Nettoyage Clarificateur [PDF]

Zitiervorschau

VEOLIA EAU – Région Sud-Est Crystal Palace – Direction technique 369/371 Promenade des Anglais BP 3034 06201 NICE cedex 3

PROJET. PROJET : NETTOYAGE AUTOMATISE HAUTE PRESSION D’UN CLARIFICATEUR.

Pascal LACOUR

DATE : le 6 mai 2010.

I. OBJET DE LA NOTE. Dans un but améliorer les conditions de travail lors d’une opération de nettoyage manuel des clarificateurs, cette note regroupe une approche pour la mise en place d’un tel système avec récupération des eaux de sortie de clarification. Dans le cas de la mise en place d’un tel système, les avantages sont nombreux : -- SSuupppprreessssiioonn dduu nneettttooyyaaggee m maannuueell,, source potentielle d’accidents (chutes, glissades, sanitaires…). -- EEccoonnoom miiee eenn ccooûûtt ddee ggeessttiioonn,, évite au minimum 4 heures de nettoyage manuel hebdomadaire. -- FFoonnccttiioonnnneem meenntt eenn ppéérriiooddee ddee nnuuiitt,, peu de débit, goulotte de récupération avec une lame d’eau faible, faible perturbation du rejet).

Nettoyage automatique des clarificateurs

Page 1/7

II. LE PRINCIPE. Le système de nettoyage est constitué d’une pompe haute pression, d’une programmation sur horloge et de buses calibrées (débit, pression, angle de projection, type du panache hydraulique). L’ensemble est fixé sur le pont racleur, le système étant alimenté par l’eau de surface du clarificateur via une pompe haute pression en ligne (pression de 7.5 bars à minima et débit adapté au nombre de buses). Les jets sous pression sont projetés sur les parois, ceux-ci empêchent tout développement d’algues ce qui permet de maintenir l’ouvrage propre. Les buses doivent être adaptées en fonction du besoin spécifique : -- LLaa oouu lleess bbuusseess ppoouurr m miinniim miisseerr ll’i’im mppaacctt ddeess m moouusssseess ddaannss llee CClliiffffoorrdd,, arrosage sous forme de douche, large spectre à diffusion conique. -- LLaa oouu lleess bbuusseess ppoouurr rraam meenneerr lleess fflloottttaannttss vers la périphérie du bassin pour une évacuation plus aisée, profil miroir à 60°, peu de débit, juste de quoi amorcer le déplacement des flottants vers le seuil de ramassage. -- LLeess bbuusseess ddee nneettttooyyaaggee ddee llaa ccllooiissoonn ssiipphhooïïddee eett ddee llaa ggoouulloottttee dd’e ’eaauu ttrraaiittééee,, profil miroir à 60°, débit important pour un décapage optimum des algues.

Exemple d’une installation type DN50 PN16

Pompe KSB HP

DN25 PN16

Amorçage pompe Pressostat HP et BP

Manomètre

18m3/h DN50 PN16

7,7 bars

Pont racleur DN50 PN16 DN25 PN16

Clifford

Aspiration (clapet+crépine)

Nettoyage automatique des clarificateurs

DN25 PN16 DN25 PN16

Vidange/Surplus pression

60cm

Anti-moussage

1 ou x buses selon Ø clarif (flottant vers la périphérie)

Attention à la rigidité des canalisations

Cloison siphoïde Goulotte ET

Page 2/7

III. ETUDE DE CAS : STATION DE CASINCA (Corse secteur Balagne) A. Présentation de l’Usine. L’Usine de CCaassiinnccaa est située sur le périmètre de l’agence de Porto-Vechio, d’une capacité nominale de 16 000EH, traitement biologique type Boues Activées avec 2 files de traitement. Les caractéristiques des clarificateurs sont : -

Ø intérieur du bassin de 13.8m. Ø au miroir de 13m. Ø du chemin de roulement de 14m. Ø du Clifford d’environ 3m Vitesse périphérique du pont racleur de 3.1cm/s. Rotation complète du pont en 24mn

