Qu’est-ce que la DCO ? Pourquoi la DCO est-elle un indicateur important dans le traitement des eaux usées ?
Dans la production industrielle et le traitement des eaux usées municipales,DCO (demande chimique en oxygène)est l’un des indicateurs importants de la qualité de l’eau utilisé pour évaluer le degré de pollution organique d’un plan d’eau.
Le nom anglais de la DCO est Demande Chimique en Oxygène. En termes simples, la DCO est utilisée pour représenter la quantité d'oxydant consommée lorsque les substances réductrices présentes dans un échantillon d'eau sont oxydées par un oxydant puissant dans certaines conditions.
Les substances réductrices présentes dans l’eau ne se limitent pas à la matière organique ; ils peuvent également inclure des nitrites, des sulfures, des sels ferreux et autres. Cependant, dans la plupart des eaux usées industrielles, la teneur en matière organique est généralement nettement supérieure à celle des autres substances réductrices. Par conséquent, la DCO peut généralement être utilisée comme indicateur de référence important pour déterminer la charge de pollution organique des eaux usées.
Du point de vue de l’ingénierie du traitement des eaux usées, la DCO n’est pas simplement un numéro d’essai en laboratoire ; elle est également étroitement liée à la biodégradabilité des eaux usées, au choix des procédés de traitement, aux exigences d'aération, au dosage des produits chimiques et à la conformité du rejet final aux normes réglementaires.
Par conséquent, avant d’effectuer un traitement des eaux usées industrielles ou de construire un système de traitement des eaux usées, une compréhension précise de la concentration de DCO dans l’influent constitue une base importante pour déterminer le plan de traitement.
Que signifie une valeur DCO élevée ?
D’une manière générale, plus la concentration en DCO est élevée, plus l’eau contient de substances réductrices qui doivent être oxydées.
Lorsqu’une grande quantité de matière organique pénètre dans un plan d’eau, les micro-organismes consomment une grande quantité d’oxygène dissous lors du processus de décomposition de cette matière organique. Si la charge polluante continue d’augmenter, elle peut entraîner une hypoxie du plan d’eau, affectant ainsi l’écosystème aquatique.
Par conséquent, le contrôle de la DCO dans le traitement des eaux usées revêt généralement une importance significative dans les aspects suivants :
Évaluation de la charge de pollution organique
COD aide le personnel d'ingénierie à évaluer rapidement la charge globale de polluants organiques dans les eaux usées, fournissant ainsi une référence pour la conception ultérieure du processus.
Évaluation de la pression du traitement biochimique
Pour les systèmes utilisant des procédés tels que le procédé à boues activées, le procédé à biofilm ou le traitement anaérobie, la DCO influente affecte directement la charge de traitement des micro-organismes.
Aider à déterminer les processus de traitement
La DCO provenant de différentes sources a des compositions différentes.
Par exemple, la DCO présente dans les eaux usées alimentaires peut provenir principalement de graisses, d’amidons, de sucres et de protéines ; La DCO dans les eaux usées de la fabrication du papier peut être liée à des substances telles que la cellulose, la lignine et les résines.
Par conséquent, le processus de traitement ne peut pas être sélectionné uniquement sur la base de la valeur numérique de la DCO ; il doit être analysé de manière approfondie en combinaison avec la DBO, les matières en suspension (MES), le pH, la saturation, les TDS et les compositions de polluants spécifiques.
Comment la DCO est-elle déterminée ?
Les tests DCO sont l’une des tâches fondamentales dans l’exploitation et la gestion du traitement des eaux usées.
Comme indiqué dans les documents ci-joints, les méthodes courantes de détermination de la DCO comprennent actuellement :
Méthode d'oxydation acide au permanganate de potassium
Méthode d'oxydation au bichromate de potassium
Le principe de base des deux méthodes consiste à utiliser un oxydant pour oxyder les substances réductrices présentes dans l’échantillon d’eau, puis à calculer la DCO en fonction de la quantité d’oxydant consommée.
1. Méthode d’oxydation acide au permanganate de potassium
Une solution de permanganate de potassium est ajoutée à l'échantillon d'eau dans des conditions acides, chauffée à ébullition et maintenue pendant une certaine période, suivie d'un titrage avec une solution de sulfite de sodium pour obtenir la valeur DCO grâce à des calculs pertinents.
Cette méthode est plus adaptée aux eaux naturelles ou aux eaux usées générales contenant des matières organiques facilement oxydables.
