Présentation
Une station d'épuration conteneurisée est un mode de livraison, et non un procédé de traitement. Le conteneur ou l'enceinte modulaire peut simplifier le transport et l'assemblage du site, mais il ne détermine pas si le processus biologique doit être MBR, MBBR, SBR ou une autre configuration.
Ce guide est rédigé pour les systèmes de planification des acheteurs pour les hôtels, les stations balnéaires, les complexes résidentiels, les camps de travailleurs, les écoles, les hôpitaux, les bâtiments commerciaux et les installations éloignées. Il explique comment comparer les rôles de traitement, définir une portée conteneurisée et éviter les écarts qui apparaissent couramment entre une citation d'équipement et un site fonctionnel.
Pourquoi ne signifie pas "Containerized"
Un module emballé peut arriver avec des réservoirs, des pompes, des soufflantes, des membranes, des supports, des tuyauteries et des commandes assemblées. Le projet a encore besoin d'une collecte, d'un contrôle, d'une péréquation, de fondations, de conduites d'interconnexion, d'électricité, de ventilation, de destination des eaux traitées, d'élimination et de mise en service des boues.
La phrase «plug» et «play» peuvent cacher le travail important du site. Une proposition responsable devrait indiquer :
- ce qui arrive à l'intérieur de chaque module;
- les réservoirs qui font partie intégrante et qui sont construits sur place;
- les limites d'entrée et de sortie de la batterie;
- dimensions et poids maximaux d'expédition du module;
- les exigences en matière de levage et d'accès;
- comment les modules sont connectés;
- qui assure le pompage, le drainage et l'évacuation des effluents;
- qui fournit la désinfection, la réutilisation et la stimulation de la pression;
- où vont les criblures et les boues résiduaires;
- ce qui doit être complété avant que le fournisseur de l'aide de mise en service commence.
Le EPA des États-Unis décrit les systèmes décentralisés d'eaux usées comme des systèmes sur place ou groupés desservant une petite collectivité ou une petite zone de service. Leur succès dépend non seulement de la technologie de traitement, mais aussi de la gestion, de l'entretien et de l'exploitation responsable. Cette leçon s'applique directement aux usines conteneurisées sur des sites commerciaux et éloignés.
Commencez par la réalité de l'occupation et le modèle des eaux usées
Le débit moyen ne suffit pas
Un hôtel peut avoir une faible occupation en semaine et des pics de week-end élevés. Un camp de travailleurs peut se remplir rapidement pendant la construction et réduire l'occupation après l'achèvement du projet. Une école a de forts sommets horaires et de longues périodes d'inactivité. Un site industriel éloigné peut recevoir des eaux usées de cuisine, de blanchisserie et d'hébergement dans le même système de collecte.
La base de conception devrait comprendre:
- population actuelle, année d'ouverture et population future;
- les résidents, les visiteurs de jour et le personnel par quart;
- les registres de consommation d'eau ou les hypothèses de planification justifiées;
- les facteurs de pointe horaires et les rejets par lots;
- les périodes d'occupation et de fermeture saisonnières;
- la cuisine, la buanderie, la clinique ou les contributions commerciales;
- l'exclusion des eaux pluviales et souterraines;
- interfaces fosse septique ou graisse-trap;
- Décharge des pétroliers, le cas échéant.
N'utilisez pas un chiffre de flux par personne sans documenter sa source et les activités qu'elle comprend. Les installations d'économie d'eau, le climat, les opérations de blanchisserie et les habitudes locales peuvent changer considérablement le débit et la concentration.
Qualité de l'influence et flux anormaux
Les essais représentatifs devraient porter sur le pH, BOD, COD, TSS, l'ammoniac, l'azote total, le phosphore, l'huile et la graisse, la température et tous les paramètres réglementés localement. Si un hôpital ou une clinique est inclus, identifiez les produits chimiques de laboratoire, les désinfectants et les pratiques de gestion des déchets pharmaceutiques plutôt que de supposer que chaque drain appartient à la plante biologique.
