Traduction d’un article de Brian Alvarado (Pepperl+Fuchs US) - 11 juillet 2019
Les grandes industries comme les industries manufacturières et minières produisent chaque jour des millions de mètre-cubes d'eaux usées. Ces eaux usées peuvent être réutilisées ou renvoyées dans l'environnement uniquement après un passage par une installation de traitement des eaux usées. Le temps moyen nécessaire pour traiter l’eau avec succès une fois entrée dans l’usine est fortement influencé par la technologie disponible. Bien que le traitement puisse prendre moins d’une journée sur certaines installations, il peut se passer jusqu’à 36 heures dans d’autres. Si une usine est équipée de la dernière technologie avec l’automatisation des processus, le traitement des eaux usées peut prendre encore moins de temps.
La gamme du Système K de Pepperl+Fuchs peut être utilisée pour rationaliser les processus des usines de traitement des eaux usées. La technologie d'interfaces du Système K est adaptées pour tous les types de signaux, depuis de simples isolateurs jusqu’aux modules dotées de fonctionnalités avancées. Les appareils se montent sur rail DIN et peuvent être alimentés via le rail d'alimentation de Pepperl+Fuchs - notre « Power Rail » - avec le module de distribution d'alimentation. Le module de distribution d’alimentation peut également envoyer l’information d’un défaut de ligne d’un module monté sur le rail vers le système de commande grâce au message collectif d’erreur, signal disponible sur le rail d’alimentation.
La gamme du Système K peut donc être utilisée dans 5 situations pour les stations d’épuration :
Les pompes d'entrée acheminent les eaux usées de leur source initiale à l'usine de traitement. Les objets solides présents dans les eaux usées qui entrent peuvent bloquer ces pompes d’arrivée, causant des dommages et des temps d’immobilisation coûteux s’ils ne sont pas détectés tôt. Les convertisseurs de fréquence du Système K surveillent la vitesse de rotation de chaque pompe en traitant les signaux de capteurs discrets. La surveillance étant permanente, les problèmes peuvent être rapidement identifiés et résolus en cas de blocage de la pompe.
Les usines de traitement des eaux usées utilisent des bassins de rétention pour stocker les eaux de pluie afin d’en contrôler le débit. Cependant, ces bassins ne doivent jamais déborder. Les usines peuvent utiliser des transmetteurs de niveau à ultrasons pour détecter le niveau de remplissage des bassins. Les alimentations pour transmetteurs du Système K peuvent être utilisées pour transmettre les informations issues des capteurs vers la salle de contrôle.
Il est essentiel que les signaux du capteur parviennent toujours à la salle de contrôle afin que l'exploitant de l'installation sache à quel moment activer les pompes d'eau de pluie. Les pompes, comme les pompes d'entrée, peuvent être équipées de convertisseurs de fréquence du Système K pour surveiller leur vitesse de rotation. Cela permet au personnel d'exploitation de passer aux pompes de secours si les convertisseurs de fréquence détectent une rupture de tuyauterie ou une autre alerte nécessitant l'activation de la pompe de réserve.
Les eaux usées peuvent contenir une quantité importante de sel, de lessive et d’acides. Ces agents peuvent interférer dans la décomposition des matières organiques. C’est pourquoi la salle de contrôle doit surveiller la conductivité de l’eau et les valeurs du pH. Les alimentations pour transmetteurs du Système K avec relais à seuils réglables peuvent être utilisées pour transmettre de manière fiable ces valeurs mesurées vers la salle de contrôle.
Lorsque les eaux usées ont traversé le dégrilleur pour le retrait des objets volumineux, elles se dirigent vers le piège à sable - la deuxième étape du processus de nettoyage mécanique pour le retrait des particules fines, de l'huile, de la graisse. À ce stade, l’eau peut être nettoyée à l’aide d’un piège à sable non ventilé ou ventilé. Dans un piège à sable non ventilé, le sable et d'autres particules s'accumulent au fur et à mesure que la vitesse d'écoulement des eaux usées diminue et peut ensuite être siphonné par le fond. De l'huile et de la graisse potentiellement inflammables restent dans le bassin. Dans un piège à sable ventilé, l'air est soufflé dans le bassin par le bas, les matières coulent et s'accumulent au fond. Des pompes à sable montées sur un pont de raclage mobile servent à siphonner les particules de sédiment provenant du drain ou d'un entonnoir au fond du piège à sable. Les huiles et les graisses, qui se déposent à la surface, sont éliminées par un racleur à surface oscillante équipé d'un dispositif d'aspiration.
La position du skimmer est déterminée et signalée à l'aide de capteurs discrets ; ils fonctionnent en association avec leur amplificateur de commutation. Des capteurs et des convertisseurs de fréquence surveillent la vitesse de rotation des pompes à sable. La mesure de niveau du sable déposé est transmise grâce à un mesureur de niveau vers la salle de contrôle à l'aide d'une alimentation pour transmetteur. Selon que l'installation présente des zones classées dangereuses (ATEX), les modules
Après le passage des eaux usées dans les clarificateurs primaires, les boues produites lors de cette étape sont acheminées vers une tour de digestion pour y être décomposées. Le processus de décomposition hermétique de 25 jours décompose les boues en produisant du gaz, de l'eau et du sapropel. Le mélange gazeux contenant 70% de méthane et 30% de dioxyde de carbone est ensuite nettoyé et le gaz restant est soit brûlé, soit stocké pour la production d’énergie.
Les tours de digestion et leurs systèmes secondaires comportent essentiellement des zones à risque d’explosion ; les barrières de sécurité intrinsèques du Système K peuvent donc être utilisées comme interfaces. Les alimentations pour transmetteurs communiquent les mesures des capteurs de niveau et de pression de la tour de digestion au panneau de commande, tandis que les convertisseurs de température s’occupent des données de température du processus.
En conjonction avec des capteurs, les convertisseurs de fréquence du Système K contrôle et transfèrent les données du moteur de l'agitateur de la tour de digestion afin de prévenir les obstructions des tuyaux et d'empêcher la mousse d’envahir l'installation. Les analyseurs de gaz transmettent leurs résultats au panneau de commande via des convertisseurs de signaux afin de mesurer de manière fiable la qualité du gaz. Les mesures de niveau de remplissage et de pression dans le réservoir de stockage de gaz sont transmises de la même manière pour empêcher les gaz dangereux de s'échapper dans l'installation.