Chez Water Magazine, nous sommes constamment à la recherche de projets qui ont surmonté des difficultés et qui pourraient bénéficier à d'autres. En nous concentrant sur la mesure du débit dans une petite station d'épuration des eaux usées (STEP) en Cornouailles, nous avons rencontré les principaux participants au projet…
Les petites stations d'épuration présentent souvent des défis physiques importants pour les ingénieurs en instrumentation et contrôle-commande. Cependant, une installation de mesure de débit conforme a été installée dans une station de Fowey, dans le sud-ouest de l'Angleterre, grâce à un partenariat entre une compagnie des eaux, un entrepreneur, un fournisseur d'instrumentation et une société d'inspection.
Le contrôleur de débit de la station d'épuration de Fowey devait être remplacé dans le cadre d'un programme de maintenance complexe, rendu difficile par les contraintes du site. Des solutions plus innovantes ont donc été envisagées comme alternative à un remplacement à l'identique.
Les ingénieurs de Tecker, entrepreneur MEICA pour South West Water, ont donc étudié les options disponibles. « Le canal se trouve entre deux fossés d'aération, et il n'y avait pas assez de place pour l'étendre ou le détourner », explique Ben Finney, ingénieur de projet chez Tecker.
toile de fond
Des mesures précises du débit des eaux usées permettent aux gestionnaires de stations d'épuration d'optimiser leur fonctionnement, d'optimiser le traitement, de minimiser les coûts et de protéger l'environnement. Par conséquent, l'Agence de l'environnement a imposé des exigences de performance strictes aux équipements et structures de surveillance du débit des stations d'épuration en Angleterre. Cette norme de performance précise les exigences minimales pour l'autosurveillance du débit.
La norme MCERTS s'applique aux sites agréés en vertu du Règlement sur les permis environnementaux (REP), qui exige des exploitants de procédés qu'ils surveillent les débits liquides d'eaux usées industrielles ou commerciales, et qu'ils collectent et documentent les résultats. La norme MCERTS fixe des exigences minimales pour l'autosurveillance des débits, et les exploitants ont installé des compteurs conformes aux exigences de l'Agence de l'environnement en matière de permis. La licence d'exploitation des ressources naturelles du Pays de Galles peut également stipuler que le système de surveillance des débits a été certifié par la MCERTS.
Les systèmes et ouvrages de mesure du débit réglementé sont généralement inspectés chaque année. La non-conformité peut être due à plusieurs facteurs, tels que le vieillissement et l'érosion des canaux, ou l'incapacité à fournir le niveau de précision requis en raison de variations de débit. Par exemple, la croissance démographique locale, conjuguée à l'intensité accrue des précipitations due au changement climatique, peut entraîner l'inondation des ouvrages d'écoulement.
Surveillance du débit de la station d'épuration de Fowey
À la demande de Tecker, des ingénieurs ont visité le site et, ces dernières années, la popularité de cette technologie a considérablement augmenté. « Cela s'explique souvent par le fait que les débitmètres peuvent être installés rapidement et facilement sur des canaux endommagés ou vieillissants, sans nécessiter de travaux d'investissement majeurs. »
Les débitmètres interconnectés ont été livrés dans le mois suivant la commande et installés en moins d'une semaine. En revanche, la réparation ou le remplacement des éviers prendra plus de temps à organiser et à mettre en œuvre ; ils seront plus coûteux ; le fonctionnement normal de l'usine sera affecté et la conformité au MCERTS ne peut être garantie.
Une méthode unique de corrélation ultrasonore permet de mesurer en continu les vitesses individuelles à différents niveaux d'une section d'écoulement. Cette technique de mesure du débit régional fournit un profil d'écoulement 3D calculé en temps réel pour des mesures de débit reproductibles et vérifiables.
La méthode de mesure de la vitesse repose sur le principe de la réflexion ultrasonore. Les réflexions dans les eaux usées, telles que les particules, les minéraux ou les bulles d'air, sont balayées par des impulsions ultrasonores selon un angle spécifique. L'écho résultant est enregistré sous forme d'image, ou motif d'écho, et un second balayage est effectué quelques millisecondes plus tard. Ce motif d'écho est ensuite enregistré et, en corrélant/comparant les signaux enregistrés, la position d'un réflecteur clairement identifiable peut être identifiée. Comme les réflecteurs se déplacent avec l'eau, ils peuvent être identifiés à différents endroits de l'image.
L'angle du faisceau permet de calculer la vitesse des particules et, par conséquent, la vitesse des eaux usées à partir du déplacement temporel du réflecteur. Cette technologie produit des mesures très précises sans nécessiter de mesures d'étalonnage supplémentaires.
Cette technologie est conçue pour fonctionner dans un tuyau ou une canalisation, permettant un fonctionnement efficace dans les applications les plus exigeantes et les plus polluantes. Des facteurs d'influence tels que la forme du puits, les caractéristiques de l'écoulement et la rugosité de la paroi sont pris en compte dans le calcul du débit.
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Date de publication : 29 novembre 2024