2. Méthode d’oxydation au dichromate de potassium
La méthode au dichromate de potassium consiste à ajouter du bichromate de potassium et de l'acide sulfurique concentré à l'échantillon d'eau. Après chauffage pour la réaction, une solution de sulfate ferreux d'ammonium est utilisée pour le titrage et la DCO est calculée sur la base de la consommation de bichromate de potassium.
Par rapport à la méthode d'oxydation acide au permanganate de potassium, la méthode au dichromate de potassium peut oxyder une plus grande variété de matières organiques et a donc une plus grande applicabilité pour les tests DCO des eaux usées industrielles avec des compositions plus complexes.
En ingénierie réelle, la méthode d'essai appropriée doit être sélectionnée en fonction du type d'échantillon d'eau, des méthodes d'essai et des normes applicables.
Normes DCO et exigences de contrôle pour différentes eaux usées
Les exigences en matière de rejet de DCO varient en fonction du type de plan d’eau, de l’industrie et des normes de rejet spécifiques.
Les données de référence fournies dans les documents ci-joints comprennent :
Exigences en matière de DCO dans les eaux de surface : 15 à 40 mg/L
Exigence de DCO des eaux usées : 50 à 500 mg/L
Norme de rejet de DCO pour l'industrie papetière : 200 mg/L
Norme de rejet DCO pour l'industrie agroalimentaire : 300 mg/L
Norme de rejet de DCO pour l'industrie chimique : 400 mg/L
Il convient particulièrement de noter que les projets d'ingénierie réels ne peuvent pas déterminer si le rejet est autorisé sur la seule base d'une valeur numérique générale de la DCO ; la confirmation doit être effectuée conformément aux normes nationales en vigueur, aux normes locales, aux normes industrielles et aux exigences spécifiques en matière d'évaluation de l'impact environnemental (EIE) du site du projet.
Pour les entreprises, la clé du traitement de la DCO excessive ne consiste pas simplement à ajouter un certain produit chimique, mais à clarifier d'abord la source de DCO, la composition du polluant et les exigences de rejet cibles, puis à déterminer un processus combiné approprié.
Quels impacts une DCO excessive entraîne-t-elle ?
Lorsque la DCO des eaux usées reste à un niveau élevé pendant une longue période, elle aura de multiples impacts sur l’environnement aquatique et sur le système de traitement des eaux usées.
1. Épuisement de l’oxygène dissous dans les plans d’eau
Une grande quantité de matière organique pénétrant dans un plan d’eau sera décomposée par des micro-organismes. Ce processus nécessite la consommation d’une grande quantité d’oxygène dissous.
Si la charge de pollution organique est trop élevée, elle peut provoquer une hypoxie dans le plan d’eau, affectant ainsi la survie normale des poissons et autres organismes aquatiques.
2. Affectant la qualité sensorielle des plans d'eau
Une charge de pollution organique plus élevée peut s'accompagner de problèmes tels que la saturation, la turbidité et les odeurs, réduisant la transparence de la masse d'eau et affectant la qualité globale de l'environnement aquatique.
3. Augmentation de la pression opérationnelle des systèmes de traitement des eaux usées
Pour les usines de traitement des eaux usées industrielles, une DCO influente plus élevée signifie une charge organique plus élevée.
Si la capacité nominale du système biochimique est insuffisante, les problèmes suivants peuvent survenir :
Charge excessivement élevée dans le réservoir biochimique
Augmentation de la demande en oxygène dissous
Conditions anormales des boues
DCO des effluents instables
Pression accrue sur les traitements avancés ultérieurs
Par conséquent, le contrôle de la DCO doit passer par plusieurs étapes du système de traitement des eaux usées, notamment le prétraitement, le traitement biochimique et le traitement avancé.
Comment réduire la DCO ? Trois méthodes de traitement principales
Le concept principal de la réduction de la DCO est de séparer, oxyder, transformer ou biodégrader les polluants organiques présents dans l’eau par des moyens physiques, chimiques et biologiques.
En ingénierie réelle, il existe rarement un processus unique applicable à tous les types d'eaux usées à forte -DCO. Par conséquent, la conception combinée doit être réalisée en fonction des caractéristiques des eaux usées.
1. Méthode physique : séparation d’abord, puis réduction de la charge de traitement ultérieure
Le traitement physique utilise principalement des méthodes telles que la sédimentation, la filtration, l'adsorption et l'évaporation pour séparer les polluants de l'eau.
