Mesure de débit et de concentration pour épaississement automatisé de boues

Note d'application | Eau & Eaux usées

  • Boucle de contrôle pour dosage efficace des floculants dans le décanteur secondaire
  • Mesure de la teneur totale en solides et du débit, avec un seul appareil
  • Stabilité de process améliorée grâce à une prévention efficace de débordement des boues

Contexte

Dans le traitement biologique des eaux usées, certaines conditions peuvent entraîner la formation deboues flottantes dans le décanteur secondaire. Afin d'éviter qu'elles ne pénètrent dans le process etpolluent les eaux usées purifiées, les boues doivent être traitées rapidement. Une station d'épurationsituée dans l'est de la Suisse recourt à l'utilisation ciblée de floculants pour empêcher le débordementdes boues.

Besoins de mesure

Par le passé, l'exploitant déterminait la quantité de floculants nécessaire en utilisant une analyse enlaboratoire de la teneur totale en solides (TS) combinée à une mesure de débit électromagnétique.Toutefois, cette tâche était particulièrement laborieuse. Les analyses en laboratoire nécessitaient eneffet des prélèvements d'échantillons manuels contraignants. De plus, il fallait toujours attendre pourobtenir les résultats. Par ailleurs, le débitmètre électromagnétique (DEM) traditionnel demandaitbeaucoup trop de maintenance pour cette application,étant donné que les boues hydrauliques se déposaient surles électrodes, comme une couche de graisse, rendantindispensable le nettoyage fréquent du débitmètreélectromagnétique.

Le client souhaitait automatiser le traitement des boues afin de pouvoir utiliser les floculants demanière plus efficace. Pour cela, une mesure de débit en continu et sansmaintenance, de même qu'une mesure de concentration en ligne en temps réelétaient nécessaires. Les valeurs mesurées devaient être envoyées directementà l'automate programmable industriel (API) pour la boucle de contrôle.

La solution KROHNE

KROHNE a recommandé l'utilisation de l'OPTIMASS 7400 C. Ce débitmètremassique à effet Coriolis mesure le débit et la masse volumique en un seulappareil. L'appareil de mesure détermine la concentration TS en se basantsur la masse volumique. Pour ce faire, il identifie le rapport eau/boues,autrement dit, la masse volumique de process mesurée est comparée auxvaleurs de masse volumique initiales de l'eau et des boues programméesdans le débitmètre Coriolis. Pour compenser les changements de massevolumique des deux produits résultant des variations de température, ledébitmètre intègre également une sonde de température.

Une version d'appareil avec tube de mesure en titane a été choisie pour unemesure optimale de la masse volumique. L'appareil de mesure a été montédirectement sur une tuyauterie dont le diamètre a été réduit de DN 80 à DN 50.Sa dimension était de DN 40, c'est-à-dire inférieure à celle de la bride (DN 50). L'OPTIMASS 7400 envoie le débit et la concentration à l'API par le biais dedeux sorties courant.

Le client utilise également le débitmètre électromagnétique (DEM) OPTIFLUX 1050 pour fermer la boucle de contrôle. Le débitmètreélectromagnétique (DN 15) transmet le débit de floculants à l'API.

Avantages pour le client

Grâce à la mesure en ligne combinée de la teneur TS et du débit, le client peut à présent optimiserle conditionnement des boues au moyen des floculants. Leur dosage optimal permet d'améliorer lastabilité de process et d'éliminer le débordement des boues, ce qui accroît davantage la stabilité etl'efficacité du fonctionnement. En outre, cette solution permet de réduire les coûts liés aux floculantspuisque les problèmes de surdosage font dès lors partie du passé.

Tout au long du cycle de vie de l'appareil, le client pourra faire à nouveaudes économies considérables grâce à la fiabilité de process élevéeet à l'absence de maintenance du système. Comparée à une solutiontraditionnelle avec deux appareils de mesure distincts pour le débit et lesTS, ou avec une mesure de débit et une analyse en ligne additionnelle dela teneur TS en laboratoire, l'utilisation de l'OPTIMASS 7400 n'engendreaucun coût supplémentaire pour le client.

Produits utilisés

OPTIFLUX 1050

Débitmètre électromagnétique pour applications de base avec liquides électroconducteurs

  • Mesure économique du débit de liquides (≥5 μS/cm) jusqu'à +120°C
  • Isolation supplémentaire des dispositifs électroniques, pour une utilisation dans des zones extrêmement humides
  • Modèle sandwich (entre brides) : DN10…150 / ⅜…6", max. PN40 / ASME Cl 300
  • 4…20 mA, impulsions, fréquence, état, HART®, Modbus

OPTIMASS 7400

Débitmètre massique à effet Coriolis pour les applications avancées de process

  • Haute précision (±0,1%), pour les produits à mesurer visqueux, agressifs ou sensibles au cisaillement ; fonctionne efficacement même sous diverses conditions de débits et en présence de gaz (EGMTM)
  • CT : OIML R117, MI-005 ; API ; certifications hygiéniques
  • Bride : DN10…100 / ½…4", max. PN100 / ASME Cl 600 ; autres
  • 3 x 4…20 mA, HART®7, Modbus, FF, Profibus-PA/DP, PROFINET, EtherNet/IP™, Bluetooth®
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