Contrôleur de Coagulation – CoagSense

Streaming Current Analyser installé dans le comté de Cork, en Irlande

De nombreuses stations d’épuration utilisent encore une commande manuelle pour le dosage du coagulant (généralement de l’alun ou du fer). Tant que la qualité de l’eau brute est stable, il s’agit d’une méthode efficace pour obtenir une dose de coagulant. Toutefois, lorsque l’eau brute change, le contrôle manuel de la dose de coagulant n’est plus satisfaisant, en particulier lorsque les usines ne sont pas surveillées pendant la nuit ou le week-end. Lorsque la qualité de l’eau brute est susceptible d’être d’une certaine qualité à court terme (par exemple, une prévision météorologique prédit un événement de pluie), les opérateurs augmentent souvent la dose de coagulant en prévision de cet événement. Cela peut conduire à une mauvaise coagulation avant, pendant et après la chute de pluie (si elle survient) et peut également engendrer des problèmes à plus long terme tels que le colmatage des filtres, des durées de filtration plus courtes et une augmentation des résidus d’aluminium (dans le cas de l’alun).

Pour de nombreuses usines, il est possible d’automatiser le contrôle du coagulant de sorte qu’un moniteur de courant d’écoulement puisse efficacement augmenter et diminuer automatiquement la dose de coagulant en réponse à la modification de la qualité de l’eau. Ceci est particulièrement courant dans les zones où l’eau brute est peu alcaline.

La plupart des acteurs de l’industrie du traitement de l’eau savent qu’il est parfois difficile d’atteindre le niveau de dosage de coagulant correct. Le maintien d’un dosage optimal est crucial pour obtenir la meilleure qualité d’eau possible, ce qui inclut une réduction optimale des matières organiques pour le contrôle du sous-produit de désinfection (SPD). Un exploitant d’usine peut utiliser des données historiques, des Jar tests ou son expérience pour décider de son niveau de dosage. Pour éviter tout risque de sous-dosage et de rejet d’eau mal traitée, de nombreuses usines de traitement d’eau finissent par surdoser, ce qui entraîne des coûts importants en produits chimiques inutiles, une réduction de la durée de fonctionnement des filtres, une réduction de l’élimination des matières organiques, un transfert d’aluminium, une augmentation des coûts de traitement des boues, etc.

Cependant, saviez-vous que…

… aucune mesure de la qualité de l’eau en ligne ne peut être considérée comme la meilleure pour suivre ou contrôler la coagulation dans toutes les situations (car de nombreux facteurs peuvent affecter la coagulation)?
… certains de ces facteurs, comme les matières organiques, sont très critiques pour la coagulation mais ne sont pas couramment mesurés en ligne et sont donc souvent négligés?
… les contrôleurs de Process Instruments peuvent surveiller plusieurs paramètres simultanément, y compris la charge (courant d’écoulement), les substances organiques (UV254), le pH, le débit et la turbidité pour fournir un aperçu complet des caractéristiques de l’eau minute par minute?

Qu’est-ce que le contrôle de la coagulation?

Procédé de floculation

Le traitement de l’eau vise à éliminer les contaminants solubles (par exemple organiques) et insolubles (par exemple les particules colloïdales). Ces contaminants portent souvent une charge anionique qui les maintient en suspension ou en phase soluble. Des coagulants sont ajoutés pour neutraliser la charge des particules colloïdales et pour les ‘complexer’ avec des molécules organiques, ce qui aboutit à leur précipitation. Réduire la charge des particules et précipiter les matières organiques signifie qu’elles ne pourront plus rester en suspension stabilisée. Une fois que le composant de charge répulsif est retiré, ces contaminants vont naturellement commencer à s’agglutiner en raison de forces d’attraction appelées forces de Van Der Waals. L’élimination de ces contaminants est facilitée par la formation de flocs chimiques (résultant de l’hydrolyse du coagulant) qui piègent et ramassent les agglomérations plus petites afin qu’elles puissent être éliminées plus facilement par sédimentation ou flottation.

Si le dosage du coagulant est trop élevé, l’ajout inutile de coagulant peut entraîner une augmentation des quantités de boues, une réduction de la capacité de filtration, un relargage d’aluminium et d’autres effets indésirables.

Cette situation est considérablement compliquée car la quantité de coagulant nécessaire et l’efficacité de la coagulation peuvent varier considérablement tout au long de la journée, voire d’heure en heure, en raison de variations de la turbidité, du pH, de la température ou des niveaux de matière organique naturelle (NOM) du produit. eau entrante.

Qu’advient-il de l’eau brute entrant dans une station de traitement lors d’une pluie?

