- Étude de cas
Pompe Qdos CWT in situ
- Rejets dans l'environnement conformes par un dosage fiable du sulfate de chlorure ferrique
- La nouvelle pompe doseuse Qdos CWT réduit les besoins de maintenance
- Tête de pompe toujours très performante après 8 000 heures de fonctionnement
L’optimisation des équipements de dosage de produits chimiques dans une usine de traitement des eaux usées en Allemagne permet une élimination du phosphore extrèmement efficace, déclare Thomas Klobuczynski, Ingénieur Commercial industries, Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS).
La station de traitement des eaux usées (WWTP) de la ville de Hessisch-Lichtenau en Allemagne adopte une nouvelle approche dans le dosage de produits chimiques pour l’élimination du phosphore. Deux pompes à membrane, utilisées pour doser le chlorure ferrique dans ce but, sont remplacées par une seule pompe péristaltique Qdos CWT de WMFTS, une première dans le pays.
La station d'épuration de Fürstenhagen traite 18 500 équivalent-habitants (EH) d’eaux usées sur le district de Werra-Meissner dans l'État de Hesse.
Le système de traitement primaire des eaux usées comprend un système de pré-épuration mécanique avec grille et dessableur et un bassin d'aération avec dénitrification en amont et nitrification en aval, avec recirculation. Il y a deux bassins de clarification secondaire et une unité de traitement des boues.
Dosage du chlorure ferrique
Le dosage d’un coagulant tel que le sulfate de chlorure ferrique (FeClSO4) est nécessaire lors du traitement biologique pour une réduction contrôlée du phosphore, car la charge en phosphore à l'entrée de l'usine est très variable. Les réglementations environnementales imposent que les effluents traités rejetés dans la rivière Losse ne dépasse jamais 0,70 mg/l de phosphate total.
La pompe doseuse puise le chlorure ferrique dans une cuve de stockage de 25m3 pour l’injecter ensuite, en un seul point, situé à environ 30 m de distance.
Selon l'opérateur, un dosage constant et maîtrisé est essentiel 24/7 sur ce poste. Malheureusement, les 2 pompes à membrane dédiées, en alternance, à cette tâche n'étaient pas fiables et nécessitaient des interventions de maintenance fréquentes.
Le directeur des opérations, Marco Quehl, a confirmé : "Nous avons besoin que le floculant soit dosé sur un débit de basse stable qui puisse être augmenté automatiquement en fonction de la charge de phosphore à l'entrée."
La corrosion était une difficulté
Selon Mr Quehl, le problème majeur des pompes à membrane était que le sulfate de chlorure ferrique est corrosif et laissait des résidus de fer sur les clapets des pompes. Ceci entraînant une perte d’étanchéité de ceux-ci donc des fuites mineures mais permanentes.
"Cela engendrait de fréquentes opérations de maintenances mineures, mais après une durée de vie moyenne d'environ 12 mois, sur un fonctionnement en alternance des 2 pompes à membrane, nous devions remplacer la tête de pompe, voire la pompe entière", a-t-il déclaré. "En considérant, en plus, les opérations de nettoyage régulières rendues nécessaires, leur utilisation s’est avérées coûteuse en temps et pièces détachées."
La plupart des pompes doseuses exigent une maintenance régulière pour rester opérationnelles. Cela rend la pompe indisponible suffisamment longtemps pour nécessité une pompe de secours afin de garantir la continuité du process. Un technicien qualifié est également nécessaire sur site pour effectuer ces opérations.
"La nouvelle technologie Qdos CWT est tout simplement la meilleure lorsqu'il s'agit de doser les floculants dans notre usine. Il est inutile que quiconque me propose d'autres solutions."
Marco Quehl, responsable des opérations d'assainissement
Un gain de temps
Les têtes de pompe de toute la gamme Qdos de Watson-Marlow ne se démontent pas, elles se remplacent juste très facilement en fin de vie. Cela prend moins d'une minute à un opérateur, offrant des avantages substantiels en termes de gain de temps et de santé et sécurité , en effet, le produit chimique reste contenu dans la tête sans risque de contact avec le personnel.
"Nous avions déjà une expérience positive avec l'utilisation des pompes à tube Watson-Marlow Qdos pour le dosage du sulfate de chlorure ferrique et d'autres produits chimiques", a déclaré Mr Quehl, "c'est pourquoi nous avons accepté de tester la pompe CWT sur notre site."
La nouvelle Qdos CWT est la première pompe péristaltique au monde sans tube, ce qui représente un changement radical dans la mécanique de cette pompe péristaltique. Dans le cadre d’une campagne d’essai lors de son lancement, la CWT a pu être testée en conditions réelles à la station d'épuration de Fürstenhagen.
Moins de stress
Alors qu'un tube péristaltique conventionnel est comprimé à plat par déformation plastique, la tête de pompe Qdos CWT intègre un élément EPDM, qui est élastiquement comprimé contre une piste en PEEK. Cela réduit les contraintes et la fatigue des matériaux, offrant une durée de vie nettement supérieure, une maintenance réduite et moins d’interventions sur site.
La pompe est auto-amorçante et il n'y a pas de retour de fluide, même lorsque la pompe est arrêtée. Cela évite également les bouchons de gaz, il n'y a donc aucun risque d'interruption et aucun équipement supplémentaire tel que des vannes d’amorçage, de pressurisation ou de système anti-syphonnage.
Le directeur des opérations, Bernd Sennhenn, a déclaré : « Le Qdos CWT a été installé il y a 12 mois et il fonctionne depuis sans aucun problème depuis lors. Nous avons pu l’installer directement en remplacement d'une pompe à membrane.
Revenant sur l'essai à la station d'épuration de Fürstenhagen, Mr Quehl a déclaré: « Le Qdos CWT a fonctionné pendant plus de 8 000 heures et a dosé un total de près de 90 000 litres de floculant sans aucun intervention.
"Par rapport aux pompes à membrane, la Qdos CWT dose de façon plus régulière avec des pulsations plus faibles, ce qui protège la tuyauterie et les connecteurs. Il n'y a pas besoin d'amortisseurs de pulsations."
Opération continue
L’optimisation des pompes doseuses a permis à l'usine d'économiser considérablement en temps d’intervention et d'argent. La Qdos CWT a fonctionné à une moyenne de 75 % de sa capacité maximale, démontrant sa capacité et sa fiabilité dans les plages de performances les plus élevées.
Cette fiabilité de la Qdos CWT s’explique par sa conception. L'élément de contact fluide est soumis à de faibles niveaux de contrainte, et bien qu'une deuxième pompe doseuse soit gardée en réserve à Fürstenhagen, pour assurer la disponibilité opérationnelle, elle n'est pratiquement jamais utilisée.
Grâce à la fiabilité et à la fonctionnalité globales de la tête de pompe Qdos CWT, l'usine de Fürstenhagen a réalisé une réduction de 97,5 % de ses rejets de phosphore au cours de l'année.
"La nouvelle technologie Qdos CWT est tout simplement la meilleure en matière de dosage de floculants dans notre usine. Il est inutile que quiconque me propose d'autres solutions", a conclu Mr Quehl.
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