Des méthodes appropriées de traitement des eaux usées sont devenues cruciales en raison de l'augmentation de la population dans les communautés urbaines, qui a entraîné une augmentation proportionnelle du volume des eaux usées et de la quantité de déchets organiques. Toutes les méthodes d'élimination entraînent des résultats si insatisfaisants que les mesures correctives deviennent primordiales, d'où la mise au point de méthodes de traitement des eaux usées avant le début de l'élimination.
Les méthodes de traitement des eaux usées sont conçues pour éliminer suffisamment de solides organiques et inorganiques des eaux usées, de sorte qu'elles puissent être éliminées sans porter atteinte aux objectifs fixés.
L'avancement de l'autoépuration d'un flux peut être mesuré par des tests de laboratoire physiques, chimiques et biologiques appropriés. Des tests similaires sont utilisés pour mesurer et contrôler les progrès des méthodes de traitement des eaux usées.
D'après EEC Global Operation LLC, aux États-Unis, de plus en plus de complexes résidentiels s'orientent vers des usines de conditionnement afin de devenir indépendants des systèmes municipaux, d'économiser de l'eau et de l'argent et de réutiliser l'eau des effluents pour l'irrigation directe, ce qui permet d'économiser beaucoup d'eau. et argent.
De plus, le manque d'eau propre et utilisable dictera une augmentation et la nécessité de systèmes de traitement de haute qualité, peu coûteux et faciles à construire et à entretenir.
M. Leiv Rieger de inCTRl Solutions mentionne que, les méthodes de traitement des eaux usées les plus couramment utilisées en Afrique sont les étangs de stabilisation des déchets et les systèmes à boues activées. Cependant, une grande diversité existe entre les pays et les régions. «De plus, le besoin en eau potable conduira au développement de solutions décentralisées personnalisées dans les zones rurales, tandis que les villes urbanisées verront une augmentation des technologies de traitement utilisant des ressources efficaces», ajoute-t-il.
Selon M. Rieger, le défi essentiel de l'introduction de solutions de traitement des eaux usées innovantes est la formation des opérateurs et des ingénieurs. «Généralement, plus la technologie de traitement est efficace, plus les exigences en termes de formation et d’éducation sont élevées», affirme M. Rieger.
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Méthodes de traitement chimique
Le traitement chimique consiste à utiliser une ou plusieurs réactions chimiques pour améliorer la qualité de l'eau. La chloration est probablement le processus chimique le plus couramment utilisé. Le chlore, un puissant produit chimique oxydant, est utilisé pour tuer les bactéries et ralentir la vitesse de décomposition des eaux usées. La mort bactérienne est atteinte lorsque des processus biologiques clés sont affectés par le chlore. L'ozone est un autre agent oxydant puissant qui a également été utilisé comme désinfectant oxydant.
Un procédé chimique couramment utilisé dans la plupart des procédés de traitement des eaux usées industrielles est la neutralisation. La neutralisation implique l'ajout d'acide ou de base pour ajuster les niveaux de pH à la neutralité. Par exemple, la chaux étant une base, elle est parfois utilisée dans la neutralisation des déchets acides.
La coagulation implique l'addition d'un produit chimique qui forme un produit final insoluble par le biais d'une réaction chimique, qui sert à éliminer les substances des eaux usées. Les métaux polyvalents sont normalement utilisés en tant que produits chimiques coagulants dans le traitement des eaux usées et les modèles de coagulants comprennent la chaux, certains composés contenant du fer comme le chlorure ferrique et l’alum (sulfate d’aluminium).
Certains processus peuvent en réalité être de nature physique et chimique. L'utilisation de charbon actif pour «adsorber» les matières organiques, par exemple, implique à la fois des processus chimiques et physiques. Des procédés tels que l'échange d'ions, qui implique l'échange de certains ions contre d'autres, ne sont pas largement utilisés dans le traitement des eaux usées.
Méthodes de traitement physique
Les méthodes physiques font appel à des techniques qui n'impliquent aucun changement chimique ou biologique important et les phénomènes physiques sont strictement utilisés pour traiter les eaux usées. Ces techniques peuvent inclure: un criblage grossier pour se débarrasser des objets entraînés plus gros et de la sédimentation.
