1. Qu’est-ce que l’autoépuration des masses d’eau ?
Autoépuration des masses d'eau : Les rivières polluées subissent des processus physiques, chimiques, biologiques et autres pour réduire ou transformer la concentration de polluants, ramenant la masse d'eau à son état d'origine ou la réduisant de dépasser les normes de qualité de l'eau à égaler les normes de qualité de l'eau.
2. Quelles sont les méthodes de base de traitement des eaux usées ?
La méthode de base du traitement des eaux usées consiste à utiliser divers moyens et technologies pour séparer et éliminer les polluants des eaux usées, les recycler et les réutiliser, ou les convertir en substances inoffensives pour purifier les eaux usées. Généralement divisé en traitement de l'eau et traitement des eaux usées.
3. Quelles sont les technologies actuelles de traitement des eaux usées ?
La technologie moderne de traitement des eaux usées peut être divisée en méthode de traitement physique, méthode de traitement chimique et méthode de traitement biologique selon le principe d'action.
4. Cinq indicateurs de mesure de l'eau
Demande biochimique en oxygène (DBO) : désigne la quantité d'oxygène nécessaire aux micro-organismes pour dégrader la matière organique dans des conditions aérobies. Il s'agit d'un indicateur complet indiquant que les eaux usées sont contaminées par de la matière organique.
Demande théorique en oxygène (thOD) : demande théorique en oxygène d'un certain composé organique dans l'eau. Se réfère généralement à la valeur théorique de l'oxygène nécessaire pour oxyder complètement les éléments carbone et hydrogène de la matière organique en dioxyde de carbone et en eau (c'est-à-dire la demande en oxygène calculée selon l'équation de réaction d'oxydation complète).
Demande totale en oxygène (DTO) : désigne la quantité d'oxygène nécessaire aux substances présentes dans l'eau qui peuvent être oxydées, principalement les substances organiques, pour devenir des oxydes stables lors de la combustion, exprimée en mg/L d'O2.
Demande chimique en oxygène (DCO) : Il s'agit d'une méthode chimique utilisée pour mesurer la quantité de substances réductibles devant être oxydées dans un échantillon d'eau. Équivalent en oxygène des substances (généralement des composés organiques) qui peuvent être oxydées par des oxydants puissants dans les eaux usées, les effluents des stations d'épuration et les eaux polluées.
Carbone organique total (COT) : désigne la quantité totale de matière organique dissoute et en suspension dans l'eau contenant du carbone.
5. Dans quelles circonstances le traitement biochimique est-il utilisé ?
On pense généralement que les eaux usées dont la valeur DBO/DCO est supérieure à 0,3 conviennent au traitement biochimique.
6. Quelles sont les normes d’hygiène pour l’eau potable dans la vie quotidienne ?
Les indicateurs physiques des normes d’hygiène pour l’eau potable comprennent la couleur, la turbidité, l’odeur et le goût.
7. Qu’est-ce que l’eutrophisation des masses d’eau ?
L’eutrophisation des plans d’eau est un phénomène naturel qui se produit en eau douce en raison de la prolifération soudaine d’algues causée par des niveaux élevés d’azote, de phosphore et de potassium dans l’eau.
La principale cause de l'eutrophisation des masses d'eau est le rejet d'éléments tels que l'azote, le phosphore et le potassium dans les masses d'eau de surface à faible débit et à longs cycles de renouvellement, ce qui entraîne une croissance et une reproduction massives d'organismes aquatiques tels que les algues. Il en résulte des taux de production de matière organique dépassant de loin les taux de consommation, ce qui conduit à l'accumulation de matière organique dans les masses d'eau et perturbe l'équilibre de l'écologie aquatique.
8. Qu'est-ce que l'oxygène dissous ?
L'oxygène dissous dans l'eau est appelé oxygène dissous. Les organismes et les micro-organismes aérobies présents dans l'eau dépendent de l'oxygène dissous pour leur survie. Les différents micro-organismes ont des besoins différents en oxygène dissous.
9. Quelles sont les méthodes de base du traitement moderne des eaux usées ?
La technologie moderne de traitement des eaux usées peut être divisée en méthode de traitement physique, méthode de traitement chimique et méthode de traitement biologique selon le principe d'action.