Les équipements courants de prétraitement physique comprennent :
Écrans de barre
Bassins de sédimentation
Matériel de filtration
Séparateurs huile-eau
Réservoirs d'égalisation
Équipement de flottaison aérienne
L’avantage du traitement physique est que le processus est relativement simple et permet d’éliminer rapidement certaines matières en suspension, huiles flottantes, sédiments et autres polluants.
Cependant, pour les polluants organiques réellement dissous dans l’eau, il est généralement difficile de s’appuyer uniquement sur des méthodes physiques pour parvenir à une élimination complète ; par conséquent, ils doivent souvent être combinés à un traitement biochimique ou à des processus de traitement avancés.
2. Méthode chimique : Traitement rapide des polluants réfractaires
Le traitement chimique utilise principalement des réactions telles que l'oxydation, la réduction, la chloration et la floculation pour transformer les polluants ou former des substances faciles à séparer.
Par exemple, dans certaines eaux usées industrielles à haute -DCO, s'il y a une grande quantité de matière organique biodégradable réfractaire, il peut être envisagé d'améliorer la traitabilité des polluants par une oxydation avancée et d'autres moyens.
Le traitement chimique se caractérise généralement par une vitesse de réaction rapide et une efficacité de traitement élevée, mais la consommation de produits chimiques, les coûts d'exploitation et le contrôle des sous-produits doivent également être des considérations clés dans la conception technique.
Pour les eaux usées contenant une grande quantité de matières en suspension et de polluants colloïdaux, la coagulation et la floculation peuvent également constituer un maillon important du prétraitement ou du traitement avancé.
3. Méthode biologique : utiliser des micro-organismes pour dégrader la matière organique
Le traitement biologique est l’une des méthodes importantes pour éliminer la DCO des eaux usées industrielles.
Son principe de base est d'utiliser l'action métabolique des micro-organismes pour convertir la matière organique biodégradable en dioxyde de carbone, eau et autres substances inorganiques.
Les méthodes courantes de traitement biologique comprennent :
Procédé à boues activées aérobies
Digestion anaérobie
Processus de biofilm
Autres procédés de traitement biochimique
Pour les eaux usées présentant une bonne biodégradabilité, le traitement biologique présente généralement l’avantage de coûts d’exploitation relativement inférieurs.
Cependant, les systèmes biologiques sont très sensibles à la température, au pH, à l’oxygène dissous, aux ratios de nutriments et aux changements dans la charge d’affluent. Par conséquent, l’élimination de la DCO des eaux usées industrielles nécessite une conception de processus combinée à la qualité réelle de l’eau, plutôt que de simplement copier des procédures standard.
Pourquoi les eaux usées à forte -DCO nécessitent-elles des processus combinés ?
En ingénierie réelle, les sources de DCO sont souvent relativement complexes.
Par exemple, des eaux usées industrielles peuvent contenir simultanément des matières en suspension, des colloïdes, des matières organiques, des graisses, de la chrome et des polluants réfractaires. Si une seule méthode de traitement est adoptée, il est difficile de prendre en compte différents polluants.
Ainsi, un ensemble complet deéquipement de traitement des eaux uséespeut généralement être paramétré en fonction des caractéristiques du polluant :
Prétraitement-Traitement biochimique-Traitement avancé -Traitement des boues
Une telle méthode combinée peut d'abord réduire la charge polluante, puis éliminer les matières organiques biodégradables grâce à des processus biochimiques et enfin utiliser un traitement avancé pour améliorer encore la qualité des eaux usées.
C'est également pourquoi les projets de traitement des eaux usées ne peuvent pas se limiter à « ce qu'est la DCO », mais doivent également comprendre :
DBO
MORUE
SS
pH
DT
Chroma
Graisse
Température de l'eau
Source d'eaux usées
Exigences de décharge ou de réutilisation
Ce n’est qu’en obtenant des données relativement complètes sur la qualité de l’eau que le processus d’élimination de la DCO pourra être sélectionné de manière plus raisonnable.
Étude de cas sur le traitement de la DCO des eaux usées de fabrication du papier
Dans le cas ci-joint, les eaux usées d'une usine de fabrication de papier proviennent principalement de processus de production tels que les machines à papier, les pulpeurs et les machines de blanchiment.
Les eaux usées contiennent une grande quantité de matières organiques telles que la cellulose, la lignine, les résines et les graisses, et la DCO influente atteint :
1000mg/L
La valeur de référence standard nationale retenue dans le cas ci-joint est :
200mg/L
Ces eaux usées ne peuvent donc pas être rejetées directement et nécessitent un traitement systématique.
