau de lavage sale sont évacués dans le réservoir d'eau sale.

19 . Unité de préparation et de dosage de la solution de travail floculant.

20 . Derrière la porte verte de la photo précédente se trouve une chaufferie autonome.

21 . Le traitement biologique selon le projet est effectué dans des bioréservoirs en utilisant le matériau de chargement KS-43 KPP/1.2.3 produit par Ecopolymer. Les biotanks sont constitués de 2 couloirs d'une taille de 54x4,5x4,4 m (chaque capacité est de 2 100 m3). Avec coupe transversale par pose de cloisons légères. Avec la mise en place de conteneurs avec des porteurs de biomasse fixe et un système d'aération en polymère. Malheureusement, j'ai complètement oublié de les prendre en photo de plus près.

22. Station de soufflage. Équipement – ​​​​surpresseurs centrifuges Q = 7000 m3/h, 3 pcs. (2 – en fonctionnement, 1 – en réserve). L'air est utilisé pour l'aération et la régénération du chargement des bioréservoirs, ainsi que pour le lavage des filtres de post-traitement.

23 . Le post-traitement est effectué à l'aide de filtres à sable rapides et sans pression.

24 . Nombre de filtres – 10 pcs. Le nombre de sections dans le filtre est de deux. Dimensions d'une section filtrante : 5,6x3,0 m.
La surface de filtrage utile d'un filtre est de 16,8 m2.

25 . Média filtrant – sable de quartz d'un diamètre équivalent de 4 mm, hauteur de couche – 1,4 m. La quantité de matériau de chargement par filtre est de 54 m3, le volume de gravier est de 3,4 m3 (gravier non fractionné d'une hauteur de 0,2 m).

26 . Ensuite, les eaux usées traitées subissent une désinfection à l'aide d'une installation UV TAK55M 5-4x2i1 (option avec post-traitement) fabriquée par Wedeco.

27 . La capacité de l'installation est de 1250 m3/h.

28 . Les eaux de lavage des bioréservoirs, des filtres rapides, les eaux de boues des compacteurs de boues, les filtrats et les eaux de lavage de l'installation de traitement centrale sont accumulées dans le réservoir d'eau sale.

29 . C'est peut-être l'endroit le plus coloré que nous ayons vu =)

30 . Depuis le réservoir, l'eau est acheminée vers des bassins de décantation radiaux pour clarification. Ils sont utilisés pour clarifier les eaux usées des réseaux d'assainissement autonomes : eaux de filtration et de lavage issues de la déshydratation mécanique des boues, effluents de vidange des bioréservoirs lors de la régénération, eaux de lavage sales issues des filtres de post-traitement rapide, eaux de boues issues des compacteurs. L'eau clarifiée est envoyée aux bioréservoirs, les sédiments - au compacteur de boues (en cas d'urgence - directement au bassin de mélange des sédiments devant le centre de traitement central). L'élimination des substances flottantes est maintenue.

31 . Il y a deux d'entre eux. L'un était plein et parfumé.

32. Et le deuxième était effectivement vide.

33 . Centre multicompte

34 . Opérateur.

35 . En gros, c'est tout. Le processus de nettoyage est terminé. Après la désinfection par UV, l'eau s'écoule dans une chambre de collecte, puis à travers un collecteur gravitaire jusqu'au point de rejet dans le réservoir de Voronej. Le processus technologique décrit garantit pleinement le respect des exigences de qualité des eaux usées traitées rejetées dans un réservoir de surface à des fins de pêche. Et que cette photo serve de photo de groupe en souvenir pour les participants à l'excursion.

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Principe de fonctionnement des stations d'épuration

Les installations de traitement sont des installations conçues pour éliminer les contaminants contenus dans les eaux usées domestiques et industrielles.

La purification de l'eau se déroule en plusieurs étapes.

Étape mécanique : traitement des eaux usées

Les eaux usées entraînent avec elles beaucoup de déchets. Pour s'en débarrasser, il y a des grilles à l'entrée. Le premier est grand, filtre les plus gros débris et protège les grilles suivantes des dommages.

L'étape suivante du nettoyage consiste en des dessableurs, des conteneurs oblongs en béton dans lesquels l'écoulement de l'eau ralentit et où toutes les particules lourdes précipitent.

Les décanteurs primaires, où l'eau pénètre à l'étape suivante, sont conçus pour décanter les matières organiques en suspension.