10. Quelle est la stabilité des colloïdes ?
Stabilité colloïdale : désigne la caractéristique des particules colloïdales de maintenir un état dispersé et suspendu dans l’eau pendant une longue période.
11. Qu'est-ce qu'une position électrique ?
Potentiel cinétique : potentiel sur la surface de glissement d'un colloïde, également connu sous le nom de potentiel zêta.
12. Comment les colloïdes hydrophobes forment-ils de grosses particules ?
Pour que les colloïdes hydrophobes entrent en collision les uns avec les autres par le mouvement brownien et forment de grosses particules, il est nécessaire de réduire ou d'éliminer le pic d'énergie de répulsion. Le moyen de réduire le pic d'énergie de répulsion est de réduire ou d'éliminer le potentiel zêta des particules colloïdales.
13. Quelle est la fonction du pont d’adsorption ?
Le pontage d'adsorption fait référence à l'adsorption et au pontage de substances polymères et de particules colloïdales.
14. Quelle est la fonction de la grille ?
La fonction d’une grille est d’intercepter les solides en suspension ou les impuretés flottantes les plus gros.
15. Quels sont les principaux facteurs affectant l’effet de coagulation ?
Les principaux facteurs affectant l’effet de coagulation sont la température de l’eau, le pH et l’alcalinité de l’eau, la concentration de solides en suspension dans l’eau et les conditions hydrauliques.
16. Combien de types de sédiments existe-t-il ? Quels sont-ils respectivement ?
Il existe quatre types de précipitations, à savoir :
Précipitation libre : les particules sont dans un état discret pendant le processus de précipitation et leur forme, leur taille et leur masse ne changent pas. La vitesse de sédimentation n'est pas perturbée et elles achèvent le processus de précipitation de manière indépendante.
Sédimentation turbulente : Au cours du processus de sédimentation, la taille, la masse et la vitesse de sédimentation des particules augmentent avec la profondeur.
Sédimentation encombrée : Les particules ont une concentration élevée dans l'eau et interfèrent les unes avec les autres pendant le processus de coulée, formant une interface claire entre l'eau claire et l'eau trouble et se déplaçant progressivement vers le bas.
Précipitation comprimée : La concentration de particules dans l'eau est très élevée et, pendant le processus de précipitation, les particules entrent en contact les unes avec les autres et sont principalement soutenues par le matériau comprimé, ce qui provoque l'écrasement des espaces entre les particules inférieures.
17. Quels types de bassins de sédimentation peuvent être classés en fonction du sens d'écoulement de l'eau dans le bassin ?
Selon les différentes directions d'écoulement de l'eau dans le réservoir de sédimentation, il peut être divisé en écoulement horizontal, écoulement incliné, écoulement radial et écoulement vertical.
18. Quels sont les modèles de distribution des impuretés dans la couche filtrante ?
Le schéma de distribution des impuretés dans la couche de matériau filtrant : Au début de la filtration, le matériau filtrant est relativement propre, les pores sont grands, la force de cisaillement du flux d'eau est faible et l'adhérence est forte. À ce moment, les particules dans l'eau sont d'abord interceptées par le matériau filtrant de surface. Au fur et à mesure que le temps de filtration se prolonge, les impuretés dans la couche filtrante augmentent et la porosité diminue progressivement. En particulier pour le matériau filtrant fin de surface, la force de cisaillement du flux d'eau augmente et l'effet de décollement est renforcé. Enfin, les particules qui y adhèrent tombent d'abord et se déplacent vers la couche inférieure, et sont interceptées par le matériau filtrant inférieur.
Le résultat est qu'à une certaine hauteur de filtration, le taux de filtration diminuera fortement, ou lorsque la perte de hauteur d'eau atteint sa limite à une certaine hauteur de filtration, ou lorsque le film de boue se fissure en raison d'une force inégale sur la surface de la couche filtrante, une grande quantité d'eau s'écoule par les fissures, provoquant la pénétration des impuretés présentes dans l'eau dans la couche filtrante et détériorant la qualité de l'effluent.