La graisse de cuisine, les solides alimentaires, les lingettes, le sable et les produits chimiques de nettoyage peuvent causer des problèmes mécaniques et biologiques. Le plan de contrôle de la source doit spécifier les écrans, les intercepteurs de graisse et les rejets interdits. Un module biologique compact ne peut compenser les solides et les produits chimiques incontrôlés qui pénètrent dans l'égout.
Définir la destination efficace avant de choisir le processus
L'eau traitée n'est pas une cible complète. Indiquer si la sortie sera:
- rejetés dans un égout municipal;
- rejetés dans les eaux de surface en vertu d'un permis;
- infiltré ou dispersé lorsque la loi le permet;
- réutilisés pour la chasse d'eau des toilettes;
- réutilisé pour l'aménagement paysager;
- fournis au refroidissement ou à un autre service non potable après traitement supplémentaire;
- entreposé et transporté ailleurs.
Pour chaque destination, indiquer les limites numériques, la méthode de surveillance, le point d'échantillonnage et toute exigence de désinfection. Les cibles de réutilisation peuvent nécessiter des barrières supplémentaires au-delà du processus biologique, comme la filtration, la désinfection ou tout autre polissage. La réglementation locale et l'évaluation des risques contrôlent la réponse.
Le fournisseur de procédé ne devrait pas inscrire l'eau -réutilisable - sans nommer les critères d'application et de qualité prévus. De même, les effluents traités à la membrane ne sont pas automatiquement de l'eau potable.
La différence entre MBR, MBBR et SBR
Bioréacteur à membrane (MBR)
Un MBR combine le traitement biologique en suspension avec la filtration membranaire pour la séparation des solides. La membrane remplace le clarificateur final conventionnel pour ce rôle. La fiche d'information EPAS MBR indique que la technologie peut fonctionner dans un espace relativement petit et peut permettre d'éliminer fortement les solides et les micro-organismes suspendus lorsqu'ils sont conçus et utilisés de façon appropriée.
Pour les projets conteneurisés, MBR est souvent évalué lorsque :
- l'empreinte est limitée;
- les effluents à faible turbidité sont importants;
- la réutilisation du polissage suivra;
- des conditions hydrauliques variables peuvent être suffisamment égalisées;
- l'opérateur peut gérer le nettoyage et la surveillance des membranes.
Les compromis comprennent l'énergie d'aération de la membrane, les exigences de dépistage, le contrôle des salissures, le nettoyage périodique, la planification de remplacement et la sensibilité aux produits chimiques ou à la graisse inappropriés. La proposition devrait indiquer le type de membrane, le flux de conception, le programme de nettoyage de fonctionnement et de récupération, les pièces de rechange critiques et la façon dont le débit maximal est amorti.
Réacteur à biofilm mobile (MBBR)
MBBR utilise des supports en plastique qui se déplacent dans un réacteur aéré et supportent le biofilm attaché. Les écrans de rétention des médias gardent les transporteurs dans le réservoir. Le stade biologique a encore besoin d'une méthode en aval pour séparer les solides en suspension, ce qui peut être une clarification, une flottation, une filtration ou un stade membranaire selon la cible de l'effluent.
MBBR est souvent évalué lorsque:
- la croissance attachée est utile pour la variation de charge;
- une citerne biologique existante a besoin d'une capacité supplémentaire;
- le projet favorise un processus sans séparation membranaire dans la phase biologique principale;
- Les opérateurs peuvent gérer l'aération, la rétention des médias et la séparation des solides en aval.
Les détails importants de la proposition comprennent la fraction de remplissage des milieux, la base de surface protégée, la charge du réacteur, la demande d'oxygène, le mélange, les écrans de rétention, la conception d'un clarificateur ou d'une séparation des solides et, le cas échéant, les dispositions relatives au retour ou au gaspillage des boues. Une citation qui ne mentionne qu'un pourcentage de volume et de support du réacteur n'explique pas le processus complet.
Réacteur en série (SBR)
Un SBR effectue des fonctions de remplissage, de réaction, de réglage et de décantation dans des cycles chronométrés. Le traitement biologique et la clarification se produisent dans le même bassin à des moments différents. Des bassins multiples ou un entreposage en amont peuvent être nécessaires pour accepter un écoulement continu pendant qu'un autre bassin s'installe ou décante.