Il s'agit de « bassins » en béton armé de cinq mètres de profondeur et de 40 et 54 mètres de diamètre. Les drains sont alimentés en leur centre par le bas, les sédiments sont collectés dans une fosse centrale par des grattoirs parcourant tout le plan du fond, et un flotteur spécial par le haut entraîne tous les contaminants plus légers que l'eau dans le bunker. Grâce au nettoyage mécanique, jusqu'à 60 à 70 % des contaminants minéraux sont éliminés et la DBO (demande biochimique en oxygène) est réduite de 30 %. La demande biologique en oxygène (DBO) est la quantité d'oxygène consommée pour l'oxydation biochimique sous l'influence de bactéries et la décomposition des composés organiques instables contenus dans l'eau testée. La DBO est l'un des critères les plus importants pour le niveau de pollution d'un réservoir par des substances organiques.

Il détermine la quantité d'oxygène nécessaire à la décomposition des polluants organiques.

Stade biologique. D'un point de vue technique, il existe plusieurs options de traitement biologique. Actuellement, les principaux sont les boues activées (bassins d'aération), les biofiltres et les digesteurs (fermentation anaérobie).

Aerotank est un appareil de traitement biologique des eaux usées, l'étape principale et la plus difficile. Dans le bassin d'aération, les contaminants sont décomposés et oxydés par les boues activées

Par exemple : à la station d'épuration de Lyubertsy, les bassins d'aération sont d'immenses bassins en béton de 300 mètres de long, divisés en quatre chemins qui forment un « serpent ». Les sentiers sont aménagés pour augmenter le kilométrage de l'eau et mettre en valeur des zones spéciales, chacune ayant sa propre étape de purification.

En plus des matières organiques dissoutes et en suspension, il est nécessaire d’éliminer les nutriments des eaux usées. Il s'agit notamment des phosphates et des composés azotés : nitrites, nitrates, azote ammoniacal. Une fois dans les plans d’eau, ils agissent comme engrais. Leur accumulation entraîne une floraison excessive, puis la mort des plans d'eau.

Les boues activées sont constituées de flocons, qui constituent un ensemble de divers micro-organismes qui décomposent et oxydent les contaminants dissous. Sa composition est très diversifiée : principalement des bactéries, mais aussi des protozoaires, des rotifères, des vers, des champignons aquatiques et des levures.

Lorsque l'alimentation en oxygène et le mélange sont coupés, les boues activées commencent à mourir et leur restauration peut prendre environ six mois.

Après les bassins d'aération, l'eau s'écoule dans des bassins de décantation secondaires, où les boues activées restantes sont éliminées. L'eau obtenue en sortie des décanteurs secondaires est envoyée en post-traitement - filtration à l'aide d'une maille fine de 1,6 mm. La dernière étape devrait être la désinfection,

Pour améliorer les paramètres de nettoyage, diverses méthodes chimiques, ainsi que des méthodes physiques et chimiques, peuvent être utilisées.

Pour la désinfection finale des eaux usées destinées à être rejetées sur le terrain ou dans un réservoir, des installations d'irradiation ultraviolette sont utilisées.

Pour désinfecter les eaux usées traitées biologiquement, en complément de l'irradiation ultraviolette, généralement utilisée dans les stations d'épuration des grandes villes, un traitement au chlore est également utilisé pendant 30 minutes.

Le chlore est utilisé depuis longtemps comme principal désinfectant dans presque toutes les villes de traitement des eaux usées de Russie. Le chlore étant très toxique et dangereux, les stations d'épuration de nombreuses villes russes envisagent déjà activement d'autres réactifs pour la désinfection des eaux usées, tels que l'hypochlorite, le desavid et l'ozoné.

Après purification de l'eau, il reste des sédiments provenant des décanteurs primaires et secondaires. Par exemple, les stations d’épuration de Moscou produisent plus de 10 millions de tonnes de boues par an.

Les boues rejetées par les eaux usées sont envoyées pour digestion dans des digesteurs - d'énormes réservoirs en béton armé de 24 mètres de haut et d'un volume de 8 000 mètres cubes. Les sédiments y sont conservés pendant environ sept jours. Le biogaz obtenu lors du processus de fermentation (un mélange de méthane et de dioxyde de carbone) est brûlé dans une chaufferie située sur place, dont la chaleur est utilisée pour chauffer les digesteurs eux-mêmes, ainsi que pour les besoins économiques de l'entreprise.