Plan de traitement
Pour ces eaux usées de fabrication du papier, le projet a adopté :
Système de prétraitement + Système de traitement biochimique + Système de traitement avancé + Système de traitement des boues
Au cours de l'étape de prétraitement, des méthodes physiques telles que les tamis à barres, la sédimentation et la filtration ont été utilisées pour éliminer les matières en suspension, les sédiments et les hydrocarbures flottants, réduisant ainsi la DCO d'environ :
30%
Par la suite, il est entré dans l’étape de traitement biochimique, où des procédés aérobies à boues activées ont été utilisés pour dégrader les polluants organiques via des micro-organismes, réduisant ainsi la DCO d’environ :
70%
Par la suite, l’oxydation par l’ozone a été adoptée comme moyen de traitement avancé pour oxyder davantage la matière organique réfractaire et les substances chromatiques, réduisant ainsi la DCO d’environ :
10%
Les boues ont été déshydratées à travers un filtre-presse pour réduire leur volume et leur poids, facilitant ainsi leur transport et leur élimination ultérieurs.
Effet final du traitement
Après traitement par l’ensemble complet des équipements de traitement des eaux usées :
La DCO a été réduite de 1 000 mg/L à 150 mg/L.
Dans le cas ci-joint, la DCO finale répondait aux exigences, tandis que les indicateurs tels que la saturation, la turbidité et l'odeur étaient également considérablement améliorés.
Ce cas illustre que pour les eaux usées de fabrication du papier à haute-DCO, la configuration rationnelle du prétraitement, du traitement biochimique et du traitement avancé peut former une voie d'élimination de la DCO à plusieurs-étapes.
Étude de cas sur le traitement de la DCO des eaux usées de la transformation des aliments
Un autre cas vient de l’industrie agroalimentaire.
Les eaux usées de cette usine alimentaire sont principalement générées par des processus tels que la transformation des aliments, le nettoyage et la désinfection, contenant des matières organiques telles que de la graisse, de l'amidon, des sucres et des protéines.
Le COD influent dans l’affaire a atteint :
800mg/L
La valeur de référence standard de la DCO pour l’industrie agroalimentaire figurant en pièce jointe est :
300mg/L
Ces eaux usées doivent donc subir un traitement supplémentaire pour répondre aux exigences de rejet.
Plan de traitement
Ce projet a adopté :
Système de prétraitement + Système de traitement biochimique + Système de traitement avancé + Système de traitement des boues
Tout d'abord, des équipements tels que des séparateurs huile-eau, des réservoirs d'égalisation et des machines de flottation à air ont été utilisés pour traiter la graisse, les matières en suspension et l'écume, réduisant ainsi la DCO d'environ :
40%
Par la suite, un processus de digestion anaérobie a été adopté pour convertir certains polluants organiques en biogaz et en sels inorganiques grâce à l'action de micro-organismes anaérobies, réduisant ainsi la DCO d'environ :
50%
Au stade du traitement avancé, un processus de biofilm a été utilisé pour éliminer davantage la matière organique restante, réduisant ainsi la DCO d'environ :
10%
Enfin, les boues ont été traitées via une machine de déshydratation afin de réduire leur volume et leur poids.
Effet final du traitement
Après traitement par le système de traitement complet :
La DCO a été réduite de 800 mg/L à 200 mg/L.
Selon le cas ci-joint, ce résultat de traitement répondait aux exigences standards adoptées par le cas, tandis que des indicateurs tels que la saturation, la turbidité et l'odeur ont également été améliorés.
Comment sélectionner un plan de traitement adapté à la DCO ?
La composition en DCO des eaux usées produites par différentes industries varie considérablement.
Par conséquent, lors de la sélection d’un plan de traitement des eaux usées DCO, les jugements ne peuvent pas être portés uniquement sur la base de la concentration élevée ou faible de DCO.
Par exemple:
Eaux usées alimentaires :Nécessite généralement de se concentrer sur les polluants organiques tels que les graisses, les protéines, les sucres et l'amidon ; on peut envisager de combiner le prétraitement avec des processus biochimiques anaérobies et aérobies.
Eaux usées de fabrication du papier :Nécessite une attention particulière aux polluants tels que la cellulose, la lignine, les résines et la chrome ; nécessite généralement une combinaison de prétraitement, de traitement biochimique et de traitement avancé.
