Comment les débitmètres d’air contribuent à améliorer les bassins d’aération des stations de traitement des eaux usées ?

Les systèmes de traitement des eaux usées industrielles sont conçus pour éliminer les contaminants présents dans l’eau utilisée dans les processus industriels avant qu’elle ne soit rejetée dans l’environnement ou réutilisée. Ces systèmes sont essentiels pour respecter les réglementations environnementales, protéger les plans d’eau naturels et préserver les ressources en eau de la pollution.

En général, le processus de traitement comprend plusieurs étapes :

• Prétraitement : élimination des matières solides de grande taille, des huiles et des corps gras par tamisage, dégrillage ou sédimentation.
• Traitement primaire : l’utilisation d’un bassin de décantation ou d’un clarificateur séparé permet aux solides plus lourds de se déposer et aux matières plus légères de flotter, qui sont ensuite éliminées.
• Traitement secondaire : les processus de traitement biologique, tels que les réacteurs à boues activées ou à biofilm, utilisent des micro-organismes pour décomposer les matières en suspension organiques.
• Traitement tertiaire : la filtration avancée, les traitements chimiques ou les technologies membranaires éliminent les nutriments, les agents pathogènes et les contaminants restants afin de produire un effluent de haute qualité.

L’objectif principal de ces systèmes est de minimiser l’impact sur la nature et de garantir que l’eau traitée respecte les normes réglementaires en matière de dépollution, de rejet en milieu naturel ou de réutilisation en toute sécurité.

Les systèmes de traitement des eaux usées sont essentiels dans un large éventail d’ industries. Ceux-ci comprennent le secteur agroalimentaire, la production chimique et pharmaceutique, la fabrication de papier et de textiles, la métallurgie, les opérations pétrochimiques et l’industrie de la construction.

Les stations de traitement des eaux, aussi appelées stations d’épuration ou stations d’assainissement des eaux usées, jouent également un rôle essentiel dans les zones urbaines et industrielles gérées par les autorités publiques et locales. En garantissant la conformité et la durabilité environnementale, ces systèmes s’adaptent aux besoins spécifiques et aux effluents de chaque secteur.

Les débitmètres d’air sont essentiels à l’étape d’aération du traitement des eaux usées. Ils garantissent un apport d’air stable et précis dans le bassin d’aération. Ce flux constant d’oxygène est crucial pour soutenir les réactions biologiques du processus des boues activées. L’aération contribue également à réduire les niveaux de sulfure d’hydrogène et d’ammoniac dans les eaux usées.

Au cours de ce processus, les micro-organismes se développent dans des conditions riches en oxygène et décomposent les polluants organiques présents dans les eaux usées. En maintenant des niveaux d’oxygène optimaux, les débitmètres d’air améliorent l’efficacité de l’activité microbienne, contribuent à réduire la consommation énergétique globale et empêchent les conversions odorantes et incomplètes des polluants dans des conditions septiques. Leur rôle permet de maintenir les performances du système d’aération et garantit l’efficacité globale du traitement secondaire.

Dans les systèmes de traitement de l’eau, les débitmètres d’air remplissent deux fonctions essentielles.

Avant toute chose, ils surveillent le volume et la vitesse de l’air acheminé vers les bassins d’aération. Ces données font partie des paramètres de contrôle courants et permettent de s’assurer que le débit d’air reste dans des plages optimales.

Ensuite, ils fournissent des données de mesure précises qui permettent aux systèmes de contrôle (tels que les vannes ou les régulateurs de vitesse des ventilateurs) de réguler l’alimentation en air. De cette manière, les débitmètres d’air contribuent à la stabilité des performances d’aération et à l’efficacité énergétique.

La compréhension de ces fonctions clés permet de choisir le type de débitmètre d’air adapté aux systèmes d’aération des eaux usées.

Les débitmètres par mesure de pression différentielle associés à un organe déprimogène tel qu’un tube de Pitot ou une plaque à orifice, fonctionnent en créant une restriction contrôlée dans le circuit d’air. Cette restriction génère une chute de pression mesurable, qui est directement proportionnelle au débit. Ces instruments de mesure du débit sont couramment utilisés dans les environnements industriels en raison de leur conception robuste et de leur compatibilité.

Bien que ces systèmes soient rentables et largement déployés, leurs performances peuvent être affectées par des facteurs tels que l’accumulation de saletés, la corrosion et les changements dans les conditions du fluide (température, pression). Une installation correcte, un entretien régulier et une sélection appropriée de l’élément primaire sont essentiels pour garantir la précision des mesures et la longévité du système.