SBR est souvent évalué lorsque:
- l'opération par lots correspond au débit du site;
- la séquence de commande peut être supportée de manière fiable;
- la péréquation et le pic d'entrée sont correctement gérés;
- la performance de décantation peut atteindre la cible de l'effluent;
- l'exploitant peut surveiller les cycles, l'âge des boues et l'exploitation du décanteur.
La proposition devrait définir les phases du cycle, le nombre de bassins, la stratégie d'écoulement, la séquence d'aération et de mélange, la conception du décanteur, la réponse au débit maximal et le gaspillage des boues. Si un bassin est hors service, l'acheteur doit comprendre la capacité de traitement qui reste.
Comparaison d'acheteurs côte à côte
| Facteur de décision | MBR | MBBR | SBR |
|---|---|---|---|
| Séparation finale des solides | Filtration des membranes | Une clarification ou une filtration séparée est normalement nécessaire. | Installation et décantation dans le bassin du lot |
| Empreinte | Souvent compact, soumis à la péréquation et aux équipements auxiliaires | Le réacteur biologique peut être compact; la séparation en aval ajoute de l'espace | Peut combiner réaction et décantation, mais un stockage ou plusieurs bassins peuvent être nécessaires |
| Turbidité des effluents | Typiquement faible lorsque les membranes et le processus en amont sont sains | Dépend fortement de la séparation en aval | Dépend du tassement et de la performance décantée |
| Principaux axes opérationnels | Fouling, nettoyage, aération et intégrité de la membrane | Mouvement des médias, écrans de rétention, aération et séparation des solides | Contrôle du cycle, décantation, décantation et gestion du débit maximal |
| Réutiliser l'état de préparation | Une forte barrière biologique/solide, mais un polissage et une désinfection spécifiques à la réutilisation peuvent encore être nécessaires. | Une filtration supplémentaire peut être nécessaire | Une filtration supplémentaire peut être nécessaire |
| Réponse à une occupation variable | Nécessite une péréquation et une gestion de la biologie | Biofilm peut soutenir la résilience, mais les limites de charge et d'oxygène s'appliquent toujours | La logique du cycle et du stockage doit tenir compte de la variabilité |
Cette comparaison montre les rôles de traitement, pas le rendement garanti. Les résultats réels dépendent de l'influence, de la charge de conception, de la température, de la configuration du procédé, du fonctionnement et des critères de sortie définis.
N'oubliez pas le prétraitement et la péréquation
Pour les trois procédés, le prétraitement protège le système biologique et l'équipement en aval. Un examen typique peut inclure le dépistage grossier et fin, le contrôle de la graisse, l'enlèvement du grain et l'égalisation. Les étapes exactes dépendent des sources d'eaux usées.
La péréquation a plusieurs emplois :
- amortissement des pics horaires de débit;
- réduire les chocs de concentration;
- recevoir des eaux usées pendant le dépôt d'un SBR;
- nourrir un MBR en dessous de sa vitesse hydraulique durable;
- mélange de cuisine variable, de blanchisserie et de cotisations sanitaires;
- assurer un transfert contrôlé pendant les interruptions temporaires en aval.
Le réservoir a besoin de volume utilisable, de mélange, d'examen des odeurs et de la ventilation, de contrôle de niveau, de protection contre les débordements et d'accès pour le nettoyage. Le volume de réservoir indiqué doit être séparé du franc-bord et du volume inutilisable.
Élimination, désinfection et réutilisation des éléments nutritifs
Si des limites d'ammoniac ou d'azote total s'appliquent, le procédé doit fournir des conditions aérobies et anoxiques appropriées, de l'alcalinité, du bilan carbone, de la réserve de température et du recyclage interne au besoin. Le contrôle du phosphore peut être biologique, chimique ou combiné. Ne présumez pas qu'une étiquette générique MBR, ou MBBR, ou SBR, prouve la conformité aux nutriments.
