Tests de laboratoire sur les eaux usées d'élevage : dosage chimique, résultats et évaluation du processus
Bluwat Chemicals a réalisé huit tests en laboratoire sur des eaux usées d'élevage post-pressage, des eaux usées d'élevage huileuses, des eaux usées de fumier de bovins et des eaux usées mixtes d'élevage. Cet article enregistre les produits chimiques de traitement, les dosages de laboratoire, les changements de pH, les résultats de clarification visibles et les données disponibles sur la DCO et l'azote ammoniacal.
Conclusion Première : Qu'ont montré les tests ?
Les résultats de laboratoire montrent que le traitement chimique utilisant un agent de décoloration, du PAC, un ajusteur de pH et du PAM anionique peut améliorer de manière significative la clarté visible et la séparation solide-liquide des eaux usées d'élevage. L'eau traitée dans les huit cas a été ajustée à un pH approximativement neutre et est passée d'eaux usées troubles, blanches, jaunes, brunes ou brun-noir à un surnageant incolore ou jaune clair.
Cependant, les résultats mesurés de DCO et d'azote ammoniacal ont varié considérablement. Le cas 7 a obtenu une réduction d'environ 67,8 % de la DCO, tandis que le cas 4 a obtenu environ 19,0 %. Le cas 5 n'a montré aucune élimination de la DCO malgré une amélioration visuelle claire. Le traitement doit donc être positionné comme un processus de prétraitement physico-chimique pour la couleur, les matières en suspension, les colloïdes et la séparation solide-liquide, et non comme une garantie autonome de conformité au rejet final.
Rôle du traitement primaire
Clarification des eaux usées d'élevage et prétraitement physico-chimique
Principaux produits chimiques testés
Agent de décoloration, PAC, ajusteur de pH et PAM anionique
Meilleur résultat de DCO enregistré
716,6 à 231 dans le cas 7, environ 67,8 % de réduction
Limitation importante
La clarté visuelle seule ne confirme pas la conformité DCO, ammoniac ou rejet
Que sont les eaux usées d'élevage ?
Les eaux usées d'élevage proviennent principalement de l'urine des animaux, du lixiviat de fumier, de l'eau de lavage des étables, des fuites des systèmes d'eau potable, des résidus d'aliments, de l'eau de lavage de la poussière, de l'eau de refroidissement et des eaux usées de désinfection. Certaines fermes peuvent également combiner ces flux avec des eaux usées domestiques ou des eaux pluviales de premier déversement.
L'urine et le lixiviat de fumier contiennent normalement des concentrations élevées de polluants, tandis que l'eau de lavage des étables représente souvent le plus grand volume d'eaux usées. Les désinfectants résiduels peuvent également inhiber le traitement biologique en aval et doivent être pris en compte lors de la conception du prétraitement.
Principaux défis du traitement
- Concentrations élevées de polluants organiques.
- Grandes quantités de matières en suspension et colloïdales.
- Concentrations élevées d'azote ammoniacal et rapport carbone/azote déséquilibré.
- Variations substantielles de la qualité des eaux usées et du débit journalier.
- Couleur foncée et faible performance de décantation naturelle.
- Microorganismes pathogènes et possibles résidus d'antibiotiques.
- Phosphore qui peut nécessiter un traitement d'élimination supplémentaire.
- Odeur générée pendant le stockage et la décomposition biologique.
Comment fonctionne le processus de traitement chimique
- Agent de décoloration : déstabilise les substances responsables de la couleur, les colloïdes et une partie de la matière organique.
- PAC : agit comme un coagulant inorganique et favorise la formation de petits flocs.
- Ajusteur de pH : amène les eaux usées dans une plage de pH appropriée pour la coagulation et la floculation.
- PAM anionique : relie les petites particules en plus gros flocs, améliorant la décantation ou la flottation.
Lorsque les quatre étapes de traitement sont nécessaires, une séquence de laboratoire typique est :Agent de décoloration → PAC → ajustement du pH → PAM anionique. Les produits chimiques et les dosages doivent être sélectionnés en fonction de l'échantillon d'eaux usées réel.