Les débitmètres massiques thermiques sont une autre option courante, particulièrement appréciés pour leur capacité à mesurer directement le débit massique de l’air sans nécessiter de compensation de pression ou de température. Ils fonctionnent en détectant la perte de chaleur d’un capteur chauffé lorsque l’air passe dessus. La quantité de chaleur perdue est directement proportionnelle à la masse d’air qui traverse le débitmètre. Ces débitmètres sont particulièrement adaptés aux applications nécessitant une grande sensibilité et des mesures stables et reproductibles sur une large plage de débits. Cependant, ils peuvent être affectés par la contamination ou la condensation dans des environnements difficiles, ce qui nécessite de nettoyage et un étalonnage périodiques.

Les débitmètres d’air à ultrasons représentent une alternative moderne qui offre une grande précision sans pièces mécaniques intrusives. Ils fonctionnent en envoyant des signaux ultrasoniques entre deux capteurs ; le temps nécessaire au signal pour se déplacer en amont et en aval détermine le débit. Ces débitmètres sont particulièrement efficaces dans les environnements où les conditions de débit varient et où une perte de pression minimale est requise. De plus, ils sont faciles à installer, nécessitent peu d’entretien ou de services de maintenance, et conviennent aussi bien aux nouveaux systèmes d’aération des eaux usées qu’aux systèmes modernisés. Leur précision en fait une solution fiable pour optimiser l’efficacité énergétique et le contrôle de l’aération.

Dans le traitement des eaux usées, l’ enjeu essentiel est de maintenir un niveau d’oxygène équilibré, car cela fournit des informations précieuses sur la qualité de l’eau et améliore l’efficacité des bactéries dans la décomposition des eaux usées. Sans oxygène en quantité suffisante, les bactéries ne peuvent pas biodégrader efficacement les matières organiques, ce qui entraîne une dégradation lente et malodorante.

Des débitmètres d’air sont utilisés pour quantifier le volume d’air dans le traitement des eaux usées afin de contribuer au maintien d’un équilibre correct en oxygène pendant la phase d’aération.

Dans le traitement des eaux usées, l’objectif principal est l’efficacité énergétique, et les débitmètres d’air jouent un rôle important dans la réalisation de cet objectif.

Ils contribuent à la réduction des coûts énergétiques en :

• Mesurant et surveillant avec précision le débit d’air vers les bassins d’aération
• Facilitant le contrôle et l’optimisation du processus d’aération
• Permettant ainsi de réaliser d’importantes économies d’énergie

Étant donné que l’aération représente généralement 40 à 60 % de la consommation totale d’énergie dans les stations d’épuration des eaux usées, l’optimisation du débit d’air est un levier majeur pour réaliser des économies. En permettant une surveillance précise et un meilleur contrôle, l’utilisation de débitmètres d’air peuvent contribuer à réduire la consommation d’énergie jusqu’à 25 %, tout en garantissant l’efficacité et la stabilité du traitement biologique.

Les performances globales et l’efficacité du processus de traitement secondaire peuvent être encore améliorées grâce à l’intégration de débitmètres d’air.

Les débitmètres d’air à ultrasons, tels que la série FWD-A de Fuji Electric, sont conçus pour s’intégrer de manière précise et robuste dans les systèmes de traitement des eaux usées existants. Ce débitmètre à ultrasons est facile à installer et s’adapte à diverses configurations de tuyaux que l’on trouve dans les stations d’épuration.

Les anciens systèmes d’aération manquent souvent d’instruments précis pour surveiller le débit d’air. L’installation de débitmètres à ultrasons FWD-A permet aux opérateurs d’obtenir une source d’informations en temps réel sur les débits, même à faible vitesse. Leur conception permet de moderniser efficacement les infrastructures existantes.

Une petite station d’épuration des eaux usées située dans une commune rurale avait des difficultés à maintenir une aération constante en raison de la fluctuation des faibles débits d’air. Grâce à l’intégration de débitmètres à ultrasons FWD-A, l’installation a pu obtenir des mesures précises, même à faible vitesse.

Cela a permis d’améliorer le contrôle des étapes d’aération et de mieux soutenir l’activité microbienne.

En conséquence, les performances de traitement se sont stabilisées, la supervision opérationnelle est devenue plus facile et les besoins en maintenance ont été considérablement réduits.

Une grande installation industrielle de traitement des eaux usées fonctionnant à des débits élevés a adopté des débitmètres à ultrasons avancés – FWD-A afin d‘améliorer son efficacité énergétique.

Les débitmètres à ultrasons ont permis une surveillance précise et en temps réel des vastes bassins d’aération. Grâce à ces données, les opérateurs ont optimisé l’apport en oxygène, garantissant ainsi un soutien adéquat au processus de traitement des boues et eaux usées.

Au fil du temps, l’installation a enregistré des économies d’énergie pouvant atteindre 18 %, tout en maintenant des normes de traitement élevées dans le cadre des contraintes opérationnelles de l’usine.