Les opérations de traitement et de distribution de l'eau sont par nature soumises à des contraintes strictes : transport de l'eau d'un point à un autre, augmentation de la pression de filtration, injection de produits chimiques pour le traitement et distribution d'eau potable aux points d'utilisation. La précision et la fiabilité sont primordiales lors de l'utilisation d'une pompe doseuse à volume contrôlé dans un système d'injection de produits chimiques et d'additifs. Le débitmètre électromagnétique constitue une solution efficace pour vérifier le bon fonctionnement de l'équipement et garantir ainsi une efficacité maximale du dosage chimique.
Des systèmes d'alimentation dédiés fournissent les produits chimiques nécessaires à toutes les étapes du traitement de l'eau et des eaux usées. Le processus de traitement de l'eau exige une synthèse optimale ; il peut donc être nécessaire d'ajouter des produits chimiques pour créer un environnement favorable à la croissance biologique. Il est également indispensable d'obtenir une alcalinité suffisante pour maintenir le pH dans la plage de fonctionnement requise.
Dans le cadre de l'injection de produits chimiques, il est généralement nécessaire d'ajouter de l'acide ou de la soude caustique pour contrôler le pH, du chlorure ferrique ou de l'alun pour éliminer les nutriments, ou encore des sources de carbone supplémentaires telles que le méthanol, la glycine ou l'acide acétique pour le développement du procédé. Lors de l'injection de produits chimiques coûteux dans le processus de traitement de l'eau, les opérateurs doivent veiller à utiliser les quantités appropriées, conformément aux exigences du contrôle qualité. Un dosage excessif ou insuffisant de produits chimiques peut engendrer des coûts d'exploitation élevés, une corrosion accrue, une maintenance fréquente des équipements et d'autres conséquences néfastes.
Chaque système d'injection de produits chimiques est différent, selon le type de produit à injecter, sa concentration et le débit nécessaire. Des pompes doseuses peuvent être utilisées pour l'injection de produits chimiques dans le système de traitement de l'eau. On les retrouve généralement dans les installations de traitement d'eau de puits. Un faible débit nécessite une pompe doseuse capable de fournir une dose précise de produit chimique au cours d'eau récepteur.
Dans de nombreux cas, la pompe doseuse utilisée dans une station d'épuration est une pompe volumétrique chimique dont le débit peut être ajusté manuellement ou automatiquement en fonction des exigences du procédé. Ce type de pompe offre une grande répétabilité et peut pomper divers produits chimiques, notamment des acides, des bases et des substances corrosives, ou encore des liquides visqueux et des boues.
Les stations d'épuration cherchent constamment à optimiser leur fonctionnement en minimisant la maintenance, les temps d'arrêt, les pannes et autres problèmes. Chaque facteur influe sur l'efficacité et la productivité. Mais leur combinaison affecte sérieusement la capacité de production et les résultats financiers de l'usine.
Le seul moyen de déterminer la quantité exacte d'un produit chimique à injecter dans un processus de traitement de l'eau est de vérifier le débit de dosage réel maintenu par la pompe doseuse. Le problème est que de nombreuses pompes d'injection de produits chimiques ne permettent pas à l'utilisateur de régler précisément le débit de dosage.
L'expérience a démontré que l'utilisation de débitmètres pour la vérification des performances des pompes fournit des informations précieuses sur ces performances et la précision des spécifications du fabricant. Elle permet également d'identifier les problèmes de fonctionnement et les baisses d'efficacité dues à l'usure des pièces ou à d'autres facteurs. En installant des débitmètres et des vannes entre la pompe et le procédé, les utilisateurs peuvent obtenir des informations permettant d'évaluer les performances réelles de l'équipement, de mettre en évidence les éventuelles différences et d'ajuster la vitesse de la pompe si nécessaire.