19. Quels sont les moyens d’améliorer l’efficacité de la filtration ?
Moyens d'améliorer l'efficacité de la filtration : Afin de remédier à cette situation et d'augmenter la capacité d'encrassement de la couche filtrante, la filtration à « granulométrie inversée » a vu le jour, ce qui signifie que la taille des particules du matériau filtrant diminue de grande à petite dans le sens de l'écoulement de l'eau. En raison de la structure complexe du filtre à flux ascendant et bidirectionnel, il n'est pas pratique de le rincer et pour d'autres raisons.
20. Quelle est la composition du matériau filtrant homogène ?
Composition du matériau filtrant homogène : Le matériau filtrant homogène fait référence à toute section transversale dans le sens de la profondeur de toute la couche filtrante, et la composition et la taille moyenne des particules du matériau filtrant sont uniformes et cohérentes, plutôt que de faire référence à la taille des particules du matériau filtrant étant complètement la même.
21. Qu'est-ce que le phénomène de la tête négative ? Quelles sont les méthodes pour l'éviter ?
Phénomène de charge négative : phénomène qui se produit pendant le processus de filtration lorsqu'une grande quantité d'impuretés est piégée dans la couche filtrante, provoquant une perte de charge à une certaine profondeur sous la surface du sable dépassant la profondeur de l'eau à cette profondeur.
La méthode pour éviter une charge d'eau négative consiste à augmenter la profondeur de l'eau sur la surface du sable ou à s'assurer que la position de sortie du filtre est égale ou supérieure à la surface de la couche filtrante. La raison pour laquelle les filtres à siphon et les filtres sans valve ne subissent pas de charge d'eau négative est la suivante.
Combien de méthodes existe-t-il pour alimenter en eau de lavage à contre-courant un filtre rapide ordinaire ?
Il existe deux façons d'alimenter en eau de lavage à contre-courant un filtre rapide ordinaire : la pompe à eau de rinçage et le château d'eau.
23. Qu'est-ce que cet ajout de chlore ?
Lorsque la matière organique de l'eau est principalement constituée d'ammoniac et de composés azotés et que la demande réelle en chlore est satisfaite, la quantité de chlore ajoutée augmente et la quantité de chlore résiduel augmente. Cependant, cette dernière augmente lentement. Après un certain temps, la quantité de chlore ajoutée augmente, mais la quantité de chlore résiduel diminue. Ensuite, la quantité de chlore ajoutée augmente et la quantité de chlore résiduel augmente à nouveau. Après ce point d'inflexion, du chlore résiduel libre apparaît. Continuer à ajouter du chlore pour la désinfection a le meilleur effet, c'est-à-dire ajouter du chlore au point d'inflexion.
24. Quels sont les systèmes de traitement des boues activées ?
Le procédé à boues activées comprend un bassin d’aération, un bassin de sédimentation, un système de reflux des boues et un système d’élimination des boues résiduelles.
25. Quel est le taux de décantation des boues ?
Taux de décantation des boues (SV%) : désigne le rapport volumique (%) des boues décantées au liquide mélangé dans un bassin d'aération, qui est laissé à décanter dans une éprouvette graduée de 1000 ml pendant 30 minutes.
26. Qu'est-ce que l'indice de boues ?
Indice de boues (SVI) : désigne le volume de boues sèches par gramme de liquide mélangé à la sortie du bassin d'aération après décantation de 30 minutes, mesuré en mL.
Si la valeur SVI est trop faible, cela indique que les particules de boues sont petites et compactes, avec beaucoup de substances inorganiques, manquant d'activité et de capacité d'adsorption ; si la valeur SVI est trop élevée, cela indique que les boues sont difficiles à décanter et à séparer, et sont sur le point de se dilater ou se sont déjà dilatées. La cause doit être identifiée et des mesures doivent être prises.
27. Que sont le gonflement, la désintégration, la corruption, la flottaison et la mousse des boues ?
Gonflement des boues : Lorsque les boues se détériorent, elles ne se déposent pas facilement, la valeur SVI augmente, la structure des boues se détache, le volume se dilate, la teneur en humidité augmente, le liquide clarifié est moindre et la couleur change également.
Désintégration des boues : Le phénomène de désintégration des boues se produit lorsque la qualité de l'eau est trouble, les boues deviennent plus fines en raison de la coagulation et l'effet du traitement se détériore.
