CH640488A5 - Procede de desulfuration des eaux d'egouts sulfurees. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un procédé de traitement des eaux d'égouts contenant des sulfures et/ou de l'hydrogène sulfuré destiné à éliminer ces composés.

La présence dans les eaux d'égouts de produits sulfurés qui se forment en général par réduction des sulfates sous l'action de bactéries anaérobies présente un double inconvénient: le dégagement d'odeurs nauséabondes d'un produit toxique, l'hydrogène sulfuré, et une forte corrosion des canalisations et des appareillages de traitement d'épuration, qu'ils soient métalliques ou en béton.

De nombreux traitements ont été depuis longtemps proposés pour éliminer les produits sulfurés des eaux d'égouts tels que l'aération et l'oxygénation.

L'emploi du peroxyde d'hydrogène H202 comme réactif oxydant pour le traitement des eaux d'égouts a été préconisé par le brevet US N° 2070856, l'oxydation de H2S et des sulfures par H202 étant en elle-même une réaction bien connue.

Le traitement des eaux d'égouts sulfurées par le peroxyde d'hydrogène a été proposé par le brevet français N° 2126199 qui préconise un traitement comportant l'introduction de H202 en un point unique dans le réseau d'égouts, ou à l'entrée de la station de traitement, qui compose successivement une phase de conditionnement préalable où l'on utilise de 4 à 10 fois l'équivalent stœchiométrique du sulfure et de l'hydrogène sulfuré dans l'eau d'égout d'arrivée,

puis une période de traitement d'entretien où l'on utilise de 1 à 2 fois cet équivalent stœchiométrique.

Ce procédé permet, dans certains cas, d'obtenir à l'entrée des stations de traitement une eau ne contenant pratiquement plus de sulfures ou d'hydrogène sulfuré, mais il n'assure pas une protection satisfaisante de l'ensemble du réseau précédant la station d'épuration.

On a constaté que, pour obtenir de bons résultats d'une façon générale tant en ce qui concerne la protection du réseau que la teneur en sulfures ou en hydrogène sulfuré à l'entrée des stations d'épuration, il était nécessaire que l'introduction du peroxyde soit faite en plusieurs points du réseau d'amenée des eaux d'égouts à la station de traitement, répartis de façon régulière sur toute l'étendue du réseau.

Les quantités de H202 nécessaires ne peuvent être fixées à priori; elles dépendent en effet non seulement de la teneur en sulfure dans l'eau à traiter, mais également des caractéristiques du réseau en jeu telles que la longueur des canalisations, le temps de séjour moyen, la température, etc.

Les essais réalisés sur des réseaux d'égouts en cours de service ont montré que la meilleure utilisation de H202 était obtenue en ré-partissant son introduction entre les divers points retenus de telle façon que la teneur en sulfure des eaux à l'entrée des divers postes d'addition du H202 soit pratiquement nulle.

Les points d'introduction du H202 doivent être choisis de préférence de façon que le traitement soit commencé le plus en amont possible dans le réseau et qu'il couvre d'une façon la plus homogène possible l'ensemble du réseau.

Les postes de relèvement du réseau sont des lieux particulièrement indiqués pour l'injection du H202 parce que le fonctionnement des pompes d'injection du H202 peut alors être synchronisé avec celui des pompes de relèvement, et que l'agitation créée par les pompes de relèvement est suffisante pour assurer une bonne homogénisation du mélange.

Toutes les solutions aqueuses de H202 sont utilisables pour réaliser le procédé selon l'invention, mais il est particulièrement conseillé d'utiliser des solutions à 50% de H202 qui conduit au coût le plus faible.

L'introduction du H202 dans les canalisations d'eaux d'égouts peut se faire par tout moyen approprié, l'emploi de pompes doseuses étant particulièrement recommandé.

Les exemples suivants illustrent l'intérêt du procédé selon l'invention. L'exemple 1 est un exemple comparatif où l'introduction du H202 a été faite en un seul point du réseau; l'exemple 2 est un exemple de réalisation pratique du procédé de traitement par H202 des eaux d'égouts sulfurées, avec introduction du peroxyde d'hydrogène en plusieurs points du réseau d'amenée des eaux d'égouts répartis de façon régulière sur toute l'étendue du réseau, mis au point par la titulaire.