Cas et résultats des tests de laboratoire en flacons
Les dosages suivants sont des enregistrements de tests de laboratoire pour les échantillons spécifiques décrits ci-dessous. Ce ne sont pas des dosages de fonctionnement universels pour chaque station d'épuration des eaux usées d'élevage.
Cas de test en flacon 1 : Eaux usées d'élevage post-pressage
Source des eaux usées : Eaux usées d'élevage après pressage mécanique.
Variantes de traitement testées :
- PAC 2 500 ppm → 1825 PAM anionique 5 ppm → décantation.
- PAC 2 500 ppm → 1825 PAM anionique 10 ppm → décantation.
- 01 Agent de décoloration 500 ppm → PAC 3 800 ppm → 1825 PAM anionique 10 ppm → décantation.
Eau brute
pH 8 ; aspect gris-noir ; azote ammoniacal 1 280 mg/L
Eau traitée
pH 7 ; aspect jaune clair ; azote ammoniacal 992 mg/L
Changement calculé
Réduction d'environ 22,5 % de l'azote ammoniacal
Résultat visuel
Amélioration de la décantation et surnageant plus clair
Cas de test en flacon 1 : comparaison des groupes de traitement PAC, agent de décoloration et PAM anionique.
Cas de test en flacon 2 : Eaux usées d'élevage huileuses
Source des eaux usées : Eaux usées huileuses provenant d'opérations d'élevage.
- Ajouter l'agent de décoloration composite 202 à 250 ppm.
- Ajouter l'ajusteur de pH à 80 ppm et ajuster les eaux usées à pH 7.
- Ajouter le PAM anionique 1825 à 1 ppm.
- Laisser reposer l'échantillon pour la flottation des boues et la clarification.
Eau brute
pH 5-6 ; aspect blanc trouble
Eau traitée
pH 7 ; liquide incolore et clair
Cas de test en flacon 2 : liquide clarifié incolore obtenu après traitement chimique et flottation des boues.
Cas de test en flacon 3 : Eaux usées de fumier de bovins à forte turbidité
Source des eaux usées : Eaux usées de fumier de bovins avec un aspect blanc trouble.
- Ajouter l'agent de décoloration 08A à 8 500 ppm.
- Ajouter du PAC à 1 600 ppm.
- Ajouter l'ajusteur de pH à 240 ppm et ajuster les eaux usées à pH 7.
- Ajouter le PAM anionique 1825 à 5 ppm.
- Laisser les flocs se déposer.
Eau brute
pH 8-9 ; aspect blanc trouble
Eau traitée
pH 7 ; surnageant incolore et clair
Cas de test en flacon 3 : clarification visible et décantation des flocs dans les eaux usées de fumier de bovins.
Cas de test en flacon 4 : Eaux usées de fumier de bovins avec mesure de la DCO
Source des eaux usées : Eaux usées de fumier de bovins jaunes.
- Ajouter l'agent de décoloration composite 202 à 1 000 ppm.
- Utiliser un ajusteur de pH pour obtenir le pH de laboratoire cible de 7,5.
- Ajouter le PAM anionique à 5 ppm.
- Laisser les flocs se déposer.
Eau brute
pH 8,5 ; jaune ; DCO 2 073 ; azote ammoniacal 2 812
Eau traitée
pH 7 ; jaune pâle clair ; DCO 1 679 ; azote ammoniacal 2 782
Changement de DCO
Réduction d'environ 19,0 %
Changement de l'azote ammoniacal
Réduction d'environ 1,1 %
Cas de test en flacon 4 : eau jaune pâle plus claire obtenue après traitement physico-chimique.
Cas de test en flacon 5 : Clarification visuelle sans réduction de la DCO
Source des eaux usées : Eaux usées de fumier de bovins jaunes.
- Ajouter l'agent de décoloration composite 202 à 1 000 ppm.
- Utiliser un ajusteur de pH pour obtenir le pH de laboratoire cible de 7,5.