Décomposition des boues : Dans le bassin de sédimentation secondaire, une fermentation anaérobie peut se produire en raison de la rétention à long terme des boues, générant du gaz et entraînant le phénomène de gros morceaux de boues flottant vers le haut.
Remontée des boues : Phénomène de remontée des boues en blocs dans le bassin de décantation secondaire.
Problème de mousse : de la mousse est produite dans le bassin d'aération, ce qui est principalement causé par une grande quantité de lessive synthétique ou d'autres substances moussantes dans les eaux usées.
28. Quelle est la courbe de croissance des boues activées ?
Les micro-organismes des boues activées sont une population mixte de plusieurs espèces bactériennes et leurs schémas de croissance sont relativement complexes, mais leurs courbes de croissance peuvent également être utilisées pour représenter certains schémas. Cette courbe exprime la prolifération et la décroissance des nombres microbiens au fil du temps après un apport suffisant de nutriments, dans des conditions environnementales telles que la température et l'oxygène dissous qui répondent aux exigences de croissance des micro-organismes, et avec une certaine quantité d'inoculation microbienne initiale.
La variation du taux de croissance des boues activées est principalement due au rapport entre les nutriments ou la matière organique et les micro-organismes (généralement exprimé en F/M). La valeur F/M est également un facteur d'influence important sur le taux de dégradation des substrats organiques, le taux d'utilisation de l'oxygène, la coagulation et les performances d'adsorption des boues activées.
Les quatre étapes de la courbe de croissance des boues activées sont : la période d'adaptation, la période de croissance logarithmique, la période de croissance décélérée (avec la biomasse la plus élevée) et la période de respiration endogène (avec le meilleur effet de traitement de la qualité de l'eau).
29. Combien de processus sont impliqués dans la purification des boues activées ?
L'épuration des eaux usées par boues activées se fait en trois étapes :
Dans la première étape, les eaux usées sont principalement épurées par adsorption de boues activées. Le processus d'adsorption se déroule très rapidement, généralement en 30 minutes, et le taux d'élimination de la DBO5 peut atteindre jusqu'à 70 %. Il a également un effet oxydant partiel, mais l'adsorption est la fonction principale.
La deuxième étape, également appelée étape d'oxydation, consiste principalement à continuer de décomposer la matière organique adsorbée et absorbée lors de l'étape de préoxydation, tout en continuant à adsorber certaines substances dissoutes résiduelles.
La troisième étape est celle de la séparation des boues et des eaux usées. À ce stade, les boues activées subissent une sédimentation et une séparation dans le bassin de sédimentation secondaire. Le métabolisme de synthèse et le métabolisme de décomposition des micro-organismes peuvent tous deux éliminer les polluants organiques des eaux usées, mais les produits sont différents.
Quelles sont les caractéristiques d’un bassin de décantation secondaire ?
Caractéristiques du bassin de sédimentation secondaire : En termes de fonction, il sépare non seulement les boues de l'eau, mais concentre également les boues et stocke temporairement les boues en raison des changements de qualité et de quantité de l'eau.
31. Qu’est-ce qu’un système d’infiltration lente pour les eaux usées ?
L'infiltration lente des eaux usées est le processus qui permet aux eaux usées de traverser lentement le sol et de les purifier par filtration par infiltration naturelle. Convient aux sols ayant une bonne perméabilité à l'eau et aux zones à faible évaporation et au climat humide.
32. Qu’est-ce qu’un système de filtration rapide des eaux usées ?
Convient aux sols à excellente perméabilité. Tels que les sols sableux, les sols sablonneux graveleux, etc. Une fois que le réservoir d'eaux usées atteint la surface du champ d'infiltration rapide, il s'infiltre rapidement dans le sous-sol et finit par pénétrer dans la couche d'eau souterraine.
Combien d'étapes y a-t-il dans les réactions anaérobies ? Quelles sont-elles respectivement ?
Les réactions anaérobies sont divisées en trois étapes :
La première étape est la décomposition de la matière organique en produits mécaniques d'acides gras sous l'action des bactéries d'hydrolyse et de fermentation.
