Des équipements intégrés enterrés traitent les eaux usées des hôpitaux ruraux

Contexte du projet

Un hôpital général de niveau comté dans le centre de la Chine, desservant une population d'environ 120 000 habitants, fonctionnait avec un système de fosse septique vieillissant qui ne répondait plus aux normes de rejet actuelles. L'hôpital génère environ 50 mètres cubes d'eaux usées par jour, contenant des agents pathogènes, des résidus pharmaceutiques, des désinfectants chimiques et de la matière organique provenant des salles d'hospitalisation, des blocs opératoires, des laboratoires et de la cantine. Les autorités environnementales locales ont exigé que l'hôpital modernise son infrastructure de traitement pour se conformer aux dernières normes de rejet des eaux usées médicales dans un délai de six mois, sous peine de sanctions importantes et de suspension potentielle de son permis d'exploitation.

L'hôpital était confronté à trois contraintes critiques. Premièrement, l'espace disponible était extrêmement limité : le seul emplacement possible pour une usine de traitement était une bande étroite entre le bâtiment d'hospitalisation et le mur d'enceinte, mesurant seulement 12 mètres sur 8 mètres. Toute structure hors sol bloquerait la lumière naturelle des salles du rez-de-chaussée et entraînerait des plaintes de bruit de la part des patients. Deuxièmement, l'installation devait rester pleinement opérationnelle pendant la construction, excluant toute solution nécessitant des excavations profondes à proximité des salles occupées ou une perturbation des réseaux de drainage existants. Troisièmement, la qualité de l'effluent traité devait satisfaire aux normes de rejet GB 18466-2005 pour les eaux usées des organisations médicales, sans aucune tolérance pour les dépassements de coliformes fécaux, une exigence qui excluait les mises à niveau conventionnelles des fosses septiques.

Pourquoi Zhongqiao Enlightenment a été sélectionné

Après avoir évalué les propositions de trois fabricants d'équipements intégrés de traitement des eaux usées, le comité d'approvisionnement de l'hôpital a sélectionné Zhongqiao Enlightenment (Weifang) International Trade Co., Ltd. comme fournisseur d'équipement. La décision était basée sur plusieurs facteurs différenciants qui distinguaient Zhongqiao Enlightenment des fabricants concurrents d'équipements intégrés de traitement des eaux usées.

Zhongqiao Enlightenment a proposé une solution d'équipement intégré de traitement des eaux usées enterré qui répondait simultanément à toutes les contraintes du site. Le système a été conçu comme un ensemble préfabriqué d'équipement intégré de traitement des eaux usées en PP combinant pré-désinfection, traitement biologique par procédé anoxique-oxique, polissage par bioréacteur à membrane MBR et désinfection ultraviolette - le tout dans une seule unité enterrée mesurant 8 mètres sur 4 mètres et ne nécessitant que 1,5 mètre de profondeur de couverture.

La construction en matériau PP offrait des avantages critiques pour les eaux usées médicales. Contrairement aux réservoirs en acier au carbone vulnérables à la corrosion par les désinfectants à base de chlore, le PP (polypropylène) offre une résistance chimique intrinsèque à une large gamme de produits chimiques couramment présents dans les effluents hospitaliers, y compris l'hypochlorite de sodium, le peroxyde d'hydrogène et divers intermédiaires pharmaceutiques. Cela garantit une durée de vie de plus de 20 ans avec un minimum d'entretien. La structure entièrement soudée en PP élimine les risques de fuite aux joints et aux soudures, une exigence de sécurité critique lors du traitement des eaux usées chargées de pathogènes sur le site de l'hôpital, où toute fuite pourrait contaminer le sol et les eaux souterraines.

Un autre facteur décisif a été le bilan éprouvé de Zhongqiao Enlightenment. L'entreprise a réalisé plus de 4 000 projets depuis sa création en 2013, y compris plusieurs installations hospitalières. Des visites sur site de deux références hospitalières existantes ont confirmé la fiabilité de ses équipements intégrés de traitement des eaux usées enterrés et la réactivité du support après-vente. Les références ont loué le fonctionnement silencieux de l'équipement - important pour l'environnement hospitalier - et les faibles émissions d'odeurs obtenues grâce à la construction de réservoirs étanches avec filtration des évents au charbon actif.

Configuration et installation de l'équipement

Le système de traitement a été configuré avec quatre étapes de traitement séquentielles. Au stade de prétraitement, un tamis fin de 3 mm et une chambre de dessablage éliminent les solides grossiers, les bandages, les plastiques et le sable qui autrement obstrueraient les équipements en aval. Un système de dosage de pré-désinfection injecte de l'hypochlorite de sodium à un débit contrôlé pour neutraliser les agents pathogènes infectieux avant le traitement biologique, une étape obligatoire et réglementée pour la gestion des eaux usées médicales.