Dans le cas de la sédimentation, les phénomènes physiques impliquant le dépôt de solides par gravité sont autorisés. Normalement, cela consiste simplement à retenir une eau usée dans un réservoir en dormance pendant une courte période, ce qui permet aux solides plus lourds de se déposer au fond du réservoir; et l'élimination de l'effluent "clarifié". La sédimentation pour la séparation des solides est une opération de processus très courante et est normalement engagée au début et à la fin des opérations de traitement des eaux usées.
Bien que la sédimentation soit l’un des procédés de traitement physique les plus habituels appliqués au traitement des eaux usées, un autre procédé de traitement physique consiste en une aération. Ce processus implique l'ajout physique d'air habituellement pour fournir de l'oxygène aux eaux usées. D'autres phénomènes physiques utilisés dans le traitement consistent toujours en la filtration. Cela implique le passage des eaux usées à travers un média filtrant pour séparer les solides. Un exemple serait l'utilisation de filtres à sable pour éliminer davantage les solides entraînés des eaux usées traitées. Certains phénomènes se produiront pendant le processus de sédimentation et peuvent être utilisés avantageusement pour améliorer encore la qualité de l'eau. Par exemple, il est normal de laisser les graisses ou les huiles flotter à la surface et de les écumer ou de les éliminer physiquement des eaux usées dans le cadre du processus de traitement général.
Méthodes de traitement biologique
Des micro-organismes, principalement des bactéries, sont utilisés dans la décomposition biochimique des eaux usées en produits finis stables. Plus de micro-organismes se forment et une partie des déchets est convertie en dioxyde de carbone, en eau et en d’autres produits finis. Habituellement, les méthodes de traitement biologique des eaux usées peuvent être divisées en méthodes aérobies et anaérobies, en fonction de la disponibilité en oxygène dissous.
Le traitement des eaux usées a généralement pour objectif d'éliminer une quantité suffisante de solides des eaux usées pour permettre le rejet des résidus dans les eaux réceptrices sans gêner leur bon usage. Les solides éliminés sont principalement organiques, mais peuvent également inclure des solides inorganiques. Un traitement doit également être prévu pour les solides et les liquides qui sont éliminés sous forme de boues. Enfin, un traitement pour réguler les odeurs, pour ralentir l'activité biologique; ou éliminer les organismes pathogènes peut également être nécessaire.
Mathew Dennis de Takreer Envirotech affirme que la méthode de traitement des eaux usées est universelle; L'essentiel est de comprendre comment le résultat final pour le client peut être atteint de la manière la plus rentable. «Le processus utilisé serait généralement des méthodes classiques de traitement des eaux usées en Afrique», a-t-il déclaré.
Takreer Envirotech est l’un des principaux fournisseurs de systèmes de traitement des eaux usées, notamment: systèmes de traitement des eaux grises, système de récupération des stations de lavage, STP, MBR, MBBR, flottation à l’air dissous, filtration sur plusieurs médias, microfiltration et nanotechnologie. «Nos systèmes sont à l’état actuel Des produits d'art qui offrent un moyen unique de contrôle et d'opérations. Nous pouvons fournir des systèmes pouvant être complètement automatisés et contrôlables à distance au moyen de méthodes conventionnelles », a déclaré M. Dennis.
«L’un des défis majeurs de l’industrie consiste à trouver des moyens durables de traitement des eaux usées tout en comprenant parfaitement les répercussions sur l’environnement. Avoir une vision plus large de l'environnement est essentiel lors de la conception d'un système de traitement des eaux usées afin de s'assurer qu'il a un effet positif sur l'écosystème », a-t-il affirmé.
Selon le PDG de Keneco Environmental Company, M. Kimani Rebo, toute eau est aujourd'hui une eau usée et il est donc nécessaire de la traiter minutieusement pour assurer la sécurité des utilisateurs. Rebo affirme que la plupart des maladies de peau «étranges», choléra, typhoïde, dysenterie et cancers affectant les enfants sont dus à la consommation d'eau non traitée.