Exemple 1

Un réseau d'égouts alimentant une station d'épuration biologique est constitué par trois postes de relèvement B, C, D recevant les eaux usées des différents quartiers d'une ville; les eaux issues de ces trois postes se rejoignent en un poste de relèvement A au moyen des canalisations:

— BA gravitaire de longueur 1650 m et de diamètre 0,315 m,

— CA comportant deux parties: une conduite sous pression de longueur 665 m et de diamètre 0,25 m, puis un tronçon gravitaire de longueur 905 m et de diamètre 0,25 m,

— DA comportant deux parties: une conduite sous pression de longueur 900 m et de diamètre 0,355 m, puis un tronçon gravitaire de longueur 1690 m et de diamètre 0,355 m.

Le poste central A est lui-même relié à la station d'épuration par l'intermédiaire d'une conduite sous pression de longueur 1870 m et de diamètre 0,40 m. La station reçoit d'autres eaux d'égouts, mais les contrôles effectués à son entrée l'ont été uniquement sur celles provenant du poste A.

Pendant la période des essais, les eaux provenant du poste A ont un débit de 3000 à 4000 m3/d, et leurs caractéristiques en l'absence de traitement oxygéné sont les suivantes:

— température: 19 à22°C

— pH: 7,4 à 8,4

— potentiel redox: — 60 à — 400 mV

— teneur en sulfure à l'entrée du poste de relèvement A: 0,52 mg/1 en moyenne

— teneur en sulfure à l'entrée de la station de traitement: 4,6 mg/1 en moyenne.

Les dosages en sulfure sont effectués potentiellement immédiatement après le prélèvement des échantillons, à l'aide d'une électrode sélective des sulfures.

Le traitement au H202 avec introduction du peroxyde d'hydrogène dans le poste central de relèvement A a été effectué durant 42 d en introduisant du H202 50% après les pompes de relèvement à l'aide de pompes doseuses. Les pompes à H202 sont synchronisées avec les pompes de relèvement d'eaux d'égouts qui fonctionnement de façon intermittente.

Le fonctionnement intermittent conduit à un temps de séjour moyen de 100 min dans l'émissaire à la période considérée. Des échantillons d'eau ont été prélevés dans la bâche avant les pompes de relèvement et au niveau de l'écoulement de l'émissaire à l'arrivée de la station.

Les conditions opérationnelles et les résultats obtenus pendant certaines périodes de cet essai sont rassemblés dans le tableau I.

Après une marche de 2 d sans introduction de H202 où l'on note un taux de sulfure à l'entrée du poste de relèvement A variant de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

640 488

0,32 à 0,61 mg/1, et à l'entrée de la station de 4,2 à 5,2 mg/1, on introduit, le troisième jour en A, pour un traitement de conditionnement préalable, 22,9 mg/1 de H202 50%, soit environ 2,5 fois la stœchio-métrie de la réaction d'oxydation des sulfures en soufre. La teneur en H202 est, le quatrième jour, abaissée à 5,7 mg/1, puis, le septième s jour, remontée à environ 8,8 mg/1 de H202:

Comme le taux de sulfure à l'entrée de la station est irrégulier et trop élevé, on remonte, le neuvième jour, la teneur en H202 à environ 19 mg/1, teneur qui est maintenue jusqu'au dix-huitième jour.

Pendant l'essai, on note une consommation moyenne de H202 10 50% de 15,1 g/m3 d'eau entrant à la station, la teneur en sulfure à l'entrée de la station variant considérablement.

L'essai a été poursuivi pendant plus d'un mois avec des teneurs variables en H202, et il a été constaté le quarante-deuxième jour de I5 marche que, avec une teneur de 36,1 mg/1 de H202 50%, la teneur en sulfure a été ramenée à moins de 0,1 mg/1, comme on peut le voir au tableau I.

Ce résultat, qui est satisfaisant en ce qui concerne la teneur en sulfure à l'entrée de la station de traitement, est obtenu avec une 20 quantité de H202 correspondant à 3,9 fois la stœchiométrie de la réaction d'oxydation mais, par contre, un tel procédé n'élimine en rien, dans les canalistions précédant le poste de relèvement A, les odeurs et la corrosion.

25

Exemple 2

Un réseau d'égouts est constitué, comme indiqué à l'exemple 1, par un réseau de canalisation se regroupant dans les postes de relèvement B, C, D réunis eux-mêmes au poste A, et par un autre réseau regroupé dans un poste E. Les canalisations issues de A et de E se 30 rejoignent à l'entrée de la station de traitement.