La désinfection est sélectionnée à partir du système de destination, de permis et de stockage. La chloration, le traitement ultraviolet ou d'autres méthodes ont chacune des exigences en matière de qualité des aliments et de fonctionnement. Le stockage de réutilisation peut créer ses propres problèmes de contrôle microbien et résiduel.
Une proposition d'aménagement paysager ou de réutilisation des eaux usées devrait indiquer :
- les barrières de traitement et de désinfection;
- la portée du stockage et de la distribution;
- protection contre les connexions croisées;
- surveillance résiduelle ou UV;
- les restrictions concernant les contacts entre les utilisateurs;
- responsabilité d'approbation locale.
Les boues et les résidus font partie de la plante
Le traitement biologique génère des boues résiduaires. Le criblage crée des déchets solides, et le nettoyage des membranes ou des filtres crée de l'eau de lavage. Le projet doit définir la rétention, l'épaississement ou la déshydratation des boues, l'accès des camions, la fréquence d'élimination et la destination légale.
Les petites usines éloignées échouent souvent sur le plan commercial parce que l'élimination des boues a été traitée comme une réflexion. L'acheteur devrait demander une base estimative de production de boues et déterminer quelles valeurs seront confirmées pendant la mise en service. Éviter d'accepter une promesse d'"no boue" pour un processus d'égout biologique.
Contrôles, redondance et fonctionnement à distance
L'automatisation devrait soutenir l'opérateur, et non cacher un plan d'exploitation incomplet. Les fonctions utiles peuvent comprendre le rythme d'écoulement, le contrôle de l'oxygène dissous, la rotation de la soufflante, l'alternance de la pompe, la protection du niveau, les alarmes à haute pression ou à membrane, le contrôle du cycle, les interlocks de dosage chimique et la notification d'alarme à distance.
Demandez ce qui se passe lorsque :
- un ventilateur s'arrête;
- une pompe d'alimentation échoue;
- le site perd de la puissance;
- l'occupation tombe pendant plusieurs semaines;
- le débit maximal dépasse le taux de calcul normal;
- un train à membranes est nettoyé;
- un instrument de niveau donne un faux signal;
- la connexion à distance n'est pas disponible.
Les réponses déterminent l'équipement de réserve requis, les procédures d'entreposage et d'exploitation manuelle.
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Essais en usine et inspection de l'expédition
Essais en usine
Avant l'expédition, les essais en usine peuvent vérifier l'assemblage du module et la logique fonctionnelle. Le plan d'essai peut couvrir:
- les contrôles des fuites des citernes et des tuyauteries;
- rotation de la pompe, du ventilateur et du mélangeur;
- fonctionnement de la vanne et de l'instrument;
- l'alarme, l'enclenchement et la simulation de service/en attente;
- la logique MBR d'aération et de nettoyage en place, le cas échéant;
- simulation de séquence SBR;
- les essais de communication de panneaux et d'armes à distance;
- identification, dessins, manuels et pièces de rechange.
Les essais en usine d'eau propre ne peuvent pas établir la qualité biologique des effluents parce que la biomasse, les eaux usées et les conditions du site ne sont pas présentes. La mise en service du site et une période de stabilisation définie sont nécessaires avant l'acceptation du rendement.
Contrôle des expéditions
L'inspection de l'expédition doit confirmer les dimensions du module, les points de levage, les buses protégées, les dispositifs de retenue pour médias ou membranes, l'inventaire des pièces détachées, la protection du panneau électrique et l'emballage adapté à l'itinéraire. Si un conteneur d'expédition standard est utilisé comme enceinte de l'équipement, il faut encore revoir la ventilation, la protection contre la corrosion, le drainage et l'entretien.
Installation et mise en service
Préparer les fondations, les conduites d'eau et de sortie, la politique de contournement, l'énergie, la ventilation, le drainage, l'eau potable, les produits chimiques, les boues de semences là où cela est prévu, l'accès en laboratoire et les arrangements d'enlèvement des boues avant le démarrage.
La mise en service devrait distinguer:
- l'achèvement mécanique;
- les contrôles de l'eau propre;
- semis ou développement de biomasse;
- chargement contrôlé;
- stabilisation des processus;
- essais de performance à la condition convenue;
- formation et transfert des opérateurs.