«Quelques facteurs doivent être pris en compte pour décider du traitement de vos eaux usées. Vous devez faire analyser l’eau pour déterminer le type de déchets présents. Cela garantira que votre eau est traitée efficacement. Vous devez également envisager l'utilisation de vos eaux usées traitées. L'eau destinée à la boisson ou à la cuisine est soumise à un processus de traitement plus minutieux que celle destinée à l'irrigation, par exemple. La taille du projet détermine également la méthode à utiliser. Une usine de traitement des eaux usées pour une maison d'habitation est moins compliquée que celle desservant une ville entière », explique M. Rebo
Des entreprises comme Keneco sont à l'avant-garde de la défense de la préservation de l'environnement comme moyen de rétablir une eau saine. Cependant, il admet que cela comporte ses propres défis. Premièrement, les gens ne sont pas intéressés par le traitement des eaux usées. «Nous sommes très rapides pour salir mais pas pour nettoyer», dit-il.
Il n'y a pas non plus de financiers consentants pour les systèmes de traitement des eaux usées. «Les gens ne voient pas cela comme une industrie à revenus. Donc, personne ne veut financer. Plus vous salissez, plus il est coûteux de corriger l'erreur. Les déchets que nous mettons dans l'eau s'accumulent et les éliminer coûte dix fois plus cher. En Afrique, nous ne sommes pas prompts à résoudre cette erreur », ajoute M. Rebo. Le maintien de l'ordre dans les industries et les déchets qu'elles déversent dans les rivières ou leur réutilisation constituent un autre manque à gagner. «Les normes d’eau ont déjà été fixées. C'est juste que nous ne les suivons pas », affirme-t-il.
Vimal Chokhavatia de Chokhavatia Associates insiste sur le fait que les défis supplémentaires auxquels l'industrie est confrontée comprennent: la non-expérience des entreprises d'ingénierie de conception et de détail, la fourniture de machines non fonctionnelles ou non adaptées aux exigences et à l'attitude des acheteurs de traitement des eaux usées. installation de compromis sur la qualité des systèmes de traitement. «Dans de nombreux domaines, les propriétaires de l'usine de traitement des effluents ne veulent pas exploiter le système pour réduire les coûts d'exploitation», a déclaré Vimal.
Allan Apolo, directeur technique de Hydrolink Technologies Limited, a indiqué que le traitement des effluents industriels pose plus de problèmes que le traitement des eaux usées provenant d'espaces résidentiels. En effet, pour les espaces résidentiels, les déchets peuvent être traités biologiquement. Toutefois, pour les industries, les effluents produits varient d’une industrie à l’autre, car les déchets d’une industrie alimentaire ne sont pas identiques à ceux d’une usine chimique. Cela nécessite donc l’utilisation d’une technologie différente, adaptée à l’industrie. Ils achètent leurs technologies à l'échelle internationale, notamment aux États-Unis, en Inde et ailleurs.
M. Apolo, explique que leurs solutions de traitement sont adaptées aux besoins du client. «Nous effectuons d’abord une analyse de l’eau pour déterminer ce qui se trouve dans votre eau. En fonction du contenu de l'eau, nous pouvons alors décider de la méthode ou de la technologie à utiliser pour le traitement. La source des eaux usées et l’utilisation de l’eau traitée déterminent également beaucoup la méthode de traitement. »Une fois votre station d’épuration ou votre station de traitement des eaux usées installée, elle vous propose également des contrats de service après-vente et de maintenance.
Selon Pavan Gadhvi, directeur de Kanku Kenya Limited, la gestion des eaux usées est laissée jusqu'à la fin en ce qui concerne les nouveaux projets de développement. Cela prive le client de la possibilité de se conformer à l'exigence réglementaire et de mettre en œuvre une stratégie de gestion efficace des ressources via le recyclage.