Le digesteur est un appareil de fermentation anaérobie (fermentation méthanique de substances organiques avec libération de méthane libre.) de déchets organiques liquides pour produire du méthane.

But

Le digesteur est l’un des éléments importants des installations de traitement. Contrairement aux bassins d'aération, ils ne reçoivent pas les déchets liquides eux-mêmes, mais les sédiments concentrés qui tombent dans les bassins de décantation.

Les méthodes de nettoyage biologique reposent sur l’oxydation des résidus organiques à l’aide de micro-organismes. Les boues non pourries ne peuvent pas être éliminées. Dans les digesteurs, les résidus organiques sont convertis en une forme non décomposée sans accès à l'oxygène. Les premières expériences sur la fermentation méthanique des eaux usées ont commencé à la fin du XIXe siècle. Au milieu des années 1920, l’exploitation industrielle des digesteurs a commencé en Allemagne, en Grande-Bretagne, aux États-Unis et en URSS.

Structurellement, un digesteur est un réservoir cylindrique ou, plus rarement rectangulaire, qui peut être complètement ou partiellement enfoui dans le sol. Le fond du digesteur présente une pente importante vers le centre. Le toit du digesteur peut être rigide ou flottant. Dans les digesteurs à toit flottant, le risque d'augmentation de la pression dans le volume interne est réduit.

Les parois et le fond du digesteur sont généralement en béton armé.

Principe de fonctionnement

Par le haut, les sédiments et les boues activées pénètrent dans le digesteur par un tuyau. Pour accélérer le processus de fermentation, le digesteur est chauffé et le contenu est mélangé. Le chauffage est assuré par un radiateur à eau ou à vapeur. En l'absence d'oxygène, les acides gras sont formés à partir de substances organiques (graisses, protéines, etc.), à partir desquelles se forment du méthane et du dioxyde de carbone lors de la poursuite de la fermentation.

Les boues digérées très humides sont évacuées du fond du digesteur. Le gaz résultant est évacué par des tuyaux situés sur le toit du digesteur. À partir d'un mètre cube de sédiments dans le digesteur, on obtient 12 à 16 mètres cubes de gaz, dont environ 70 % sont du méthane.

Les principaux paramètres technologiques lors du calcul des digesteurs sont la température dans l'espace interne, la durée de fermentation, la productivité en matière organique sèche, la concentration des boues traitées et le mode de chargement. Les modes les plus largement utilisés sont le mode mésophile (à une température de 32 à 35 °C) et le mode thermophile (à une température de 52 à 55 °C). Le mode mésophile est moins gourmand en énergie, tandis que le mode thermophile permet d'utiliser des digesteurs de plus petit volume. A l'étranger, le régime mésophile est plus souvent utilisé. À la fin du XXe siècle, à la place des réservoirs de méthane, on a commencé à utiliser la déshydratation mécanique et le conditionnement chimique des sédiments biologiques non stabilisés, mais ces méthodes sont moins rentables sur le plan énergétique.

Le méthamn est l'hydrocarbure le plus simple, un gaz incolore (dans des conditions normales) et inodore.

Lorsque le méthane s’accumule à l’intérieur, il est explosif. Explosif à des concentrations dans l'air de 4,4% à 17%. Concentration la plus explosive 9,5%

Les explosions de nuages ​​​​de vapeur (gaz) constituent un grave danger. De tels phénomènes se produisent lorsque du gaz fuit ou évapore des liquides inflammables dans des espaces confinés (pièces), où la concentration d'éléments inflammables augmente rapidement jusqu'à la limite à laquelle le nuage s'enflamme.

Le 7 octobre 2008, à Nizhny Tagil, sur le territoire de la station d'épuration Vodokanal-NT, une explosion de méthane s'est produite dans la chambre de décantation. 4 personnes ont été blessées et brûlées au 1er et 2e degré. Au cours de l'enquête, il a été établi que l'explosion s'est produite en raison du non-respect des mesures de sécurité : lors du soudage d'un récipient métallique contenant des vapeurs résiduelles de méthane.

Dangers associés aux gaz inflammables

Une explosion est une réaction chimique assez simple dans laquelle l'oxygène se combine rapidement avec d'autres substances, libérant de l'énergie.