La réponse évidente est que l’eau entrante devient plus trouble et que la dose de coagulant augmente. La turbidité est utilisée comme mesure en ligne de la qualité de l’eau dans pratiquement toutes les stations de traitement des eaux usées et lors de Jar tests. Toutefois, la turbidité n’est pas le seul paramètre de la qualité de l’eau qui change. Il existe d’autres facteurs essentiels à la coagulation qui sont susceptibles de changer en même temps:

Site de traitement de l’eau où le moniteur de coagulation pourrait être utilisé

• En fonction de la nature de la rivière, le pH peut changer, ce qui peut augmenter ou diminuer l’efficacité de la coagulation. Chaque coagulant a une plage de pH optimale où il peut atteindre la plus haute efficacité en termes de turbidité et d’élimination des matières organiques. Ainsi, les changements de pH peuvent avoir un impact considérable sur les performances de la coagulation et de la filtration, ainsi que sur la réduction de la turbidité et du DBP.
• L’alcalinité de l’eau peut changer. Si cela tombe en dessous de 10 ppm environ, la coagulation ne peut être efficace car la réaction d’hydrolyse essentielle à la coagulation ne peut pas se produire. Cette situation ne peut être corrigée qu’en ajoutant de l’alcalinité.
• Le niveau de matières organiques dissoutes (NOM) peut changer. En conséquence, à moins d’être surveillés à l’aide d’instruments appropriés (de préférence en ligne), les changements initiaux dans les matières organiques restent souvent invisibles et sous-traités. La demande réelle en coagulant provenant de matières organiques peut parfois apparaître avant qu’une augmentation de la turbidité ne soit constatée et peut également rester élevée une fois que la turbidité est revenue à la normale. Le manque d’instruments appropriés pour surveiller les changements dans les matières organiques à mesure qu’ils se produisent entraîne une réduction de l’efficacité d’élimination des NOM, ce qui peut conduire à la formation de Trihalométhanes et à d’autres désinfectants indésirables.

Alors, quelle est la meilleure mesure pour optimiser et contrôler la coagulation?

La réponse est qu’aucune mesure unique de la qualité de l’eau ne fournit à elle seule une image complète. Comme il a été discuté ici, de nombreux facteurs doivent être pris en compte et idéalement surveillés de manière continue et en ligne afin de contrôler le plus efficacement possible la coagulation. S’attendre à ce qu’un paramètre de mesure soit efficace n’est tout simplement pas très pratique car différentes stations de traitement d’eau ont toutes des eaux brutes différentes, qui ont chacune des défis différents à surmonter pour contrôler leur dosage de coagulation. Cela signifie que pour que tout système soit plus efficace, il doit être flexible et modulaire, permettant de mesurer différents paramètres en fonction de ce qui est nécessaire dans différentes stations de traitement de l’eau, ce qui dépend fortement des caractéristiques individuelles de l’eau brute. Même si une station de traitement d’eau particulière n’est pas actuellement confrontée à un problème tel que la formation de SPD en raison de niveaux élevés de matières organiques, nous avons de nombreux exemples où la qualité de l’eau a changé de façon imprévisible pour bon nombre de stations de traitement des eaux usées. Il est donc tout à fait logique d’avoir une approche flexible, modulaire et bien arrondie du contrôle de la coagulation en ligne par rapport à une approche de mesure unique.

La solution à ce problème?

Ce n’est pas un produit unique mais un système modulaire et personnalisable conçu pour être suffisamment flexible pour toutes les applications.

Comment nous concevons votre système individuel de surveillance/contrôle de la coagulation.

StreamerSense Rugged

Au cœur des systèmes de surveillance/contrôle de la coagulation de Pi sont les CRIUS^® Contrôleur CoagSense.

• Dans un premier temps, nous vous demanderons des détails sur votre application et vos problèmes de traitement de l’eau, puis discuterons des paramètres que vous souhaitez surveiller. Ces paramètres incluent un ou plusieurs des paramètres suivants: pH, température, conductivité, courant d’écoulement, UV254 et turbidité.
• Nous discuterons ensuite des exigences de contrôle et de communication dont vous pourriez avoir besoin. Combien de pompes de dosage, d’alarmes ou de sorties de signal sont nécessaires? Est-ce que la stimulation du débit va être nécessaire? Le système fonctionne-t-il en continu ou à certaines heures de la journée? Avez-vous besoin d’un accès à distance ou d’une intégration avec des systèmes de télémétrie? Si votre SCADA sera en charge du contrôle, quel type de protocole de communication est nécessaire pour intégrer les données de mesure?
• Enfin, nous discuterons de l’installation idéale du système pour obtenir les performances les plus fiables de votre système de contrôle de la coagulation en ligne.

Une fois ce processus terminé, vous disposerez d’un système personnalisé, créé par vous, spécialement pour vos besoins, avec toutes les fonctionnalités nécessaires pour un contrôle efficace, sans extras inutiles. Vous aurez également un système qui peut être facilement étendu si cela s’avérait nécessaire ultérieurement, ou si les budgets le permettent.

Contrôleurs de coagulation Process Instruments – de véritables systèmes sur mesure.