Un nombre fixe de jours de mise en service n'est pas crédible si l'on ne tient pas compte de la température, de la source des semences, du schéma de chargement et de la réponse biologique.
Liste de contrôle RFQ pour une usine de traitement des eaux usées conteneurisées
Inclure les éléments suivants :
- Type de site et liste des sources d'eaux usées.
- Population par catégorie et calendrier d'occupation.
- Flux moyens, heures de pointe et jours maximaux.
- Analyse représentative de l'influence.
- Limites de rejet ou de réutilisation applicables.
- Température et plage climatique.
- Empreinte, élévation et contraintes géotechniques.
- Disponibilité en électricité, eau et communication.
- Voie d'élimination des boues et des criblures.
- Effectif et niveau de compétence de l'opérateur.
- Redondance requise et expansion future.
- Route de livraison, restrictions de taille de module et accès à la grue.
- Documentation requise, essai en usine et procédure d'acceptation du site.
- Limites claires pour les travaux civils et les réservoirs externes.
FAQ
MBR est-il toujours meilleur que MBBR pour une usine conteneurisée?
C'est pas vrai. MBR peut fournir une séparation compacte des solides et un effluent à faible turbidité, mais il nécessite le fonctionnement et le nettoyage de la membrane. MBBR peut convenir à des projets qui préfèrent une croissance attachée et une étape séparée de retrait des solides. La cible de sortie et le modèle opérateur décident de la comparaison.
SBR convient-il aux hôtels à occupation variable?
Il peut être, à condition que le volume de péréquation, la logique du cycle, le chargement minimal et la stratégie de pointe soient conçus pour le modèle d'occupation. Le fournisseur devrait expliquer l'exploitation pendant la basse saison et les augmentations soudaines de l'occupation.
Peut-on réutiliser les eaux usées traitées en conteneur pour l'irrigation?
Potentiellement, une fois le train de traitement et de désinfection complet satisfait aux exigences de réutilisation applicables. Le projet doit définir la salinité, les agents pathogènes, les nutriments, le stockage et les restrictions locales. Un format conteneurisé à lui seul n'établit pas l'aptitude à la réutilisation.
Combien d'espace est nécessaire?
Ne comptez pas seulement le conteneur d'équipement. Inclure la péréquation, le stockage des boues, la zone chimique, l'accès, la ventilation, les réservoirs externes, le stockage de l'eau traitée, les couloirs de canalisations et le nettoyage de l'entretien.
Une usine de conditionnement biologique produit-elle des boues?
Oui. La croissance biologique et les matières solides capturées créent des résidus qui doivent être gaspillés, entreposés et éliminés. La quantité varie selon l'influence et le fonctionnement du procédé.
Que peut-on prouver lors des essais en usine?
Les essais en usine peuvent vérifier l'équipement, les fuites, la rotation, les commandes, les alarmes et les séquences. Le rendement du traitement biologique doit être évalué sur place dans des conditions d'égout et d'exploitation définies.
Que devrait indiquer la garantie de performance?
Elle devrait identifier les plages d'influence et de température, le chargement hydraulique et organique, les paramètres de sortie requis, la méthode d'échantillonnage, la période de stabilisation, les responsabilités opérationnelles et les exclusions pour les rejets interdits.
Conclusion
La meilleure usine de traitement des eaux usées conteneurisées commence par un modèle d'exploitation réaliste. MBR, MBBR et SBR résolvent chacun le problème biologique et de séparation des solides différemment. Le bon choix dépend de la variation des eaux usées, de la destination de la sortie, de l'empreinte, de la capacité de l'opérateur, de la logistique des boues et de l'entretien du cycle de vie.
Pour un projet international, la proposition la plus forte n'est pas celle qui promet la plus simple installation. C'est celui qui sépare clairement le champ d'application installé par l'usine des travaux du site, documente le chargement du processus, inclut la gestion résiduelle et définit ce qui sera testé à l'usine et sur le site d'exploitation.
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