B. Les pré-requis. Avant une éventuelle mise en œuvre d’un tel système, il est important de prendre en compte certaines précautions : -- N Nee ppaass iinnssttaallleerr uunn ssyyssttèèm mee ddee nneettttooyyaaggee hhaauuttee pprreessssiioonn en cas de surcharge hydraulique avec une vitesse ascensionnelle trop importante et un voile de boue trop prés de la surface (colmatage des buses et envoi de boue dans la goulotte d’eau traitée). Dans le cas de la STEP de Casinca, la hauteur au centre de l’ouvrage est de 3.4m, le voile de boue se situe à environ 1m sous le niveau liquide. La crépine d’aspiration de la pompe se situera environ à 0.5m sous la surface, soit une réserve d’eau de 43m3 si aucune alimentation du bassin, donc pour une pompe de 18m3/h, une autonomie maximum de 2h15mn. -- LLaa ppoossssiibbiilliittéé dd’u ’unnee aalliim meennttaattiioonn éélleeccttrriiqquuee sur le pont racleur en fonction de la pompe à utiliser (section câble, longueur, éventuellement télécommande ou retour d’information) -- FFoonnccttiioonnnneem meenntt ddee nnuuiitt ggrrââccee àà uunnee aauuttoom maattiissaattiioonn sur horloges pour une meilleure efficacité de nettoyage (goulotte vide ou en niveau très bas) et des raisons évidente de sécurité (glissade, phénomène de brumisation des eaux traitées). Un autre avantage, peu de perturbation du rejet du à une débimètrie faible et des prélèvements en aval avec une fréquence amoindrie. -- LLaa ssééccuurriittéé ddee ffoonnccttiioonnnneem meenntt ddee llaa ppoom mppee avec la mise en place d’un pressostat 2 seuils, un pour une sécurité HP temporisé à 5s (vanne fermée, colmatage des buses du à des départs de boue ou d’encrassement), le second temporisé à 5s pour un éventuel manque d’eau. Un ajout d’un manomètre sur la nourrisse principale permet aussi de surveiller d’éventuelle dérive du système (colmatage progressif de l’ensemble de l’installation en autre). -- LLee ddiim meennssiioonnnneem meenntt ddee llaa ppoom mppee en débit (cumul avec le nombre de buse et leur débit associé et en pression pour garantir une pression dynamique à minima de 7 bars.

Nettoyage automatique des clarificateurs

Page 3/7

C. Sélection du matériel pour une mise en œuvre. 1. Généralité sur les buses. Le système utilise trois types de buse : -- D Deess bbuusseess àà jjeett ppllaatt 6600°°pour le nettoyage du fond de goulotte de récupération des ET ainsi que les parois (cloison siphoïde, mur béton et peigne).

-- D Deess bbuusseess àà jjeett m miirrooiirr 114400°°pour déplacer les flottants vers la périphérie du bassin.

--D Deess bbuusseess àà jjeett ccoonniiqquuee pplleeiinn 4455°° pour éventuellement abattre les mousses présentes dans le Clifford (en fonction des besoins spécifique de chaque Usine).

2. Sélection des buses. Nettoyage des parois. Utilisation de 5 buses à jet plat 60° du fournisseur LECHLER référence 616.844.16.00.00.0 avec un Ø de passage de 3mm. Nombre

Raccordement

5

Mâle 3/4" BSPP

Débit unitaire (l/mn) 23,86

Pression (bar) 7,5

Débit total (m3/h) 7,2

Nettoyage du fond de goulotte. Utilisation de 2 buses à jet plat 60° du fournisseur LECHLER référence 617.044.16.00.00.2 avec un Ø de passage de 5.5mm. Nombre

Raccordement

2

Mâle 3/4" BSPP

Débit unitaire (l/mn) 76,35

Pression (bar) 7,5

Débit total (m3/h) 9,2

Liens du catalogue en ligne : http://www.lechler.fr/pdf/jet_plat.pdf

Nettoyage automatique des clarificateurs

Page 4/7

Déplacement des flottants. Utilisation de 3 buses à jet miroir 140° du fournisseur LECHLER référence 684.808.56.00.00.0 avec un Ø de passage de 3.4mm. Le nombre de buse va dépendre essentiellement de la longueur du racleur de surface (longueur-rayon Clifford – largeur cloison siphoïde/paroi béton). Pour la série 684, pour une hauteur d’installation à 0.25m, le rayon d’action du jet est de 1.4m, donc pour une longueur de 4.57m en à besoin de 2 buses. Nombre 2

Débit unitaire (l/mn) Femelle 3/8" BSPP 23,72 Raccordement

Pression (bar) 7,5

Débit total (m3/h) 2,8

Note : Prévoir les 3 écrous chapeau 3/8" BSPP référence 065.200.56.00.00.0

Abattement des mousses du Clifford. Si besoin selon les sites, un abattement des mousses peut être envisagé. Utilisation de 2 buses à cône plein 45° du fournisseur LECHLER référence 460.723.17.CG avec un Ø de passage de 2.35mm. Nombre 2

Raccordement Mâle 1/2" BSPT

Débit unitaire (l/mn) 10,54

Pression (bar) 7,5

Débit total (m3/h) 1,3

Liens du catalogue en ligne : http://www.lechler.fr/pdf/cone_plein.pdf

Pour cette application le besoin est donc de 21m3/h à une pression de 7 bars.