- Ajouter le PAM anionique à 5 ppm.
- Laisser les flocs se déposer.
Eau brute
pH 9 ; jaune ; DCO 63,3 ; azote ammoniacal 6,18
Eau traitée
pH 7 ; incolore et clair ; DCO 65,7 ; azote ammoniacal 6,059
Changement de DCO
La DCO a légèrement augmenté de 63,3 à 65,7
Changement de l'azote ammoniacal
Réduction d'environ 2,0 %
Interprétation importante : Ce cas a produit une amélioration visuelle majeure mais n'a pas réduit la DCO. L'eau claire ne doit pas être automatiquement interprétée comme une eau conforme ou comme une preuve de l'élimination des polluants organiques dissous.
Cas de test en flacon 5 : une apparence claire a été obtenue, bien que le résultat de la DCO ne se soit pas amélioré.
Cas de test en flacon 6 : Décoloration des eaux usées d'élevage foncées
Source des eaux usées : Eaux usées d'élevage brun-noir foncé.
- Ajouter l'agent de décoloration 01 à 400 ppm.
- Ajouter du PAC à 5 000 ppm.
- Ajouter le PAM anionique à 5 ppm.
- Laisser les flocs se déposer.
Eau brute
pH 8 ; aspect brun-noir foncé
Eau traitée
pH 7 ; surnageant jaune clair
Cas de test en flacon 6 : les eaux usées foncées se sont séparées en solides décantés et en surnageant jaune clair.
Cas de test en flacon 7 : Eaux usées d'élevage avec une réduction de DCO de 67,8 %
Source des eaux usées : Eaux usées d'élevage brunes.
- Ajouter l'agent de décoloration 01 à 300 ppm.
- Ajouter du PAC à 1 000 ppm.
- Ajouter le PAM anionique à 10 ppm.
- Laisser les flocs se déposer.
Eau brute
pH 8 ; aspect brun ; DCO 716,6
Eau traitée
pH 7 ; jaune clair ; DCO 231
Changement de DCO
Réduction d'environ 67,8 %
Résultat de séparation
Gros flocs avec une clarté de surnageant visiblement améliorée
Cas de test en flacon 7 : la DCO a diminué de 716,6 à 231 après clarification chimique.
Cas de test en flacon 8 : Essai de dosage réduit de PAC
Source des eaux usées : Eaux usées d'élevage brunes.
- Ajouter l'agent de décoloration 01 à 300 ppm.
- Ajouter du PAC à 750 ppm.
- Ajouter le PAM anionique à 10 ppm.
- Laisser les flocs se déposer.
Eau brute
pH 9 ; brun ; aspect
Eau traitée
pH 7 ; surnageant jaune clair
Cas de test en flacon 8 : essai de clarification utilisant 300 ppm d'agent de décoloration, 750 ppm de PAC et 10 ppm de PAM anionique.
Évaluation globale des performances
1. Couleur et clarté visible
Les huit tests ont produit une clarification visible. Les eaux usées foncées, brunes, jaunes ou troubles sont devenues un surnageant incolore, jaune clair ou jaune pâle après floculation et séparation.
2. Matières en suspension et formation de flocs
Les photographies montrent une formation, une décantation ou une flottation distincte de flocs. Cela indique que les combinaisons de traitement ont été efficaces pour déstabiliser les matières en suspension et colloïdales dans les échantillons testés.
3. Élimination de la DCO
La performance de la DCO était dépendante de l'échantillon. Le cas 7 a obtenu la réduction de DCO la plus forte enregistrée, tandis que le cas 5 a démontré que la clarté visuelle peut s'améliorer sans réduction correspondante de la DCO.
4. Élimination de l'azote ammoniacal
Lorsque l'azote ammoniacal a été mesuré, la réduction a été limitée par rapport au résultat de clarification visuelle. Un traitement biologique supplémentaire, un stripping d'ammoniac, une chloration au point de rupture ou d'autres processus d'élimination de l'azote peuvent donc être nécessaires, en fonction de la cible de traitement finale.