Avec plus de 15 années dans l'industrie, Kanku Kenya Limited est un fournisseur local de solutions de technologie de base pour la gestion de l'eau et des eaux usées, de produits chimiques spécialisés pour le traitement de l'eau et d'énergie alternative pour des applications industrielles, commerciales et domestiques. «Nous jouons un rôle central dans l'éducation et la sensibilisation à l'importance du recyclage de l'eau. Dans cet effort, nous sommes l’une des principales entreprises qui ont des exemples concrets d’activités permettant aux industries et aux établissements d’approcher et de mettre en œuvre une politique de rejet zéro dans leurs locaux », a déclaré M. Gadhvi.
M. Daniel Wanjuki, directeur chez Ecosave Africa Limited, affirme que le Kenya fait de petits progrès dans la voie du recyclage des eaux usées. «L’industrie prend peu à peu conscience de la nécessité de gérer les eaux usées de manière scientifique, de manière à permettre la récupération des ressources et un environnement plus propre; notre société étant derrière Ecotreat, le seul produit permettant cela à un coût abordable », ajoute-t-il.
L'initiative clé d'Ecosaves est de prévenir et de contrôler la pollution des ressources naturelles et de l'atmosphère grâce à l'utilisation de la biotechnologie pour le traitement des eaux usées organiques. «Ecotreat gère tous les flux de déchets, à la fois les eaux usées grises et noires, donc pas besoin de séparer les flux de déchets. Elle produit des enzymes sur place donc moins chères que l'introduction d'enzymes en tant que produit consommable. De plus, il ne produit pas de méthane pendant son processus de décomposition et ne nécessite pas de conditions anaérobies. Ecotreat est de nature facultative et fonctionne donc à tous les niveaux de profil de déchets », affirme M. Wanjuki.
Cependant, M. Ashok Patel, directeur de Kridha Limited, est d’avis que le Kenya se porte plutôt bien dans le recyclage des eaux usées. «Nous avons fabriqué, installé et mis en service plus de 250 au Kenya et plus de 20 systèmes de traitement des eaux usées en Afrique de l'Est», ajoute-t-il.
En tant qu'expert des normes et des solutions de traitement de l'eau, Kridha Limited intègre des préoccupations environnementales dans toutes ses opérations afin de garantir la durabilité des ressources, de la consommation et de l'utilisation. Actuellement, la société dispose d'une vaste base de clients en Afrique de l'Est.
«Nous fabriquons des systèmes et des équipements de traitement et de recyclage de l'eau destinés au marché industriel et au secteur domestique. Les systèmes standard et personnalisés de Kridha Limited répondent aux préoccupations concernant le traitement et le recyclage de l’eau, la collecte des eaux de pluie et le traitement des eaux usées. La société est connue pour ses services après-vente. Nous faisons du traitement et du recyclage de l’eau une réalité », affirme M. Patel.
Selon Guhan Kandasamy de WABAG, le marché africain dans son ensemble en est à ses débuts et s'en tient toujours aux méthodes conventionnelles telles que Active le processus de boues et l'élimination directe. «Cependant, le marché évolue progressivement vers des technologies de pointe comme les systèmes à membrane et l'élimination des nutriments biologiques pour permettre le recyclage», ajoute-t-il.
Cependant, M. David Light de Biobox insiste sur le fait qu’en l’absence de mise en application de la législation (souvent excellente), les promoteurs immobiliers risquent de négliger la nécessité d’un traitement et d’une élimination adéquats des eaux usées sur le site, ce qui entraînerait des systèmes de fosse septique improvisée ou d’infiltration du sol inadéquats. Une fois que ceux-ci ont échoué en raison de leur conception et de leur construction inadéquates, ils polluent les rivières et les ruisseaux locaux et constituent un danger pour la santé des communautés environnantes.
«Cela étant dit, les fosses septiques correctement conçues et les systèmes de captage sont encore la solution la plus appropriée, en particulier dans les zones à faible densité de population où la perméabilité du sol est bonne. Nous privilégions un tel système par rapport à un processus mécanique car il est susceptible de donner de meilleurs résultats par rapport à sa durée de vie d’année 10 ou 20. Morale de l'histoire, demandez conseil à un ingénieur expérimenté en matière de conception », ajoute-t-il.