Eaux usées chimiques :La composition des polluants peut être plus complexe ; il est nécessaire d'analyser plus en détail la matière organique réfractaire, les substances toxiques, la salinité et d'autres polluants caractéristiques avant de déterminer les technologies de traitement appropriées.
Par conséquent, des plans de traitement des eaux usées industrielles véritablement professionnels devraient être établis sur la base d’objectifs d’analyse et de traitement de la qualité de l’eau.
Comment ECOLINK TECHNOLOGY fournit-elle des solutions de traitement des eaux usées ?
ECOLINK TECHNOLOGY est spécialisé dans la fourniture de produits chimiques de traitement de l'eau(PAM & CAP) etéquipement de traitement de l'eau, offrant aux clients industriels des produits adaptés, une assistance technique et des services-globaux de traitement de l'eau.
Pour différents types d'eaux usées industrielles, nous pouvons vous aider à analyser les instructions de traitement appropriées en fonction des données sur la qualité de l'eau, du volume de traitement et des exigences de rejet final ou de réutilisation fournies par les clients.
Le contenu du service peut couvrir :
Équipement de traitement des eaux usées
Systèmes de traitement des eaux usées industrielles
Produits chimiques pour le traitement de l'eau
Traitement de coagulation et de floculation
Systèmes de traitement biochimique
Systèmes de traitement avancés
Traitement des boues
RO/UF/EDI et autres équipements de traitement de l'eau
Correspondance des produits du projet
Prise en charge des données techniques
Tests d’échantillons et évaluation du produit
Pour les clients industriels ayant besoin de réduire la DCO, il est recommandé de fournir des données aussi complètes que possible sur la qualité de l'eau dès le début du projet, y compris les indicateurs de DCO, DBO, MES, pH, TDS, saturation, volume de traitement et effluents cibles.
La TECHNOLOGIE ECOLINK peut aider à juger si un traitement physique, chimique ou biologique, ou une combinaison de plusieurs processus, est plus approprié sur la base de ces informations de base.
Réduire la DCO ne consiste pas simplement à « ajouter des produits chimiques »
En cas de DCO excessive, la première réaction de nombreuses entreprises peut être d'augmenter la quantité de produits chimiques dosée.
Cependant, d’un point de vue technique, l’analyse de la cause d’un excès de DCO est souvent bien plus importante que le simple ajout de produits chimiques.
Si la DCO provient principalement de matières organiques biodégradables, alors l’optimisation du système biochimique peut s’avérer plus économique qu’une simple oxydation chimique.
Si la DCO provient principalement de matières en suspension et de colloïdes, alors l’optimisation des liens de coagulation, de sédimentation ou de flottation par air peut être plus efficace.
Si la DCO provient principalement de matières organiques réfractaires, il est alors nécessaire d'envisager l'oxydation par l'ozone, l'oxydation avancée, la bio-augmentation ou d'autres méthodes de traitement avancées.
Par conséquent, un contrôle véritablement efficace de la DCO devrait suivre :
Analyse de la qualité de l'eau -Identification des polluants- Sélection du processus-Optimisation des paramètres -Surveillance continue des opérations
Plutôt que d’adopter simplement une méthode de traitement unique.
Conclusion : des données DCO aux plans complets de traitement des eaux usées
La DCO est un paramètre de qualité de l’eau très important dans le traitement des eaux usées, mais un seul numéro de DCO ne peut pas décrire complètement un flux d’eaux usées.
Pour obtenir une élimination stable de la DCO, il est nécessaire de mieux comprendre la composition organique, la biodégradabilité, les matières en suspension, la graisse, la salinité et les autres polluants présents dans les eaux usées, et de concevoir un flux de traitement raisonnable en fonction des exigences de rejet final ou de réutilisation.
Du prétraitement au traitement biochimique, puis au traitement avancé et à l'élimination des boues, chaque lien peut affecter le résultat final de la DCO.
Le cas des eaux usées de la fabrication du papier en pièce jointe montre que la DCO peut être réduite de 1 000 mg/L à 150 mg/L ; le cas des eaux usées alimentaires l’a réduit de 800 mg/L à 200 mg/L. Ces cas illustrent la valeur d'application des processus de traitement combinés dans les eaux usées industrielles à haute -DCO.
Pour les entreprises à la recherche de plans de traitement de la DCO des eaux usées industrielles, de processus d'élimination de la DCO, d'équipements de traitement des eaux usées ou de produits chimiques pour le traitement de l'eau, ECOLINK TECHNOLOGY peut fournir une assistance du point de vue de l'adéquation des produits et des solutions globales.
