Caractéristiques des Eaux Usées
Comprendre les Caractéristiques des Eaux Usées
Vous êtes un ingénieur en environnement travaillant pour une municipalité. La station d’épuration locale traite les eaux usées provenant d’une ville de 100 000 habitants.
Vous devez analyser les caractéristiques des eaux usées pour assurer un traitement efficace et respectueux de l’environnement.
Données à considérer :
- Volume quotidien d’eaux usées : 15 000 m³.
- Concentration en BOD (Biochemical Oxygen Demand) : 250 mg/L.
- Concentration en COD (Chemical Oxygen Demand) : 500 mg/L.
- Concentration en azote total : 45 mg/L.
- Concentration en phosphore total : 10 mg/L.
- pH moyen des eaux usées : 6.8.
- Température moyenne des eaux usées : 15°C.
Questions :
A. Calcul de la charge polluante totale :
- Calculez la charge totale quotidienne de BOD, COD, azote et phosphore (en kg/jour).
B. Évaluation de l’impact environnemental :
- Évaluez l’impact de ces concentrations sur la faune et la flore aquatique.
- Proposez des mesures pour réduire ces impacts.
C. Optimisation du processus de traitement :
- En tenant compte des caractéristiques des eaux usées, recommandez un processus de traitement approprié.
- Justifiez votre choix en termes d’efficacité et de coût.
D. Analyse de conformité réglementaire :
- Comparez les valeurs de BOD, COD, azote et phosphore avec les normes réglementaires locales.
- Identifiez les éventuelles non-conformités et proposez des actions correctives.
Correction : Caractéristiques des Eaux Usées
A. Calcul de la charge polluante totale
1. Charge de BOD :
- Formule :
= Volume quotidien (en m³) × Concentration en BOD (en mg/L) × (1 kg / 1 000 000 mg)
- Calcul :
\[ = 15\, 000\, \text{m}^3/\text{jour} \times 250\, \text{mg/L} \times \left(\frac{1\, \text{kg}}{1\, 000\, 000\, \text{mg}}\right) \] \[ = 3\, 750\, \text{kg/jour} \]
2. Charge de COD :
Formule identique à celle du BOD
- Calcul :
\[ = 15\, 000\, \text{m}^3/\text{jour} \times 500\, \text{mg/L} \times \left(\frac{1\, \text{kg}}{1\, 000\, 000\, \text{mg}}\right) \] \[ = 7\, 500\, \text{kg/jour} \]
3. Charge en azote :
Même formule.
- Calcul :
\[ = 15\, 000\, \text{m}^3/\text{jour} \times 45\, \text{mg/L} \times \left(\frac{1\, \text{kg}}{1\, 000\, 000\, \text{mg}}\right) \] \[ = 675\, \text{kg/jour} \]
4. Charge en phosphore :
Même formule
- Calcul :
\[ = 15\, 000\, \text{m}^3/\text{jour} \times 10\, \text{mg/L} \times \left(\frac{1\, \text{kg}}{1\, 000\, 000\, \text{mg}}\right) \] \[ = 150\, \text{kg/jour} \]
B. Évaluation de l’impact environnemental :
- Les concentrations élevées de BOD et COD indiquent une forte demande en oxygène, ce qui peut causer l’hypoxie dans les cours d’eau, affectant la faune aquatique.
- L’azote et le phosphore peuvent provoquer l’eutrophisation, entraînant des blooms d’algues nuisibles.
- Mesures de réduction : amélioration du traitement primaire et secondaire, utilisation de bassins d’aération, ajout de processus de dénitrification et de précipitation chimique pour le phosphore.
C. Optimisation du processus de traitement :
- Un traitement combinant boues activées pour la réduction du BOD/COD, suivie d’une nitrification/dénitrification pour l’azote et une précipitation chimique pour le phosphore serait efficace.
- Justification : Ce processus est complet, traitant tous les principaux contaminants. Il est également rentable et largement utilisé dans les installations municipales.
D. Analyse de conformité réglementaire :
- Les normes varient selon les régions. Supposons que les normes locales soient de 30 mg/L pour le BOD, 60 mg/L pour le COD, 10 mg/L pour l’azote, et 1 mg/L pour le phosphore.
- BOD et COD sont conformes, mais les concentrations d’azote et de phosphore dépassent les normes.
- Actions correctives : Intensifier le traitement de l’azote et du phosphore, par exemple en augmentant le temps de rétention ou en ajoutant des étapes de traitement spécifiques.
Caractéristiques des Eaux Usées
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