La deuxième étape est la conversion supplémentaire de l’hydrogène et de l’acide acétique en hydrogène, dioxyde de carbone et acide acétique sous l’action des bactéries.
La troisième étape est la fermentation du méthane (fermentation alcaline), qui implique l'action de deux groupes différents de bactéries productrices de méthane. Un groupe convertit l'hydrogène et le dioxyde de carbone en méthane, tandis que l'autre groupe convertit l'acide acétique pour produire du méthane.
34. Qu'est-ce que la digestion en deux phases ?
La digestion en deux phases est le processus de séparation de l'étape de production d'acide et de l'étape de production de méthane de la digestion anaérobie des substrats organiques.
Quels sont les composants matériels des boues ?
La composition des substances contenues dans les boues peut être divisée en boues organiques et boues inorganiques.
Selon la source des boues, elles peuvent être divisées en boues sédimentaires primaires, boues activées résiduelles, boues humiques, boues matures et boues chimiques.
Quelle est la teneur en humidité des boues ?
La teneur en eau des boues est divisée en quatre catégories : l’eau interstitielle entre les particules, l’eau capillaire, l’eau adsorbée sur les particules de boues et l’eau interne des particules.
Méthodes d'élimination : gravité, flottation à l'air, centrifugation.
Que comprend la déshydratation mécanique ?
Déshydratation mécanique : déshydratation par filtration sous vide, déshydratation par filtration sous pression, déshydratation par roulage, déshydratation centrifuge des boues.
Quel est le but de la stabilisation des boues ?
Le but de la stabilisation des boues est d’éliminer l’odeur émise par les boues et de tuer les micro-organismes pathogènes présents dans les boues.
39. Qu'est-ce que l'adsorption ?
L'utilisation de solides poreux (tels que le charbon actif) ou de flocs (tels que le polyfer) pour adsorber les substances toxiques et nocives des eaux usées sur la surface ou les micropores des solides ou des flocs, afin de purifier la qualité de l'eau, est appelée traitement par adsorption. L'objet de l'adsorption peut être des substances solides insolubles ou des substances solubles.
Quelles sont les caractéristiques de l’adsorption physique et de l’adsorption chimique ?
Caractéristiques physiques d'adsorption : La chaleur d'adsorption est faible, elle peut être réalisée à basse température, l'adsorption est réversible et l'adsorption est fondamentalement non sélective.
Caractéristiques d'adsorption chimique : chaleur d'adsorption élevée, adsorption irréversible, adsorption sélective.
41. Qu'est-ce que la densité de la résine ?
Densité de la résine : désigne généralement deux méthodes d'expression : la densité réelle humide et la densité apparente humide. La densité réelle humide est liée à la résistance au lavage à contre-courant et au taux d'expansion de la couche de résine, ainsi qu'à la stratification de la résine du lit mixte et du lit double. La densité apparente humide est utilisée pour calculer la quantité de résine humide nécessaire pour remplir l'échangeur d'ions.
Quelle est la fonction du matériau de remplissage d'eau ?
La fonction du remplisseur de pulvérisation d'eau est de disperser les gouttelettes d'eau éclaboussées dans le système de distribution d'eau en fines gouttelettes ou films d'eau après plusieurs éclaboussures, d'augmenter la surface de contact entre l'eau et l'air, de prolonger le temps de contact et d'assurer un bon échange de chaleur et de masse entre l'air et l'eau.
43. Qu'est-ce qu'un solide en suspension volatil liquide mixte ?
Les matières en suspension volatiles liquides mixtes (MLVSS) désignent le poids des substances volatiles dans les boues sèches contenues dans le liquide mixte d'un réservoir biochimique par unité de volume, également en mg/L. Comme il n'inclut pas les substances inorganiques dans les boues activées, il peut représenter avec précision le nombre de micro-organismes dans les boues activées.
Pourquoi y a-t-il un excès de boues générées ?
Au cours du processus de traitement biochimique, les micro-organismes présents dans les boues activées consomment en continu la matière organique des eaux usées.
