Résoudre les problèmes de dégazage en dosage

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Vue d'ensemble

Beaufort-Jasper Water & Sewer Authority (BJWSA) est une institution à but non lucratif fondée par l'État de Caroline du Sud pour fournir l'eau potable et traiter les eaux usées dans les comtés de Jasper et de Beaufort au Sud-Est de la Caroline du Sud, aux Etats-Unis. BJWSA est leader dans la réutilisation de l'eau et est capable de recycler jusqu'à 19 millions de litres d'eau par jour pour l'irrigation, y compris l’irrigation résidentielle de Caroline du Sud.

Le contexte

BJWSA exploite une station d'épuration à Point South, en Caroline du Sud. La station a été modernisée en 2009 pour collecter et traiter les eaux usées de la petite ville de Point South, ainsi qu'une nouvelle future commune qui devait compter 2,500 habitations. En raison de la crise de 2009, le projet immobilier a été mis en suspens, et à ce jour aucun logement n’a été construit. De ce fait, le débit de la nouvelle station avoisine seulement 190.000 litres par jour, et tombe même la nuit à 45 l/min.

La station d'épuration de Point South rejette ses effluents dans un champ. L'objectif de BJWSA est de maintenir un taux de chlore résiduel dans l'effluent final de 1.5 ppm. Pour la mise à niveau de la station, l'entrepreneur a installé deux pompes à membrane mécaniques motorisées ½ HP, équipées d'une sortie auto-dégazante pour doser 12.5 % d'hypochlorite de sodium. Les pompes à membrane mécaniques, équipées d'un entraînement à fréquence variable (VFD) avec réglage de la longueur de course, ont été dimensionnées pour un débit maxi de 100 l/h à 150 psi. La quantité de 12.5 % d'hypochlorite nécessaire pour traiter l'effluent allait d'un maximum de 10 l/h les week-ends d'été et lors des épisodes pluvieux à un minimum de 0.4 l/h pendant les mois d'hiver.

Les pompes d'origine fonctionnaient de manière satisfaisante à débits de produit chimique plus élevés, mais créaient de nombreux incidents causés par le dégazage à faibles débits. Pour gérer les arrêts de dosage, le personnel maintenaient des taux d'injection plus élevés que nécessaire, puis évacuaient manuellement les poches d'air accumulées dans la tête de pompe lors de leur inspection matinale. Le dispositif de dégazage de la pompe ne parvenait pas à éliminer l'air de la tête de pompe. Finalement, le personnel était contraint de réduire la concentration d'hypochlorite de sodium de 12.5 à 6 % afin d'augmenter la fiabilité des pompes doseuses. Cette opération de dilution manuelle devait être effectuée par l'exploitant de la station tous les 7 jours environ, entraînant une augmentation des coûts de fonctionnement et des produits chimiques pour BJWSA.

La solution Grundfos

BJWSA connaissait déjà la pompe doseuse Grundfos DME et la technologie de dosage numérique. Ils voulaient continuer à utiliser l'hypochlorite à 12.5 % et éviter de diluer le produit chimique pour l'adapter aux pompes existantes. Il a été décidé de tester une pompe Grundfos SMART Digital DDA à la station d'épuration. La pompe devait suivre un signal 4-20 mA depuis un débitmètre à canal ouvert installé dans la chambre de contact de chlore. C'était l'occasion idéale pour tester la capacité de la pompe à doser des liquides dégazants à faibles débits.

La pompe DDA a été démarrée et amorcée avec 6 % d'hypochlorite diluée. Des bulles d'air de la taille d'un centime sont rentrées par le tuyau d'aspiration transparent dans la tête de pompe et ressorties au refoulement, preuve que la pompe fonctionnait comme souhaité. Les fonctions Flow Control, AutoFlowAdapt et de dégazage automatique de la DDA ont permis à la pompe de régler la vitesse pour éliminer les bulles d'air tout en respectant le point de consigne, même avec des fluctuations de pression. Les plages de l'entrée 4-20mA ont été paramétrées et mises à l'échelle pour respecter les débits minimum et maximum désirés.

Les résultats

BJWSA a surveillé de près la pompe pendant un peu plus d'une semaine et a constaté qu’elle fonctionnait parfaitement sans subir aucun incident de dégazage. Il a alors été décidé d'essayer la DDA avec la solution concentrée à 12.5 %. Après le changement de concentration, la pompe a continué à fonctionner sans problème. Les semaines suivantes, la côte de la Caroline du Sud a connu un été très chaud, avec des températures souvent supérieures à 37 °C et rarement inférieures à 32 °C. Eté comme hiver, la SMART Digital DDA n'a jamais subi d'incident de dégazage.

Au-delà de l'augmentation considérable de la fiabilité et de la capacité à doser l'hypochlorite de sodium, BJWSA a noté deux avantages supplémentaires. Tout d'abord, leur utilisation de produits chimiques a chuté d’environ 41 litres/jour avec la concentration de 6 % et jusqu'à 8 litres/jour avec la concentration de 12.5 %, réduisant ainsi les coûts pour BJWSA. Ensuite, la DDA est connectée à un bloc d'alimentation universel qui affiche la charge électrique. La pompe ne consomme qu’1 % de la charge de l'onduleur. Aucune mesure n'avait été effectuée avec les pompes d'origine, mais l'exploitant de la station a noté que lors d'une panne de courant, l’onduleur ne les alimentait que pendant 15 minutes contre 45 minutes avec les SMART Digital DDA. En réduisant l'utilisation de produits chimiques et la consommation d'énergie grâce à la DDA, BJWSA a également réduit son empreinte écologique.

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Thème :

La solution SMART Digital dose l'hypochlorite de sodium dans les stations d'épuration, sans problèmes de dosage causés par le dégazage

Localisation :

Point South, Caroline du Sud, USA

Société :

Beaufort-Jasper Water & Sewer Authority

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