5. Application à grande échelle
Les dosages de laboratoire ne doivent pas être copiés directement dans une installation à grande échelle. La demande chimique varie en fonction de la source des eaux usées, du type d'animal, de la composition de l'alimentation, de la fréquence de nettoyage, de la concentration des solides, du pH, de la température et de la durée de stockage. Des tests en flacons représentatifs et, si possible, un essai pilote doivent être réalisés avant une utilisation continue.
Note technique : Les résultats de cet article décrivent les performances du traitement physico-chimique en laboratoire pour des échantillons d'eaux usées spécifiques. Ils ne démontrent pas à eux seuls la conformité à une norme de rejet locale. La conformité doit être confirmée à l'aide de l'ensemble complet des indicateurs requis, qui peuvent inclure la DCO, la DBO, l'azote ammoniacal, l'azote total, le phosphore total, les matières en suspension, la couleur, les pathogènes et d'autres paramètres réglementés localement.
Questions fréquemment posées
Peut-on utiliser un dosage chimique unique pour chaque station d'épuration des eaux usées d'élevage ?
Non. La composition des eaux usées d'élevage varie considérablement. Les dosages d'agent de décoloration, de PAC, d'ajusteur de pH et de PAM doivent être sélectionnés par des tests en flacons utilisant des eaux usées représentatives du site réel.
Quelle est la séquence d'addition chimique recommandée ?
Lorsque les quatre produits chimiques sont nécessaires, une séquence typique est l'agent de décoloration, suivi du PAC, de l'ajustement du pH et enfin du PAM anionique. Chaque produit chimique doit être suffisamment dispersé avant l'ajout du suivant.
Pourquoi le PAM est-il ajouté après le PAC et l'ajustement du pH ?
Le PAC déstabilise d'abord les particules colloïdales. Après la correction de pH requise, le PAM anionique relie les particules déstabilisées en flocs plus gros. Cet ordre aide le PAM à remplir sa fonction de construction de flocs plus efficacement.
L'eau traitée claire signifie-t-elle que la DCO est faible ?
Pas nécessairement. L'eau claire peut encore contenir des polluants organiques dissous. Le cas 5 a produit de l'eau claire et incolore, mais sa DCO n'a pas diminué. Une analyse de laboratoire est nécessaire pour confirmer l'élimination réelle des polluants.
Le traitement chimique peut-il éliminer complètement l'azote ammoniacal ?
Les tests enregistrés n'ont montré qu'une élimination limitée de l'azote ammoniacal. La clarification chimique est principalement utilisée pour la couleur, les matières en suspension et les matières colloïdales. Un traitement biologique ou d'autres traitements dédiés à l'élimination de l'azote peuvent encore être nécessaires.
Ces dosages de laboratoire peuvent-ils être utilisés directement dans une station d'épuration ?
Non. Les valeurs sont des résultats de référence pour des échantillons spécifiques. Le dosage à grande échelle doit être confirmé par de nouveaux tests en flacons, des calculs de débit d'eaux usées et un essai d'optimisation sur site.
Quelles informations sont nécessaires avant de réaliser un test en flacon sur les eaux usées d'élevage ?
Les informations utiles comprennent la source des eaux usées, le débit journalier, le pH, la couleur, la DCO, la DBO, l'azote ammoniacal, l'azote total, le phosphore total, les matières en suspension, le processus de traitement actuel et la cible d'eau traitée requise.
Besoin d'un test en flacon sur les eaux usées d'élevage ?
Bluwat Chemicals peut évaluer des échantillons d'eaux usées représentatifs et comparer des combinaisons appropriées d'agent de décoloration, de PAC et de PAM.
Pour une évaluation initiale plus utile, veuillez fournir la source des eaux usées, le volume de traitement journalier, le pH de l'eau brute, la DCO, l'azote ammoniacal, les matières en suspension, la couleur et la cible de traitement requise.
Votre message doit contenir entre 20 et 3 000 caractères!
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