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Feb 05, 2024

Se préparer à une meilleure élimination du phosphore dans l'AMP7

L'industrie de l'eau attend avec impatience environ 1 000 nouvelles autorisations finales pour le phosphore des effluents qui entreront en vigueur avant 2025 dans le cadre du Programme national pour l'environnement de l'industrie de l'eau (WINEP).

L'industrie de l'eau attend avec impatience environ 1 000 nouvelles autorisations finales pour le phosphore des effluents qui entreront en vigueur avant 2025 dans le cadre du Programme national pour l'environnement de l'industrie de l'eau (WINEP).

Actuellement, les options d’élimination du phosphore disponibles sur le marché et économiquement viables se limitent généralement à l’élimination biologique ou chimique, cette dernière étant beaucoup plus répandue en raison de la nécessité de disposer d’une source de carbone fiable tout au long de l’année pour soutenir l’élimination biologique du phosphore. Le traitement chimique utilise un sel métallique, le plus souvent du fer, pour précipiter l'orthophosphate. Le précipité se forme sous forme de solide et est éliminé lors d'un processus d'élimination des solides, soit dans un bassin de décantation, soit dans un processus tertiaire de capture des solides tel qu'un filtre à disque ou à sable.

Afin de garantir que les nouvelles autorisations soient respectées, l'industrie a mené ses propres recherches dans le cadre du Chemical Investigation Program 2 (CIP2). Cela a impliqué des essais pilotes pour évaluer les technologies capables de respecter les autorisations proposées pour une faible teneur en phosphore des effluents finaux de la manière la plus économique et la plus fiable. Les nouvelles technologies ont principalement impliqué le dosage de sels métalliques (principalement du fer) avec une variété de nouveaux processus de filtration tertiaire conçus pour une élimination très efficace des solides afin de répondre aux faibles concentrations requises. Il existe cependant d’autres alternatives plus novatrices, telles que le traitement des algues et la technologie sono-électrochimique.

Afin de moderniser une usine de traitement des eaux usées pour éliminer le phosphore, les concepteurs ont besoin d'informations sur la nature des eaux usées à traiter. Les autorisations finales d'effluent sont données en phosphore total et mesurées en moyenne annuelle. Le phosphore total est constitué d'orthophosphate, qui peut être éliminé par réaction avec des ions métalliques ainsi que des composés organiques et inorganiques du phosphore qui peuvent être à la fois solubles et particulaires.

Afin de mesurer le phosphore total, les formes organiques et inorganiques condensées doivent être converties en orthophosphate réactif avant analyse. Les phosphates organiques sont convertis en orthophosphate par chauffage avec de l'acide et du persulfate. L'orthophosphate réagit avec le molybdate en milieu acide donnant une couleur bleu de molybdène intense qui se mesure au colorimètre.

Élimination chimique du P L'ajout de produits chimiques peut être utilisé pour éliminer le phosphore avant les réservoirs primaires, dans le traitement biologique secondaire ou dans une usine de traitement tertiaire dédiée. Pour atteindre les limites de consentement de 1 mg/l ou moins, un dosage multipoint sera presque certainement nécessaire. Le rapport molaire ion métallique/P requis pour une élimination efficace du phosphore augmente à mesure que la concentration finale en phosphore de l'effluent diminue, c'est-à-dire que plus la concentration cible de phosphore est faible, plus la dose relative est élevée.

Cela signifie qu'il y a un avantage significatif à viser à éliminer la majeure partie du phosphore lors du traitement primaire (en garantissant qu'il reste suffisamment de phosphore pour répondre aux besoins microbiologiques du traitement secondaire), car cela réduira non seulement la consommation globale de produits chimiques, mais permettra également de réaliser des économies opérationnelles potentielles associées à traitement primaire amélioré.

Tout excès de sels métalliques ajouté aux eaux usées, en raison du surdosage nécessaire pour obtenir de faibles concentrations de P dans l'effluent, réagira pour éliminer l'alcalinité des eaux usées. L'alcalinité est requise pour le traitement de l'ammoniac et si la concentration d'alcalinité est trop faible, l'autorisation finale de rejet d'ammoniac de l'effluent peut être violée.

Un certain nombre d’inconnues doivent être étudiées avant de mettre en œuvre des projets d’investissement à faible teneur en phosphore. Ceux-ci incluent : 1) quel est le rapport molaire entre l’ion métallique et le phosphore par rapport à la dose ; 2) quel est le meilleur produit chimique pour la plante – par exemple, sulfate ferrique, chlorure ferrique, chlorure de polyaluminium (PAC), sulfate d'aluminium, métaux des terres rares ou une combinaison de sels métalliques et de polymères ; 3) si un dosage d'alcalinité est nécessaire ; et 4) si les technologies alternatives, telles que le traitement sono-électrochimique, les réacteurs à magnétite ou à algues, sont viables ou plus économiques.

Les tests de bocal sont essentiels pour produire les données permettant de déterminer les courbes dose-réponse afin d'identifier le produit chimique et l'emplacement de dosage optimaux. Idéalement, cela devrait être réalisé pour intégrer une gamme de conditions d’écoulement afin d’évaluer la variabilité des eaux usées.