Comment calculer et éliminer les matières en suspension totales (MES) dans le traitement des eaux usées ?

1. Introduction

Les matières en suspension totales (MES) sont les particules de plus de 2 µm qui restent en suspension dans l'eau, incapables de se dissoudre. En tant que paramètre essentiel de la qualité de l'eau, les MES sont souvent réglementées par des permis de rejet. Le contrôle des MES dans les limites autorisées est essentiel pour le respect de l'environnement, la protection de la vie aquatique et la prévention des sanctions réglementaires.

2. L'importance des SAT

2.1 Impacts sur l'environnement

• Réduction de l'oxygène dissous
  Les particules en suspension augmentent la demande en oxygène des micro-organismes, réduisant l'oxygène dissous (OD) et stressant les espèces aquatiques.
• Perturbation de l'écosystème
  Une turbidité élevée bloque la lumière du soleil, ce qui entrave la photosynthèse des plantes aquatiques et perturbe les chaînes alimentaires.

2.2 Risques pour la santé et la sécurité

• Agents pathogènes et toxines
  Les bactéries, les virus ou les métaux lourds peuvent s'adsorber sur les particules et présenter des risques en cas d'ingestion.
• Préoccupations relatives à l'eau potable
  L'eau présentant un taux élevé de MES est impropre à la consommation directe sans un traitement approfondi.

2.3 Défis opérationnels et de traitement

• Colmatage et usure
  Les niveaux élevés de MES endommagent par abrasion les pompes, les tuyaux et les filtres, ce qui entraîne une maintenance et des temps d'arrêt fréquents.
• Efficacité réduite du traitement
  L'excès de solides peut inhiber les processus aérobies et, dans les cas les plus graves, conduire à une digestion anaérobie non désirée et à la production de méthane.

3. Sources courantes de MES dans les eaux usées

• Apports naturels - Érosion des sols, écoulement des eaux pluviales, prolifération d'algues.
• Activités industrielles et urbaines - Effluents de fabrication, transformation des aliments et des boissons, lixiviat de décharge, eaux de ruissellement des chantiers de construction.
• Matière biogène - Feuilles, herbe et détritus organiques introduits par les bouches d'égout.

4. Relation entre les MES, la DBO et la DCO

Demande biochimique en oxygène (DBO) mesure l'oxygène consommé par les bactéries pour décomposer la matière organique. Un taux élevé de MES est souvent corrélé à un taux élevé de DBO.
Demande chimique en oxygène (DCO) quantifie l'oxygène nécessaire à l'oxydation chimique des composés organiques. La réduction des MES diminue également la DCO, ce qui améliore la clarté générale de l'eau et la disponibilité de l'oxygène.

5. Calcul de l'efficacité de l'élimination des MES

Déterminer l'efficacité avec laquelle un procédé de traitement élimine les MES :

1. Mesurer la concentration de MES dans l'influent (MES_i) et la concentration de MES dans l'effluent (MES_e) en mg/L.
2. Appliquer la formule :

Efficacité d'élimination (%) =
(TSS_i - TSS_e) / TSS_i × 100

6. Méthodes d'élimination des MES

6.1 Traitement biologique

Traitement aérobie utilise de l'oxygène et des micro-organismes pour digérer les particules organiques, produisant des matières volatiles en suspension (MVS) ou des boues.
Traitement anaérobie fonctionne sans oxygène, transformant les matières organiques en biogaz.

Équipement clé : Les diffuseurs à fines bulles et les diffuseurs à disques améliorent l'efficacité du transfert d'oxygène dans les réacteurs aérobies.

6.2 Coagulation et floculation

Addition chimique (par exemple, polymères, alun) déstabilise et agrège les particules fines en flocs plus importants.
Séparation La sédimentation, le tamisage ou la filtration permettent d'éliminer ces flocs.

6.3 Filtration physique

• Tamisage et filtres à mailles capturer les gros solides.
• Filtres en profondeur et filtres à sable éliminer les particules les plus fines.
• Conseil : Utiliser des vannes rotatives plutôt que des vannes à piston afin de minimiser l'usure des joints et d'éviter le tassement des solides.

6.4 Procédés d'oxydation

Ozone, UVet radicaux hydroxyles décomposent ou agrandissent les particules organiques, ce qui facilite leur élimination ultérieure.

7. Bonnes pratiques pour la gestion des MES

• Contrôle régulier : Prélever en continu des échantillons de MES pour détecter rapidement les pics.
• Contrôle à la source : Mettre en œuvre des mesures de contrôle de l'érosion et de prétraitement sur les sites industriels.
• Optimisation des processus : Ajuster le dosage du coagulant, les temps de rétention hydraulique et les calendriers d'entretien des diffuseurs.
• Technologies avancées : Explorez les bioréacteurs à membrane, l'électrocoagulation ou les solutions d'infrastructure verte.