Une explosion nécessite toujours trois facteurs :

1. Source d'inflammation (étincelle, flamme)

2. Oxygène

3. Combustible sous forme de gaz ou de vapeur

Par conséquent, l’objectif de tout système de protection incendie est d’éliminer au moins un de ces trois dangers potentiels.

La formation d’un mélange explosif ne se produit que dans une certaine plage de concentrations gaz/air. Cette plage est spécifique à chaque gaz et vapeur et est limitée par un niveau supérieur appelé « limite supérieure d’explosivité » et un niveau inférieur appelé « limite inférieure d’explosivité ».

Aux valeurs inférieures à la limite inférieure d'explosivité, il n'y a pas assez de gaz pour exploser (c'est-à-dire que le mélange n'est pas suffisamment concentré), et aux valeurs supérieures à la limite supérieure d'explosivité, il n'y a pas assez d'oxygène dans le mélange (c'est-à-dire le mélange est trop concentré). Par conséquent, la plage d’inflammabilité se situe entre la limite inférieure d’explosivité et la limite supérieure d’explosivité pour chaque gaz ou mélange de gaz. En dehors de ces limites, le mélange n'est pas susceptible de brûler.

L’installation industrielle moyenne ne dispose généralement pas de gaz susceptibles d’être rejetés dans l’environnement. Dans les cas extrêmes, seuls des niveaux mineurs de gaz de fond sont observés. Par conséquent, un système de détection et d’alerte précoce n’est nécessaire que pour détecter les concentrations de gaz comprises entre zéro et la limite inférieure d’explosivité. Une fois cette concentration atteinte, des procédures d’arrêt des équipements ou de nettoyage de la zone seront nécessaires. En réalité, cela se fait à une concentration inférieure à 50 % de la LIE, offrant ainsi la marge de sécurité nécessaire.

Cependant, il ne faut jamais oublier que dans des zones confinées ou non ventilées, des concentrations dépassant la limite supérieure d'explosivité peuvent se former. Par conséquent, lors de l'inspection, il convient de rappeler que lorsque les portes et les trappes sont ouvertes et que de l'air pénètre de l'extérieur, une diminution de la concentration de gaz peut conduire à la formation d'un mélange dangereux et inflammable.

Propriétés du méthane

Température d'allumage.

Les gaz combustibles ont une température à laquelle l'inflammation se produit, même s'il n'y a aucune source d'inflammation, comme une étincelle ou une flamme. Cette température est appelée température d'inflammation..(595. °C)

Point d'éclair (<-20 °C)

Le point d'éclair d'un liquide inflammable est la température la plus basse à laquelle la surface du liquide dégage suffisamment de vapeur pour provoquer l'inflammation d'une petite flamme.

Densité de vapeur (0,55)

Aide à résoudre le problème de l'emplacement du capteur

La densité du gaz/vapeur est déterminée par rapport à l'air

Autres accidents

Causes des accidents dans les stations d'épuration :

Panne de courant;

Amortissement du matériel ;

Conditions météorologiques et catastrophes naturelles (fortes gelées, inondations) ;

Facteur humain (inattention du personnel, attentats terroristes) ;

Fonctionnement non standard des installations de traitement (le volume de matières contaminées est supérieur à celui prévu, les installations de traitement ne sont pas conçues pour détruire des substances et composants individuels, etc.).

Conséquences des accidents dans les stations d'épuration :

La principale conséquence des accidents dans les stations d'épuration des eaux usées est la pollution de l'environnement, pouvant aller jusqu'à la catastrophe environnementale.

Exemples d'accidents :

À Zaporozhye, en raison de la défaillance des installations de traitement des eaux, des eaux usées non traitées ont pénétré dans les plans d'eau.

En raison d'un trou dans le câble, il y a eu une déconnexion de l'alimentation électrique à KNS-7 (la station d'assainissement et de pompage de la société d'utilité publique Vodokanal), a rapporté le département territorial de Zaporozhye du ministère des Situations d'urgence. Des milliers de mètres cubes d'eaux usées non traitées se sont déversés dans la rivière Mokraya Moskovka, qui se jette dans le Dniepr.

Dans la région de Kharkov, 4,5 mille mètres cubes d'eaux usées se sont déversés dans la rivière Udy, en raison d'un accident survenu dans les installations de traitement du village d'Eskhar. L'équipement est tombé en panne en partie à cause de fortes gelées et en partie parce qu'il n'a pas été réparé pendant près d'un tiers de siècle.

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