Les caractéristiques des tronçons BA, CA, DA et A-station sont celles indiquées à l'exemple 1, et le poste E est, de son côté, relié à la canalisation venant de A juste avant l'entrée dans la station par une 35 conduite sous pression de longueur 850 m et de diamètre 0,25 m.

Pendant la période des essais, les eaux arrivent à la station avec un débit total de 6700 à 7300 m3/d, dont 5500 à 6000 m3/d en provenance du poste A, et leurs caractéristiques, en l'absence de traitement oxygéné, sont les suivantes:

— température: 20,5 à 23° C

— pH: 7,55 à 8,50

— potentiel redox: — 260 à —400 mV

— teneur en sulfures à l'entrée du poste A: 0,35 mg/1 en moyenne

— teneur en sulfures à l'entrée des postes B, C, D, E inférieure à 0,05 mg/1

— teneur en sulfures à l'entrée de la station: 3,43 mg/1 en moyenne.

Les dosages de sulfures sont effectués potentiométriquement immédiatement après le prélèvement des échantillons à l'aide d'une électrode sélective des sulfures.

Un essai de traitement au H202 avec introduction de peroxyde simultanément dans les cinq postes de relèvement A, B, C, D, E a été effectué pendant 9 d en introduisant du H202 50% après les pompes de relèvement à l'aide de pompes doseuses. Les pompes en H202 sont synchronisées avec les pompes de relèvement d'eaux d'égouts qui fonctionnent de façon intermittente.

Les conditions opérationnelles et les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau II.

Le H202 est initialement introduit au poste A, puis progressivement dans les autres postes, la teneur en sulfures à l'entrée du poste A est initialement de 0,35 mg/1, puis devient inférieure à 0,05 mg/1 en 2 d et, parallèlement, la teneur en sulfures à l'entrée de la station, qui était en moyenne de 3,4 mg/1 juste avant la mise en route de l'injection de H202, devient inférieure à 0,05 mg/1 lorsque l'injection de H202 a été effectuée dans les cinq postes A, B, C, D et E.

On note que l'emploi du procédé selon l'invention conduit à des teneurs en sulfures pratiquement nulles, inférieures à la limite de leur détection analytique, 0,05 mg/1 dans toute l'étendue du réseau. Ce traitement entraîne donc la disparition complète des odeurs, et élimine toute corrosion pour l'ensemble du réseau.

Pendant cet essai, la consommation moyenne de H202 a été de 36,5 g/m3 d'eau entrant à la station de traitement, et a permis de ramener la teneur en sulfures à l'entrée de cette même station de 3,4 mg/1 à moins de 0,05 mg/1.

Tableau 1

Exemple I: Introduction du H202 en un point du réseau

Poste de relèvement A

Station

Jour

Heure

Taux de sulfures

Taux de traitement

Taux de sulfures

à l'entrée (mg/1)

(mg/1 H20250%)

à l'entrée (mg/1)

1

11 h 20

4,4

14 h 40

4,2

15 h 10

0,51

16 h 10

0,61

2

10 h 20

0,32

14 h 25

5,2

3

9 h 50

0,70

22,9

10 h 25

22,9

1,9

13 h 50

22,9

0,6

16 h 05

22,9

2,6

4

9 h 55

- 0,57

5,7

12 h 00

5,7

1,7

14 h 50

5,7

3,05

7

13 h 50

8,8

8

9 h 00

8,8

5,7

10 h 45

8,8

2,86

11 h 30

0,33

8,8

.

12 h 00

8,8

4,16

15 h 15

8,8

3,64

640 488

4

Tableau I (suite)

Poste de relèvement A

Station

Jour

Heure

Taux de sulfures

Taux de traitement

Taux de sulfures

à l'entrée (mg/1)

(mg/1 H20250%)

à l'entrée (mg/1)

16 h 35

8,2

4,94

9

5 h 30

8,2

7,28

7 h 30

8,2

6,5

9 h 30

8,2

1,8

10h 15

0,57

8,2

11 h 15

8,2

3,1

15 h 55

19,2

2,55

18 h 00

19,2

3,28

21 h 45

19,2

0,26

10

6 h 10

19,2

6,24

11 h 10

19,2

3,04

16 h 10

19,2

1,48

21 h 30

19,2

<0,1

11

8 h 45

19,2

5,7

10 h 30

19,2

0,26

13

12 h 00

0 (panne)