Il existe de nombreux types de débitmètres pour mesurer les liquides, certains étant plus adaptés aux environnements de traitement des eaux et des eaux usées. Certains débitmètres sont plus précis et reproductibles que d'autres. Leur maintenance varie également, et leur durée de vie est supérieure à celle de certains. Il est important de considérer tous les critères de sélection et de ne pas se focaliser uniquement sur un seul aspect, comme le prix. Compte tenu des performances requises et des opérations de maintenance, un prix d'achat bas est souvent trompeur. Un critère plus pertinent est le coût total de possession (CTP), qui prend en compte non seulement le prix d'achat, mais aussi les coûts d'installation, de maintenance et de remplacement des débitmètres.
Compte tenu du coût, de la précision et de la durée de vie, les débitmètres électromagnétiques constituent un choix idéal pour les applications exigeantes de traitement de l'eau. La technologie de mesure électromagnétique élimine le besoin de pièces mobiles, ce qui peut engendrer des problèmes de performance et de maintenance, notamment avec des fluides à forte teneur en matières solides. Le débitmètre électromagnétique peut mesurer la quasi-totalité des fluides conducteurs, y compris les eaux de process et les eaux usées. Ces débitmètres offrent une faible perte de charge, une large plage de mesure et une excellente répétabilité. Ils sont reconnus pour leur haute précision à un coût raisonnable.
Le débitmètre électromagnétique fonctionne selon la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique pour mesurer la vitesse du liquide. Cette loi stipule que lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ magnétique, un signal électrique est généré dans le conducteur, et ce signal électrique est proportionnel à la vitesse de l'eau se déplaçant dans le champ magnétique.
Selon le fluide et/ou la qualité de l'eau, les électrodes standard en acier inoxydable (AISI 316) utilisées dans de nombreux débitmètres électromagnétiques peuvent suffire. Cependant, ces électrodes sont sujettes à la corrosion par piqûres et à la fissuration en milieu corrosif, ce qui peut entraîner une variation de la précision du débitmètre au fil du temps. Certains fabricants d'instruments ont opté pour des électrodes en Hastelloy C comme matériau standard afin d'offrir une meilleure résistance à la corrosion et une durée de vie plus longue. Ce superalliage présente une haute résistance à la corrosion localisée, un atout majeur dans les environnements chlorés à haute température. Grâce à sa teneur en chrome et en molybdène, il offre une excellente résistance à la corrosion. Le chrome accroît la résistance aux milieux oxydants, tandis que le molybdène améliore la résistance aux milieux réducteurs.
Certains fabricants utilisent un revêtement en téflon au lieu d'un revêtement en caoutchouc dur afin d'obtenir un matériau résistant aux hautes températures et doté de solides propriétés chimiques.
Il est avéré que les débitmètres électromagnétiques sont parfaitement adaptés aux applications critiques d'injection de produits chimiques dans les stations de traitement d'eau. Ils permettent aux opérateurs de mesurer avec précision le volume de fluide qui les traverse. Ces débitmètres peuvent être utilisés dans un système en boucle fermée pour transmettre les données à un automate programmable (PLC) afin de déterminer la dose de produit chimique à administrer sur une période donnée. Ces informations contribuent à la maîtrise des coûts des produits chimiques et au respect des réglementations environnementales applicables. Ils offrent également des avantages significatifs en termes de cycle de vie pour les installations de traitement et de distribution d'eau. Ils sont conçus pour atteindre une précision de ±0,25 % même dans des conditions d'écoulement non optimales. Par ailleurs, la configuration non invasive du tube d'écoulement ouvert élimine quasiment toute perte de charge. Correctement dimensionné, le débitmètre est relativement insensible à la viscosité, à la température et à la pression. L'absence de pièces mobiles susceptibles d'entraver l'écoulement réduit au minimum les coûts de maintenance et de réparation.
Dans un environnement exigeant comme celui d'une station d'épuration, même une pompe doseuse de taille optimale peut être confrontée à des conditions de fonctionnement différentes des prévisions. Au fil du temps, les ajustements du processus peuvent modifier la densité, le débit, la pression, la température et la viscosité du fluide que la pompe doit traiter.
Chris Sizemore is the technical sales manager for Badger Meter Flow Instrumentation.He joined the company in 2013 and has held positions in the technical support team.You can contact him at csizemore@badgermeter.com.For more information, please visit www.badgermeter.com.
Date de publication : 4 janvier 2022