Résumés
Abstract
Settling is one of the processes occurring in waste stabilization ponds (WSP). Part of suspended solids (SS) is removed by sedimentation but very often the efficiency of WSP is presented without making a difference between settling and biological processes. In this way the WSP is seen as a black box process. This work presents an experimental approach to the study of the removal of wastewater suspended solids in a test column in order to improve our knowledge of the settling process in ponds. These results show that the settling test in columns can be used to estimate the half removal time (t50) for the study of settling characteristics of suspended solids in wastewater stabilization ponds.
The aim of this study was to determine the half removal time (t50) in anaerobic, facultative and maturation ponds, and in the influent to these ponds, at the experimental wastewater treatment plant of CERTE (Recycling and Treatment Center of Wastewater in Tunisia), by a column settling test. The experiments lasted between 15 and 120 min. The column was 2 m high with sampling systems at various depths: 40, 80, 120, 160 and 200 cm. Half-removal suspended solids time t50 was defined as the time at which 50% of SS was removed. Models derived from the scientific literature were used to interpret the experimental data. The experimental results demonstrated that higher suspended solids concentrations in the influent led to shorter t50 values and better settling.
Keywords:
- half removal time,
- settling column,
- suspended solids,
- stabilization ponds,
- anaerobic ponds
Résumé
En lagunage le processus de décantation des matières en suspension constitue un des mécanismes du traitement. Une partie des matières en suspension (MES) est éliminée par sédimentation. Cependant, les rendements des installations sont souvent présentés sans faire la distinction entre la sédimentation et les processus biologiques. En ce sens la lagune est vue comme une boîte noire, et il paraît important de mieux chiffrer la contribution de la décantation sur le rendement global.
Ce travail présente une approche expérimentale de l’étude de l’élimination des matières solides dans les eaux usées par le biais d’un test réalisé dans une colonne de décantation en vue de mieux comprendre et d’améliorer les processus de décantation dans les bassins. L’objectif de cette étude était de déterminer le temps de demi-décantation (t50) au moyen d’essais de décantation en colonne sur des échantillons prélevés dans les lagunes anaérobies, facultatives, de maturation ainsi que dans l’influent de la station expérimentale des eaux usées domestiques du CERTE en Tunisie. Ces essais ont permis de déterminer le t50, qui représente le temps de décantation au bout duquel nous observons 50 % d’élimination des matières en suspension. La colonne utilisée a 2 m de hauteur et est munie d’un système d’échantillonnage à différentes profondeurs : 40, 80, 120, 160 et 200 cm. Les temps de prélèvement sont de 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105 et 120 min. Des modèles décrits dans la littérature scientifique ont été utilisés pour l’interprétation de nos résultats.
Nous constatons que dans cette station les concentrations de MES ne changent pas énormément d’un bassin à l’autre et malheureusement ne couvrent pas la gamme des matières en suspension (MES) dans ce type de bassin. Ce sont des eaux plus riches en matières colloïdales qu’en matières solides. Les temps correspondant à 50 % d’élimination calculés selon la méthode de KRISHNAN sont proches de ceux déterminés graphiquement selon la méthode de TAY. Cela suppose que 50 % d’élimination des MES peuvent être obtenus dans la colonne entre 71 et 135 min pour les eaux issues des différents bassins, avec à peu près la même composition d’eau usée. La plus faible valeur de t50 (14 min) est obtenue dans le cas du mélange « surnageant plus sédiment » de la lagune anaérobie avec une concentration élevée en MES.
Ainsi, les résultats expérimentaux obtenus montrent que t50 sera d’autant plus petit que la concentration des matières en suspension dans l’influent est élevée, ce qui induit une meilleure décantation. Ces résultats illustrent bien le fait que les essais de décantation en colonne peuvent être utilisés pour estimer le t50 en ce qui concerne l’étude des caractéristiques des suspensions solides dans les systèmes d’épuration des eaux usées. Les étapes suivantes devront porter sur le passage des résultats en colonne aux valeurs utilisables en vraie grandeur.
Mots-clés :
- colonne de décantation,
- matières en suspension,
- temps de demi-élimination,
- lagunage,
- lagunage anaérobie
Parties annexes
Bibliographical references
- BECKER F.A., P.D. HEDGES and R.P.M. SMISSION (1996). The distributions of chemical constituents within the sewage settling velocity grading curve. Water Sci. Technol., 33, 143-146.
- BINOD K. (2004). Modelling of anaerobic treatment of wastewater in ponds. PhD thesis, School of Environment, Resources and Development, Asian Institute of Technology, Thailand, 151 p.
- GHRABI A. (1994). Traitement des eaux usées par lagunage naturel à microphytes : adaptation d’un pilote semi-industriel en condition climatique tunisienne. Thèse de Doctorat, Univ. Montpellier II, France, 210 p.
- KRISHNAN P. (1976). Column settling for flocculant suspension, discussion. J. Environ. Eng. Div.(ASCE), 102, 227-229.
- KYNCH G.J. (1952). Atheory of sedimentation. Trans.Farad. Soc., 48, 166.
- STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTEWATER (1998). 20th edition. American Public Health Association / American Water Works Association / Water Environment Federation, Washington, DC, USA.
- TAY J.H. (1982). Development of a settling model for primary settling tanks. Water Res., 16, 1413-1417.
- WILL R.F. and C. DAVIS (1962). Flow pattern in a rectangular sewage sedimentation tank. In: 1st International Conference on Water Pollution Research, Westminster, London, UK, pp. 335-385.