Pour le traitement biologique, un procédé anoxique-oxique (AO) assure l'élimination de la DBO et la nitrification. La zone anoxique réalise la dénitrification en utilisant le flux de recyclage interne, réduisant l'azote total dans l'effluent sans ajout de source de carbone externe. L'aération est fournie par des diffuseurs à membrane à fines bulles avec une teneur en oxygène dissous maintenue entre 2 et 3 mg/L dans la zone oxique, contrôlée par un variateur de fréquence sur le moteur du souffleur pour une optimisation énergétique.

Le système de membrane MBR utilise des modules de membrane PVDF à fibres creuses avec une taille de pore nominale de 0,04 micron, assurant une séparation solide-liquide absolue qui retient tous les solides en suspension, les bactéries et la plupart des virus. Le MBR fonctionne à un flux de conception de 15 litres par mètre carré par heure avec un rétrolavage périodique toutes les 12 minutes et des cycles de rétrolavage chimique amélioré tous les 7 jours utilisant de l'hypochlorite de sodium et de l'acide citrique pour maintenir la perméabilité de la membrane.

Le post-traitement comprend un canal de désinfection UV délivrant une dose UV de 40 mJ par centimètre carré, atteignant une réduction de 4 logs des coliformes fécaux comme requis par les normes d'eaux usées médicales. Un réservoir de stockage des boues avec mélange par aération collecte les boues activées usées pour une élimination périodique hors site par un gestionnaire de déchets médicaux agréé, généralement toutes les 4 à 6 semaines.

L'installation a été achevée en 18 jours, de l'excavation à la mise en service. L'équipement intégré de traitement des eaux usées enterré a été livré sous forme d'unité entièrement assemblée et testée en usine depuis la base de fabrication de Zhongqiao Enlightenment dans le Shandong, ne nécessitant qu'un placement par grue dans l'excavation préparée, des raccordements de tuyauterie et un branchement électrique sur site. Les opérations quotidiennes de l'hôpital n'ont été perturbées à aucun moment pendant la construction. La zone excavée a été remblayée et aménagée avec de l'herbe et des arbustes, créant un petit espace de jardin dont les patients et le personnel profitent maintenant sans aucune indication visible de l'usine de traitement fonctionnant en dessous.

Performance du traitement

Les données de mise en service ont confirmé que le système respecte ou dépasse systématiquement tous les paramètres de rejet. La DCO de l'effluent est en moyenne de 32 mg/L, bien en dessous de la limite réglementaire de 60 mg/L. La DBO5 est constamment inférieure à 10 mg/L. L'azote ammoniacal est maintenu à 3 mg/L avec un azote total inférieur à 15 mg/L. Le phosphore total est réduit à moins de 0,5 mg/L grâce au dosage chimique dans le réservoir MBR. Les coliformes fécaux sont indétectables dans tous les échantillons de conformité mensuels. La turbidité du perméat MBR est inférieure à 0,5 NTU, produisant un effluent limpide adapté à l'irrigation paysagère sur le site de l'hôpital, réduisant la consommation d'eau douce de l'établissement d'environ 30 %.

Le système de contrôle PLC assure la surveillance continue et l'enregistrement des données de tous les paramètres critiques. Le personnel de maintenance de l'hôpital reçoit des alertes SMS automatiques pour toute excursion de paramètres au-delà des seuils prédéfinis, et l'équipe de service de Zhongqiao Enlightenment effectue des visites de maintenance préventive trimestrielles comprenant des tests d'intégrité des membranes, le nettoyage des diffuseurs, l'étalonnage des pompes de dosage chimique et la vérification de l'intensité des lampes UV.

Le responsable de la conformité environnementale de l'hôpital a commenté : « L'équipement intégré de traitement des eaux usées enterré de Zhongqiao Enlightenment a résolu nos problèmes d'espace, de bruit et de performance dans un seul ensemble compact. Depuis la mise en service il y a 18 mois, nous avons passé toutes les inspections réglementaires sans aucun événement de non-conformité. Le système fonctionne silencieusement et de manière invisible – les visiteurs de l'hôpital n'ont aucune idée qu'il y a une usine de traitement sous le jardin au-dessus. La réutilisation de l'eau traitée pour l'irrigation a également considérablement réduit nos coûts d'utilités. »

Ce projet démontre que les équipements intégrés modernes de traitement des eaux usées de fabricants expérimentés comme Zhongqiao Enlightenment peuvent fournir un traitement des eaux usées robuste, conforme et discret, même sur les sites hospitaliers les plus contraints, établissant un modèle reproductible pour les mises à niveau environnementales des établissements de santé en Chine et dans les pays en développement du monde entier.