Dans la matière organique consommée, une partie de la matière organique est oxydée pour fournir l'énergie nécessaire aux activités de la vie microbienne, tandis qu'une autre partie est utilisée par les micro-organismes pour synthétiser un nouveau cytoplasme, favorisant ainsi la reproduction microbienne. Alors que les micro-organismes métabolisent, certains anciens micro-organismes meurent, ce qui entraîne la production de boues en excès.
45. Qu'est-ce que la technologie du charbon en aiguille ?
La méthode de traitement au fer-carbone, également connue sous le nom de méthode de microélectrolyse au fer-carbone ou méthode d'électrolyse interne au fer-carbone, est une forme d'application de la technologie de traitement des eaux usées au fer-métal. L'utilisation de la méthode au fer-carbone comme technologie de prétraitement pour traiter les eaux usées toxiques et nocives à forte concentration en DCO a un effet unique.
Pourquoi le pH de l'effluent du bassin de décantation de neutralisation est-il ajusté à plus de 9 ?
L'effluent de charbon de fer contient une grande quantité de sulfate ferreux qui, s'il n'est pas éliminé, affectera la croissance et la reproduction des micro-organismes dans le pool biochimique ultérieur.
Par conséquent, nous devons utiliser de la chaux pour augmenter la valeur du pH des eaux usées de 5-6 à plus de 9, afin de convertir le sulfate ferreux soluble dans l'eau en hydroxyde ferreux insoluble et en sulfate de calcium, puis les précipiter par coagulation et sédimentation pour garantir que les eaux usées entrant dans le réservoir biochimique ne contiennent pas de sulfate ferreux.
Quels sont les types de flottation à air ?
La flottation à l'air est divisée en flottation à l'air dissous (divisée en flottation à l'air dissous sous vide et flottation à l'air dissous sous pression), flottation à l'air dispersé et flottation à l'air électrolytique.
48. Qu'est-ce que la floculation ?
La floculation est le processus d'ajout de coagulants à haut poids moléculaire aux eaux usées, qui se dissolvent pour former des polymères à haut poids moléculaire. La structure de ce polymère est une structure linéaire, avec une extrémité de la ligne tirant une minuscule particule et l'autre extrémité tirant une autre minuscule particule, jouant un rôle dans la liaison et le pontage entre deux particules très éloignées, augmentant progressivement la taille des particules et formant finalement un gros floc de particules (communément appelé fleur d'alun), accélérant la sédimentation des particules.
Pourquoi est-il nécessaire d’utiliser du polyfer pour le traitement de coagulation et d’adsorption des eaux usées ?
Au cours du processus de coagulation, le polyfer forme des flocs d'hydroxyde de fer, qui ont une excellente capacité à adsorber les substances organiques dans les eaux usées. Les données expérimentales montrent qu'après avoir utilisé la coagulation au polyfer pour adsorber les eaux usées, environ 10 à 20 % de la DCO dans les eaux usées peuvent être éliminées, ce qui peut réduire considérablement la charge opérationnelle du réservoir biochimique et faciliter l'évacuation standard du traitement des eaux usées.
De plus, l'utilisation de polyfer pour le prétraitement de la coagulation permet d'éliminer les traces de substances toxiques et inhibitrices pour les micro-organismes dans les eaux usées, garantissant ainsi le fonctionnement normal des micro-organismes dans le réservoir biochimique. Parmi de nombreux agents de coagulation, le prix du polyfer est relativement bon marché (25 à 300 yuans/tonne), de sorte que le coût de traitement est relativement faible et il est plus adapté au prétraitement des eaux usées de traitement.
Pourquoi les particules colloïdales présentes dans les eaux usées sont-elles difficiles à précipiter naturellement ?
De nombreuses impuretés, solides en suspension, grosses particules et solides en suspension se déposant facilement avec une gravité spécifique supérieure à 1 dans les eaux usées peuvent être éliminés par décantation naturelle, centrifugation et d’autres méthodes.
Cependant, les particules en suspension dont la densité est inférieure à 1, qui sont petites et même invisibles à l'œil nu, sont difficiles à décanter naturellement. Par exemple, les particules colloïdales sont de petites particules d'une taille de 10-4-10-6 mm, qui sont très stables dans l'eau. Leur vitesse de décantation est extrêmement lente, et il faut 200 ans pour les cultiver pour chaque mètre de décantation.