14

11 h 00

19,2

4,42

14 h 30

19,2

2,2

17 h 00

19,2

2,88

15

8 h 30

19,2

3,67

14 h 00

19,2

1,71

16

7 h 00

19,9

6,03

12 h 00

19,9

2,62

22 h 00

19,9

0,73

17

7 h 00

19,9

4,28

10 h 30

19,9

1,43

21 h 30

19,9

0,30

18

7 h 00

19,9

3,95

12 h 00

19,9

0,98

38

11 h 25

16,6

2,88

15 h 30

16,6

2,88

17 h 35

16,6

3,67

39

8 h 50

16,6

4,45

12 h 30

16,6

0,80

14 h 35

16,6

0,62

17 h 45

16,6

0,39

18 h 00

36,1

42

8 h 50

36,1

<0,1

11 h 35

36,1

<0,1

15 h 00

36,1

<0,1

18 h 00

36,1

<0,1

Tableau II

Exemple 2: Introduction du H202 en divers points du réseau

Jour

Heure

Poste A

Poste B

Poste C

Poste D

Poste E

Station

Taux de sulfures à l'entrée (mg/1)

Taux de traitement (mg/1 H202 50%)

Taux de sulfures à l'entrée (mg/1)

Taux de traitement (mg/1 H202 50%)

1

9 h 30 14h00.

15 h 30

16 h 00

39,3

2,1 3,4 4,8

5

Tableau II (suite)

640 488

Jour

Heure

Poste A

Poste B

Poste C

Poste D

Poste E

Station

Taux de sulfures à l'entrée (mg/1)

Taux de traitement (mg/1 H202 50%)

Taux de sulfures à l'entrée (mg/1)

Taux de traitement (mg/1 H202 50%)

2

10 h 30

0,34

39,3

0,30

16 h 30

0,36

39,3

0,24

3

10 h 30

39,3

77

16 h 30

<0,05

18,8

77

0,08

4

11 h 30

<0,05

18,8

77

0,06

16 h 30

0,06

27,5

77

<0,05

5

8 h 30

27,5

77

<0,05

14 h 30

0,05

27,5

77

<0,05

16 h 30

0,05

26,7

13

77

<0,05

8

11 h 30

<0,06

26,7

13

131

40,6

0,9

15 h 00

1,55

13

72,5

131

40,6

<0,05

17 h 15

1,55

13

72,5

131

40,6

<005

9

10 h 00

<0,05

1,55

13

72,5

131

40,6

<0,05

14 h 00

1,55

13

72,5

131

45,1

16 h 30

<0,05

33,8

<0,05

10

11 h 00

<0,05

1,55

33,8

72,5

50,5

45,1

<0,05

14 h 00

15,2

33,8

72,5

50,5

35,8

<0,05

15 h 30

<0,05

15,2

26,1

21

50,5

35,8

11

8 h 15

15,2

26,1

21

50,5

35,8

0,06

14 h 15

15,2

26,1

21

50,5

45,3

15 h 15

15,2

26,1

26,1

50,5

45,3

<0,05

16 h 30

<0,05

15,5

32,1

26,1

50,5

45,3

<0,05

12

10 h 30

15,5

32,1

26,1

50,5

45,3

<0,05

15 h 45

<0,05

15,5

25,3

26,7

50,5

45,3

<0,05

15

11 h 00

<0,05

15,5

16,8

26,7

63

45,3

0,42

16 h 00

<0,05

18,55

16,8

26,7

63

45,3

17 h 15

18,55

16,8

26,7

63

45,3

<0,05

16

9 h 00

<0,05

18,55

16,8

26,7

63

45,3

<0,05

15 h 00

<0,05

18,55

16,8

26,7

76

45,3

<0,05

16 h 30

18,55

18,9

26,7

76

45,3

<0,05

17

11 hOO

<0,05

18,55

18,9

26,7

76

45,3

<0,05

14 h 15

18,55

18,9

26,7

76

45,3

<0,05

Claims (3)

640 488

1. Procédé de désulfuration des eaux d'égouts contenant des sulfures et de l'hydrogène sulfuré au peroxyde d'hydrogène, caractérisé en ce que l'on introduit le peroxyde d'hydrogène en plusieurs points du réseau d'amenée des eaux d'égouts à la station de traitement répartis de façon régulière sur toute l'étendue du réseau.

2. Procédé selon la revendication 1, où la répartition du peroxyde d'hydrogène entre les divers points d'introduction est telle que les teneurs en sulfures et en hydrogène sulfuré des eaux d'égouts à l'entrée des divers points d'addition de H202 sont pratiquement nulles.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, où l'on utilise du peroxade d'hydrogène à 50% en poids.