3. Sélection de la pompe. L’utilisation d’une pompe volumétrique de surface semble plus adapté à ce type d’utilisation (une immergée est possible mais plus contraignant au niveau de la maintenance). Après consultation, le choix peut se porter sur une pompe centrifuge multicellulaire haute pression de fabrication KSB référence MOVITEC VF 18-7 (23 m3/h, 7.5 bars, 7.5kW, 14A).

4. La tuyauterie PVC haute pression. L’utilisation de tuyauterie PVC rigide PN10 semble suffisante pour cette application. En synthèse, aspiration et nourrisse principale en DN50, distribution vers les buses en DN25 (si possibilité le DN32 peut être envisage pour alimenter 2 buses en même temps). Dans la théorie, à chaque changement de direction de la tuyauterie doit être présent un collier en amont et un en aval du coude (coups de bélier). Pour éviter toute casse, il faut un maximum de point d’ancrage des canalisations, un ajout de raccord-union sur les grandes longueurs peut faciliter les opérations de maintenance sur le bassin (moteur de translation et proximité des tuyauteries par exemple). Une vidange du circuit hydraulique en cas de possibilité de gel ou d’un délestage d’un surplus de pression non pris en compte dans la phase d’étude de l’installation. Chaque rampe de buse doit être équipée d’une vanne PVC ¼ tour, sectionnement du circuit et possibilité d’affiner le réglage de l’angle d’attaque de la buse (seulement en rotation). Nettoyage automatique des clarificateurs

Page 5/7

5. Partie électrique. La solution idéale est de prendre l’alimentation électrique 3x380v CA directement sur le pont racleur ou d’utiliser les réserves de câblerie. Dans le cas de l’Usine de Casinca, une section de 2.5mm2 pour l’alimentation du moteur de pompage. Une horloge permet de d’activer les séquences de nettoyage, 30mn unitaire avec 3 cycles dans la nuit (23h, 3h et 6h du matin). Les sécurités par pression haute et basse doivent être temporisées à 5s (HH contact NO tempo travail et LL contact NC tempos repos). Dés l’activation, la pompe doit s’arrêter et signaler le défaut (voyant ou retour superviseur si possible). Il serait judicieux de pouvoir sélectionner 2 modes de fonctionnement, un en automatique et un en mode manuel pour diverse vérification de fonctionnement pendant les heures ouvrables (commutateur 3 positions par exemple). De façon classique, le circuit de puissance pourrait être constitué d’un disjoncteur magnéto-thermique associé à un contacteur moteur. Tous les équipements électriques seront regroupés dans un coffret embarqué sur le pont, un bouton poussoir "arrêt d’équipement" en façade avant.

D. Le coût estimatif de l’installation et le retour sur investissement. Le tableau ci-dessous reprend les coûts des équipements et de leurs installations.

INVESTISSEMENT Désignation

Coût (€HT)

Pompe KSB Buses Tuyauterie PVC Plateforme pompe et support Coffret électrique, câble Consommation éléctrique/an Main-œuvre

766,00 352,43 500,00 400,00 750,00 287,00 1050,00

7,5kW 1 personne

1h30 30 € CC

0,07€/kWh 35h

4 105 € HT

RETOUR SUR INVESTISSEMENT Désignation Nettoyage hebdomadaire

Coût (€HT) 1personne

30 € CC

4h

6240,00

8 mois

→ Une retour sur investissement très rapide, moins de 1 an. Nettoyage automatique des clarificateurs

Page 6/7

E. PHOTOTHEQUE.

La pompe positionnée sur un châssis.

Amorçage de la pompe

Raccord-union PVC DN50 PN10

La rampe de nettoyage des goulottes Nourrice DN50 PN10 Vanne d’isolement et de réglage

Buse haute pression

Nettoyage automatique des clarificateurs

Page 7/7