Biobox permet aux ménages et aux entreprises de recycler, de traiter et de conserver l'eau grâce à leur savoir-faire, à des produits de qualité supérieure et à un réseau de succursales régionales. Spécialisés dans la conception, la fourniture et l'installation de systèmes de traitement de l'eau et des eaux usées, les systèmes Biobox s'appuient sur un réseau régional de distributeurs indépendants et de partenaires internationaux.
Selon Martin Pryor de Prentec, le traitement des eaux usées est nécessaire pour protéger les rivières et les réservoirs. «Dans un certain nombre de régions, le traitement des eaux usées est faible, voire inexistant. Cela conduit à la contamination des ressources en eau et des eaux souterraines. Les ressources en eau polluées peuvent entraîner une contamination bactériologique des eaux de boisson et poser ainsi un risque important pour la santé humaine », a-t-il ajouté.
Prentec utilise une usine de traitement des eaux usées de type «séquençage par lots» (SBR). Cela permet le traitement complet des eaux usées municipales dans un seul réacteur. La séquence comprend: l'aération pour l'élimination de la DCO et de l'ammoniac; Stagnation pour la décantation de la biomasse; Rejet des boues décantées selon les besoins; et la carafe d'eau claire. L'eau claire peut être chlorée pour la désinfection avant le rejet. Les solides déposés peuvent être déshydratés sur un lit de séchage.
M. Steve Nicol de Scarabwater est d’avis que l’Afrique n’a jamais mis au point un système entièrement moderne et que, par conséquent, les latrines à fosse sont la méthode d’évacuation des eaux usées la plus courante dans toute l’Afrique rurale. Des ouvrages de traitement plus formels dans les zones urbaines ont été initialement conçus et construits par les urbanistes. Cependant, la maintenance, les mises à niveau et les ajouts sont souvent négligés pour des dépenses plus urgentes, de sorte que le système devient négligé et surchargé. La pollution vole et la maladie devient une menace très réelle.
Selon Dave Anderson de Industrial and Environmental Concepts (IEC), les meilleures solutions d'eaux usées pour l'Afrique sont des systèmes basés sur des étangs qui peuvent rebondir après des pannes d'électricité. Les systèmes basés sur des étangs ne reposent pas sur des équipements mécaniques pour fonctionner. «Il s'agit d'une solution à faible technologie qui peut facilement répondre aux besoins en effluents primaires. Ils peuvent être mis à niveau pour respecter les limites secondaires et tertiaires. Cependant, ces systèmes auront besoin d'électricité 24 heures sur 7, XNUMX jours sur XNUMX », ajoute-t-il.
M. Grigoris Likogiannis d'Ecotech affirme que la réutilisation des effluents de la STEP devrait être une condition nécessaire de toute STEP en cours de conception. Cela aiderait à résoudre les ressources en eau limitées de l'Afrique.
Ecotech est présente sur le marché du traitement des eaux usées depuis 43 ans, ayant développé un savoir-faire important et a géré de nombreux projets allant du logement aux infrastructures touristiques à grande échelle pour les eaux usées domestiques. «Outre les méthodes de traitement tertiaire qui aideront à l'irrigation dans de nombreux pays africains, l'utilisation de la technologie des membranes maximisera la qualité et atteindra la tendance technologique de pointe pour les stations d'épuration», ajoute-t-il.
M. Gary Waite de Jet Inc rappelle que la sensibilisation de tous à l'environnement, aux ressources en eau et à l'importance de protéger ces actifs est très importante. Les économies d'énergie et la qualité des équipements de traitement des eaux usées sont le moteur du traitement avancé.
Jet Inc, avec son usine de fabrication à Cleveland, Ohio, États-Unis, est spécialisée dans la technologie de traitement des eaux usées qui utilise la technologie de traitement d’aération étendue et les processus de réacteurs à biofilm à lit mobile (MBBR) pour fournir des solutions aux besoins complexes en matière de traitement des eaux usées.
M. Waite a ajouté que Jet espérait faire partie des avancées de l'Afrique en matière de protection de l'environnement et de ses ressources en eau en collaborant avec des distributeurs locaux et en apportant une valeur ajoutée à leurs entreprises et à leurs clients. et également fournir une formation continue aux entreprises de traitement des eaux usées et à leurs exploitants.
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